內容摘要
??? 城市燃氣主要是通過燃燒取得熱量作為能源或動力。為此燃氣應用著重研究燃燒的穩(wěn)定性與連續(xù)性。氣體燃料比固體燃料有許多優(yōu)點,這些優(yōu)點利用不好就會造成災害。消防與滅火就是設法破壞穩(wěn)定燃燒的條件達到滅火的目的。安全地應用燃氣是非常重要的課題。本文目的是從理論上論述燃氣著火與熄火的機理,從而引申到產生爆炸的條件以及防止爆炸的技術措施。文章還介紹一些安全技術措施。這些措施主要是屬于防止燃氣泄露產生爆燃、爆炸的事故,涉及到燃燒產物產生的危害及其安全措施,將由其它文章闡述。
??? 引言
??? 隨著科學技術的發(fā)展,氣體燃料的使用范圍越來越廣泛,使用氣體燃料不僅節(jié)約能源、降低大氣污染,而且可以增進工業(yè)產品質量及勞動生產率,給人民生活帶來各種方便,提高人民生活水平。事實已證明城市燃氣已是現(xiàn)代化城市必不可少的一環(huán)。但是,事物是一分為二的,正當人們充分利用燃氣的各種優(yōu)勢的同時,由于沒有掌握它的特點,也會發(fā)生不應有的災害。目前,我國各個城市爭先發(fā)展燃氣事業(yè)的同時,還必需研究、認識燃氣燃燒安全機理,總結分析各種災害的原因,宣傳有關燃氣安全技術,采取必要的措施,控制燃氣造成的事故,讓燃氣事業(yè)更好的為人類服務。
??? 本文介紹了燃氣的優(yōu)點及其有害的個性。論述了燃氣著火、熄火、爆炸和穩(wěn)定燃燒的基本機理,以及相應的安全技術。
??? 一、城市燃氣及其燃燒特性
??? 我國常用的城市燃氣有如下幾種:
??? 天然氣,其成分以甲烷為主,發(fā)熱量在8500~9500千卡/標米3之間。
??? 液化石油氣,其成分以丙烷、丁烷為主,發(fā)熱量在23000~28000千卡/標米3之間。
??? 煤制氣,主要是以焦爐煤氣為代表,成分中有甲烷、一氧化碳和氫氣等可燃氣體,發(fā)熱量在3500~4500千卡/標米3之間。
??? 城市燃氣屬于氣體燃料,就其本身成分而論,煤制氣中因含有一定的一氧化碳,所以毒性較高,其它燃氣雖然含有極少量的一氧化碳(有的燃氣根本沒有一氧化碳),但對人體也是不利因素。
??? 氣體燃料的燃燒,與固體及液體燃料對比,有其獨特的優(yōu)點同時也有不利的一面。
??? 例如:
??? 它的顆粒最小,以分子出現(xiàn),因此需要的點火能量很低,也就是說最容易著火,使用方便.但是,泄露出來與周圍空氣混合,也容易爆炸。
它很容易與助燃的空氣均勻地混合,所以燃燒完全,并且它不僅可以在非常小的空間內加熱(加熱一個點),同時也可以大面積燃燒(加熱一個大爐膛)。因此,也容易由小面積的燃燒變成大面積的火災。
??? 氣體燃料可以用閥門調節(jié)流量,容易實現(xiàn)自動控制,但一旦失去控制,就會造成火災或爆炸。
??? 城市燃氣經過凈化系統(tǒng)后,清除了硫、苯及萘等雜質,又因為其容易完全燃燒,所以燃氣的燃燒產物中有害物比較少。但是,這不等于沒有有害物,例如正常的燃燒產物中CO含量很小,只在0.05~0.1%之間(參4)。但是燃氣的燃燒產物排到通風不良的空間,有害物逐步積累,到一定程度后,也會造成人身傷亡。因此認為用了燃氣后不需要排煙是極端錯誤的。
??? 這樣看來,燃氣與煤和油相比有很大優(yōu)勢。但是另一方面,它的優(yōu)點如果利用不好也容易發(fā)生事故。為此,搞燃氣事業(yè)首先要考慮安全。在保證安全的條件下,充分發(fā)揮燃氣的優(yōu)勢,使其安分地為人類服務。
??? 二、燃氣的著火、熄火與爆炸極限
??? 燃氣的著火,是燃氣由沒有燃燒達到燃燒的轉折點,也就是說達到燃燒的極限條件。相反燃氣熄火是由燃燒到不燃燒的極限條件。
??? 大氣中的火焰或燃燒室中燃氣的燃燒都可看作一個封閉的熱力系統(tǒng),任何時候均以熱平衡為其存在條件。這種熱平衡就是產生熱量(產熱率)與散發(fā)熱量(散熱率)之間的相等關系。當產生熱量大于散發(fā)的熱量時,熱量的積累使溫度不斷升高,產生燃燒現(xiàn)象,相反,產生熱量小于散發(fā)的熱量時,溫度降低,會使燃燒熄滅。根據(jù)熱平衡的關系式可以分析著火、熄火以及爆炸的極限條件。
??? (一) 著火溫度與熄火溫度
??? 封閉系統(tǒng)內,氣體燃料與氧化劑的混合物(可燃混合物)的產熱率q1的計算式如下:
???