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燃气基础知识;一、燃气的定义;二、燃气的分类;目前国内使用的城市燃气气源有天然气、液化石油气、人工煤气。
我国《城市燃气分类》(GB/T13611-92)对城市燃气做出如下分类:
人工煤气5R6R7R
天然气4T6T10T13T
液化石油气19Y20Y22Y;燃气可分为天然气、液化石油气、人工煤气、沼气等。天然气一般可分为气田气、油田伴生气、凝析气田气、煤层气、矿井气。人工煤气可分为:固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气、油制气等。
国内作为城市燃气的有天然气、液化石油气、人工煤气。;天然气(NaturalGas);液化石油气;人工燃气(煤制气);人工燃气(油制气);沼气(生物气);三、可燃气体燃烧爆炸的基本知识;(一)可燃气体燃烧爆炸的基本知识
1.1可燃气体爆炸的基本条件
可燃气体燃烧爆炸的三个基本要素是:可燃气体、助燃剂(空气、氧气)和能引起燃烧爆炸反应的能量。;
可燃气体燃烧爆炸的三个基本条件是:可燃气体与空气按一定比例成分子状态混合,有一定的混合空间和反应时间,温度上升到一定值或遇到点火源。防火防爆就是防止三个基本条件中的任何一个产生。;1.2可燃气体爆炸的模式
根据火焰的传播方式及压力波的大小分为如下四种方式:
(1)定压燃烧
(2)爆燃(爆炸)
(3)爆轰
(4)定容爆炸;三种燃气的特性
;1.3城市燃气燃烧爆炸的特点
(1)突然性,可燃气体泄漏到空气中遇火后可能是先爆炸后燃烧,或先燃烧后爆炸,但爆炸都是在瞬间完成的,使人们措手不及,很难防范和采取措施。
(2)复杂性,当储气罐等设施发生着火爆炸时,可能产生多次爆炸。
(3)危险性,爆炸产生的冲击波对人员和设施都产生巨大的破坏作用。;(二)可燃气体爆炸的表征参数
2.1燃烧速度
火焰相对于前方已扰动气体的运动速度叫燃烧速度,是燃烧爆炸反应气体的特征量。
常温、常压下的层流燃烧速度叫标准层流燃烧速度,或基本燃烧速度。
影响基本燃烧速度的主要因素有:可燃气体的性质、浓度、初始温度、压力和含有惰性气体的种类和数量。
;燃烧速度受各种条件的影响。如气体流动中的耗散性、界面效应、管壁摩擦、密度差、重力作用、障碍物绕流及射流效应等可能引起湍流和漩涡,使火焰不稳定,其表面变得皱折不平,层而增大火焰面积、体积和燃烧速率,增强爆炸破坏效应。在极端得情况下,由于火焰加速而使燃烧转变为爆轰。;2.2理论火焰温度
一定比例的可燃气体和空气混合产生的燃烧爆炸,它们的热量抱括两部分:
一是由可燃气体和空气带入的物理热量(热焓);
二是它们的反应热(可燃气体热值)。如果反应是在绝热下进行,这两部分热全部用于加热反应产物本身,则反应产物所能达到的温度称为理论燃烧温度,也称为理论火焰温度。;19;2.3定容爆炸压力
城市燃气空气混合物的最高理论火焰温度大约为8~9倍初始温度,因而定容爆炸压力(绝对值)大约为8~9×105Pa,相对压力7~8×105Pa。;2.4爆炸压力上升速率
爆炸压力上升速率定义为压力-时间曲线上升段拐点处的切线斜率。压力上升速率是衡量燃烧速度的指标,也是衡量爆炸强度的标准。容器容积对爆炸强度具有显著的影响。;2.5可燃气体爆炸的点火
造成泄漏可燃气体爆炸的点火源很多,大约有以下几类:
明火、热表面、电火花、切割和电焊、摩擦和撞击产生的火花、热自燃等。
明火主要有炉火、烟头、火柴、蜡烛等;
日常遇到的电器开关打火,电机的电刷打火,化纤衣服的静电等均属电火花放电点火;
热表面点火包括电热量、摩擦轴瓦生热等。
;可燃气体的点火能量很低,只有几十到几百微焦耳量级,因此及易被点燃。
常见碳氢化合物和空气混合气体的最小点火能约为0.25mJ量级。取人体的平均电容为200pF,化纤衣服的静电位为15kV,则其放电能量为22.5mJ,这足以点燃可燃气体。
在生产、充装、使用可燃气体的场所要加强点火源的控制。
;还有一个火焰传播及其安全性的参数-火焰猝灭距离(d)。所谓猝火距离是为使火焰正好能开始传播的最小平板间距或间隙,它可用平行板装置或管形装置进行试验测定。
(三)可燃气体爆炸极限、影向因素及估算
3.1可燃气体爆炸极限
空气中能使火焰继续不断传播所必须的最低可燃气体浓度,称为火焰传播浓度下限,又称爆炸下极限
;空气中能使火焰继续不断传播所必须的最高可燃气体浓度,称为火焰传播浓度上限,又称爆炸下极限
影响因素:
可燃气体的种类及化学性质
可燃气体的纯度
可燃气体和空气混合气的均匀(影响因素为扩散系数、比重和泄漏速度。扩散系数大的混合速度快,易混合均匀
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