城市燃气燃烧机理与安全措施.docx

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城市燃气燃烧机理与安全措施

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内容摘要

???城市燃气主要是通过燃烧取得热量作为能源或动力。为此燃气应用着重研究燃烧的稳定性与连续性。气体燃料比固体燃料有许多优点，这些优点利用不好就会造成灾害。消防与灭火就是设法破坏稳定燃烧的条件达到灭火的目的。安全地应用燃气是非常重要的课题。本文目的是从理论上论述燃气着火与熄火的机理，从而引申到产生爆炸的条件以及防止爆炸的技术措施。文章还介绍一些安全技术措施。这些措施主要是属于防止燃气泄露产生爆燃、爆炸的事故，涉及到燃烧产物产生的危害及其安全措施，将由其它文章阐述。

???引言

???随着科学技术的发展，气体燃料的使用范围越来越广泛，使用气体燃料不仅节约能源、降低大气污染，而且可以增进工业产品质量及劳动生产率，给人民生活带来各种方便，提高人民生活水平。事实已证明城市燃气已是现代化城市必不可少的一环。但是，事物是一分为二的，正当人们充分利用燃气的各种优势的同时，由于没有掌握它的特点，也会发生不应有的灾害。目前，我国各个城市争先发展燃气事业的同时，还必需研究、认识燃气燃烧安全机理，总结分析各种灾害的原因，宣传有关燃气安全技术，采取必要的措施，控制燃气造成的事故，让燃气事业更好的为人类服务。

???本文介绍了燃气的优点及其有害的个性。论述了燃气着火、熄火、爆炸和稳定燃烧的基本机理，以及相应的安全技术。

???一、城市燃气及其燃烧特性

???我国常用的城市燃气有如下几种：

???天然气，其成分以甲烷为主，发热量在8500～9500千卡/标米3之间。

???液化石油气，其成分以丙烷、丁烷为主，发热量在23000～28000千卡/标米3之间。

???煤制气，主要是以焦炉煤气为代表，成分中有甲烷、一氧化碳和氢气等可燃气体，发热量在3500～4500千卡/标米3之间。

???城市燃气属于气体燃料，就其本身成分而论，煤制气中因含有一定的一氧化碳，所以毒性较高，其它燃气虽然含有极少量的一氧化碳(有的燃气根本没有一氧化碳)，但对人体也是不利因素。

???气体燃料的燃烧，与固体及液体燃料对比，有其独特的优点同时也有不利的一面。

???例如：

???它的颗粒最小，以分子出现，因此需要的点火能量很低，也就是说最容易着火，使用方便.但是，泄露出来与周围空气混合，也容易爆炸。

它很容易与助燃的空气均匀地混合，所以燃烧完全，并且它不仅可以在非常小的空间内加热(加热一个点)，同时也可以大面积燃烧(加热一个大炉膛)。因此，也容易由小面积的燃烧变成大面积的火灾。

???气体燃料可以用阀门调节流量，容易实现自动控制，但一旦失去控制，就会造成火灾或爆炸。

???城市燃气经过净化系统后，清除了硫、苯及萘等杂质，又因为其容易完全燃烧，所以燃气的燃烧产物中有害物比较少。但是，这不等于没有有害物，例如正常的燃烧产物中CO含量很小，只在0.05～0.1%之间(参4)。但是燃气的燃烧产物排到通风不良的空间，有害物逐步积累，到一定程度后，也会造成人身伤亡。因此认为用了燃气后不需要排烟是极端错误的。

???这样看来，燃气与煤和油相比有很大优势。但是另一方面，它的优点如果利用不好也容易发生事故。为此，搞燃气事业首先要考虑安全。在保证安全的条件下，充分发挥燃气的优势，使其安分地为人类服务。

???二、燃气的着火、熄火与爆炸极限

???燃气的着火，是燃气由没有燃烧达到燃烧的转折点，也就是说达到燃烧的极限条件。相反燃气熄火是由燃烧到不燃烧的极限条件。

???大气中的火焰或燃烧室中燃气的燃烧都可看作一个封闭的热力系统，任何时候均以热平衡为其存在条件。这种热平衡就是产生热量(产热率)与散发热量(散热率)之间的相等关系。当产生热量大于散发的热量时，热量的积累使温度不断升高，产生燃烧现象，相反，产生热量小于散发的热量时，温度降低，会使燃烧熄灭。根据热平衡的关系式可以分析着火、熄火以及爆炸的极限条件。

???(一)着火温度与熄火温度

???封闭系统内，气体燃料与氧化剂的混合物(可燃混合物)的产热率q1的计算式如下：

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?C点为熄火点。当T0=T01时。温度微小降低，马上q1小于q2+3，温度降低，直至熄火。当温度微小升高后，q1仍小于q2+3，于是又回到C点，虽然不能熄火，但是随时准备着，温度稍低就能熄火。故C点是熄火的临界点，与C点相应的温度Tc为熄火温度。

???很明显，着火温度与熄火温度不仅与可燃混合物性质有关，而且与周围环境及散热条件有密切联系，所以着火温度与熄火温度不是燃气的物理化学特性参数，而是与散热条件有密切关系的参数。所以无论是在准备点燃燃气还是在熄灭火灾时，不能只