1、消防工程系：劉長春爆炸極限和爆炸三角形1/36可燃氣體爆炸極限估算（可燃氣體組成成份復(fù)雜且伴隨不一樣環(huán)境條件而改變，對各類可燃氣體進行一一試驗較為困難 ） 單組份可燃氣體爆炸極限按可燃氣體完全燃燒所需氧原子數(shù)估算： 式中CU、CL分別為氣體混合物爆炸上、下限濃度； N為每摩爾可燃氣體完全燃燒所需氧原子數(shù)。 甲烷爆炸極限范圍估算為6.52-17.42%. （實測值5%-14%） 爆炸極限和爆炸三角形2/36按可燃氣體完全燃燒所需氧原子數(shù)估算： 試用該方法估算乙烷在空氣中爆炸極限，并計算其與試驗測量值誤差。 動手計算： 爆炸極限和爆炸三角形3/36 可燃氣體爆炸極限估算 單組份可燃氣體爆炸極限按可

2、燃氣體化學(xué)計量濃度估算： Cst = 式中Cst為可燃氣體完全燃燒，按化學(xué)反應(yīng)方程式計算出可燃氣體-空氣混合物中可燃氣體濃度。 甲烷爆炸極限范圍估算為5.2-14.7% （實測值5%-14%） 爆炸極限和爆炸三角形4/36 可燃氣體爆炸極限估算 單組份可燃氣體爆炸極限按可燃氣體化學(xué)計量濃度估算： Cst =試用該方法估算丙烷在空氣中爆炸極限，并計算其與試驗測量值誤差。 動手計算： 爆炸極限和爆炸三角形5/36 可燃氣體爆炸極限估算 單組份可燃氣體爆炸極限按可燃氣體化學(xué)計量濃度估算： Cst =Cu和CL函數(shù)關(guān)系？ 動手計算： 爆炸極限和爆炸三角形6/36多組份可燃氣體爆炸極限Le chatel

3、ier計算法：形成混合氣體各單獨組分爆炸極限， 混合氣體爆炸極限各單獨組分在混氣體中濃度適于各組分間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且燃燒時無催化作用可燃性混合氣體 適合用于計算活化能、分子燃燒熱、反應(yīng)速率相靠近可燃性氣體或蒸汽爆炸性混合氣體爆炸極限。在計算碳氫化合物混合氣體時比較準(zhǔn)確。 爆炸極限和爆炸三角形7/36例題有燃氣體含C2H6 40%，C4H10 60%，取1m3該燃氣與19m3空氣混合。該混合氣體遇明火是否有爆炸危險？（C2H6和C4H10在空氣中爆炸上限分別為12.5%、8.5%，下限為3.0%、1.6%）混合氣中可燃氣濃度：1/（1+19）=5% 2.0% 5% 9.7%故，該混合氣體遇火爆

4、炸。解： 乙烷：P1=40% 丁烷：P2=60%8/36例題解：可燃氣體總濃度1%1.5%2.5%乙烷：P11/2.5=40%丁烷：P2=1.5/2.5=60% 2.0% 2.5% 9.7%故，該混合氣體遇火爆炸。有混合氣體含C2H6 1%，C4H10 1.5%，其余為空氣。該混合氣體遇明火是否有爆炸危險？（C2H6和C4H10在空氣中爆炸上限分別為12.5%、8.5%，下限為3.0%、1.6%）9/3610*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法假如可燃混氣中含有惰性氣體，如N2、CO2等，計算其爆炸極限時，依然利用萊夏特爾公式但需將每種惰性氣體與一個可燃氣編為一組，將該組氣體看成一個可燃氣體

5、成份。比如：H2+N2, CO+CO2, CH4該組在混合氣體中體積百分含量為該組中惰性氣體和可燃氣體體積百分含量之和。而該組氣體爆炸極限可先列出該組惰性氣體與可燃氣組合比值，再從圖中查出該組氣體爆炸極限，然后代入萊夏特爾公式進行計算。 10/36圖6-25 氫、一氧化碳、甲烷與氮、二氧化碳混合氣體在空氣中爆炸極限*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法11/36圖6-26 乙烷、丙烷、丁烷和氮、二氧化碳混合物氣體在空氣中爆炸極限*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法12/36 例 求煤氣爆炸極限。煤氣組成為：H2一12.4；CO一27.3；CO2一6.2；O2一0；CH4一0.7；N2一53.

6、4。 解 分組：CO2+H2；N2+CO；CH4 CO2+H2： 6.2+12.418.6； N2+CO：27.3+53.480.7； CH4：0.77。 查圖可得： H2CO2組爆炸極限為：6.070； CON2組爆炸極限為：4073。 CH4爆炸極限為：515問題： 1m3該煤氣和19m3空氣混合，遇明火是否爆炸？*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法13/36 例 求煤氣爆炸極限。煤氣組成為：H2一12.4；CO一27.3；CO2一6.2；O2一0；CH4一0.7；N2一53.4。*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法14/36爆炸極限計算方法之：Thermal Balance Meth

7、od15/36爆炸極限計算方法之：Thermal Balance Method 例 求煤氣爆炸極限。煤氣組成為：H2一12.4；CO一27.3；CO2一6.2；O2一0；CH4一0.7；N2一53.4。16/36爆炸極限計算方法之：Thermal Balance Method17/36爆炸極限計算方法之：Thermal Balance Method18/36*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法19/36 CLT 、 CUT 分別為各可燃性氣體在t 時爆炸下限和上限;C L 、C U 分別為各可燃性氣體在25時爆炸下限和上限。CLT = C L 1 -721 ( t - 25) / 106CU

8、T = C U 1 +721 ( t - 25) /106溫度校正*含有惰性氣體可燃混氣爆炸極限計算方法20/36 混合氣中增加氧含量，普通情況下對下限影響不大，因為可燃氣在下限濃度時氧是過量。因為可燃氣在上限濃度時含氧量不足，所以增加氧含量使上限顯著增高，爆炸范圍擴大，增加了發(fā)生火災(zāi)爆炸危險性。若降低氧含量，則會起到相反效果。比如甲烷在空氣中爆炸范圍為5314，而在純氧中爆炸范圍則放大到5O61。甲烷極限氧含量為12，若低于極限氧含量，可燃氣就不能燃燒爆炸了。爆炸極限影響原因（含氧量）21/36安全含氧量是指在密閉裝置內(nèi)形成爆炸性氣氛混合氣體氧安全限值。一是最小氧濃度，指當(dāng)給以足夠點火能量并

9、添加部分惰性氣體使某一固定濃度可燃性氣體剛好發(fā)生燃燒或爆炸所需要氧濃度最小值。二是臨界氧濃度，指在以氮氣、二氧化碳等惰性氣體置換裝在貯罐或管道中可燃性氣體，在裝置內(nèi)形成不具備爆炸性混合氣體所需要氧濃度最大值，或能夠說是剛好在爆炸范圍邊緣發(fā)生爆炸混合氣體所需要氧濃度臨界值。 （整個爆炸范圍內(nèi)最小氧濃度最小值。）爆炸極限影響原因（含氧量）22/36在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為了提升生產(chǎn)效率和原料轉(zhuǎn)化率，需要有一定濃度可燃性氣體作為原料參加反應(yīng)，假如這個濃度在爆炸范圍內(nèi)，那么只有降低氧濃度至剛好發(fā)生反應(yīng)最小氧濃度之下，才能既確保不發(fā)生爆炸事故又能夠最大程度地提升生產(chǎn)效率。 在安全工程中慣用向體系中充入惰性氣

10、體方法，把氧氣濃度稀釋至臨界氧濃度以下，以到達降低發(fā)生燃爆事故可能性，提升安全性目標(biāo)，此方法稱為惰化保護。不過為了可靠起見，實際利用中要把體系中氧濃度控制在比臨界氧濃度含量再低10%左右水平上。 爆炸極限影響原因（含氧量）23/36爆炸三角形有兩種畫法。（1）等腰三角形法（2）直角三角形法爆炸三角形24/36爆炸三角形有兩種畫法。（1）等腰三角形法（2）直角三角形法爆炸三角形25/36（一）三角坐標(biāo)表示方法AC%B%BA%C26/36C（二）三角坐標(biāo)性質(zhì)ABMN性質(zhì)1直線MN上任一點所表示混合物中A組分含量相同。P性質(zhì)2直線AP上任一點所表示混合物中B、C組分比值 （ B% / C% ）相同。

11、Q推論在Q點所表示混合物中加入A組分，則 Q 點沿PA直線向A點移動。27/36（三）F-S-I 體系爆炸濃度極限圖（以可燃氣氧氣氮氣體系為例）FSIULCL,U-可燃氣在氧氣中爆 炸濃度極限C-爆炸臨界點（氧）（氮）LUC-爆炸三角形20.9ULL,U-可燃氣在空氣中爆炸濃度極限PQQ-失爆氧濃度PCQI-絕對安全區(qū)LUC-爆炸三角形UFPC-潛在危險區(qū)SLCQ-相對安全區(qū)28/36爆炸三角形29/36爆炸三角形30/3631例題已知乙烯在氧氣中爆炸濃度極限為380%，氮氣惰化時爆炸臨界點為（氧氣10%，氮氣87%，乙烯3）。(1)請繪出乙烯氧氣氮氣體系爆炸濃度極限圖。(2)用圖解法計算乙烯在空氣中爆炸濃度極限。 (3)在1m3混合氣（乙烯20%，其余為空氣）中，最少摻入多少m3氮氣后遇明火不會爆炸。31/36例題解答：乙烯氧氮80%3%C20.9%35%2） 乙烯在空氣中L=3%U=35%20