可燃气体的爆炸极限和最大允许氧含量的测定及影响因素研究_图文(精)

第28卷第3期2006年9月湘潭师范学院学报(自然科学版Journal of X iangtan Normal University (Natural Science Edition

Vol.28No.3

Sep.2006

可燃气体的爆炸极限和最大允许氧含量的

测定及影响因素研究

①

张增亮a ,李革梅

b

(湖南科技大学a.能源与安全工程学院;b.信息与电气工程学院,湖南湘潭411201

摘要:通过实验分析了可燃气体(液体蒸汽的爆炸极限规律,同时独到地分析了各浓度可燃气体(液体蒸汽的最大允许氧含量的规律;通过爆炸极限和最大允许氧含量规律的对比研究,分析了两者的影响因素,指出两者从不同角度界定了可燃气体(液体蒸汽的爆炸范围。

关键词:可燃气体;液体蒸汽;最大允许氧含量;爆炸极限;影响因素中图分类号:T Q620文献标识码:A 文章编号:1671-0231(200603-0067-04

可燃气体(液体蒸汽发生燃烧和爆炸的三个基本因素是火源,可燃气体(液体蒸汽,氧气。即燃烧爆炸,不仅需要达到最小点火能以上能量值的火源,还需要两个重要条件:高于爆炸上限的可燃气浓度和混合物中氧含量达到最大允许氧含量以上。

目前,对最大允许氧含量的理论及影响因素尚无报道,鉴于此,笔者通过对十氢萘和煤气等做了大量爆炸实验,将可燃气体(液体蒸汽的最大允许氧含量与爆炸极限进行了类比研究,深入揭示了两者之间的相似与不同之处,从而进一步挖掘出最大允许

氧含量的内在性质,特别是对最大允许氧含量的变化规律及其对安全生产工作的指导方面的研究,开创了国内研究之先河。笔者认为本研究的创新思想将对安全工作发挥有力的指导作用。

1爆炸筒2放电极针3混合喷嘴4电磁阀5引射器6可燃液体计量装置7可燃气体流

量计

8空气干燥器9空气流量计10空气加热蛇管11空气湿度仪12氧分析仪13真空

泵14温度传感器15温度传感器16电加热器17电加热器18电加热丝19压电晶体传感器

图1测试系统总布置图1实验装置

实验所用装置系统如图1,为中北大学研制的可燃气体(液体蒸汽爆炸特性测试装置。其主体为20L 柱形爆炸筒,共分爆炸筒、点火源、配气系统三部分。该装置性能可靠、测试精确,尤其对可燃液体的测试,巧妙地性地运用引射技术,将可燃液体利用引

射器引射到预热的空气输送管道,从而得以气化并混合输送到特定温度的爆炸筒中,成功地解决了液体气化计量及

混合的难题,从而能够在同一装置中对可燃气体和可燃液体蒸汽的爆炸特性进行测试。

2实验原理

当可燃性气体或液体蒸汽与空气(或氧在一定范围内均匀混合,遇到火源会发生爆炸,这个浓度范围

①收稿日期:2006-03-24

作者简介:张增亮(1968-,男,山东寿光人,讲师,研究方向:安全技术及工程。

即为其爆炸极限。最大允许氧含量是指当给以足够的点燃能量能使某一浓度的可燃气体或液体蒸汽刚好不发生燃烧爆炸的临界最高氧浓度,即为爆炸与不爆的临界点。若氧含量高于此浓度,便会发生燃烧或爆炸。换句话说,氧含量低于此浓度便不会发生燃烧或爆炸。

爆炸极限和最大允许氧含量的测试方法基本是一致的。即:将一定浓度的可燃气体与其它气体(根据浓度比等于体积比的规律混合。对于液体则首先根据实验所需液体蒸汽的浓度换算出需要的液体体积,然后运用引射混合方法与其它气体混合,通过电极放电点火,根据压力传感器的压力波形前沿是否较快上升或爆炸筒内的火焰是否升起,采用逐步逼近法进行爆与不爆的判定。

3实验结果与讨论

3.1实验结果

通过对煤气和十氢萘等做了大量爆炸实验,分别对它们的爆炸极限及爆炸极限范围内(主要是空气中爆炸极限范围内的最大允许氧含量进行了对比测试,并得出以下数据:

表1200℃时十氢萘在空气中各浓度下的实际氧含量与最大允许氧含量(% concentration of decahydronaphthalene0.650.7 1.4252 2.5345 6.5 actual oxygen content20.8620.8520.7020.5820.4820.3720.1619.9519.64 M

AOC9.51010.511121416.218.119.64表21大气压下加入不同配比的惰性气体时煤气的爆炸极限及所对应的最大允许氧含量(% inert gasΠ1atm20℃inert gasΠ1atm80℃

flammable explosion explosion flammable explosion explosion

(N2ΠC oal lower M AOC upper M AOC(N2ΠC oal lower M AOC upper M AOC gaslimit limit gaslimit limit

07 5.863513.6507 5.863912.81

17 5.862211.7617 5.862311.36

27 5.861610.9227 5.861710.29

37 5.86149.2437 5.86149.24

47 5.86128.447 5.86128.4

597.5397.5357 5.86108.4

68 6.708 6.70

表3 1.5大气压下加入不同配比的惰性气体时煤气的爆炸极限及所对应的最大允许氧含量(% inert gasΠ 1.5atm20℃inert gasΠ 1.5atm80℃

flammable explosion explosion flammable explosion explosion

(N2ΠC oal lower M AOC upper M AOC(N2ΠC oal lower M AOC upper M AOC gaslimit limit gaslimit limit

0 6.3 5.273613.440 6.3 5.273912.81

1 6.7 5.612211.761 6.6 5.5223.711.05

2 6.7 5.6116.710.482 6.7 5.6117.310.10

3 6.7 5.61149.243 6.

4 5.3614.78.65

4 6.7 5.61128.44 6.4 5.3613.27.14

59.37.789.37.785 6.5 5.4410.77.52