石油、化工、煤炭和国防等许多工业部门,在生产、加工、运输和贮存的各个过程中,经常可能泄露或溢散出各种各样的易燃易爆气体、液体和各种粉尘及纤维。这类物质与空气混合后,可能成为具有爆炸危险的混合物,当混合物的浓度达到爆炸浓度范围时,一旦出现火源即会引起爆炸和发生火灾等严重事故。因此在这类危险环境中使用的电气设备都必须时经过专业机构认证的具有防爆性能的产品。
1、爆炸防护的基本原理
现代用于工业生产的可燃物种类繁多,数量庞大,而且生产过程情况复杂,因此需要根据不同的条件采取各种相应的防护措施。从爆炸破坏力的形成来看,爆炸一般需要具备5个条件:
⑴提供能量的可燃性物质(释放源);
⑵辅助燃烧的助燃剂(氧化剂);
⑶可燃物质与助燃剂的均匀混合;
⑷混合物放在相对封闭的空间(包围体);
⑸有足够能量的点火源。
上述条件中的点火源、可燃物质和助燃剂是燃烧爆炸的三要素,防爆技术就是根据这些爆炸条件,采取相应的技术措施和管理措施,达到预防事故的目的。
2、可燃物浓度的抑制
爆炸强度与爆炸性混合物的浓度有密切关系,爆炸强度随浓度变化的关系近似于正办周期的正弦曲线,浓度国低或过高都不能发生爆炸,这两个点称为爆炸下限浓度和爆炸上限浓度。在爆炸下限浓度以下,由于可燃性物质的发热量已经低到不能维持火焰在混合物中传播所需要的最低温度,因而该混合物不能被点燃;若浓度逐渐增加而超过爆炸上限浓度时,虽然可燃物质增加,但助燃的氧气浓度低于化学当量值,不能满足混合物完全燃烧的需要,也不会发生爆炸。
因此可以通过可燃物浓度的控制来预防爆炸事故的发生,或者把爆炸事故可能造成的破坏力降到最小限度。
3、氧浓度的控制
在爆炸气氛中加入惰化介质时,一方面可以使爆炸气氛中氧组分被稀释,减少了可燃物质分子和氧分子作用的机会,也使可燃物成分和氧分子隔离,在它们之间形成一层不燃烧的屏障。当活化分子碰撞惰化介质粒子时会使活化分子失去活化能而不能反应。另一方面,若燃烧反应已经发生,产生的游离基将与惰化介质粒子发生作用,使其失去活性,导致燃烧连锁反映中断;同时,惰化介质还将大量吸收燃烧反应放出的热量,使热量不能聚积,燃烧反应不蔓延到其它可燃分子上去,对燃烧反映起到抑制作用。