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.docx

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1 200C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 （％ concen tration of decahydro naphthale ne0.650.7 1.4252 2.5345 6.5 actual oxyge n con te nt20.8620.8520.7020.5820.4820.3720.1619.9519.64 M AOC9.51010.511121416.218.119.64表 2 1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 gas n 1atrm2i?iert gas n 1atnm80 flammable explosi on explosi on flammable explosi on explosi on （N2 n C oal lower M AOC upper M AOC（N2 n C oal lower M AOC upper M AOC g