第五节 可燃气体的燃烧.ppt

第五节 可燃气体的燃烧 序 可燃气体是指在标准状态下的空气中遇火源可发生燃烧的气体.可燃气体按爆炸极限的高低分为甲.乙两类,爆炸浓度下限10%的气体为甲类可燃气体,(例如H2、C2H2)爆炸浓度下限≥10%的气体为乙类可燃气体（例如氨）. 一.可燃气体的燃烧历程 可燃气体燃烧不需要像固体,液体那样经过熔化,蒸发的过程,而在常温下就具备了直接与氧结合的条件,它在燃烧时所需要的热量仅用于氧化或分解气体,或将气体加热到燃点,所以容易燃烧,一旦着火,其燃烧速度很快就达到最大数值,直至燃尽为止.(这主要是因为气体分子的键容易断裂,分子的引力较小.) 可燃气体按其分子结构分为简单气体和复杂气体两种,分子结构比较简单的气体视为简单气体,如H2,CO等.简单气体燃烧时,只需受热,氧化过程,而复杂的气体需经过受热,分解,氧化等过程才开始燃烧,由于复杂气体增加了分解的过程,因此比简单气体难于燃烧.（用分子间的引力解释） 二.可燃气体的燃烧形式 可燃气体在不同的条件下会呈现三种燃烧形式. 1、稳定燃烧 2、动力燃烧 3、喷流式燃烧 1、动力燃烧 概念：如果可燃气体与空气的混合是在燃烧过程中进行的,那么所发生的燃烧称为稳定燃烧又称扩散燃烧.这种燃烧是气体由容器内出来多少,与空气混合多少,也就烧掉多少,只要控制得好,就不至于造成爆炸.比方说我们用的天然气,煤气做饭。（静止火焰） 特点：一是有火焰,二是持续燃烧.三是其燃烧速度取决于可燃气体流出的速度,火灾时,这种燃烧强度低,容易扑救. 2、动力燃烧 1、概念： 动力燃烧又称爆炸,如果可燃气体与空气的混合是在燃烧之前进行的,那么所发生的燃烧叫做动力燃烧.例如我们在进行气体焊接时负压回火或者漏气未被发现而用火时,往往形成动力燃烧.有可能造成设备的损坏和人员的伤亡.这种燃烧是非常危险的,比方说一旦液化气发生漏气时,与空气混合后,一旦遇到着火源,就会以爆炸的形式燃烧,并在漏气转变为扩散燃烧,动力燃烧破坏力大,火灾时会造成重大的人员伤亡和经济损失. 3、喷流式燃烧 1、概念： 如果可燃气体处于压力下发生燃烧,那么这种燃烧就是喷流式燃烧.如天然气井的井喷火灾中,高压气体的燃烧以及高压气体储罐喷出气体时的燃烧都属于喷流式燃烧.这种燃烧的特点是火焰高,燃烧强度大,火灾时不易扑救,往往需要较多的力量和灭火剂,并且只有设法关闭气阀,冷却火口,然后用氮气,干粉灭火,也可用几支高压水枪交叉灭火.（四川开县井喷事故） 三.爆炸极限 1.爆炸极限的概念 可燃的气体,蒸气或粉尘与空气混合后,遇火源产生爆炸的最高或最低的浓度称为爆炸极限.可燃气体的爆炸极限通常用可燃气体,蒸气与空气的体积分数来表示.（V%） 爆炸极限的分类 爆炸极限分为上限和下限, 爆炸上限：能发生爆炸的最高浓度叫做爆炸上限; 爆炸下限：能发生爆炸的最低浓度叫做爆炸下限, 注意：当这种爆炸性混合物的浓度高于爆炸上限或低于下限时,都不会发生着火或爆炸 影响因素 1、序 影响爆炸极限的因素 不同的可燃气体,因其性质不同,它们的爆炸极限也不同,同种可燃气体,也会因外界条件的变化而具有不同的爆炸极限，主要有以下几种.温度、压力、惰性介质、气源口尺寸和激发能源。 1、温度 由于爆炸是一种支链反应,且支链反应需要一定的活化能。升高温度能升高分子的活化能,可以破坏分子之间的引力，提高支链反应的速度.因此,升高温度能使爆炸范围变宽. 2、压力 压力对爆炸极限的影响,在几个大气 压下不明显,但在高压下表现出明显的影响,一般对烃类来讲,爆炸范围随着压力的增加而扩大,且高压下爆炸下限无显著变化,但爆炸上限一般都显著提高. 3、惰性介质 若气体混合物中惰性气体含量增加,爆炸范围就缩小,惰性气体浓度提高到某一数值时,气体混合物就不能爆炸.气体混合物中惰性气体量增加,对上限的影响较之对下限的影响更为显著.因为惰性气体浓度增加,表示氧的浓度相对减小,而在上限时氧的浓度本来就很小,故惰性气体浓度稍微增加一点,就产生很大的影响,使爆炸上限显著下降. 4、气源口尺寸和材质 气源口的直径越小,则爆炸范围越小.当管径小到一定数值时,火焰即不能通过,这一间距叫临界直径。这是因为火焰经过管道冷表面时被冷却,气源口的尺寸越小则单位体积火焰所对应的管壁冷表面面积就越大,热损失也就越多.防爆型防爆电气设备的防爆原理就是根据此原理制造的.（解释气体阀门的原理） 5、激发能源 火源的能量,热表面的面积,火源与气体混合物的接触时间等,对气体混合物的爆炸极限均有影响,如电压为100V时,电流强度为1A的电火花对甲烷气来说,无论在什么浓度下都不会爆炸.若电流强度为2A时,则甲烷的爆炸极限为5.9%~13.6%,电流强度为3A时,其爆炸极限为5.85%~14.8%.这些归结起来就是一个引爆能量 ,每种