摘要：簡(jiǎn)速了油品爆炸極限的確定方法和影響因素，指出在應(yīng)用油品爆炸極限時(shí)要充分認(rèn)識(shí)油品爆炸極限的相對(duì)性、爆炸極限對(duì)油氣濃度檢測(cè)結(jié)果的影響和應(yīng)用爆炸極限時(shí)必須考慮一定的安全系數(shù)。

爆炸極限是評(píng)定油品爆炸危險(xiǎn)的主要指標(biāo)，也是確定油庫(kù)潛在危險(xiǎn)性環(huán)境和規(guī)范人的安全行為的必要依據(jù)，科學(xué)掌握和應(yīng)用爆炸極限對(duì)油庫(kù)系統(tǒng)安全具有重要的實(shí)際意義。

油品爆炸極限是指油蒸氣與空氣混合遇火源能發(fā)生爆炸的濃度范圍，分為下限和上限，即在空氣中油蒸氣含量的最低濃度和最高濃度，通常用體積百分?jǐn)?shù)來表示。由于油蒸氣是在一定的溫度下形成的，因此，爆炸濃度極限就體現(xiàn)著相應(yīng)的溫度極限。不同油品的爆炸極限是不一樣的，相對(duì)來說，爆炸極限范圍越寬，爆炸下限越低，爆炸危險(xiǎn)性越大。但如果機(jī)械地理解和使用，將會(huì)給油庫(kù)安全造成危害。

1、油品爆炸極限的確定

目前測(cè)定可燃?xì)怏w爆炸極限主要采用球形密閉容器、柱狀容器和開口玻璃管測(cè)試。我國(guó)油品爆炸極限的測(cè)定方法通常采用GB/I12447—90《空氣中可燃?xì)怏w爆炸極限的測(cè)定》。實(shí)驗(yàn)法測(cè)定爆炸極限是在一定條件(常溫、常壓、小容器、較小的點(diǎn)火源等)下進(jìn)行的，容器、點(diǎn)火源、環(huán)境溫度和壓力等對(duì)爆炸極限的測(cè)定值都會(huì)產(chǎn)生影響。因此，由于測(cè)定方法的差異，同一種氣體的爆炸極限數(shù)值由國(guó)內(nèi)、外權(quán)威部門發(fā)布的數(shù)據(jù)也有所不同。此外，油蒸氣是一種多組分構(gòu)成的可燃?xì)怏w混合物，其爆炸極限可根據(jù)各組分已知的爆炸極限求得。在實(shí)際測(cè)量可燃?xì)怏w爆炸極限的自身安全無法得到保證的情況下，或者試驗(yàn)耗費(fèi)的代價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自身的價(jià)值時(shí)，對(duì)那些未測(cè)試或無法測(cè)試的混合物爆炸極限進(jìn)行估算是較理想的，獲得的數(shù)據(jù)有一定的適用性。

理論計(jì)算公式為：

式中：L——混合氣體的爆炸極限，體積％；

Vi——單獨(dú)組分在混合氣體中的濃度，體積％；

N——可燃?xì)怏w的組分?jǐn)?shù)。

2、影響爆炸極限的主要因素

通常說的爆炸極限，是指在常溫下用爆炸極限測(cè)定儀測(cè)定的爆炸氣體濃度極限的數(shù)值，具有普遍的參考價(jià)值。但它并不是一個(gè)固定的物理常數(shù)，而是隨著一系列因素的變化而有所變化。有些因素會(huì)使爆炸極限范圍擴(kuò)大，有些因素卻會(huì)使其范圍縮小，甚至使原來能發(fā)生爆炸的物質(zhì)失去爆炸能力。影響爆炸極限的主要因素有：

(1)原始溫度，即爆炸前混合物的溫度。原始溫度越高，則爆炸極限范圍越大。有些氣體達(dá)到某種濃度時(shí)常溫下不會(huì)爆炸，而在高溫時(shí)卻會(huì)發(fā)生爆炸。

(2)原始?jí)毫?，即爆炸前混合物的壓力。一般情況下，壓力增高，爆炸極限范圍擴(kuò)大，特別對(duì)爆炸上限的影響更為明顯。因?yàn)樵趬毫Ω邥r(shí)，分子間距離縮小，使燃燒的最初反應(yīng)更易進(jìn)行。在減壓的情況下，爆炸極限范圍縮??；當(dāng)壓力降至某一數(shù)值時(shí)，爆炸上限與下限重合；壓力再降低，爆炸性氣體就變得不會(huì)爆炸了，這時(shí)的壓力叫爆炸臨界壓力。因此，壓力越低，可燃性氣體的爆炸危險(xiǎn)性越小，在密閉設(shè)備內(nèi)進(jìn)行減壓操作就有利于防止有些危險(xiǎn)性大的可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸。

(3)惰性介質(zhì)。爆炸性混合氣體中加入惰性氣體，可使爆炸極限范圍縮小；當(dāng)惰性氣體達(dá)到一定濃度時(shí)，則爆炸性混合氣體不再爆炸。根據(jù)這個(gè)性質(zhì)，人們常用加入惰性氣體的方法來防止爆炸事故。例如，在動(dòng)火檢修前，充填二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)其體積分?jǐn)?shù)達(dá)到28％以上時(shí)，動(dòng)火檢修就不會(huì)發(fā)生爆炸。此外，惰性氣體種類不同，對(duì)爆炸極限的影響也不同。以汽油為例，其爆炸極限范圍按氮?dú)狻⑷紵龔U氣、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂1l順序依次縮小。

(4)火源性質(zhì)?；鸹ǖ哪芰?、熱表面的面積、火源與混合物的接觸時(shí)間等，對(duì)爆炸極限均有影響。各種爆炸混合物都有一個(gè)最低引爆能量，如汽油的最低點(diǎn)火能量?jī)H為0.2mJ，油庫(kù)中的絕大多數(shù)引爆源一般都具有這樣大的能量。

3、油品爆炸極限的應(yīng)用分析

油品爆炸極限為油庫(kù)安全系統(tǒng)的決策提供了重要數(shù)據(jù)，在應(yīng)用過程中要具體分析，綜合考慮，才能發(fā)揮其對(duì)油庫(kù)防火、防爆工作的指導(dǎo)作用。

3．1要充分認(rèn)識(shí)爆炸極限的相對(duì)性

油氣與空氣形成的混合氣中含有多種烴類可燃性氣體，不同油品蒸發(fā)出的油氣組分不同，這就決定了不同油品爆炸極限的不同。相對(duì)來說，爆炸下限低的油品危險(xiǎn)性更大，即使少量泄漏，就有爆炸的危險(xiǎn)。因此，應(yīng)特別注意防止“跑、冒、滴、漏”。但爆炸危險(xiǎn)具有一定的相對(duì)性，環(huán)境條件的變化對(duì)其有很大影響。如汽油的爆炸溫度下限為一36℃，上限為一8℃，這個(gè)爆炸溫度范圍在北方冬天是常出現(xiàn)的。而在夏天，因氣溫高出爆炸溫度上限很多，油蒸氣在空氣中的含量超過爆炸濃度，因而，易發(fā)生燃燒，不易發(fā)生爆炸。也就是說，汽油罐在冬天具有更大的爆炸危險(xiǎn)性，而輕柴油在50℃以上的高溫條件下，也有產(chǎn)生爆炸油蒸氣的可能，同樣有很大的爆炸危險(xiǎn)性。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，如熱表面的面積增大、點(diǎn)火源與混合物的接觸時(shí)間長(zhǎng)等，就應(yīng)該充分考慮到爆炸極限的擴(kuò)大。

3．2重視爆炸極限對(duì)油氣濃度檢測(cè)結(jié)果的影響

在油庫(kù)通風(fēng)、動(dòng)火、清洗、除銹、涂裝等作業(yè)時(shí)，需要對(duì)油氣濃度進(jìn)行測(cè)試，所用的可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)儀表品種較多，工作原理也不盡相同，目前油庫(kù)中普遍使用的有便攜式可燃?xì)怏w測(cè)定儀、便攜式可燃?xì)怏w測(cè)爆儀和固定式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器等。測(cè)試儀表中大多采用催化氧化原理制作而成，以爆炸下限(UL)為測(cè)量單位，可檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度的最大范圍為0～100％UL，刻度盤上的讀數(shù)是以標(biāo)準(zhǔn)氣樣為基準(zhǔn)按一定比例換算成被測(cè)氣體爆炸下限的百分?jǐn)?shù)。因此，標(biāo)準(zhǔn)氣樣以及被測(cè)試油氣爆炸下限值的選定將直接影響到測(cè)定結(jié)果，如果誤差超出一定范圍，就可能造成對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的誤判。另外，同一類型報(bào)警器出廠時(shí)報(bào)警設(shè)定值也不盡相同。多數(shù)廠商在一般情況下都按正丁烷爆炸下限(1．9％)的1％～20％進(jìn)行報(bào)警設(shè)定(某些具有雙段報(bào)警功能的報(bào)警器，其高限報(bào)警設(shè)定值一般也不高于爆炸下限的50％)，若用此儀器作為汽油或柴油蒸氣泄漏報(bào)警，也將帶來較大的報(bào)警誤差。

3．3應(yīng)用爆炸極限要考慮一定的安全系數(shù)

理論計(jì)算是一種估算，它與實(shí)驗(yàn)值有一定的誤差。合理地選擇各個(gè)參數(shù)、準(zhǔn)確掌握各種可燃性氣體在油氣混合物中的百分率是提高計(jì)算準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。而實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)與實(shí)際爆炸極限的范圍也有些差別。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要充分考慮各種客觀條件和情況，掌握數(shù)據(jù)的來源，保留一定的安全系數(shù)。在油庫(kù)安全規(guī)章中，安全環(huán)境的界定遠(yuǎn)低于爆炸下限就考慮了這一因素。如在《關(guān)于油庫(kù)安全管理的補(bǔ)充規(guī)定》中，立即通風(fēng)的條件規(guī)定為”洞庫(kù)內(nèi)油氣濃度達(dá)到爆炸下限值的60％”；在《油庫(kù)油罐清洗、除銹、涂裝作業(yè)安全規(guī)程》中，規(guī)定嚴(yán)禁進(jìn)罐作業(yè)的條件為“作業(yè)場(chǎng)所可燃?xì)怏w濃度不超過爆炸下限的40％”。

4、結(jié)語

爆炸極限是反映油品爆炸特性的主要指標(biāo)，但它不是一個(gè)固定的物理常數(shù)，在實(shí)際工作中，需根據(jù)實(shí)際情況予以科學(xué)掌握使用，如果一成不變，死搬教條，就易引發(fā)安全事故。

作者：陳衛(wèi)兵