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关于燃气基础知识
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一、燃气的定义
燃气是由多种气体组成的混合气体。
由于生产所用的原料不同及生产工艺不同，各种燃气的组成也不相同。
燃气主要由低级烃（甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯），氢气和一

纯天然气
40403
36442



1970

LPG
123678
115062



2050

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城市燃气燃烧爆炸的特点
（1）突然性，可燃气体泄漏到空气中遇火后可能是先爆炸后燃烧，或先燃烧后爆炸，但爆炸都是在瞬间完成的，使人们措手不及，很难防范和采取措施。
（2）复杂性，当储气罐等设施发生着火爆炸时，可能产生多次爆炸。
（3）危险性，爆炸产生的冲击波对人员和设施都产生巨大的破坏作用。
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（二） 可燃气体爆炸的表征参数

火焰相对于前方已扰动气体的运动速度叫燃烧速度，是燃烧爆炸反应气体的特征量。
常温、常压下的层流燃烧速度叫标准层流燃烧速度，或基本燃烧速度。
影响基本燃烧速度的主要因素有：可燃气体的性质、浓度、初始温度、压力和含有惰性气体的种类和数量。
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燃烧速度受各种条件的影响。如气体流动中的耗散性、界面效应、管壁摩擦、密度差、重力作用、障碍物绕流及射流效应等可能引起湍流和漩涡，使火焰不稳定，其表面变得皱折不平，层而增大火焰面积、体积和燃烧速率，增强爆炸破坏效应。在极端得情况下，由于火焰加速而使燃烧转变为爆轰。
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理论火焰温度
一定比例的可燃气体和空气混合产生的燃烧爆炸，它们的热量抱括两部分：
一是由可燃气体和空气带入的物理热量（热焓）；
二是它们的反应热（可燃气体热值）。如果反应是在绝热下进行，这两部分热全部用于加热反应产物本身，则反应产物所能达到的温度称为理论燃烧温度，也称为理论火焰温度。
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定容爆炸压力
城市燃气空气混合物的最高理论火焰温度大约为8～9倍初始温度，因而定容爆炸压力（绝对值）大约为8～9×105Pa，相对压力7～8×105Pa。
理论燃烧温度（K）
爆
炸
压
力
表
压kPa
天然气
LPG
焦炉煤气
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爆炸压力上升速率
爆炸压力上升速率定义为压力－时间曲线上升段拐点处的切线斜率。压力上升速率是衡量燃烧速度的指标，也是衡量爆炸强度的标准。容器容积对爆炸强度具有显著的影响。
P (105Pa)
图4 容器容积对丙烷爆炸强度的影响
0




7
V= V=1m3 V=20m3
720×105Pa/s 75×105Pa/s 27×105Pa/s（最大上升速率）
T(s)
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可燃气体爆炸的点火
造成泄漏可燃气体爆炸的点火源很多，大约有以下几类：
明火、热表面、电火花、切割和电焊、摩擦和撞击产生的火花、热自燃等。
明火主要有炉火、烟头、火柴、蜡烛等；
日常遇到的电器开关打火，电机的电刷打火，化纤衣服的静电等均属电火花放电点火；
热表面点火包括电热量、摩擦轴瓦生热等。
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可燃气体的点火能量很低，只有几十到几百微焦耳量级，因此及易被点燃。
。取人体的平均电容为200pF，化纤衣服的静电位为15kV， mJ，这足以点燃可燃气体。
在生产、充装、使用可燃气体的场所要加强点火源的控制。
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还有一个火焰传播及其安全性的参数－火焰猝灭距离（d）。所谓猝火距离是为使火焰正好能开始传播的最小平板间距或间隙，它可用平行板装置或管形装置进行试验测定。
（三） 可燃气体爆炸极限、影向因素及估算
可燃气体爆炸极限
空气中能使火焰继续不断传播所必须的最低可燃气体浓度，称为火焰传播浓度下限，又称爆炸下极限
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空气中能使火焰继续不断传播所必须的最高可燃气体浓度，称为火焰传播浓度上限，又称爆炸下极限
影响因素 ：
可燃气体的种类及化学性质
可燃气体的纯度
可燃气体和空气混合气的均匀 （影响因素为扩散系数、比重和泄漏速度。扩散系数大的混合速度快，易混合均匀；反之时间长。比重与空气接近的气体，容易相互均匀混合，比重比空气小