发生爆炸必须具备两个基本要素,一是爆炸介质,二是引爆能源,这两者缺一不可。在生产中,爆炸危险源可从潜在的爆炸危险性、存在条件及触发因素等几方面来确定,具体包括能量与危险物质、物的不安全状态、人的不安全行为以及管理缺陷等。
一、引起爆炸的直接原因
通常,引起爆炸事故的直接原因可归纳为以下几方面:
(一)物料原因
生产中使用的原料、中间体和产品大多是有火灾、爆炸危险性的可燃物。工作场所过量堆放物品,对易燃易爆危险品未采取安全防护措施,产品下机后不待冷却便入库堆积,不按规定掌握投料数量、投料比、投料先后顺序,控制失误或设备故障造成物料外溢,生产粉尘或可燃气体达到爆炸极限等,均会酿成爆炸事故。
(二)作业行为原因
作业行为导致爆炸的原因有:违反操作规程、违章作业、随意改变操作控制条件;生产和生活用火不慎,乱用炉火、灯火、乱丢未熄灭的火柴杆、烟蒂;判断失误、操作不当,对生产出现超温、超压等异常现象束手无策;不遵循科学规律指挥生产、盲目施工、超负荷运转等。
(三)生产设备原因
由于设备缺陷导致生产火灾的原因主要有:选材不当或材料质量有问题,导致设备存在先天性缺陷;由于结构设计不合理,零部件选配不当,导致设备不能满足工艺操作的要求;由于腐蚀、超温、超压等导致出现破损、失灵、机械强度下降、运转摩擦部件过热等。
(四)生产工艺原因
生产工艺原因主要有:物料的加热方式方法不当,致使引燃引爆物料;对工艺性火花控制不力而形成引火源;对化学反应型工艺控制不当,致使反应失控;对工艺参数控制失灵,导致出现超温、超压现象。
此外,人为故意破坏(如放火、停水停电、毁坏设备)以及地震、台风、雷击等自然灾害也同样可能引发爆炸。
二、常见爆炸引火源
根据前文所述,引火源是发生爆炸的必要条件之一,常见引发爆炸的引火源主要有机械火源、热火源、电火源及化学火源,见表1-3-4。
(一)机械火源
撞击、摩擦产生火花,如机器转动部分的摩擦,铁器的互相撞击或铁制工具打击混凝土地面,带压管道或铁制容器的开裂等,都可能产生高温或火花,成为爆炸的起因。
(二)热火源
1.高温热表面
生产工艺的加热装置,以及高温物料的传送管线、高压蒸汽管线及高温反应塔、器等设备表面温度都比较高,可燃物料与这些高温表面接触时间过长,就有可能引发燃烧式爆炸事故。
2.日光照射并聚焦
直射的太阳光通过凸透镜、凹面镜、圆形玻璃瓶、有气泡的平板玻璃等,会聚焦形成高温焦点,可能点燃可燃性物质,从而引发爆炸。
(三)电火源
1.电火花
电火花一般是指电气开关合闸、断开时产生的火花、电弧,或者由于电气设备短路、过载、接触不良或其他原因产生的火花、电弧或危险温度。
2.静电火花
静电指相对静止的电荷,是一种常见的带电现象。在一定条件下,两种不同物质(其中至少有一种为电介质)相互接触、摩擦,就可能产生静电并积聚产生高电压。若静电能量以火花形式发出,则可能成为火源,引起爆炸事故。物质能否产生静电并积聚,主要取决于物质的电阻率和相对介电常数。在工业生产过程中,撕裂、剥离、拉伸、撞击、粉碎、筛分、滚压、搅拌、输送、喷涂和过滤物料,还有气体、液体的流动、溅泼、喷射等各种操作,都可能产生静电。
3.雷电
雷电产生的火花温度之高可熔化金属,这也是引起爆炸事故的原因之一。
(四)化学火源
生产过程中的明火主要是指加热用火、维修用火和其他火源。此外,烟头、火柴、烟囱飞火、机动车排气管喷火都可能引起可燃物料的燃爆。化学反应热和发热自燃也是常见爆炸引火源。
三、最小点火能量
最小点火能量是指在一定条件下,每一种爆炸混合物的起爆最小点火能。表1-3-5中列出部分可燃气体和蒸气于空气中的最小点火能。
思考题
1.爆炸有几种类型?
2.爆炸极限的概念是什么?其在消防中的意义主要有哪些?
3.粉尘爆炸的条件有哪些?
4.常见爆炸引火源有哪些?
5.什么是最小点火能?
6.引发爆炸的常见原因有哪些?
参考文献
[1]杜文锋。消防燃烧学{M}.北京:中国人民公安大学出版社,2006.
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