爆炸極限及爆炸危險(xiǎn)源的區(qū)別和設(shè)計(jì)應(yīng)用
氣體和液體的爆炸極限通常用體積分?jǐn)?shù)(%)表示。不同的物質(zhì)由于其理化性質(zhì)不同,其爆炸極限也不同;即使是同一種物質(zhì),在不同的外界條件下,其爆炸極限也不同。通常,在氧氣中的爆炸極限要比空氣中的爆炸極限范圍大。
一、爆炸極限
1.爆炸極限一般認(rèn)為是物質(zhì)發(fā)生爆炸必須具備的濃度范圍?？扇嫉臍怏w、蒸氣或粉塵與空氣混合后，遇火會(huì)發(fā)生爆炸的最高或最低的濃度，稱為爆炸濃度極限，簡(jiǎn)稱爆炸極限。能引起爆炸的最高濃度稱為爆炸上限，能引起爆炸的最低濃度稱為爆炸下限，上限和下限之間的間隔稱為爆炸范圍。
【注意】
（1）粉塵的爆炸上限一般沒有實(shí)用價(jià)值，通常只應(yīng)用粉塵的爆炸下限。
（2）在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過程中，為保證安全，控制可燃物濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限。
2.除助燃物條件外，對(duì)于同種可燃?xì)怏w，其爆炸極限受以下四個(gè)方面的影響（1） 火源能量。引燃混合氣體的火源能量越大，可燃混合氣體的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險(xiǎn)性越大。
（2） 初始?jí)毫??？扇蓟旌蠚怏w初始?jí)毫υ黾?，爆炸范圍增大，爆炸危險(xiǎn)性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空氣的混合氣體初始?jí)毫ι仙?，其爆炸極限范圍縮小。
（3） 初溫。混合氣體初溫越高，混合氣體的爆炸極限范圍越大，爆炸危險(xiǎn)性越大。
（4） 惰性氣體。可燃混合氣體中加入惰性氣體，會(huì)使爆炸極限范圍變小，一般上限降低，下限變化比較復(fù)雜。當(dāng)加入的惰性氣體超過一定量以后，任何比例的混合氣體均不能發(fā)生爆炸。
二、爆炸危險(xiǎn)源
1.常見爆炸的引火源 機(jī)械火源（撞擊、摩擦）、熱火源（高溫?zé)岜砻?、日光照射并聚焦）、電火源（電火花、靜電火花、雷電）、化學(xué)火源（明火、化學(xué)反應(yīng)熱、發(fā)熱自燃）。 2.最小點(diǎn)火能 能夠引燃某種可燃混合物所需的最低電火花能量值稱為最小點(diǎn)火能。通常采用mJ作為單位。最小點(diǎn)火能是衡量可燃?xì)怏w、蒸氣、粉塵火災(zāi)危險(xiǎn)性的特性指標(biāo)之一。顯然，物料的最小點(diǎn)火能量越小，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。
三、舉例：涂料的爆炸極限
定義：當(dāng)涂料噴涂后揮發(fā)出來的的可燃性氣體與周圍空氣在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合，形成混合氣體，一旦遇著閃燃（火源）就會(huì)發(fā)生爆炸，這個(gè)濃度范圍稱為爆炸極限。
并不是空氣中混合了均勻的可燃性氣體就會(huì)發(fā)生爆炸，而是在一定的混合比例范圍才能形成可燃的爆炸溶度——爆炸極限。
可燃性混合氣體的爆炸極限有爆炸下限（最小爆炸極限）和爆炸上限（最小爆炸極限）之分：
上限是指：可燃性混合氣體能夠發(fā)生爆炸的最高上限溶度。在高于爆炸上限時(shí)，空氣不足，導(dǎo)致火焰不能蔓延不會(huì)爆炸，但能燃燒。
下限是指：可燃性混合物能夠發(fā)生爆炸的低濃度。由于可燃物濃度不夠，過量空氣的冷卻作用，阻止了火焰的蔓延，因此在低于爆炸下限時(shí)不爆炸也不著火。
四、影響爆炸極限的主要因素
1.1原始溫度
爆炸性氣體混合物的原始溫度越高，則爆炸極限范圍越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。因?yàn)橄到y(tǒng)溫度升高，其分子內(nèi)能增加，使更多的氣體分子處于激發(fā)態(tài)，原來不燃的混合氣體成為可燃、可爆系統(tǒng)，所以溫度升高使爆炸危險(xiǎn)性增大。若t℃時(shí)的下限為L(zhǎng)，25℃時(shí)的下限為L(zhǎng)25，則其關(guān)系式為
Lt=[1—0.000721(t一25)]×L25
1.2系統(tǒng)初始?jí)毫?/span>
混合氣體的原始?jí)毫?duì)爆炸極限有很大的影響，在增壓的情況下，其爆炸極限的變化也很復(fù)雜。壓力增大，爆炸極限擴(kuò)大。這是因?yàn)橄到y(tǒng)壓力增高，其分子間距更為接近，碰撞幾率增高，因此使燃燒的最初反應(yīng)和反應(yīng)的進(jìn)行更為容易。壓力降低，則爆炸極限范圍縮小。待壓力降至某值時(shí)，其下限與上限重合，將此時(shí)的最低壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降至臨界壓力以下，系統(tǒng)就不爆炸。因此，在密閉容器內(nèi)進(jìn)行減壓(負(fù)壓)操作對(duì)安全生產(chǎn)有利。天然氣--空氣混合的爆炸界限與壓力的依存關(guān)系可表示為
L=4.9—0.71lnP
U=14.1—20.4lnp
式中
L為爆炸下限，％(體積分?jǐn)?shù))；U為爆炸上限，％(體積分?jǐn)?shù))；P為初始?jí)毫?，Pa。
五、爆炸極限的理論計(jì)算方法和設(shè)計(jì)前應(yīng)用
按爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度計(jì)算
爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度可以用來確定鏈烷烴類的爆炸下限，其計(jì)算公式為
L下=0.55Co
式中0.55為常數(shù)；Co為爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度。
現(xiàn)以甲烷為例，其燃燒反應(yīng)為
CH4+202--CO2+2H20+Q
如空氣中氧濃度為20.9％，則Co可用下式確定
Co=1/(1+n/0.209)*100%=20.9/(n+0.209)
式中n為完全燃燒時(shí)所需分子數(shù)，這里n=2
則L下=O.55Co=0.55×20.9/(0.209+2)=5.2
因此，甲烷的爆炸下限值確定為5.2％。
此式也可用于估算鏈烷烴類以外的其他有機(jī)可燃?xì)怏w爆炸極限。
六、其他物質(zhì)的25%LET濃度，可通過溫度、爆炸極限等因素進(jìn)行核算
七、下面列舉幾個(gè)可燃性氣體的爆炸極限：
乙醛：最小4%，最大57%，即4~57%
乙炔：最小2.5%，最大82%，即2.5~82%
二甲苯：最小1%，最大7%，即1~7%
乙苯：最小1%，最大7.1%，即1~7.1%
乙醇/酒精：最小3%，最大19%，即3~19%