防爆基本原理与技术措施

黄德政

摘 要：在生产活动中，违背人们意愿造成巨大国家财产损失和人员伤亡的爆炸称为事故性爆炸，如矿井瓦斯爆炸、粮食粉尘爆炸、锅炉及压力容器爆炸等。爆炸事故的发生，往往造成严重的事故后果，本文以事故性爆炸为分析对象，简要阐述爆炸事故分类、特点、发生条件以及防爆基本原理和技术措施，阐明了学习和掌握爆炸预防和防护基本原理及技术措施的意义及重要性。

关键词：爆炸；防爆原理；防爆技术；防爆措施

中图分类号：TD714 文献标识码：A

爆炸根据其发生特点分为人为原因爆炸和非人为原因爆炸，人为爆炸多发生在开山开采、道路修筑等的施工中，而在生产活动中，爆炸则是一种不良现象，违背人们意愿造成巨大国家财产损失和人员伤亡的爆炸称为事故性爆炸，如瓦斯爆炸、粉尘爆炸、锅炉及压力容器爆炸等。本文以事故性爆炸为分析对象，简要阐述爆炸事故分类、特点、发生条件以及防爆基本原理和技术措施，对学习和掌握爆炸预防和防护基本原理及技术措施具有指导性意义。

1.爆炸事故分类及发生条件

1.1 爆炸事故分类。爆炸事故分类方法很多，既可以按爆炸前后物质成分变化情况分类，也可以按爆炸事故过程类型分类，或按爆炸反应相态进行分类等。目前常用的分类可以分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。体系中物质因状态或压力发生突变而引起的物理能量快速释放，并转变为机械功、光、热等能量形式的爆炸现象称为物理爆炸。体系中物质以极快的速度发生放热化学反应，并产生高温、高压气体而引起的爆炸现象称为化学爆炸。化学爆炸的显著特点是爆炸发生前后，体系中物质的性质和组分都发生了根本变化。核爆炸能量释放来自核裂变（如U235裂变）或核聚变反应，核爆炸过程所释放的能量较其他类爆炸要大得多和集中得多。

1.2 爆炸发生条件。物理爆炸是一种因体系中物理能量失控而导致物质以极快的速度释放能量，转变为光、热、机械功等能量形式的爆炸现象。化学爆炸发生条件从爆炸反应特征看，化学反应要成为爆炸反应必须同时具备反应过程放热性、反应过程高速度和反应过程产生大量气体产物等三个条件。

2.防爆基本原理

爆炸性物质及危险场所不仅种类多样，数量巨大，而且作用情况相当复杂。为防止爆炸的产生需要从物理爆炸和化学爆炸所形成的条件入手来对爆炸进行预防控制，爆炸的发生需要具备五个条件：可燃物、助燃剂（氧化剂）、密闭的空间、可燃物和爆炸物的混合物、火源等。

2.1 控制可燃物浓度。关于可燃物浓度与爆炸超压的关系，可燃物浓度与爆炸超压两者之间成正比关系，因此为做好爆炸的防止与控制关键是要做好对于可燃物浓度的控制，当可燃物浓度低于氧化剂的浓度时可燃物燃烧所产生的热量将会降低使其不足以完成氧化反应或是氧化反应不完全，通过降低可燃物浓度会使得爆炸超压随之降低，当浓度增大到爆炸上限以上时，反应的放热量将不足以维持火焰传播，可燃物不会着火。因此，适当的控制可燃物的浓度，可以有效地预防爆炸事故的发生，或降低爆炸事故的破坏程度，对于可燃物堆积后视可燃性气体浓度较高的区域应当做好通风以降低现场发生爆炸的几率。

2.2 控制氧浓度。燃烧爆炸属于氧化反应，控制好氧化剂的浓度也是防止爆炸产生的重要手段之一，为实现对于氧化剂浓度的控制可以通过向可燃气体/空气混合物中加入情化介质，可以缩小爆炸混合气体的爆炸极限，当可燃性气体与氧化剂混合物中冲入大量的惰性气体时，可燃气体/空气混合物在遭遇到明火时将不会再发生着火、燃烧或爆炸，从而可以有效地防止爆炸的发生。

2.3 控制点火源。爆炸的产生需要满足5个必要的条件，控制点火源也是控制或是消除爆炸的有效措施之一，在生产生活中为避免爆炸的产生在可燃性气体或是可燃物堆积的场所应当加强对于点火源的管控，避免爆炸的发生。由于爆炸发生的点火源的多样性需要在不同的场合根据现场的实际情况制定切实可行的措施来对点火源进行管理，避免火种的产生。

2.4 控制爆炸破坏效应。爆炸性混合物处于相对封闭空间内，使爆炸的包围体碎片高速飞散，同时作用有空气冲击波，导致爆炸事故具有巨大的破坏力。因此，为了降低爆炸所产生的破坏力应尽可能地形成开放性的空间，此外在建筑设计中还可以通过设计抗爆型的包围体或隔爆墙的设计等防爆技术措施，降低爆炸的破坏程度。

3.防爆技术措施

做好爆炸的控制与预防是避免爆炸产生的两个重要的方向，预防主要针对的是爆炸产生所需要的5个重要的条件，通过在现场加强对于爆炸产生所需必要条件的检查与管控使得无法形成爆炸产生所必须的条件从而预防爆炸事故的产生。做好爆炸的控制与防护则是应当通过控制爆炸破坏力形成，从而将爆炸所产生的破坏力降至最低，两个方向一个针对的是爆炸的事前预防、另一个则针对的是爆炸的事后防护，两者侧重点不同，为降低爆炸所产生的影响应当加强对于爆炸的预防。

3.1 预防性技术措施。爆炸预防性技术措施分为控制工艺参数、防止爆炸性混合物形成、控制点火源和防爆监控措施4个方面。针对工业生产中由于工艺参数所导致的爆炸应当加强对于工业生产中的温度、投料、跑、冒、滴、漏等的控制和紧急情况停车处理等内容，通过对工业生产中的工艺参数进行正确的控制避免出现超温、超压、物料跑漏等情况的产生能够有效防止爆炸的产生。防止爆炸性混合物形成爆炸预防性技术措施是指在存在爆炸性物质的生产过程中，加强对于氧化剂的控制以免形成可燃物和氧化剂的混合物。控制、消除点火源是有效地预防爆炸事故的重要技术措施。防爆监控措施分为信号报警、安全连锁和保险连锁等方法。

3.2 防护性技术措施。爆炸防护技术措施有惰化防爆、爆炸抑制、爆炸阻隔、爆炸泄压和爆炸封闭5种措施。氧气是爆炸发生的重要的氧化剂，因此，通过在空气中充入惰性气体压低空气中的氧气的含量是惰化防爆的主要原理。爆炸抑制则是通过对工业生产进行详细的监控当检测到温度增高可燃物浓度达到爆炸极限、点火源的光信号、压力升高、燃烧产物的二氧化碳等信號时，通过注入惰性物质的方式来打破爆炸产生所满足的条件，从而阻止爆炸的产生。爆炸阻隔是在爆炸发生后将爆炸燃烧控制在一个范围内，避免爆炸蔓延造成二次伤害。爆炸泄压是在爆炸初始或发展阶段，通过泄压口将封闭空间内的高温、高压燃烧、未燃烧物质向事故池、防爆门等薄弱环节泄出，使包围体免遭破坏的一种爆炸防护技术措施。爆炸封闭通过在爆炸周边形成密闭包围的环境将爆炸控制在密闭的空间内从而使得周边的设备、人员、建筑物或环境避免遭受破坏或伤害的一种防爆技术措施。

结语

在生产活动中爆炸事故的发生，往往造成严重的事故后果，工业事故性爆炸不仅严重威胁着工矿企业职工的人身安全，造成了巨大的国家财产损失，甚至已成为影响国民经济建设的重要方面。本文对爆炸事故分类、特点、发生条件以及防爆基本原理和技术措施施进行了详细论述，可以对爆炸灾害的预防和防护的原理加深掌握和理解。预防与控制爆炸灾害的任务迫切而繁重，掌握爆炸原理和防护措施对于安全工作来说是非常重要的。

参考文献

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