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摘要： 气体与粉尘爆炸同属于化学爆炸范畴，易燃物与氧化剂在一定范围内混合，遇到点火源，则发生爆炸。温度对气体爆炸极限，粉尘粒径大小对爆炸极限都有很大的影响，需要从控制爆炸条件的角度，采取控制措施，较少爆炸事故的发生。
关键词： 爆炸 防爆措施 粉尘 气体
前言：在现代工业飞速发展的同时，各种安全事故时有发生。其中爆炸事故的发生，极大程度地造成工厂或者设备的损坏，进而导致巨大经济损失，甚至造成人员受伤或死亡。许多造成爆炸事故的气体或粉尘种类繁多，引发爆炸原因各不相同，因此对爆炸原理及的安全控制防护的研究，减少爆炸安全事故的发生具有重要意义。
1.爆炸定义
爆炸是一个突然放热并伴随高温高压影响的过程，在极短时间内和较小空间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。是能量从一种形式向另一种或几种形式转化并伴有强烈机械效应的过程。
2.爆炸类型与化学爆炸机理
2.1类型
爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸、原子爆炸几个为不同的类型。
物理爆炸是不断向装置加压，其内部压力高于装置的破坏压力而发生的爆炸，它是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。物理爆炸的能量主要来自于甩缩能、相变能、运动能、流体能、热能和电能等。
原子爆炸会产生压力与温度的影响。这是由原子的链反应而引起。压力与温度是质量转变为能量的直接结果。
化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的混合物，还是爆炸性物质（如炸药），都是一种相对不稳定的系统，在外界一定强度的能量作用下，能产生剧烈的放热反应，产生高温高压和冲击波，从而引起强烈的破坏作用。
2.2化学爆炸的机理
根据反应机理，化学爆炸可以分为均相爆炸和非均相爆炸[1]。
均相爆炸又称热爆炸。热爆炸是物质或者混合物发生放热反应后的一个自加速转化过程。在反应过程中，在高温下产生瞬间产生大量气体产物 。同时伴随着急剧上升的压力可能会造成毁灭性的影响。在实际爆炸之前，热爆炸中的爆炸物温度几乎均匀分布。原则上，反应边缘并不存在。
在非均相爆炸过程中，反应前锋可以明显分辨出，并且其通过反应团传播。非均相爆炸又可分为爆燃（通常指的爆炸）和爆震。这两者主要在传播机理、传播速度及压力影响等方面存在不同。爆燃以热传递的方式亚音速传播，受压力的影响较小。而爆震以脉冲的方式超音速传播，受压力的影响很大。
2.3 爆炸条件
爆炸经常伴随着放热和压力的上升，是一个放热燃烧反应。如下五个条件必须同时满足，爆炸才可以发生。
·可燃物质，比如可燃性的蒸汽、气体、粉尘、液体或者它们的混合物
·助燃剂，存在使燃烧反应发生的空气、氧气或其他氧化剂
·引发燃烧反应的点火源
·可燃物质与助燃剂的均匀混合
·混合物放在相对封闭的空间（包围体）
爆炸发生时伴随着压力的上升。在容器中，燃烧产生的热气无法溢出，因此其内部压力可快速不断上升，最终导致爆炸。
上述三元图描绘了可燃物（提供能量的易燃物质）在空气或其他氧化剂中的爆炸范围。可燃物、空气及可能的惰性气体的体积浓度范围是0～100 vol.%。根据可燃混合物中上述的三种成分的浓度来确定可燃物的爆炸极限。
在连接100 vol.%可燃物及100 vol.%空气的轴上，有两个点分别是爆炸下限（LEL）及爆炸上限（UEL）。这两个极限均为可燃物在空气中的体积浓度。在这个浓度范围内点火可使可燃物发生爆炸，低于或高于爆炸极限爆炸则不会发生。更强的火源、大范围的容器及不断升高的温度和压力会扩大可燃物的爆炸极限。如果是用氧气取代空气作为氧化剂，则爆炸极限会急剧增加。图中的Stoich.线为化学计量浓度线，该线以下的范围为燃烧的最佳条件。
3.爆炸的影响因素
3.1 粉尘粒子直径大小（PSD）对爆炸的影响
虽然高度分散的粉尘与气体或蒸汽表现出相似的燃烧或爆炸性质，但粉尘在粒径方面与它们存在不同。只有充分小的粉尘颗粒与空气混合点燃才有可能表现出爆炸行为。比如，咖啡豆被置入空气中是不可能被点燃的，只有充分小的咖啡颗粒遇到火源后才可能被点燃。
通常粒径在500～400μm之间的粉尘可以发生爆炸。由于更小的颗粒具有更大的比表面积，更小的粉尘的爆炸影响会更大，也更容易被点燃。然而，当粉尘粒径小于63μm后，其产生的爆炸影响与粉尘的粒径无關。正因为此，所有粉尘爆炸测试都应在粉尘粒径小于63μm情况下进行[2]。
3.2 温度对爆炸极限的影响
物质的热传导大概与系统绝对温度的平方根成线性关系。 通常温度受反应热的影响较小。然而化学反应速率却与温度息息相关。在物质密度不变的前提下，爆炸的严重性可能会随着温度的增加而增大或减小。爆炸范围随着压力最大值及压力的变化速率而改变。活化能被认为是能量障碍者，因为只有能量高于活化能时才可以发生反应。因为动力学方程只与反应活化能及反应温度有关，所以增高温度会引起反应速率的增加。温度值越高，最初允许反应的能量值就越高，进而与活化能的差距越小，进而影响MIE及爆炸极限。
4. 控制措施
在工业生产中，可以通过抑制爆炸条件的产生、进行防爆设计、泄爆等措施进行爆炸的安全防护，如在易燃易爆场所的进行送风，采用不产生火花的工具材料制;对设备进行本质安全型设计，设备、设施、仪器、仪表要达到防爆要求;操作人员应按规定穿戴防静电防护用品等。通过对爆炸因素的控制，减少爆炸事故的产生，
参考文献
[1] 张瑞华. 液化石油气储罐火灾爆炸模拟评价方法研究. 消防科学与技术，2004，23（3）：233～235
[2] 李志锋，范晴晴. 爆炸火灾事故调查分析.河南理工大学学报（自然科学版），2010，29（5）：576～578
作者简介：苏国亮 （1981～），男，工程硕士，注册安全工程师。
关键词： 爆炸 防爆措施 粉尘 气体
前言：在现代工业飞速发展的同时，各种安全事故时有发生。其中爆炸事故的发生，极大程度地造成工厂或者设备的损坏，进而导致巨大经济损失，甚至造成人员受伤或死亡。许多造成爆炸事故的气体或粉尘种类繁多，引发爆炸原因各不相同，因此对爆炸原理及的安全控制防护的研究，减少爆炸安全事故的发生具有重要意义。
1.爆炸定义
爆炸是一个突然放热并伴随高温高压影响的过程，在极短时间内和较小空间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。是能量从一种形式向另一种或几种形式转化并伴有强烈机械效应的过程。
2.爆炸类型与化学爆炸机理
2.1类型
爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸、原子爆炸几个为不同的类型。
物理爆炸是不断向装置加压，其内部压力高于装置的破坏压力而发生的爆炸，它是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。物理爆炸的能量主要来自于甩缩能、相变能、运动能、流体能、热能和电能等。
原子爆炸会产生压力与温度的影响。这是由原子的链反应而引起。压力与温度是质量转变为能量的直接结果。
化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的混合物，还是爆炸性物质（如炸药），都是一种相对不稳定的系统，在外界一定强度的能量作用下，能产生剧烈的放热反应，产生高温高压和冲击波，从而引起强烈的破坏作用。
2.2化学爆炸的机理
根据反应机理，化学爆炸可以分为均相爆炸和非均相爆炸[1]。
均相爆炸又称热爆炸。热爆炸是物质或者混合物发生放热反应后的一个自加速转化过程。在反应过程中，在高温下产生瞬间产生大量气体产物 。同时伴随着急剧上升的压力可能会造成毁灭性的影响。在实际爆炸之前，热爆炸中的爆炸物温度几乎均匀分布。原则上，反应边缘并不存在。
在非均相爆炸过程中，反应前锋可以明显分辨出，并且其通过反应团传播。非均相爆炸又可分为爆燃（通常指的爆炸）和爆震。这两者主要在传播机理、传播速度及压力影响等方面存在不同。爆燃以热传递的方式亚音速传播，受压力的影响较小。而爆震以脉冲的方式超音速传播，受压力的影响很大。
2.3 爆炸条件
爆炸经常伴随着放热和压力的上升，是一个放热燃烧反应。如下五个条件必须同时满足，爆炸才可以发生。
·可燃物质，比如可燃性的蒸汽、气体、粉尘、液体或者它们的混合物
·助燃剂，存在使燃烧反应发生的空气、氧气或其他氧化剂
·引发燃烧反应的点火源
·可燃物质与助燃剂的均匀混合
·混合物放在相对封闭的空间（包围体）
爆炸发生时伴随着压力的上升。在容器中，燃烧产生的热气无法溢出，因此其内部压力可快速不断上升，最终导致爆炸。
上述三元图描绘了可燃物（提供能量的易燃物质）在空气或其他氧化剂中的爆炸范围。可燃物、空气及可能的惰性气体的体积浓度范围是0～100 vol.%。根据可燃混合物中上述的三种成分的浓度来确定可燃物的爆炸极限。
在连接100 vol.%可燃物及100 vol.%空气的轴上，有两个点分别是爆炸下限（LEL）及爆炸上限（UEL）。这两个极限均为可燃物在空气中的体积浓度。在这个浓度范围内点火可使可燃物发生爆炸，低于或高于爆炸极限爆炸则不会发生。更强的火源、大范围的容器及不断升高的温度和压力会扩大可燃物的爆炸极限。如果是用氧气取代空气作为氧化剂，则爆炸极限会急剧增加。图中的Stoich.线为化学计量浓度线，该线以下的范围为燃烧的最佳条件。
3.爆炸的影响因素
3.1 粉尘粒子直径大小（PSD）对爆炸的影响
虽然高度分散的粉尘与气体或蒸汽表现出相似的燃烧或爆炸性质，但粉尘在粒径方面与它们存在不同。只有充分小的粉尘颗粒与空气混合点燃才有可能表现出爆炸行为。比如，咖啡豆被置入空气中是不可能被点燃的，只有充分小的咖啡颗粒遇到火源后才可能被点燃。
通常粒径在500～400μm之间的粉尘可以发生爆炸。由于更小的颗粒具有更大的比表面积，更小的粉尘的爆炸影响会更大，也更容易被点燃。然而，当粉尘粒径小于63μm后，其产生的爆炸影响与粉尘的粒径无關。正因为此，所有粉尘爆炸测试都应在粉尘粒径小于63μm情况下进行[2]。
3.2 温度对爆炸极限的影响
物质的热传导大概与系统绝对温度的平方根成线性关系。 通常温度受反应热的影响较小。然而化学反应速率却与温度息息相关。在物质密度不变的前提下，爆炸的严重性可能会随着温度的增加而增大或减小。爆炸范围随着压力最大值及压力的变化速率而改变。活化能被认为是能量障碍者，因为只有能量高于活化能时才可以发生反应。因为动力学方程只与反应活化能及反应温度有关，所以增高温度会引起反应速率的增加。温度值越高，最初允许反应的能量值就越高，进而与活化能的差距越小，进而影响MIE及爆炸极限。
4. 控制措施
在工业生产中，可以通过抑制爆炸条件的产生、进行防爆设计、泄爆等措施进行爆炸的安全防护，如在易燃易爆场所的进行送风，采用不产生火花的工具材料制;对设备进行本质安全型设计，设备、设施、仪器、仪表要达到防爆要求;操作人员应按规定穿戴防静电防护用品等。通过对爆炸因素的控制，减少爆炸事故的产生，
参考文献
[1] 张瑞华. 液化石油气储罐火灾爆炸模拟评价方法研究. 消防科学与技术，2004，23（3）：233～235
[2] 李志锋，范晴晴. 爆炸火灾事故调查分析.河南理工大学学报（自然科学版），2010，29（5）：576～578
作者简介：苏国亮 （1981～），男，工程硕士，注册安全工程师。