
輕質(zhì)泄爆墻需要以下三個(gè)要素同時(shí)存在才能導(dǎo)致燃燒:燃料,熱和氧的存在,這些元素形成了燃燒三角型的三個(gè)邊。如果去掉任何一個(gè)因素,燃燒是不可能發(fā)生的。
舉個(gè)例子,如果不存在氧氣或者只有很少氧氣存在,無(wú)論熱量有多大,有多少燃料,都不會(huì)燃燒。同樣的,如果沒(méi)有充足的熱量,沒(méi)有一定濃度的燃料和氧氣也無(wú)法燃燒。
輕質(zhì)泄爆墻
另一方面,對(duì)于爆現(xiàn)象的出現(xiàn),需要以下5個(gè)因素同時(shí)存在:當(dāng)燃料,熱和氧氣,懸浮,并且在密閉空間中,形成了爆五邊型(要素)。就像三角型一樣,取除任何一個(gè)所需要因素,都可以阻止爆的傳播(發(fā)生)舉個(gè)例子,如果燃料,熱源和氧氣在密閉空間中,處在一個(gè)合適的范圍內(nèi),但并不是懸浮狀態(tài),則不會(huì)發(fā)生爆,但是在該情形下,會(huì)發(fā)生燃燒。
如果燃燒的燃料被陣風(fēng)吹起懸浮起來(lái),則同時(shí)滿足了爆五邊型所需的所有條件,爆即將發(fā)生。
在工廠阻止爆的發(fā)生,就需要牢記燃燒三要素(燃料,熱,氧氣)和爆五要素(燃料,熱,氧氣,懸浮,密閉空間)。
燃料
煤,作為一種主要燃料,需要滿足幾個(gè)條件才會(huì)發(fā)生爆。這些條件是揮發(fā)份,顆粒尺寸和數(shù)量,前美國(guó)礦業(yè)局在實(shí)驗(yàn)性煤礦為評(píng)估煤的爆性能進(jìn)行了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn),證明了揮發(fā)份是很有價(jià)值的(參數(shù))。
為了計(jì)算揮發(fā)率,需要在實(shí)驗(yàn)室先對(duì)煤樣做一個(gè)初步的分析。該分析確定了煤中揮發(fā)性物質(zhì)和固定炭含量,包括水份和灰份,揮發(fā)份定義是由煤中揮發(fā)性物質(zhì)除揮發(fā)性物質(zhì)和固定炭之和。
該計(jì)算模式提供了一個(gè)獨(dú)立于煤炭自然特性或煤中附加不可燃成分的有價(jià)值數(shù)據(jù),已經(jīng)證明了,若煤粉中揮發(fā)份超過(guò)0.12,存在爆風(fēng)險(xiǎn)。所有的煙煤都屬于此類(lèi),既然無(wú)煙煤通過(guò)確認(rèn),揮發(fā)份不大于0.12,它們不存在爆風(fēng)險(xiǎn)。非常值得注意的是,煙煤和無(wú)煙煤都會(huì)引起燃燒,但只有煙煤會(huì)導(dǎo)致爆。
另一個(gè)重要的條件是粒度,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了若煙煤的粒度小于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)20目篩則參與煤粉爆(則參與爆反應(yīng))20目篩子可以保證顆粒通過(guò)841微米,大約0.03英寸,這是能對(duì)爆產(chǎn)生左右的最大尺寸。(大于20目的顆粒,不會(huì)發(fā)生爆)
隨著顆粒尺寸的縮小,爆危險(xiǎn)會(huì)增加。通常在磨粉系統(tǒng)中,煤的顆粒尺寸通常有85%以上通過(guò)美標(biāo)200目篩子,小于74微米,或0.003英寸。
點(diǎn)燃這些煤塵的所需要的能量更少,溫度更低;既然在小顆粒中,熱傳遞速度更快,那么爆產(chǎn)生的壓力和產(chǎn)生速度加快了。(爆速度和強(qiáng)度增加)
第三個(gè)與爆有關(guān)的是煤粉能達(dá)到的濃度。以知最低爆濃度(MEC),在該最低懸浮濃度煤粉會(huì)傳播爆(連鎖燃燒,爆),且產(chǎn)生具有破壞性的壓力。
煙煤的最低煤粉爆濃度大約是0.10盎司/立方英尺,或者100g/立方米。
當(dāng)煤粉濃度在入口處到達(dá)最低爆濃度時(shí),在被驅(qū)散的煤塵之前無(wú)法看到在煤塵中10米遠(yuǎn)帶燈罩的路燈。同樣,人在MEC濃度的空氣中無(wú)法呼吸。該數(shù)量相當(dāng)與一個(gè)普通8小時(shí)輪班礦工可吸入粉塵濃度的25000倍。
在賓西法尼亞布魯斯頓的煤礦實(shí)驗(yàn)室中,MEC濃度的煤粉沉降到地板上厚度是0.005英寸厚。該厚度幾乎無(wú)法觀察到,換句話說(shuō),如果在工廠的地板上或墻上看到了腳印,那么現(xiàn)場(chǎng)的煤粉濃度足以引發(fā)爆。