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[原] 受限空間爆炸綜論及預(yù)防原則

陳迅工/撰 [200701]

[ 摘要 鑒于一些專著或教材里，有關(guān)受限空間的概念不是很清晰，界線不是很明確，本文從爆炸與空間的關(guān)系入手，層層遞進(jìn)逐步深入，一直擴(kuò)延到預(yù)防和應(yīng)急原則。]

關(guān)鍵詞： 爆炸  燃燒  空間  預(yù)防  應(yīng)急

引言 關(guān)于爆炸，有兩個重要話題：一是爆炸與燃燒的關(guān)系，一是爆炸與空間的關(guān)系。同爆炸燃燒之間的關(guān)系一樣，爆炸與空間的關(guān)系也涉及到化工、石油、礦山等許多行業(yè)，涉及到質(zhì)監(jiān)、建設(shè)、公安消防等部門的職能交叉與分級管理。在一些專著或教材里，關(guān)于受限空間的概念不是很清晰，界線不是很明確，造成不該管的管過界，草木皆兵；該管的沒有主次，沒有抓住要害，因而很有探討的必要。《爆炸分類及其與燃燒的關(guān)系》一文曾經(jīng)論及爆炸的定義特點(diǎn)與分類；其中按爆炸位置的劃分針對于受限空間，為了延續(xù)并做進(jìn)一步論述，本文從爆炸與空間的關(guān)系入手，層層遞進(jìn)逐步深入，一直擴(kuò)延到預(yù)防和應(yīng)急原則。

一、無限空間的爆炸

無限空間的爆炸這一類型比較少見，它包括易燃助燃混合蒸氣云團(tuán)的遇火燃爆，核能物質(zhì)蘑菇云狀的爆炸，其他不穩(wěn)定固體液體炸藥類爆炸，以及自然界氣流變化導(dǎo)致的雷鳴電閃。盡管少見，人們有時候還是將它與受限空間的爆炸混同起來。

二、受限空間的分類

受限空間可分為器內(nèi)空間與室內(nèi)空間兩大類。器內(nèi)空間即容器、罐體內(nèi)腔，多以金屬構(gòu)件作為包裝物，多以壓力顯示和泄壓裝置作為標(biāo)志。室內(nèi)空間指的是器外房屋內(nèi)腔，以建筑構(gòu)件相應(yīng)作為包裝物，設(shè)計過程中的泄壓面積反映了室內(nèi)空間爆炸的可能性。

三、器內(nèi)空間的分類

器內(nèi)空間即容器、罐體，可分為承壓與非承壓兩大類。承壓罐體以壓力顯示和泄壓裝置為標(biāo)志，其壓力源自外部的壓力水、飽和蒸汽、壓縮空氣，以及器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)。非承壓罐體盛裝的是沒有壓力源的液體油、常溫水。非承壓罐體破裂沒有爆炸危險。

四、承壓罐體的分類

承壓罐體按壓力有高、中、低之分，但壓力不是爆炸危險性的唯一因素，還有容積（直徑），還有介質(zhì)特性。壓力、容積（直徑）、介質(zhì)特性三方面共同構(gòu)成爆炸危險性。如果介質(zhì)只是液體油、常溫水，即使罐體壓力很高，容積（直徑）很大，罐體一旦破裂也只稱做爆裂，而不應(yīng)稱做爆炸；也就是說沒有顯著的爆炸危險性。

五、監(jiān)督范圍的劃分及分類

實(shí)驗與計算表明，同時符合下列三條件（缺一不可）的容器、罐體，才具有顯著的爆炸危險性，才納入國家安全監(jiān)督范圍。這“三條件”是：1壓力大等于1兆帕；2容積大等于25升（或直徑大等于150）；3介質(zhì)為氣體、液化氣或飽和液（即最高工作溫度大于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體）。

實(shí)驗與計算還表明，爆炸的危害程度與壓力高低、容積（直徑）大小、介質(zhì)的溫度、閃點(diǎn)等特性指數(shù)有關(guān)。綜合考慮這三個基本因素，以及罐體工藝作用、介質(zhì)毒性級別，針對爆炸能量大小和危害程度，對納入監(jiān)督范圍的承壓罐體，作了一二三類三個類別的劃分。

六、罐體（容器）超壓爆炸特性

超壓的含義有兩種：一是罐內(nèi)壓力超過罐體額定允許承壓能力（簡稱高額超壓），一是罐體實(shí)際承壓能力降到額定允許壓力以下（簡稱低額超壓）。罐內(nèi)介質(zhì)超壓后的爆炸性質(zhì)，除了極少數(shù)因介質(zhì)的燃燒、分解、聚合反應(yīng)形成的化學(xué)性爆炸外，主要是介質(zhì)因罐體超壓破裂而形成的物理性爆炸。

罐體破裂的瞬間，介質(zhì)的爆炸能量不僅與壓力和容積有關(guān)，而且與介質(zhì)在罐內(nèi)的物性相態(tài)有關(guān)。有氣態(tài)壓縮空氣、氧氣、飽和汽；有液態(tài)烴（石油氣）、氨、氯、飽和水。前者屬一次性氣體膨脹對外做功，稱其為一次性爆炸；后者除氣相急劇膨脹做功外，還有液相的激烈蒸發(fā)氣（汽）化過程。

實(shí)驗與計算表明，占質(zhì)量比重絕大部分的液相爆炸能量，比氣相大得多；如2兆帕飽和水，其爆炸能量為同壓力同體積飽和汽的20倍左右。

七、超壓爆炸預(yù)防與應(yīng)急原則

對高額超壓的預(yù)防原則是，重點(diǎn)針對泄壓裝置，即保證安全閥的靈敏可靠，其次是壓力表、報警連鎖的可靠。

對低額超壓的預(yù)防原則是，重點(diǎn)針對罐壁金屬腐蝕，即采取有效的防腐措施，其次是防罐壁金屬過熱劣化。

爆炸預(yù)警生效后的應(yīng)急措施，1迅速切斷壓力源、熱源；2迅速放空泄壓；3緊急堵漏、卸料等。針對不同介質(zhì)不同類型的罐體采取相應(yīng)措施。

八、室內(nèi)空間爆炸條件與燃爆特性

室內(nèi)空間爆炸是易燃助燃混合物的爆炸。其爆炸因素有三：爆炸介質(zhì)、混合濃度、引燃能量。易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w（氧）混和達(dá)到一定濃度極限，為著火物引燃的同時被引爆。

常見的易燃?xì)怏w有烴類（石油氣）、水煤氣（一氧化碳），還有呈氣態(tài)的易燃粉塵、易燃油霧。這些易燃的氣體或氣態(tài)物質(zhì)，達(dá)到一定濃度極限構(gòu)成爆炸主體。這個濃度極限，對于易燃?xì)怏w有表列數(shù)據(jù)可查，如石油氣（混）的濃度極限為1.5~9.5%；引燃能量不可測，可以小到干電池的感應(yīng)電流。

濃度極限范圍的形成與下列因素有關(guān)：易燃?xì)怏w泄漏量，房屋的密閉程度、空氣流動（通風(fēng)）程度。

九、室內(nèi)空間爆炸預(yù)防與應(yīng)急原則

從上分析可知，室內(nèi)空間爆炸的預(yù)防原則是，1最大限度地避免易燃介質(zhì)泄漏；2保證室內(nèi)自然與機(jī)械通風(fēng)條件；3避免著火源（明火、電氣火、靜電火）。

易燃介質(zhì)泄漏應(yīng)急措施，1有效堵漏迅速切斷氣源；2加強(qiáng)通風(fēng)換氣排氣；3消除，杜絕一切火源。

十、器內(nèi)外受限空間爆炸案例二則

韶關(guān)市安委辦公室（筆者主編的）1999年安全生產(chǎn)簡報載有下列消息:

1、1998年3月，翁源壩仔鎮(zhèn)某農(nóng)戶一只民用燃?xì)馄勘�炸，伴隨一聲巨響，400米外目擊蘑菇狀煙火云升空，人事先逃離未傷及。爆炸原因：灶頭連接膠管泄漏的燃?xì)夥禑�至瓶閥著火，撲滅無效；據(jù)分析，瓶體劇烈升溫、瓶內(nèi)燃?xì)馊紵�雙重作用導(dǎo)致爆炸。此案結(jié)于勞動局卷宗。

2、相距170天的同年9月，樂昌坪石鎮(zhèn)街心某發(fā)廊，民用燃?xì)馄客馐覂?nèi)空間爆炸，伴隨一聲巨響，窗玻璃碎片等物將附近21名群眾擊至不同程度輕傷。爆炸原因：燃?xì)獠簧餍孤┖螅�發(fā)廊妹驚慌失措誤操作瓶閥至泄漏加劇，啟用電話報警的瞬間發(fā)生爆炸（另一說是啟動熱水器所致）。此案結(jié)于公安消防局卷宗。

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