知识点：爆炸极限的概念及应用
爆炸极限一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度范围。对于可燃气体、液体蒸气和粉尘等不同形态的物质，通常以与空气混合后的体积分数或单位体积中的质量等来表示遇火源会发生爆炸的最高或最低的浓度范围，称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。
能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限，能引起爆炸的最低浓度称为爆炸下限，爆炸上限和下限之间的间隔称为爆炸范围。
一、气体和液体蒸气的爆炸极限
气体和液体蒸气的爆炸极限通常用体积分数(%)表示。不同的物质由于其理化性质不同，其爆炸极限也不同。即使是同一种物质，在不同的外界条件下，其爆炸极限也不同。通常，在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽，部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限见表1-3-2(略)。
|
物质名称 |
在空气中（%） |
在氧气中（%） |
||
|
下限 |
上限 |
下限 |
上限 |
|
|
氢气 |
4.0 |
75.0 |
4.7 |
94.0 |
|
乙炔 |
2.5 |
82.0 |
2.8 |
93.0 |
|
甲烷 |
5.0 |
15.0 |
5.4 |
60.0 |
|
乙烷 |
3.0 |
12.45 |
3.0 |
66.0 |
|
丙烷 |
2.1 |
9.5 |
2.3 |
55.0 |
|
乙烯 |
2.75 |
34.0 |
3.0 |
80.0 |
|
丙烯 |
2.0 |
11.0 |
2.1 |
53.0 |
|
氨 |
15.0 |
28.0 |
13.5 |
79.0 |
|
环丙烷 |
2.4 |
10.4 |
2.5 |
63.0 |
|
一氧化碳 |
12.5 |
74.0 |
15.5 |
94.0 |
|
乙醚 |
1.9 |
40.0 |
2.1 |
82.0 |
|
丁烷 |
1.5 |
8.5 |
1.8 |
49.0 |
|
二乙烯醚 |
1.7 |
27.0 |
1.85 |
85.5 |
除助燃物条件外，对于同种可燃气体，其爆炸极限受以下几方面影响：
(1)火源能量的影响
引燃可燃混气的火源能量越大，可燃混气的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
(2)初始压力的影响
可燃混合气体初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空气的混合气体，压力上升，其爆炸极限范围缩小。
(3)初温对爆炸极限的影响
可燃混合气体初温越高，混合气体的爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
(4)惰性气体的影响
可燃混合气体中加入惰性气体，会使爆炸极限范围变窄，一般上限降低，下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后，任何比例的混合气体均不能发生爆炸。
【2017年 真题】
下列初始条件中，可使甲烷爆炸极限范围变窄的是( )。
A.注入氮气
B.提高温度
C.增大压力
D.增大点火能量
『正确答案』A
『答案解析』(4)惰性气体的影响
可燃混合气体中加入惰性气体，会使爆炸极限范围变窄，一般上限降低，下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后，任何比例的混合气体均不能发生爆炸。
二、可燃粉尘的爆炸极限
可燃粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m3)表示。因为可燃粉尘爆炸浓度上限太大，以致在多数场合都不会达到，所以没有实际意义，通常只应用粉尘的爆炸下限。
三、爆炸极限在消防上的应用
物质的爆炸极限是正确评价生产、储存过程的火灾危险程度的主要参数，是建筑、电气和其他防火安全技术的重要依据。控制可燃性物质在空间的浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限，是保证安全生产、储存、运输、使用的基本措施之一。具体应用有以下几方面：
1)爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性大小的依据，爆炸范围越大，下限越低，火灾危险性就越大。
2)爆炸极限是评定气体生产、储存场所火险类别的依据，也是选择电气防爆形式的依据。生产、储存爆炸下限小于10%的可燃气体的工业场所，应选用隔爆型防爆电气设备;生产、储存爆炸下限大于或等于10%的可燃气体的工业场所，可选用任一防爆型电气设备。
3)根据爆炸极限可以确定建筑物耐火等级、层数、面积、防火墙占地面积、安全疏散距离和灭火设施。
4)根据爆炸极限确定安全操作规程。例如，采用可燃气体或蒸气氧化法生产时，应使可燃气体或蒸气与氧化剂的配比处于爆炸极限范围以外，若处于或接近爆炸极限范围进行生产时，应充惰性气体稀释和保护。
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