利用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算爆炸產(chǎn)生的沖擊波能量,估算公式:
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式中U——爆炸時(shí)產(chǎn)生沖擊波能量的TNT當(dāng)量,kg;
R——破壞物與爆炸中心的距離,m;
C0——計(jì)算產(chǎn)生沖擊波能量的系數(shù),查表2-1。
表2-1?計(jì)算產(chǎn)生沖擊波能量的系數(shù)C0值
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破壞情況 | 系數(shù)C0值 | 破壞情況 | 系數(shù)C0值 |
厚Hm的磚墻破口 | 0.4/H1/2 | 窗欄、門、板壁破壞 | 2.8 |
厚Hm的磚墻建筑物裂縫和崩落 | 0.6/H1/2 | 窗框中的玻璃完全破壞 | 8.O |
木板墻破壞 | O.7 | ? | ? |
若距爆炸中心50m的房屋玻璃完全破損,查表2-1得系數(shù)C0值為8.0,根據(jù)式(2-2),計(jì)算產(chǎn)生的沖擊波能量可相當(dāng)于244kg TNT。
由此可見,爆炸一旦產(chǎn)生,其危害性相當(dāng)巨大。由于引起爆炸起火的點(diǎn)火能只有約0.1~0.3mJ,加之液化石油氣爆炸下限相比其他燃?xì)馄?,因此,解決好這類問(wèn)題十分不易。
3. 火災(zāi)與爆炸事故的關(guān)系
一般情況下,火災(zāi)起火后火勢(shì)逐漸蔓延擴(kuò)大,隨著時(shí)間的增加,損失急劇增加。對(duì)于火災(zāi)來(lái)說(shuō),初期的救火尚有意義。而爆炸則是突發(fā)性的,在大多數(shù)情況下,爆炸過(guò)程在瞬間完成,人員傷亡及物質(zhì)損失也在瞬間造成?;馂?zāi)可能引發(fā)爆炸,因?yàn)榛馂?zāi)中的明火及高溫能引起易燃物爆炸。如油庫(kù)或炸藥庫(kù)失火可能引起密封油桶、炸藥的爆炸;一些在常溫下不會(huì)爆炸的物質(zhì),如乙酸,在火場(chǎng)的高溫下有變成爆炸物的可能。爆炸也可以引發(fā)火災(zāi),爆炸拋出的易燃物可能引起大面積火災(zāi)。如密封的燃料油罐爆炸后由于油品的外泄引起火災(zāi)。因此,發(fā)生火災(zāi)時(shí),要防止火災(zāi)轉(zhuǎn)化為爆炸;發(fā)生爆炸時(shí),又要考慮到引發(fā)火災(zāi)的可能,及時(shí)采取防范搶救措施。
三、預(yù)防火災(zāi)與爆炸事故的基本措施
預(yù)防事故發(fā)生,限制災(zāi)害范圍,消滅火災(zāi),撤至安全地點(diǎn)是防火防爆的基本原則。根據(jù)火災(zāi)、爆炸的原因,一般可以從以下兩方面加以預(yù)防。
1. 火源的控制與消除
引起火災(zāi)的著火源一般有明火、沖擊與摩擦、熱射線、高溫表面、電氣火花、靜電火花等,嚴(yán)格控制這類火源的使用范圍,對(duì)于防火防爆是十分必要的。
(1) 明火?主要是指生產(chǎn)過(guò)程中的加熱用火、維修焊割用火及其他火源。明火是引起火災(zāi)與爆炸最常見的原因,一般從以下幾方面加以控制。
① 加熱用火的控制?加熱易燃物料時(shí),要盡量避免采用明火而采用蒸汽或其他載熱體加熱。明火加熱設(shè)備的布置,應(yīng)遠(yuǎn)離可能泄漏易燃液體或蒸汽的工藝設(shè)備和儲(chǔ)罐區(qū),并應(yīng)布置在其上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。如果存在一個(gè)以上的明火設(shè)備,應(yīng)將其集中布置在裝置的邊緣,并有一定的安全距離。
② 維修焊割用火的控制?焊接切割時(shí),飛散的火花及金屬熔融溫度高達(dá)2000℃左右,高空作業(yè)時(shí)飛散距離可達(dá)20m遠(yuǎn)。此類用火除停工、檢修外,還往往被用來(lái)處理生產(chǎn)過(guò)程中臨時(shí)堵漏,所以這類作業(yè)多為臨時(shí)性的,容易成為起火原因。因此,使用時(shí)必須注意在輸送、盛裝易燃物料的設(shè)備與管道上,或在可燃可爆區(qū)域應(yīng)將系統(tǒng)和環(huán)境進(jìn)行徹底的清洗或清理;動(dòng)火現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備必要的消防器材,并將可燃物品清理干凈;氣焊作業(yè)時(shí),應(yīng)將乙炔發(fā)生器放置安全地點(diǎn),以防止爆炸傷人或?qū)⒁兹嘉镆?;電焊線破殘應(yīng)及時(shí)更換或修理,不得利用與易燃易爆生產(chǎn)設(shè)備有關(guān)的金屬構(gòu)件作為電焊地線,以防止在電路接觸不良的地方產(chǎn)生高溫或電火花。
③ 其他明火?用明火熬煉瀝青、石蠟等固體可燃物時(shí),應(yīng)選擇在安全地點(diǎn)進(jìn)行;要禁止在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所吸煙;為防止汽車、拖拉機(jī)等機(jī)動(dòng)車排氣管噴火,可在排氣管上安裝防火帽,對(duì)電瓶車應(yīng)嚴(yán)禁進(jìn)入可燃可爆區(qū)。
(2) 摩擦與沖擊?機(jī)器中軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦、鐵器的相互撞擊或鐵制工具打擊混凝土地面等都可能發(fā)生火花。因此,對(duì)軸承要保持良好的潤(rùn)滑;危險(xiǎn)場(chǎng)所要用銅制工具替代鐵器;在搬運(yùn)盛有可燃?xì)怏w或易燃液體的金屬容器時(shí),不要拋擲,要防止互相撞擊,以免產(chǎn)生火花;在易燃易爆車間,地面要采用不發(fā)火的材質(zhì)鋪成,不準(zhǔn)穿帶釘子的鞋進(jìn)入車間。
(3) 熱射線?紫外線有促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的作用。紅外線雖肉眼看不到,但長(zhǎng)時(shí)間局部加熱也會(huì)使可燃物起火。直射陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡、圓形燒瓶會(huì)發(fā)生聚焦作用,其焦點(diǎn)可成為火源。所以遇陽(yáng)光曝曬有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的物品,應(yīng)采取避光措施,為避免熱輻射,可采用噴水降溫、將門窗玻璃涂上白漆或采用磨砂玻璃。
(4) 高溫表面?要防止易燃物質(zhì)與高溫的設(shè)備、管道表面接觸。高溫物體表面要有隔熱保溫措施,可燃物料的排放口應(yīng)遠(yuǎn)離高溫表面,禁止在高溫表面烘烤衣物,還要注意經(jīng)常清洗高溫表面的油污,以防止它們分解自燃。
(5) 電器火花?電器火花分高壓電的火花放電、短時(shí)間的弧光放電和接點(diǎn)上的微弱火花。電火花引起的火災(zāi)爆炸事故發(fā)生率很高,所以對(duì)電器設(shè)備及其配件要認(rèn)真選擇防爆類型和仔細(xì)安裝,特別注意對(duì)電動(dòng)機(jī)、電纜、電纜溝、電器照明、電器線路的使用、維護(hù)和檢修。
(6)靜電火花?在一定條件下,兩種不同物質(zhì)相互接觸、摩擦就可能產(chǎn)生靜電,比如生產(chǎn)中的擠壓、切割、攪拌、流動(dòng)以及生活中的起立、脫衣服等都會(huì)產(chǎn)生靜電。靜電能量以火花形式放出,則可能引起火災(zāi)爆炸事故。消除靜電的方法有兩種:①抑制靜電的產(chǎn)生;②迅速把產(chǎn)生的靜電排出。
2. 爆炸控制
爆炸造成的后果大多非常嚴(yán)重,科學(xué)防爆是非常重要的一項(xiàng)工作。防止爆炸的主要措施如下。
(1)惰性介質(zhì)保護(hù)?化工生產(chǎn)中,采取的惰性氣體主要有氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣、煙道氣等。一般有如下情況:需考慮采用惰性介質(zhì)保護(hù)易燃固體物質(zhì)的粉碎、篩選處理及其粉末輸送時(shí),采用惰性氣體進(jìn)行覆蓋保護(hù);處理可燃易爆的物料系統(tǒng),在進(jìn)料前,用惰性氣體進(jìn)行置換,以排除系統(tǒng)中原有的氣體,防止形成爆炸性混合物。將惰性氣體通過(guò)管線與有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備、儲(chǔ)槽等連接起來(lái),在萬(wàn)一發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)使用;易燃液體利用惰性氣體充壓輸送;在有爆炸性危險(xiǎn)的生產(chǎn)場(chǎng)所,對(duì)有可能引起火災(zāi)危險(xiǎn)的電器、儀表等采用充氮?dú)獗Wo(hù);易燃易爆系統(tǒng)檢修動(dòng)火前,使用惰性氣體進(jìn)行吹掃置換;發(fā)現(xiàn)易燃易爆氣體泄漏時(shí),采用惰性氣體(也可用水蒸氣)沖淡,用惰性氣體進(jìn)行滅火。
(2) 系統(tǒng)密閉,防止可燃物料泄漏和空氣進(jìn)入為了保證系統(tǒng)的密閉性,對(duì)危險(xiǎn)設(shè)備及系統(tǒng)應(yīng)盡量采用焊接接頭,少用法蘭連接,為防止有毒或爆炸性危險(xiǎn)氣體向容器外逸散,可以采用負(fù)壓操作系統(tǒng),對(duì)于在負(fù)壓下生產(chǎn)的設(shè)備,應(yīng)防止空氣吸入;根據(jù)工藝溫度、壓力和介質(zhì)的要求,選用不同的密封墊圈;特別注意檢測(cè)試漏,設(shè)備系統(tǒng)投產(chǎn)前和大修后開車前應(yīng)結(jié)合水壓試驗(yàn),用壓縮氮?dú)饣驂嚎s空氣做氣密性檢驗(yàn),如有泄漏應(yīng)采用相應(yīng)的防泄漏措施;還要注意平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng),發(fā)現(xiàn)配件、填料破損要及時(shí)維修或更換,發(fā)現(xiàn)法蘭螺絲松馳要設(shè)法緊固。
(3) 通風(fēng)置換,使可燃物質(zhì)達(dá)不到爆炸極限通過(guò)通風(fēng)置換可以有效爆氣體積聚而達(dá)到爆炸極限。通風(fēng)換氣次數(shù)要有保障,自然通風(fēng)不足的風(fēng)。排除含有燃燒爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的粉塵的排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)采用不產(chǎn)生火花的爆炸性粉塵的空氣在進(jìn)入風(fēng)機(jī)前,應(yīng)進(jìn)行凈化處理。
(4) 安裝爆炸遏制系統(tǒng)爆炸遏制系統(tǒng)由能檢測(cè)出初始爆炸的傳感器火劑罐組成,滅火劑罐通過(guò)傳感裝置動(dòng)作。在盡可能短的時(shí)間里,把滅火到需要保護(hù)的容器里,于是,爆炸燃燒被撲滅,從而控制住爆炸的發(fā)生。統(tǒng)里,爆炸燃燒能自行進(jìn)行檢測(cè),并在停電后的一定時(shí)間里仍能繼續(xù)進(jìn)行。