Горение газо- и паровоздушных смесей

Горение газо- и паровоздушных смесей

Областью воспламенения газов (паров) в воздухе называется область концентрации данного газа в воздухе при атмосферном давлении, внутри которой смеси газа с воздухом способны воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени по смеси.

Граничные концентрации области воспламенения называют соответственно нижним и верхним пределами воспламенения газов (паров) в воздухе. Величины пределов воспламенения используют при расчете допустимых концентраций газов внутри взрывоопасных технологических аппаратов, систем вентиляции, а также при определении предельно допустимой взрывоопасной концентрации паров и газов при работах с применением чогня и искрящего инструмента.

Величину концентрации газа или пара в воздухе внутри технологического аппарата, не превышающую 50% величины нижнего предела воспламенения, можно принимать как взрывобезопас-ную концентрацию. Обеспечение взрывобезопасности среды внутри аппаратуры при нормальном технологическом режиме не ^ает основания считать данное оборудование невзрывоопасным.

За величину предельно допустимой взрывобезопасиой концентрации (ПДВК) паров и газов при работе с применением огня и искрящего инструмента следует принимать концентрацию, которая не превышает 5% величины нижнего предела воспламенения данного пара или газа в воздухе при отсутствии в рассматриваемом аппарате конденсированной фазы.

Температурными пределами воспламенения паров в воздухе называются такие температурные вещества, при которых насыщенные пары образуют концентрации, равные соответственно] нижнему или верхнему концентрационным пределам воспламенения.

Температурные пределы воспламенения учитывают при расчете безопасных температурных режимов в закрытых технологических объемах с жидкостями (топливные грузовые танки и т. п.)„ работающими при атмосферном давлении.

Безопасной, в отношении возможности образования взрыво* опасных паровоздушных смесей, следует считать температуру адн дивидуального вещества на 10° ниже нижнего или на 15° выше верхнего температурных пределов воспламенения.

Пыль горючих и некоторых негорючих веществ (например, алюминия, цинка) может в смеси с воздухом образовать горючие (пожаро- и взрывоопасные) концентрации. Пыль, выпадающую из воздуха и осаждающуюся на поверхностях судовых конструкций, называют аэрогелем.

Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако и осевшая на судовых конструкциях пыль представляет опасность с точки зрения не только возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве.

При нагревании пыли происходят окислительные процессы, которые при определенной скорости реакции могут перейти в самовоспламенение, заканчивающееся тлением или пламенным горением. Пыль одного и того же вещества в зависимости от состояния имеет две температуры самовоспламенения: для аэрозоля и для аэрогеля.

Вполне очевидно, что осевшая пыль опасна с точки зрения ее воспламенения, поскольку у нее значительно ниже температура самовоспламенения. Этим объясняется то обстоятельство, что искры механического происхождения воспламеняют осевшую, а не взвешенную пыль. Однако возникшее горение осевшей пыли в дальнейшем может воспламенить   аэрозоль (аэровзвесь).

Нижним пределом воспламенения аэровзвеси твердых веществ называется наименьшая концентрация вещества в воздухе, при которой смесь способна воспламеняться с последующим распространением пламени на весь объем смеси. Аэровзвесь данного твердого вещества считается взрывоопасной, если нижний предел воспламенения ее не превышает 65 г/м3. Особо взрывоопасными считаются аэровзвеси, нижний предел воспламенения которых не выше 15 г/м3.

Взрывоопасной концентрацией можно считать концентрацию аэрозоля внутри помещения, не превышающую 50% величины нижнего предела воспламенения (при отсутствии в аппарате осевшей пыли). Обеспечение взрывобезопасности внутри помещения при нормальном технологическом режиме не дает основания считать данное оборудование невзрывоопасным.

Максимальное давление взрыва — это наибольшее давление, которое возникает при взрыве. Его учитывают при расчете взрЫг воустойчивости аппаратуры с горючим газом, жидкостями и порошкообразными веществами; при расчете предохранительных клапанов и взрывных мембран, оболочек взрывонепроницаемого электрооборудования.

В основу классификации взрывоопасных смесей положена способность их передавать взрыв через фланцевые зазоры в оболочке оборудования— так называемую» щелевую защиту. Сущность этой защиты заключается в том, что при воспламенении в оболочке взрывчатой смеси Пламя ее, проходя через щель, должно само погаситься, а продукты горения — охладиться ниже температуры самовоспламенения   взрывоопасной окружающей среды.

Фланцевые зазоры, исключающие передачу взрыва из оболочки в окружающую взрывоопасную среду, называются безопасными, однако принимаются допустимые зазоры меньше безопасных на коэффициент надежности 2—2,5. Величина безопасного зазора для различных взрывчатых смесей неодинакова. Она зависит от ширины фланцев и физико-химических свойств взрывоопасной смеси.