Взрывная безопасность смесей с воздухом горючих газов, паров и взвешенных в воздухе горючих твердых частиц (пыли)

Горение смесей с воздухом горючих газов, паров и взвешенных в воздухе горючих твердых частиц может происходить в виде взрыва. Взрыв в этом случае – чрезвычайно быстрое химическое (взрывное) превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу, которая может привести к разрушению оборудования, зданий, сооружений, объектов и поражению людей.

Смеси с воздухом горючего газа, пара и взвешенных в воздухе горючих твердых частиц (пыли) могут загораться только при определенной концентрации горючих газов, паров и твердых частиц, а также при действии на смеси источников зажигания с определенными характеристиками различными для каждого горючего вещества (см. п. 1.5).

Минимальная концентрация горючих газа, пара или твердых частиц в воздухе, при которой возможно их воспламенение, называется нижним концентрационным пределом воспламенения, (НКПВ), максимальная – верхним концентрационным пределом воспламенения (ВКПВ). ВКПВ для пыли не устанавливается. Интервал между НКПВ и ВКПВ называется диапазоном (областью) воспламенения. Для различных веществ при нормальных условиях эти параметры колеблются в широких пределах. Например, НКПВ и ВКПВ имеют соответственно такие значения: 3, 15 % и 80, 33 % у ацетилена, 4, 15 % и 75 % - водорода, 2, 3 % и 9, 5 % - пропана, 16, 0 % и 27, 0 % у аммиака.

Пределы воспламенения нескольких горючих газов в смеси с воздухом определяют либо экспериментально, либо по формуле

,

где С – предел воспламенения (верхний и нижний);

g₁, g₂, g_n – содержание горючих компонентов, % от суммарного содержания горючих компонентов, то есть g₁ + g₂ +……+ g_n = 100;

С_,, С₂, С_n – соответствующие (верхние или нижние) пределы воспламенения горючих компонентов, %.

Численные значения концентрационных пределов воспламенения газов изменяются в зависимости от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения оказывают давление и температура горячей смеси, мощность источника воспламенения, примеси инертных газов и паров. Так, например, при повышении температуры на каждые 100°С величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8 – 10 %, а верхних пределов воспламенения увеличиваются на 12 – 15 %.

Область воспламенения горючих твердых частиц в воздухе (пыли) помимо перечисленного зависит также от дисперсности пыли, содержания в ней летучих веществ, влажности, размеров источника воспламенения и другие.

Учитывая изложенное выше для обеспечения взрывобезопасности используют мероприятия, направленные на предотвращение образования взрывоопасных смесей с воздухом горючих газов паров и пыли, а также мероприятия по предотвращению их воспламенения.