2024年中安备考《技术基础》夯基速学考点41-43

在2024年中级注册安全工程师考试中，《生产技术基础》科目作为专业性强、实践性高的一门课程，对考生提出了较高的要求。为了帮助广大考生更好地应对这一挑战，下面将部分考点做了汇总分析。

考点 41：爆炸

(二)爆炸的分类

1)按照爆炸的能量来源分类

按照爆炸的能量来源，爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。

(1)物理爆炸。蒸汽锅炉爆炸、轮胎爆炸、水的大量急剧气化等均属于此类爆炸。(2)化学爆炸。炸药爆炸，可燃气体、可燃粉尘与空气形成的爆炸性混合物的爆炸，均属于化学爆炸。

(3)核爆炸(原子爆炸)。如原子弹、氢弹的爆炸。

2)按照爆炸反应相分类

按照爆炸反应相的不同，爆炸可分为气相爆炸、液相爆炸和固相爆炸。

(1)气相爆炸，包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸;气体的分解爆炸;液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸(喷雾爆炸);飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的爆炸等。

(2)液相爆炸，包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混合所引起的爆炸。例如，硝酸和油脂，液氧和煤粉等混合时引起的爆炸;熔融的矿渣与水接触或钢水包与水接触时，由于过热发生快速蒸发引起的蒸汽爆炸等。

(3)固相爆炸，包括爆炸性化合物及其他爆炸性物质的爆炸(如乙炔铜的爆炸);导线因电流过载，由于过热，金属迅速气化而引起的爆炸等。

3)按照爆炸速度分类

按照爆炸速度分类，有爆燃、爆炸、爆轰。

(1)爆燃(燃爆)是火炸药或燃爆性气体混合物的一种快速燃烧现象，伴有爆炸的一种以亚音速传播的燃烧波。物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米，爆炸时无多大破坏力，声响也不大。如无烟火药在空气中的快速燃烧，可燃气体混合物在爆炸浓度上限或下限时的爆炸即属于此类。

(2)爆炸。物质爆炸时的燃烧速度为每秒十几米至数百米，爆炸时能在爆炸点引起压力激增，有较大破坏力，有震耳的声响。可燃气体混合物在多数情况下的爆炸，以及火药遇火源引起的爆炸即属于此类。

(3)爆轰。物质爆炸时的燃烧速度为 1000-7000m/s。爆轰时的特点是突然引起极高压力，并产生超音速“冲击波”。例如，梯恩梯(TNT)炸药的爆炸速度为 6800m/s。

(三)可燃气体爆炸

1.分解爆炸性气体爆炸

某些气体如乙炔、乙烯、环氧乙烷等，即使在没有氧气的条件下，也能被点燃爆炸，其实质是一种分解爆炸。除上述气体外，分解爆炸性气体还有臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氢、四氟乙烯等。

2.可燃性混合气体爆炸

一般说来，可燃性混合气体与爆炸性混合气体难以严格区分。由于条件不同，有时发生燃烧，有时发生爆炸，在一定条件下两者也可能转化。燃烧反应过程一般可以分为三个阶段：

(1)扩散阶段。可燃气分子和氧气分子分别从释放源通过扩散达到相互接触，所需时间称为扩散时间。

(2)感应阶段。可燃气分子和氧化分子接受点火源能量，离解成自由基或活性分子，所需时间称为感应时间。

(3)化学反应阶段。自由基与反应物分子相互作用，生成新的分子和新的自由基，完成燃烧反应，所需时间称为化学反应时间。三段时间相比，扩散阶段时间远远大于其余两阶段时间，因此是否需要经历扩散过程，就成了决定可燃气体燃烧或爆炸的主要条件。

(五)物质爆炸浓度极限

爆炸极限是表征可燃气体、蒸气和可燃粉尘危险性的主要指标之一。当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。将这一浓度范围的混合气体(或粉尘)称为爆炸性混合气体(或粉尘)。能够爆炸的最低浓度称为爆炸下限;能发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。用爆炸上限、下限之差与爆炸下限浓度之比值表示其危险度 H，即一般情况下，H 值越大，表示可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大。

H=(L 上—L 下)/L 下(体积分数)

H=(Y 上—Y 下)/Y 下(质量浓度)

爆炸极限值不是一个物理常数，它随条件的变化而变化。

1.温度的影响

混合爆炸气体的初始温度越高，爆炸极限范围越宽，则爆炸下限越低，上限越高，爆炸危险性增加。

2.压力的影响

混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂。一般而言，初始压力增大，气体爆炸极限也变大，爆炸危险性增加。值得重视的是，当混合物的爆炸极限范围缩小;当压力降到某一数值时，则会出现下限与上限重合，这就意味着初始压力再降低时，也不会使混合气体爆炸。把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。密闭设备进行减压操作对安全是有利的。

3.惰性介质的影响

在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦等)，随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体的浓度增加到某一数值时，爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。惰性介质对爆炸上限产生较大的影响，使爆炸上限迅速下降。同理，混合气体中氧含量的增加，爆炸极限扩大，尤其对爆炸上限提高得更多。

4.爆炸容器对爆炸极限的影响

爆炸容器的材料和尺寸对爆炸极限有影响。若容器材料的传热性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。当容器直径或火焰通道小到某一数值时，火焰就不能传播下去。这一直径称为临界直径或最大灭火间距。

5.点火源的影响

点火源的活化能量越大，加热面积越大，作用时间越长，爆炸极限范围也越大。点火能量对甲烷、空气混合气体爆炸极限的影响。当火花能量达到某一数值时，爆炸极限范围受点火能量的影响较小。图 4-8 中，当点火能量为 1.0mJ 时，为 6%~12%。所以，一般情况下，爆炸极限均在较高的点火能量下测得。如测甲烷与空气混合气体的爆炸极限时，用 10J 以上的点火能量，其爆炸极限为 5%~15%。

(六)粉尘爆炸

1.粉尘爆炸的特点

粉尘爆炸有以下特点：(1)粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大。(2)爆炸感应期较长。(3)有产生二次爆炸的可能性。(4)粉尘有不完全燃烧现象。CO 及粉尘(如塑料粉)自身分解的有毒气体。

2.粉尘爆炸的条件

(1)粉尘本身具有可燃性。(2)粉尘悬浮在空气(或助燃气体)中并达到一定浓度。(3)有足以引起粉尘爆炸的起始能量(点火源)。粉尘爆炸过程与可燃气爆炸相似，但有两点区别：一是粉尘爆炸所需的发火能要大得多;二是在可燃气爆炸中，促使温度上升的传热方式主要是热传导;而在粉尘爆炸中，热辐射的作用大。

3.粉尘爆炸的特性及影响因素评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数是爆炸极限、最小点火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力及压力上升速率。粉尘爆炸极限不是固定不变的，它的影响因素主要有粉尘粒度、分散度、湿度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、温度、惰性粉尘和灰分等。一般来说，粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大，粉尘爆炸危险性也就越大。粉尘爆炸压力及压力上升速率(dp/dt)主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比其对粉尘爆炸压力的影响大得多。当粉尘粒度越细，比表面越大，反应速度越快，爆炸上升速率就越大。随着初始压力的增大，对密闭容器的粉尘爆炸压力及压力上升速率也增大，当初始压力低于压力极限时(如数十毫巴)，粉尘则不再可能发生爆炸。与可燃气爆炸一样，容器尺寸会对粉尘爆炸压力及压力上升速率有很大的影响。

第二节 防火防爆技术

考点 42：点火源及其控制

(一)明火

明火是指敞开的火焰、火星和火花等，如生产过程中的加热用火、维修焊接用火及其他火源是导致火灾爆炸最常见的原因。

1.加热用火的控制

加热易燃物料时，要尽量避免采用明火设备，而宜采用热水或其他介质间接加热，如蒸汽或密闭电气加热等加热设备，不得采用电炉、火炉、煤炉等直接加热。明火加热设备的布置，应远离可能泄漏易燃气体或蒸气的工艺设备和储罐区，并应布置在其上风向或侧风向。对于有飞溅火花的加热装置，应布置在上述设备的侧风向。如果存在一个以上的明火设备，应将其集中于装置的边缘。如必须采用明火，设备应密闭且附近不得存放可燃物质。熬炼物料时，不得装盛过满，应留出一定的空间。工作结束时，应及时清理，不得留下火种。

2.维修焊割用火的控制

在焊割时必须注意以下几点：

(1)在输送、盛装易燃物料的设备、管道上，或在可燃可爆区域内动火时，应将系统和环境进行彻底的清洗或清理。如该系统与其他设备连通时，应将相连的管道拆下断开或加堵金属盲板隔绝，再进行清洗。(不应以水封或仅关闭阀门代替盲板作为隔断措施)然后用惰性气体进行吹扫置换，气体分析合格后方可动焊。同时可燃气体应符合：当被测气体或蒸气的爆炸下限大于或等于 4%时，其被测浓度应不大于 0.5%(体积分数);当被测气体或蒸气的爆炸下限小于 4%时，其被测浓度应不大于 0.2%(体积分数)。

(2)动火现场应配备必要的消防器材，并将可燃物品清理干净。在可能积存可燃气体的管沟、电缆沟、深坑、下水道内及其附近，应用惰性气体吹扫干净，再用非燃体，如石棉板进行遮盖。

(3)气焊作业时，应将乙炔发生器放置在安全地点，以防回火爆炸伤人或将易燃物引燃。

(4)电杆线破残应及时更换或修理，不得利用与易燃易爆生产设备有联系的金属构件作为电焊地线，以防止在电路接触不良的地方产生高温或电火花。

(二)摩擦和撞击

摩擦和撞击往往是可燃气体、蒸气和粉尘、爆炸物品等着火爆炸的根源之一。例如机器轴承的摩擦发热、铁器和机件的撞击、钢铁工具的相互撞击、砂轮的摩擦等都能引起火灾;甚至铁桶容器裂开时，亦能产生火花，引起逸出的可燃气体或蒸气着火。在易燃易爆场合应避免这种现象发生，如工人应禁止穿钉鞋，不得使用铁器制品。在有爆炸危险的生产中，机件的运转部分应该用两种材料制作，其中之一是不发生火花的有色金属材料(如铜、铝)。机器的轴承等转动部分，应该有良好的润滑，并经常清除附着的可燃物污垢。敲打工具应用铍铜合金或包铜的钢制作。地面应铺沥青、菱苦土等较软的材料。输送可燃气体或易燃液体的管道应做耐压试验和气密性检查，以防止管道破裂、接口松脱而跑漏物料，引起着火。

考点 43：爆炸控制

防止爆炸的一般原则：

一是控制混合气体中的可燃物含量处在爆炸极限以外;

二是使用惰性气体取代空气;

三是使氧气浓度处于其极限值以下。为此，应防止可燃气向空气中泄漏，或防止空气进入可燃气体中;控制、监视混合气体各组分浓度;装设报警装置和设施。这类措施主要有设备密闭、厂房通风、惰性介质保护、以不燃溶剂代替可燃溶剂、危险物品隔离储存等。

(一)惰性气体保护

用惰性气体取代空气，避免空气中的氧气进入系统，就消除了引发爆炸的一大因素，从而使爆炸过程不能形成。在化工生产中，采取的惰性气体(或阻燃性气体)主要有氮气、二氧化碳、水蒸气、烟道气等。以下情况通常需考虑采用惰性介质保护：

(1)可燃固体物质的粉碎、筛选处理及其粉末输送时，采用惰性气体进行覆盖保护。

(2)处理可燃易爆的物料系统，在进料前用惰性气体进行置换，以排除系统中原有的气体，防止形成爆炸性混合物。

(3)将惰性气体通过管线与火灾爆炸危险的设备、储槽等连接起来，在万一发生危险时使用。

(4)易燃液体利用惰性气体充压输送。

(5)在有爆炸性危险的生产场所，对有可能引起火灾危险的电器、仪表等采用充氮正压保护。

(6)易燃易爆系统检修动火前，使用惰性气体进行吹扫置换。

(7)发现易燃易爆气体泄漏时，采用惰性气体冲淡;发生火灾时，用惰性气体进行灭火。合理利用惰性气体，对防火防爆具有很大的实际作用。采用烟道气时应经过冷却，并除去氧及残余的可燃组分。氮气等惰性气体在使用前应经过气体分析，其中含氧量不得超过 2%。

(二)系统密闭和正压操作

对爆炸危险度大的可燃气体(如乙炔、氢气等)以及危险设备和系统，在连接处应尽量采用焊接接头，减少法兰连接。如果必须使用法兰连接时，应尽量选用止口连接面型。

(三)厂房通风

要使设备达到绝对密闭是很难办到的，总会有一些可燃气体、蒸气或粉尘从设备系统中泄漏出来，而且生产过程中某些工艺(如喷漆)会大量释放可燃性物质。因此，必须用通风的方法使可燃气体、蒸气或粉尘的浓度不致达到危险的程度，一般应控制在爆炸下限 1/5 以下。

希望以上考点能让考生更好的掌握基础知识，帮助复习备考。