
輕質泄爆墻需要以下三個要素同時存在才能導致燃燒:燃料,熱和氧的存在,這些元素形成了燃燒三角型的三個邊。如果去掉任何一個因素,燃燒是不可能發生的。
舉個例子,如果不存在氧氣或者只有很少氧氣存在,無論熱量有多大,有多少燃料,都不會燃燒。同樣的,如果沒有充足的熱量,沒有一定濃度的燃料和氧氣也無法燃燒。
輕質泄爆墻
另一方面,對于爆現象的出現,需要以下5個因素同時存在:當燃料,熱和氧氣,懸浮,并且在密閉空間中,形成了爆五邊型(要素)。就像三角型一樣,取除任何一個所需要因素,都可以阻止爆的傳播(發生)舉個例子,如果燃料,熱源和氧氣在密閉空間中,處在一個合適的范圍內,但并不是懸浮狀態,則不會發生爆,但是在該情形下,會發生燃燒。
如果燃燒的燃料被陣風吹起懸浮起來,則同時滿足了爆五邊型所需的所有條件,爆即將發生。
在工廠阻止爆的發生,就需要牢記燃燒三要素(燃料,熱,氧氣)和爆五要素(燃料,熱,氧氣,懸浮,密閉空間)。
燃料
煤,作為一種主要燃料,需要滿足幾個條件才會發生爆。這些條件是揮發份,顆粒尺寸和數量,前美國礦業局在實驗性煤礦為評估煤的爆性能進行了大規模的實驗,證明了揮發份是很有價值的(參數)。
為了計算揮發率,需要在實驗室先對煤樣做一個初步的分析。該分析確定了煤中揮發性物質和固定炭含量,包括水份和灰份,揮發份定義是由煤中揮發性物質除揮發性物質和固定炭之和。
該計算模式提供了一個獨立于煤炭自然特性或煤中附加不可燃成分的有價值數據,已經證明了,若煤粉中揮發份超過0.12,存在爆風險。所有的煙煤都屬于此類,既然無煙煤通過確認,揮發份不大于0.12,它們不存在爆風險。非常值得注意的是,煙煤和無煙煤都會引起燃燒,但只有煙煤會導致爆。
另一個重要的條件是粒度,實驗已經證明了若煙煤的粒度小于美國標準20目篩則參與煤粉爆(則參與爆反應)20目篩子可以保證顆粒通過841微米,大約0.03英寸,這是能對爆產生左右的最大尺寸。(大于20目的顆粒,不會發生爆)
隨著顆粒尺寸的縮小,爆危險會增加。通常在磨粉系統中,煤的顆粒尺寸通常有85%以上通過美標200目篩子,小于74微米,或0.003英寸。
點燃這些煤塵的所需要的能量更少,溫度更低;既然在小顆粒中,熱傳遞速度更快,那么爆產生的壓力和產生速度加快了。(爆速度和強度增加)
第三個與爆有關的是煤粉能達到的濃度。以知最低爆濃度(MEC),在該最低懸浮濃度煤粉會傳播爆(連鎖燃燒,爆),且產生具有破壞性的壓力。
煙煤的最低煤粉爆濃度大約是0.10盎司/立方英尺,或者100g/立方米。
當煤粉濃度在入口處到達最低爆濃度時,在被驅散的煤塵之前無法看到在煤塵中10米遠帶燈罩的路燈。同樣,人在MEC濃度的空氣中無法呼吸。該數量相當與一個普通8小時輪班礦工可吸入粉塵濃度的25000倍。
在賓西法尼亞布魯斯頓的煤礦實驗室中,MEC濃度的煤粉沉降到地板上厚度是0.005英寸厚。該厚度幾乎無法觀察到,換句話說,如果在工廠的地板上或墻上看到了腳印,那么現場的煤粉濃度足以引發爆。