第五节 燃气的燃烧、爆炸及安全防护

燃气管道是一种可能引起燃爆、中毒等危险性较大的压力管道。当选用气体燃料作为获取电能及热能时，应充分认识到它的燃烧和爆炸规律，这对于合理燃烧、确保压力管道安全使用、保障人民生命和国家财产的安全有着特殊意义。

燃烧是气体燃料中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，反应的同时产生热并出现火焰。

可燃物、助燃的媒介物和传播燃烧（热）的因素是构成燃烧的三个条件。每一种可燃气体与空气的混合物受热达到其燃点时，即使没有明火也会燃烧。若使燃烧过程正常，可燃气体与空气应有一定的比例关系。以下的化学方程式表明了气体燃料中主要成分的燃烧反应式，从中可以求得燃气燃烧所需的理论空气量和所能得到的热效应：

在氧气充分的情况下，燃烧速度也取决于可燃物的燃烧面积与其整体的比例，即燃烧面积增大，燃烧速度也相应增加。

爆炸是一种猛烈进行的物理、化学反应，其特点在于爆炸过程中的巨大反应速度、反应的一瞬间产出大量的热和气体产物。所有的可燃气体与空气混合达到一定的比例关系时，都会形成有爆炸危险的混合气体。大多数有爆炸危险的混合气体在露天中可以燃烧得很平静，燃烧速度也较慢；但若同一有爆炸危险的混合气体聚集在一个密闭的空间内，遇有明火即瞬间爆炸；反应过程生成大量高温，被压缩的气体在爆炸的瞬间即释放出极大的气体压力，对周围环境产生极大的破坏力。反应产生的温度越高，产生的气体压力和爆炸力也成正比地增长。爆炸时除产生破坏以外，因爆炸过程某些物质的分解产物与空气接触，还会引起火灾。

引起爆炸的可燃气体浓度范围（体积分数），称为可燃气体的爆炸极限。能发生爆炸的最低浓度为其爆炸下限，而当它的含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的浓度为爆炸上限。

爆炸下限越低的燃气，爆炸危险性越大。由表1-10可知，液化石油气的爆炸危险性最大。

表1-10 几种可燃气体的爆炸限度（体积分数）（%）

在城镇燃气运作过程中，也有很多场合可以形成有爆炸危险混合气体的机会，例如在气源方面，常因某种需要将不同类别的燃气或燃气与空气配制成掺混气作为供气气源，这时应当考虑掺混气的爆炸极限问题。

可燃气体爆炸时所产生的压力见表1-11。

表1-11 几种可燃气体爆炸时所产生的压力值

根据燃烧、爆炸现象产生的机理，可以认定，燃气管道漏气是引起爆炸、火灾和中毒的主要根源。

杜绝燃气管道漏气是一项细致的系统工程，它涉及设计、制造、安装、检验、运行、维护与检修等各个环节。各个环节都必须严格遵循国家有关的标准和规定，认真、细致地对待压力管道的安全问题；例如在管理过程中可以细致到注意地下燃气管道被违章占压，或因其他工程施工挖破燃气管道等情况的发生。

防止燃气管道安全事故的发生，必须以预防为主，采取各种防漏措施，避免爆炸性混合物的形成。严格执行国家对城镇燃气的质量要求，按规定对城镇燃气加臭，以便容易发现漏气，及时进行处理。