第五節 燃氣的燃燒、爆炸及安全防護

燃氣管道是一種可能引起燃爆、中毒等危險性較大的壓力管道。當選用氣體燃料作為獲取電能及熱能時，應充分認識到它的燃燒和爆炸規律，這對于合理燃燒、確保壓力管道安全使用、保障人民生命和國家財產的安全有著特殊意義。

燃燒是氣體燃料中的可燃成分在一定條件下與氧發生激烈的氧化反應，反應的同時產生熱并出現火焰。

可燃物、助燃的媒介物和傳播燃燒（熱）的因素是構成燃燒的三個條件。每一種可燃氣體與空氣的混合物受熱達到其燃點時，即使沒有明火也會燃燒。若使燃燒過程正常，可燃氣體與空氣應有一定的比例關系。以下的化學方程式表明了氣體燃料中主要成分的燃燒反應式，從中可以求得燃氣燃燒所需的理論空氣量和所能得到的熱效應：

在氧氣充分的情況下，燃燒速度也取決于可燃物的燃燒面積與其整體的比例，即燃燒面積增大，燃燒速度也相應增加。

爆炸是一種猛烈進行的物理、化學反應，其特點在于爆炸過程中的巨大反應速度、反應的一瞬間產出大量的熱和氣體產物。所有的可燃氣體與空氣混合達到一定的比例關系時，都會形成有爆炸危險的混合氣體。大多數有爆炸危險的混合氣體在露天中可以燃燒得很平靜，燃燒速度也較慢；但若同一有爆炸危險的混合氣體聚集在一個密閉的空間內，遇有明火即瞬間爆炸；反應過程生成大量高溫，被壓縮的氣體在爆炸的瞬間即釋放出極大的氣體壓力，對周圍環境產生極大的破壞力。反應產生的溫度越高，產生的氣體壓力和爆炸力也成正比地增長。爆炸時除產生破壞以外，因爆炸過程某些物質的分解產物與空氣接觸，還會引起火災。

引起爆炸的可燃氣體濃度范圍（體積分數），稱為可燃氣體的爆炸極限。能發生爆炸的最低濃度為其爆炸下限，而當它的含量一直增加到不能形成爆炸混合物時的濃度為爆炸上限。

爆炸下限越低的燃氣，爆炸危險性越大。由表1-10可知，液化石油氣的爆炸危險性最大。

表1-10 幾種可燃氣體的爆炸限度（體積分數）（%）

在城鎮燃氣運作過程中，也有很多場合可以形成有爆炸危險混合氣體的機會，例如在氣源方面，常因某種需要將不同類別的燃氣或燃氣與空氣配制成摻混氣作為供氣氣源，這時應當考慮摻混氣的爆炸極限問題。

可燃氣體爆炸時所產生的壓力見表1-11。

表1-11 幾種可燃氣體爆炸時所產生的壓力值

根據燃燒、爆炸現象產生的機理，可以認定，燃氣管道漏氣是引起爆炸、火災和中毒的主要根源。

杜絕燃氣管道漏氣是一項細致的系統工程，它涉及設計、制造、安裝、檢驗、運行、維護與檢修等各個環節。各個環節都必須嚴格遵循國家有關的標準和規定，認真、細致地對待壓力管道的安全問題；例如在管理過程中可以細致到注意地下燃氣管道被違章占壓，或因其他工程施工挖破燃氣管道等情況的發生。

防止燃氣管道安全事故的發生，必須以預防為主，采取各種防漏措施，避免爆炸性混合物的形成。嚴格執行國家對城鎮燃氣的質量要求，按規定對城鎮燃氣加臭，以便容易發現漏氣，及時進行處理。