[原] 受限空间爆炸综论及预防原则

陈迅工/撰 [200701]

[ 摘要 鉴于一些专著或教材里，有关受限空间的概念不是很清晰，界线不是很明确，本文从爆炸与空间的关系入手，层层递进逐步深入，一直扩延到预防和应急原则。]

关键词： 爆炸  燃烧  空间  预防  应急

引言 关于爆炸，有两个重要话题：一是爆炸与燃烧的关系，一是爆炸与空间的关系。同爆炸燃烧之间的关系一样，爆炸与空间的关系也涉及到化工、石油、矿山等许多行业，涉及到质监、建设、公安消防等部门的职能交叉与分级管理。在一些专著或教材里，关于受限空间的概念不是很清晰，界线不是很明确，造成不该管的管过界，草木皆兵；该管的没有主次，没有抓住要害，因而很有探讨的必要。《爆炸分类及其与燃烧的关系》一文曾经论及爆炸的定义特点与分类；其中按爆炸位置的划分针对于受限空间，为了延续并做进一步论述，本文从爆炸与空间的关系入手，层层递进逐步深入，一直扩延到预防和应急原则。

一、无限空间的爆炸

无限空间的爆炸这一类型比较少见，它包括易燃助燃混合蒸气云团的遇火燃爆，核能物质蘑菇云状的爆炸，其他不稳定固体液体炸药类爆炸，以及自然界气流变化导致的雷鸣电闪。尽管少见，人们有时候还是将它与受限空间的爆炸混同起来。

二、受限空间的分类

受限空间可分为器内空间与室内空间两大类。器内空间即容器、罐体内腔，多以金属构件作为包装物，多以压力显示和泄压装置作为标志。室内空间指的是器外房屋内腔，以建筑构件相应作为包装物，设计过程中的泄压面积反映了室内空间爆炸的可能性。

三、器内空间的分类

器内空间即容器、罐体，可分为承压与非承压两大类。承压罐体以压力显示和泄压装置为标志，其压力源自外部的压力水、饱和蒸汽、压缩空气，以及器内化学反应。非承压罐体盛装的是没有压力源的液体油、常温水。非承压罐体破裂没有爆炸危险。

四、承压罐体的分类

承压罐体按压力有高、中、低之分，但压力不是爆炸危险性的唯一因素，还有容积（直径），还有介质特性。压力、容积（直径）、介质特性三方面共同构成爆炸危险性。如果介质只是液体油、常温水，即使罐体压力很高，容积（直径）很大，罐体一旦破裂也只称做爆裂，而不应称做爆炸；也就是说没有显著的爆炸危险性。

五、监督范围的划分及分类

实验与计算表明，同时符合下列三条件（缺一不可）的容器、罐体，才具有显著的爆炸危险性，才纳入国家安全监督范围。这“三条件”是：1压力大等于1兆帕；2容积大等于25升（或直径大等于150）；3介质为气体、液化气或饱和液（即最高工作温度大于标准沸点的液体）。

实验与计算还表明，爆炸的危害程度与压力高低、容积（直径）大小、介质的温度、闪点等特性指数有关。综合考虑这三个基本因素，以及罐体工艺作用、介质毒性级别，针对爆炸能量大小和危害程度，对纳入监督范围的承压罐体，作了一二三类三个类别的划分。

六、罐体（容器）超压爆炸特性

超压的含义有两种：一是罐内压力超过罐体额定允许承压能力（简称高额超压），一是罐体实际承压能力降到额定允许压力以下（简称低额超压）。罐内介质超压后的爆炸性质，除了极少数因介质的燃烧、分解、聚合反应形成的化学性爆炸外，主要是介质因罐体超压破裂而形成的物理性爆炸。

罐体破裂的瞬间，介质的爆炸能量不仅与压力和容积有关，而且与介质在罐内的物性相态有关。有气态压缩空气、氧气、饱和汽；有液态烃（石油气）、氨、氯、饱和水。前者属一次性气体膨胀对外做功，称其为一次性爆炸；后者除气相急剧膨胀做功外，还有液相的激烈蒸发气（汽）化过程。

实验与计算表明，占质量比重绝大部分的液相爆炸能量，比气相大得多；如2兆帕饱和水，其爆炸能量为同压力同体积饱和汽的20倍左右。

七、超压爆炸预防与应急原则

对高额超压的预防原则是，重点针对泄压装置，即保证安全阀的灵敏可靠，其次是压力表、报警连锁的可靠。

对低额超压的预防原则是，重点针对罐壁金属腐蚀，即采取有效的防腐措施，其次是防罐壁金属过热劣化。

爆炸预警生效后的应急措施，1迅速切断压力源、热源；2迅速放空泄压；3紧急堵漏、卸料等。针对不同介质不同类型的罐体采取相应措施。

八、室内空间爆炸条件与燃爆特性

室内空间爆炸是易燃助燃混合物的爆炸。其爆炸因素有三：爆炸介质、混合浓度、引燃能量。易燃气体与助燃气体（氧）混和达到一定浓度极限，为着火物引燃的同时被引爆。

常见的易燃气体有烃类（石油气）、水煤气（一氧化碳），还有呈气态的易燃粉尘、易燃油雾。这些易燃的气体或气态物质，达到一定浓度极限构成爆炸主体。这个浓度极限，对于易燃气体有表列数据可查，如石油气（混）的浓度极限为1.5~9.5%；引燃能量不可测，可以小到干电池的感应电流。

浓度极限范围的形成与下列因素有关：易燃气体泄漏量，房屋的密闭程度、空气流动（通风）程度。

九、室内空间爆炸预防与应急原则

从上分析可知，室内空间爆炸的预防原则是，1最大限度地避免易燃介质泄漏；2保证室内自然与机械通风条件；3避免着火源（明火、电气火、静电火）。

易燃介质泄漏应急措施，1有效堵漏迅速切断气源；2加强通风换气排气；3消除，杜绝一切火源。

十、器内外受限空间爆炸案例二则

韶关市安委办公室（笔者主编的）1999年安全生产简报载有下列消息:

1、1998年3月，翁源坝仔镇某农户一只民用燃气瓶爆炸，伴随一声巨响，400米外目击蘑菇状烟火云升空，人事先逃离未伤及。爆炸原因：灶头连接胶管泄漏的燃气返烧至瓶阀着火，扑灭无效；据分析，瓶体剧烈升温、瓶内燃气燃烧双重作用导致爆炸。此案结于劳动局卷宗。

2、相距170天的同年9月，乐昌坪石镇街心某发廊，民用燃气瓶外室内空间爆炸，伴随一声巨响，窗玻璃碎片等物将附近21名群众击至不同程度轻伤。爆炸原因：燃气不慎泄漏后，发廊妹惊慌失措误操作瓶阀至泄漏加剧，启用电话报警的瞬间发生爆炸（另一说是启动热水器所致）。此案结于公安消防局卷宗。

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