
轻质泄爆墙需要以下三个要素同时存在才能导致燃烧:燃料,热和氧的存在,这些元素形成了燃烧三角型的三个边。如果去掉任何一个因素,燃烧是不可能发生的。
举个例子,如果不存在氧气或者只有很少氧气存在,无论热量有多大,有多少燃料,都不会燃烧。同样的,如果没有充足的热量,没有一定浓度的燃料和氧气也无法燃烧。
轻质泄爆墙
另一方面,对于爆现象的出现,需要以下5个因素同时存在:当燃料,热和氧气,悬浮,并且在密闭空间中,形成了爆五边型(要素)。就像三角型一样,取除任何一个所需要因素,都可以阻止爆的传播(发生)举个例子,如果燃料,热源和氧气在密闭空间中,处在一个合适的范围内,但并不是悬浮状态,则不会发生爆,但是在该情形下,会发生燃烧。
如果燃烧的燃料被阵风吹起悬浮起来,则同时满足了爆五边型所需的所有条件,爆即将发生。
在工厂阻止爆的发生,就需要牢记燃烧三要素(燃料,热,氧气)和爆五要素(燃料,热,氧气,悬浮,密闭空间)。
燃料
煤,作为一种主要燃料,需要满足几个条件才会发生爆。这些条件是挥发份,颗粒尺寸和数量,前美国矿业局在实验性煤矿为评估煤的爆性能进行了大规模的实验,证明了挥发份是很有价值的(参数)。
为了计算挥发率,需要在实验室先对煤样做一个初步的分析。该分析确定了煤中挥发性物质和固定炭含量,包括水份和灰份,挥发份定义是由煤中挥发性物质除挥发性物质和固定炭之和。
该计算模式提供了一个独立于煤炭自然特性或煤中附加不可燃成分的有价值数据,已经证明了,若煤粉中挥发份超过0.12,存在爆风险。所有的烟煤都属于此类,既然无烟煤通过确认,挥发份不大于0.12,它们不存在爆风险。非常值得注意的是,烟煤和无烟煤都会引起燃烧,但只有烟煤会导致爆。
另一个重要的条件是粒度,实验已经证明了若烟煤的粒度小于美国标准20目筛则参与煤粉爆(则参与爆反应)20目筛子可以保证颗粒通过841微米,大约0.03英寸,这是能对爆产生左右的最大尺寸。(大于20目的颗粒,不会发生爆)
随着颗粒尺寸的缩小,爆危险会增加。通常在磨粉系统中,煤的颗粒尺寸通常有85%以上通过美标200目筛子,小于74微米,或0.003英寸。
点燃这些煤尘的所需要的能量更少,温度更低;既然在小颗粒中,热传递速度更快,那么爆产生的压力和产生速度加快了。(爆速度和强度增加)
第三个与爆有关的是煤粉能达到的浓度。以知最低爆浓度(MEC),在该最低悬浮浓度煤粉会传播爆(连锁燃烧,爆),且产生具有破坏性的压力。
烟煤的最低煤粉爆浓度大约是0.10盎司/立方英尺,或者100g/立方米。
当煤粉浓度在入口处到达最低爆浓度时,在被驱散的煤尘之前无法看到在煤尘中10米远带灯罩的路灯。同样,人在MEC浓度的空气中无法呼吸。该数量相当与一个普通8小时轮班矿工可吸入粉尘浓度的25000倍。
在宾西法尼亚布鲁斯顿的煤矿实验室中,MEC浓度的煤粉沉降到地板上厚度是0.005英寸厚。该厚度几乎无法观察到,换句话说,如果在工厂的地板上或墙上看到了脚印,那么现场的煤粉浓度足以引发爆。