煤粉爆炸反應(yīng)機(jī)理研究：

　　煤粉爆炸的研究主要包括煤粉揮發(fā)分、水分、灰分等因素，影響爆炸的基本參數(shù)包括：最小點(diǎn)火能（爆炸發(fā)生的難易程度）、爆炸極限、極限氧濃度、最大爆炸壓力、最大壓力上升速度等。

　　煤粉爆炸效應(yīng)方面主要從煤粉的濃度、粒度、點(diǎn)火能量對煤粉爆炸猛烈程度的影響以及不同尺度管道、管道布置形式、是否存在障礙物、壁面粗糙程度，研究煤粉爆炸在不同的介質(zhì)中傳播或者在密閉、開放空間內(nèi)的爆炸程度，分析上述因素對煤粉爆炸的影響規(guī)律。

　　粉塵爆炸一直被作為危害人身和財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)害，最早可以追溯到1795年都靈一個(gè)面粉倉庫的爆炸事故。1844年研究發(fā)現(xiàn)在煤礦爆炸事故中，煤粉的存在顯著增加了瓦斯爆炸強(qiáng)度，隨后煤粉爆炸開始進(jìn)入人們的研究范圍。

　　根據(jù)煤的化學(xué)元素組成，煤是由碳、氫、氧、氮、硫等化學(xué)因素組合而成，在溫度條件下煤粉能夠與空氣反應(yīng)，生成CO2、NO2、H2O和SO2等成分，煤粉爆炸燃燒，主要是揮發(fā)分的釋放和燃燒，當(dāng)所處環(huán)境溫度升高到300-400℃時(shí)，煤粉顆粒開始熱解釋放出揮發(fā)分，當(dāng)達(dá)到一定濃度并有點(diǎn)火源存在時(shí)開始燃燒，釋放出的熱量通過熱輻射、熱傳導(dǎo)等作用傳給周圍的顆粒，進(jìn)一步釋放更多的可燃性氣體，溫度升高，反應(yīng)速度加快，最終在一定的條件下由煤粉的燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸肌?/p>

　　關(guān)于煤粉爆炸上下限的研究一般采用質(zhì)量濃度表示，即g/m3，其爆炸的極限從最低30g/m3到最高的2000g/m3。采用這種表示方式一是比較直觀，二是粉塵爆炸預(yù)防的工作中比較容易測定和量化，便于后續(xù)的粉塵抑爆的開展。

煤粉爆炸分析：

　?。?）煤粉為可燃物質(zhì)，乙類火災(zāi)危險(xiǎn)品。煤粉具燃爆性，著火點(diǎn)在300~500℃之間，爆炸下限濃度34~47g/m3（粉塵平均粒徑：5~10μm）；高溫表面堆積粉塵（5mm厚）的引燃溫度：225~285℃。

　?。?）煤粉濃度是影響煤粉爆炸的重要因素。當(dāng)煤粉在空氣中達(dá)到一定濃度，在外界高溫、碰撞、摩擦、振動(dòng)、明火、電火花的作用下會(huì)引起爆炸，爆炸后產(chǎn)生的氣浪會(huì)使沉積的粉塵飛揚(yáng)，造成二次爆炸事故。煤塵爆炸與其在空氣中的含量及含氧濃度有關(guān)，煤粉在110~2000mg/m3，能形成爆炸性混合物，空氣中煤塵含量在300~400mg/m3爆炸威力最大。

　?。?）煤粉爆炸的實(shí)質(zhì)是一個(gè)強(qiáng)烈的燃燒過程，在0.01~0.15s的瞬間大量煤粉忽然燃燒產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，因急速膨脹而形成的壓力波以及高速向外傳播產(chǎn)生了很大的沖擊力。

節(jié)選《輸煤系統(tǒng)煤粉爆炸分析及防范措施》王欣

來源《電力設(shè)備》2018年第28期

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