消防燃烧学：爆炸极限与危险度分析

（一）爆炸极限

“爆炸极限”的概念是汉弗莱·戴维（Humphry Davy）在1815—1819年进行煤矿瓦斯爆炸的研究中首次提出的。

可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后，遇火会发生爆炸的最高和最低的浓度范围，称为爆炸浓度极限（又称爆炸极限）。气体、蒸气的爆炸极限，通常用体积分数（%）表示；粉尘通常用单位体积中的质量（g/m³）表示。

测试表明，可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物，并不是在任何浓度下，遇到火源都有爆炸危险，而必须在一定的浓度范围内，遇火源才能发生爆炸，即有一个最低的爆炸浓度和一个最高的爆炸浓度，只有在这两个浓度范围之间才有爆炸危险。

当空气中含有可燃物质所形成的混合物，遇火源能发生爆炸的最低浓度，称为爆炸浓度下限；能发生爆炸的最高浓度，称为爆炸浓度上限。混合物的浓度低于下限或高于上限时，既不能发生爆炸也不能发生燃烧。但是，若浓度高于爆炸上限的混合物，离开密闭的容器设备或空间重新遇空气仍有燃烧或爆炸的危险。爆炸极限是评定可燃气体、蒸气和粉尘爆炸危险性大小的主要依据。爆炸下限越低，爆炸范围越广，爆炸危险性就越大。控制可燃物质浓度低于爆炸下限高于或爆炸上限，是保证安全生产、储存、运输及使用可燃物质的基本措施之一。

（二）爆炸温度极限

可燃液体的爆炸极限与液体所处环境的温度有关，因为液体的蒸气量随温度发生变化。所以，可燃液体除了有爆炸浓度极限外，还有一个爆炸温度极限。

可燃液体受热蒸发出的蒸气浓度处于爆炸浓度极限时的温度范围，称为爆炸温度极限。

爆炸温度极限和爆炸浓度极限一样，也有上限和下限之分。爆炸温度下限，即液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度，也就是说，液体的爆炸温度下限就是液体的闪点；爆炸温度上限，即液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气浓度。爆炸温度上、下限值之间的范围越大，爆炸危险性就越大。例如，酒精的爆炸温度下限是11℃，上限是40℃，11～40℃就是酒精的爆炸温度极限。在这个温度范围之内，酒精蒸气与空气的混合物都有爆炸危险。可燃液体的爆炸浓度极限与爆炸温度极限的对应关系见表5-31。

表5-31 部分可燃液体的爆炸浓度极限与对应的爆炸温度极限

（三）爆轰极限(www.xing528.com)

与爆炸浓度极限一样，气体混合物发生爆轰（爆震）也有一定的浓度范围和上限下限之分。爆轰（爆震）极限范围一般比爆炸极限范围要窄。有些可燃气体和蒸气，只有在与氧气混合时才能发生爆轰（爆震）。一些可燃气体或蒸气的爆轰（爆震）浓度极限见表5-32。

表5-32 一些可燃气体或蒸气的爆轰（爆震）浓度极限（%）

（四）爆炸危险度

可燃气体爆炸下限越低，只要有少量可燃气体泄漏在空气中就会形成爆炸性混合气体；可燃气体爆炸上限越高，那么少量空气进入装有可燃气体的容器就能形成爆炸性预混气体。据此引入爆炸危险度指标为

式中 H_a——可燃气体爆炸危险度；

L_上、L_下——可燃气体爆炸上限、下限（%）。

某些可燃气体爆炸危险度指标见表5-33。

表5-33 某些可燃气体爆炸危险度指标