噴火燈的爆炸與防爆

范國鋒

摘要：作為一種便攜式加熱設備，噴火燈在生產(chǎn)生活領域中的使用范圍越來越廣泛，然而盡管是一種使用了幾十年的成熟產(chǎn)品，但在非正常使用時，仍有爆炸傷人的事故發(fā)生。本文通過對引起爆炸原因的分析，針對噴火燈存在爆炸危險的問題，提出預防噴火燈使用中潛在危險的措施。

關鍵詞：噴火燈爆炸防爆安全

中圖分類號：X9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0195-02

1噴火燈的工作原理

噴火燈一般使用燃料油（汽油、柴油、煤油以及液化氣）作為燃料，將燃料油儲存在噴火燈的密閉容器內(nèi)，通過手動氣泵對密閉容器內(nèi)加壓，使燃料沿指定的泄油孔呈霧狀噴出，噴出過程中經(jīng)過預加熱區(qū)，油霧就被點燃并在噴火口處火焰呈噴射狀，調(diào)節(jié)閥門開度，可以調(diào)節(jié)火焰長度。正常使用中，由于噴火口噴火頭的高溫，使噴出的油霧連續(xù)引燃，火焰最高溫度可達到1000℃以上。

2噴火燈的常見故障

（1）手動泵底閥關閉不嚴，導致密閉容器內(nèi)的燃料在容器壓力的作用下沿手動泵尾部噴出，這時如果在工作狀態(tài)下，尤其是燃料為汽油時，向后噴出的油料很容易引燃，導致操作者被燒傷，引起燒傷事故。

底閥關閉不嚴的原因：①制造過程中可能存在的封閉不嚴的質(zhì)量問題；②油品或產(chǎn)品本身的清潔度（尤其是容器內(nèi)殘存的殘質(zhì)或由于使用廢油而又未經(jīng)過濾而隨之進入到顆粒狀雜質(zhì)）問題，導致雜質(zhì)卡在底閥上使底閥不能完全關閉。因此作為生產(chǎn)者應嚴格把住燈壺的清潔度關，必須逐臺檢查底閥的密封性能，凡未能保壓的應予返修或更換手動氣泵。作為使用者，使用干凈的燃油特別重要，千萬不能使用未經(jīng)過濾處理含有顆粒狀殘留雜質(zhì)的廢油，多起案例的發(fā)生基本上都是這一原因引起的。

（2）噴火燈燈壺作為密閉儲油容器，在一定條件下會發(fā)生爆炸，多數(shù)爆炸案例的發(fā)生均是由于使用不當，噴燈的噴頭離物體太近，使得物體被加熱后，熱量輻射到燈壺上，使壺內(nèi)壓力升高，導致燈壺爆炸，造成人身傷害和財產(chǎn)損失，嚴重的還引起火災導致重大安全事故。如何防止該類事故的發(fā)生是本文的主要研究課題。

3爆炸的性質(zhì)

噴火燈爆炸屬氣云性質(zhì)的爆炸，在瞬間完成的化學反應。氣云性爆炸的特征是：在一個大氣壓的情況下，爆炸瞬間會達到20個大氣壓以上（由發(fā)生爆炸時的體積濃度的百分比確定）。從體積比來看：在同樣大氣壓的情況下，爆炸后的體積是爆炸前的700倍左右，發(fā)生化學爆炸時的壓力上升極為迅速，通常在0.01s的時間內(nèi)完成劇烈的氧化反應，伴隨著巨大的聲響（爆炸聲）體積急劇膨脹，產(chǎn)生強大的沖擊波，由此可以想象，一旦爆炸發(fā)生，其后果非常嚴重。

4爆炸的成因

對爆炸的發(fā)生，首先要了解爆炸的成因機理和引起爆炸的必要與充分條件，爆炸的三個必要條件是：（1）可燃物；（2）達到起爆的濃度范圍；（3）引爆能量的來源。

可燃物是引起爆炸的必要條件，如可燃燒的氣體、粉末、混合油蒸汽。無論是空氣中彌散的可燃燒性粉塵還是可燃燒氣體或油氣，只有達到一定的濃度范圍，就具備了爆炸發(fā)生的基本條件，有了這二個基本條件之外，尚要有一定的能量引爆，這個能量很小，僅需幾個毫焦耳，比如明火、電石擊打的小火星、熱反射等，這三個條件全部具備就有不可避免的后果—— 爆炸。知道了爆炸成因機理，我們就有可能對引起噴火燈爆炸事故進行預防。

5爆炸的案例

東北某地，冬天在用噴火燈給汽車發(fā)動機進行預熱，由于烘烤部位造成大量熱能直接反射到燈壺表面造成噴火燈發(fā)生爆炸。

某廠在塑料桶上表面印制文字圖案前，對被印制產(chǎn)品進行表面烘烤，使用過程中采用二只噴火燈輪流作業(yè)（一只燃料用光后，另一只替補），就是在替換過程中，由于采用不正當?shù)狞c火方式（直接利用第一只燈對第二只燈加熱，導致第二只燈的火焰直接照射在被替換燈壺上，使被替換噴火燈發(fā)生爆炸，事后對事故噴火燈檢查，殼體的高溫防護漆明顯燒灼，）被替補的噴火燈發(fā)生了爆炸。

6噴火燈安全的認識誤區(qū)

（1）行業(yè)標準QB/T1473對噴火燈的燈壺的最小爆破強度（鐵質(zhì)）規(guī)定為1.6Mpa，這是保證噴火燈正常工作時能滿足物理升壓（壺內(nèi)溫度與壓力的關系）的要求。但是如果使用銅質(zhì)材料的噴燈，其最小爆破強度指標為0.9Mpa，則明顯要低得多；而一旦3.5L的噴火燈發(fā)生氣云性爆炸，最保守的估計（按較小的油氣空間）壺內(nèi)油氣爆炸的壓力可達到3Mpa左右，因此標準規(guī)定的最小爆破強度不是保證將爆炸結果封閉在容器內(nèi)的安全指標；（2）泄壓閥，應在噴燈壺內(nèi)壓力為0.4～0.9Mpa之間時能自動泄壓。而有些使用人員則將泄壓閥當作安全閥看待，實際上，該裝置是用于物理升壓的保護，使得壺內(nèi)的壓力在高于額定值時能自動泄壓，以保證正常的使用功能，該裝置不能防止油氣混合物的（化學）爆炸。假設在自然空間中有一團油氣混合體存在，并且符合爆炸的條件，這時即使外部沒有容器包裹，只要有引爆的條件，爆炸照樣能發(fā)生，因此泄壓閥不是防止爆炸的安全閥；（3）有人認為噴火燈爆炸有可能是回火引發(fā)的，事實上噴火燈在正常使用中，是壺內(nèi)壓力不斷泄壓的過程，壺內(nèi)壓力如果與外部等壓的情況下，壺內(nèi)的燃油就無法噴出，即使能人為制造壺內(nèi)負壓，由于輸油管端在壺底部燃油液面以下，回火也不可能引爆壺內(nèi)燃油蒸汽，因此回火的原因完全可予排除。

7噴火燈安全性能評估

便攜式噴火燈燈壺容積一般在4L以下，根據(jù)現(xiàn)有發(fā)生爆炸案例來看，有汽油和煤油為燃料的容積在2.5～3.5L比例較大，為此我們專門到國家指定的國家爆炸試驗權威機構—— 南京理工大學，由國內(nèi)知名的爆炸權威人士博士生導師惠君玉教授、研究員潘功配教授對3.5L的噴火燈進行了安全性能進行了慎密的評審和判定，提出了如下的意見：噴火燈本身結構是安全的，在使用過程中，注意克服引爆能量的來源就能防止噴火燈爆炸的發(fā)生，一定要嚴格按照生產(chǎn)廠家提供的安全使用指南，不能靜止烘烤，不能強制高溫引燃點火，噴火烘烤的前方不能有引起高溫反射的阻擋物，按使用說明書的要求，應通過正常的自然預熱，就能避免引起爆炸。

8噴火燈的防爆與前景

除了在正確使用噴火燈的方法上進行探討外，生產(chǎn)廠同時還應對產(chǎn)品本身進行防爆研究與試制，推出了新的一代防爆型噴火燈—— FQD。我們對樣品進行了引爆的對比性試驗：現(xiàn)將在南京理工大學彈藥工程中心所做的對比試驗結果公布如表1所示。

（1）表1中ΔP為防爆型燃爆增壓值；ΔP′為普通型燃爆增壓值；ΔP/ΔP′為防爆能力（λ）%。

（2）試驗在同等條件下進行，注入4mL 93號汽油，充入空氣到0.4MPa。按三組試驗的平均值計算，防爆型噴火燈的爆炸壓力增加值明顯低于普通型噴火燈，其防爆能力λ平均達到73%，由此可見，F(xiàn)QD防爆型噴火燈有明顯的防爆性能及防爆能力。

由于防爆型噴火燈采用了HFJ鋁合金抑爆材料，因此，其制造成本相對普通型噴火燈要高出許多，但對噴火燈的安全使用、保護消費者利益，無疑是一條值得探討的途徑。