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品，但在非正常使用時，仍有爆炸傷人的事故發生。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，通過手動氣泵對密閉容器內加壓，使燃料沿指定的泄油孔呈霧狀噴出，噴出過程中經過預加熱區，油霧就被點燃并在噴火口處火焰呈噴射狀，調節閥門開度，可以調節火焰長度。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量問題；②油品或產品本身的清潔度（尤其是容器內殘存的殘質或由于使用廢油而又未經過濾而隨之進入到顆粒狀雜質）問題，導致雜質卡在底閥上使底閥不能完全關閉。因此作為生產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，千萬不能使用未經過濾處理含有顆粒狀殘留雜質的廢油，多起案例的發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，在一定條件下會發生爆炸，多數爆炸案例的發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，使壺內壓力升高，導致燈壺爆炸，造成人身傷害和財產損失，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生是本文的主要研究課題。

3爆炸的性質

噴火燈爆炸屬氣云性質的爆炸，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，發生化學爆炸時的壓力上升極為迅速，通常在0.01s的時間內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，產生強大的沖擊波，由此可以想象，一旦爆炸發生，其后果非常嚴重。

4爆炸的成因

對爆炸的發生，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生爆炸。

某廠在塑料桶上表面印制文字圖案前，對被印制產品進行表面烘烤，使用過程中采用二只噴火燈輪流作業（一只燃料用光后，另一只替補），就是在替換過程中，由于采用不正當的點火方式（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，）被替補的噴火燈發生了爆炸。

6噴火燈安全的認識誤區

（1）行業標準QB/T1473對噴火燈的燈壺的最小爆破強度（鐵質）規定為1.6Mpa，這是保證噴火燈正常工作時能滿足物理升壓（壺內溫度與壓力的關系）的要求。但是如果使用銅質材料的噴燈，其最小爆破強度指標為0.9Mpa，則明顯要低得多；而一旦3.5L的噴火燈發生氣云性爆炸，最保守的估計（按較小的油氣空間）壺內油氣爆炸的壓力可達到3Mpa左右，因此標準規定的最小爆破強度不是保證將爆炸結果封閉在容器內的安全指標；（2）泄壓閥，應在噴燈壺內壓力為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的，事實上噴火燈在正常使用中，是壺內壓力不斷泄壓的過程，壺內壓力如果與外部等壓的情況下，壺內的燃油就無法噴出，即使能人為制造壺內負壓，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，根據現有發生爆炸案例來看，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生，一定要嚴格按照生產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，生產廠同時還應對產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，FQD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。