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101年特種考試地方政府公務人員考試試題                          代號：35580     全一頁

等    別： 三等考試

類    別： 工業安全

科    目：機電防護與防火防爆

考試時間： 2小時                                                         座號：             

※注意：(ㄧ)可以使用電子計算器。

        (二)不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

一、抑焰器（Flame arrester）是化工廠內一種常見之防火防爆設備，請說明抑焰器之基本構造？又線中抑焰器與線端抑焰器之裝設位置與目的為何？（15分）

答：

(一)抑焰系統通常是一種只允許氣體穿透而防止火焰穿透之裝置。其主要原理是藉由金屬良好之導熱性，使火焰於穿透時，因與其充分之接觸，有效去除焰鋒的熱能及游離根，可以瞬間急速冷卻火焰及可燃物之溫度，使其溫度瞬間降至可燃物之燃點以下，而使可然性氣體無法在抑焰系統之出口端重新點燃，以阻止火焰之擴散，而達熄焰之功能。適用於有易燃性氣體或蒸氣存在之作業場所，設備通常設置於可燃性氣體或液體輸送管線，溶劑回收系統，儲槽通氣口等以抑制火焰繼續擴大燃燒。

(二)線端抑焰器與線中抑焰器之裝設位置與目的如下列：

1.線端抑焰器
線端抑焰器裝置於管線或設備與外界大氣接觸的端點。
目的在於防止外界突燃式火焰蔓延至系統中，又稱為「突燃焰抑焰器」。

2.線中抑焰器
線中抑焰器裝置於管線、設備、系統之中。
目的在於能夠抑制爆震及突燃性火焰，又稱為「爆震抑焰器」。

二、有某混合氣體由一種分子量為58之正烷類氣體與另一種分子量為28之烯類氣體所組成，其中正烷類氣體所占體積百分比為30%，其餘為烯類氣體，試求此混合氣體之爆炸下限（原子量C:12，H:1）。（30分）

答：

烷類=C_nH_2n+2 因正烷類氣體分子量為58故得知為丁烷=C₄H₁₀、

烯類=C_nH_2n             因烯類氣體分子量為28故得知為乙烯=C₂H₄

依據Jone’s理論可燃性物質之爆炸下限為理論混合比例值Cst之0.55倍，亦即LEL＝0.55Cst估算。

【假設理論空氣當中的氧濃度為21％】

丁烷（C₄H₁₀）之燃燒化學式        C₄H₁₀＋6.5O₂→ 4C O₂＋5H₂O

Cst=21/(0.21+6.5)=3.13% 

丁烷（C₄H₁₀）之理論爆炸下限＝0.55×Cst＝0.55×3.13％＝1.72%

乙烯（C₂H₄）之燃燒化學式        C₂H₄＋3O₂→ 2C O₂＋2H₂O

 Cst=21/(0.21+3)=6.54%

乙烯（C₂H₄）之理論爆炸下限＝0.55×Cst＝0.55×6.54％＝3.60%

依勒沙特列(Le Chatelier)定律此混合氣體在空氣中的爆炸下限(LEL)計算如下：

LEL=100/[(30/1.72)+(70/3.60)]=100/36.87=2.71%

三、說明機械作業中容易產生之危害點或裝置？又該危害在那些作業或零件中常見，請每個危害舉二例。（15分）

答：

(一)操作點/工作點：為擬加工或改變之物料、材料放置於機器上工作的地點。例如切割、剪裁、搪孔、衝壓成形等作業

(二)動力傳動系統：傳送能量到要工作的機器部分的機械系統中所有的零組件（自動力來源將動力傳到機器的工作機件之間）。例如皮帶輪、滑輪、連結器、凸輪、鏈條、齒輪、軸系等

(三)其他移動機件：上述以外之所有工作中的機械會移動的零組件。包括往復、旋轉、直線連續運動的機件，以及送料機構和機器的輔助附屬裝置

四、水是最普通與廉價的滅火劑，詳細說明其滅火之作用方式有那四種。（20分）

答：

水之滅火作用方式說明如下：

(一)冷卻作用
水之水蒸氣(水霧)吸熱效果佳，可降低溫度與去除熱源，將燃燒物之溫度降至燃點以下，而達滅火之方法。

(二)窒息作用
水之水粒子遇熱氣化產生水蒸氣(體積膨脹1600倍)，進而取代原空間之空氣，使得空氣中的氧氣濃度降低，最終達到窒息之效果而達滅火之方法。

(三)乳化作用
水與其它液體一併拌合時，因乳化作用而在可燃液體表面產生泡沫，可以隔阻可燃性氣體與空氣產生作用，而達滅火之目的。

(四)稀釋作用
大量的水可對水溶性可燃液體(如甲醇)產生有效的稀釋其濃度，當蒸發濃度低於其燃燒下限，燃燒便無法繼續。

五、試述防止靜電災害對策，並於每一對策中舉出兩種具體措施。（20分）

答：

防止靜電災害之對策及具體措施簡要說明如下列：

(一)消除電荷：利用方法將電荷疏通至大地或使正負電荷中和以避免電荷的持續累積，當靜電電壓無法達到放電電壓時，靜電災害即不會發生。較常使用的消除電荷方法有：

1.接地與連接(Grounding and Bonding)
減少金屬物體之間以及物體和大地之間的電位差，使其電位相同，不致產生火花放電的現象。

2.濕度控制及增加導電性(Humidity Control and Conductivity Increment)
採用加濕器、地面撒水、水蒸氣噴出等方法，維持環境中相對濕度約65%，可有效減低親水性物質的靜電危害產生。

3.靜電消除器(Electrostatic Neutralizer)
利用高壓電將空氣電離產生帶電離子，由於異性電荷會互相吸引而中和，可使帶靜電物體的電荷被中和，達成電荷蓄積程度至最低，因此不會發生危害的靜電放電。

4.導電性地板(Conductive Floor)

5.靜電鞋及靜電腳輪(Anti-static Footwear and Caster)

(二)防止尖端放電：帶電荷物體的外表周圍如有突出尖端，則這些尖端較容易產生電暈放電，尤其當尖端部份之半徑在10mm以下時，放電的危險性即較高，因此最好減少易帶靜電物體之尖端，以降低放電的機率。

(三)改善易燃及易爆環境：只要沒有易燃及易爆之環境，即使發生靜電放電現象，其危害也不會太大。要避免易燃及易爆環境之出現，對於易燃物之處理、工作流程、工廠設置、建築物構造、通風及氣流等皆需考量。