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文檔簡介
1、河南工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)論文題目:易燃液體火災成災機制及危險性控制技術摘 要火災是一種特殊的燃燒現象,可以用燃燒的基本規(guī)律對火災和蔓延做出分析?;馂募捌淇刂剖俏覀儗W習化學者最需要深入了解及應用的課程之一,是安全工程的一門專業(yè)課。它主要研究燃燒的特性、條件、性質及著火理論,并在此基礎上研究易燃液體(石油)的成災機制、火災的蔓延及火災的控制。本課題還涉及到了我們在生活中怎樣防止火災的發(fā)生和了解基本的火災常識,對我們的生產及生活都會起到積極的作用。本課題通過研究火災的產生、特性和規(guī)律,對火災的研究和防治都具有重要的意義。關鍵詞:燃燒機理、石油、火災蔓延、火災控制目 錄摘 要1 緒 論1.1 引言1.
2、2 課題研究的目的和意義1.3 課題研究內容2 燃燒理論2.1 燃燒內容2.2 著火原理3 石油燃燒過程理論分析3.1概述3.2基本概念3.3石油燃燒4 火災的發(fā)生及蔓延4.1 可燃液體起火4.2 可燃液體火災蔓延5 火災蔓延過程分析5.1火災種類5.2石油罐火災及其蔓延6 燃燒理論應用6.1 可燃液體防火原理6.2 可燃液體防火技術7 結論與展望7.1 結論7.2 展望致 謝參考文獻畢業(yè)設計任務書1 緒 論1.1 引言燃燒實質上就是可燃物質與氧或氧化劑發(fā)生激烈的氧化反應,反應時伴隨著放熱和發(fā)光或發(fā)煙的現象。燃燒時,燃燒產物不斷地離開燃燒區(qū),反應物燃料流和氧化劑不斷地進入燃燒區(qū),使得燃燒能夠持
3、續(xù)進行下去。但燃燒要同時具備三個條件:可燃物、氧或氧化劑、點火源,即只有當可燃物質和氧化劑的組成、濃度、壓力、狀態(tài)和點火能量都達到一定極限值時才能發(fā)生燃燒。通常把可燃物在一定條件下,形成非控制的火焰稱為起火,失去控制的燃燒稱為火災,在實際生產中,許多情況都能使易燃液體例如:石油達到燃燒,此時若有點火源存在,但又失去控制,就能造成災害。 1.2 課題研究的目的和意義火災事故造成的后果,通常都比較嚴重,它會造成重大的財產和人員事故,火災事故的原因是很復雜的,但生產中發(fā)生這類事故主要是由操作失誤、設備缺陷、環(huán)境和物料的不安全狀態(tài)、管理不善等引起的?;馂氖鹿示哂泻艽蟮钠茐淖饔茫I(yè)企業(yè)發(fā)生火災事故,會
4、造成嚴重的后果。所以認真研究火災的基本知識,掌握事故的一般規(guī)律,采用有效地防火措施,對國民經濟具有非常的重要意義。(1)保護勞動者和廣大群眾的人身安全,發(fā)生火災事故不僅會造成操作者傷亡,而且還會危及在場的其他生產人員,甚至會使周圍居民遭受災難。工廠企業(yè)做好防火,對保護生產力、促進生產發(fā)展是顯而易見的。(2)保護國家財產,火災事故往往會造成設備損壞,建筑物倒塌、大量物資化為烏有,使國家蒙受巨大損失,所以防火是實現工礦企業(yè)的重要條件。發(fā)生火災和爆炸往往會打破企業(yè)的正常秩序。此外,防火研究是安全工程學的重要基本理論之一。通過本課程的學習,要求我們能熟悉掌握燃燒的有關理論,并能用有關理論分析各種生產過
5、程中發(fā)生火災的原因,采取正確的防火技術等。1.3 課題研究內容在時間上和空間上失去控制的燃燒所造成的災害,叫做火災?;馂牡陌l(fā)生對我們的生活既有好的一面也有壞的一面,本課題通過對燃燒基本知識了解和對火災發(fā)生理論的基本闡述,用石油為例子來進一步了解易燃液體火災成災機制及危險控制技術。2 燃燒理論2.1燃燒內容各種可燃液體的表面都有一定的蒸汽存在,蒸汽的濃度取決于可燃物的溫度。在一定溫度下,可燃液體的表面蒸氣達到一定濃度,與空氣混合,遇著火源而發(fā)生一閃即滅的燃燒現象,稱為閃然。閃然時的最低溫度稱為閃點。閃點越低,側火災危險性越大。閃點不是一個固定常數,它是在一定條件下,通過標準儀器測定的相對數據。應
6、當指出,可燃液體之所以會發(fā)生一閃即滅的閃然現象,是應為它在閃點的溫度下蒸發(fā)速度較慢,所蒸發(fā)出來的蒸氣2僅能維持短時間的燃燒,而來不及補充足夠的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒。也就是說,在閃點溫度時,燃燒的僅僅是可燃液體所蒸發(fā)的那些蒸氣,而不是液體自身在燃燒,既還沒有達到使液體能燃燒的溫度,所以燃燒表現為一閃即滅的現象。閃點是衡量可燃液體火災危險性的重要依據。液體水溶液的閃點會隨水溶液濃度的降低而升高,可燃物受熱升溫而不需明火作用就能自行燃燒的現象稱為自然。既物質的緩慢氧化作用放出熱量,或靠近熱源等原因使物質的溫度升高,由于散熱受到阻礙,造成熱量積蓄,當達到一定溫度時而引起的燃燒。這是物質的自發(fā)著火現象。由
7、于自然是物質在沒有明火作用下的自行燃燒,所以引起火災的危險性很大。引起物質發(fā)生自然的最低溫度稱為自然點。自然點越低,火災危險性越大??扇嘉镌诳諝獗患訜釙r,先是開始緩慢氧化并放出熱量,提高可燃物質的溫度,促使氧化還原反應加快,同時也存在著向周圍的散熱損失,亦即同時存在著產熱和散熱兩種情況。當可燃物質氧化產生的熱量小于散失的熱量時,氧化反應速度小,產生熱量多,且周圍的散熱條件又較好的情況下,可燃物的溫度不能自行上升達到自然點,可燃物便不能自行燃燒。如果可燃物被加熱至較高溫度,反應速度加快,或由于散熱條件不良,產生熱量不斷聚積,溫度升高而加快氧化速度,以既當熱的產量超過散失量時,反應速度的不斷加快使
8、溫度不斷升高,直至達到可燃物的自然點而發(fā)生自然。自然點一般受加熱物質容器的表面狀態(tài)和加熱速度等環(huán)境條件影響。所謂著火火就是可燃物與火源接觸而燃燒,并且在火源移去后仍然能保持繼續(xù)燃燒的現象。可燃液體的閃點與著火點的區(qū)別:在著火點時燃燒的不只是蒸氣,而且還有液體。另外,在閃點時移去火源后閃然即熄滅,而在著火點時液體則能繼續(xù)燃燒。一般來講,著火點溫度比閃點高,而易燃液體的著火點和閃點僅相差1.5°。著火點具有很重要的意義,是研究和制定防火的重要依據之一。2.2著火原理2.2.1鏈式反應著火理論著火反應的壓力限:鏈式反應分為支鏈和直鏈,一個自由基在生成產物的同時,產生兩個或兩個以上自由基的反
9、應叫支鏈連鎖反應;自由基的數目保持不變的連鎖反應叫直鏈連鎖反應。式反應理論認為物質的燃燒經歷以下過程;可燃物或助燃物先吸收能量而離解為游離基,與其他分子相互作用形成一系列連鎖反應,將燃燒熱釋放出來。這可以用氫和氧的反應作用來說明。氫在熱運動或某種外界因素的的作用下被活化成活性分子,構成一連串的反應:(1) h2+o2=2oh * 鏈引發(fā)(2) oh+h2=h2o+h* 鏈傳遞(3) h+o2=oh+o* 鏈分支 (4) o+h2=oh+h* 鏈分支(5) m+h+o2=m+ho2(6) ho2墻上銷毀 斷鏈(7) ho2+h2h2o+oh* 鏈產生(8) h墻上銷毀 斷鏈 (9) oh墻上銷毀
10、 斷鏈銷毀后生成了h2、o2等,m為任何分子上述過程中(1)式是反應的開始,oh由分子熱運動或某種外因激發(fā)形成,它與后面產生的o,h等都是能量極高非?;顫姷挠坞x基或原子團;(2)式是直鏈式傳遞反應,消耗一個活心又產生一個活心;(3)、(4)式則是消耗一個活心同時產生兩個活心。反應呈樹杈式發(fā)展下去,越來越快,有可能導致著火。事實上沒消耗一個h能產生三個h和兩個h2o;(5)、(6)、(8)、(9)式是鏈銷毀中心,使反應終止。當它們比鏈分支占優(yōu)勢時系統(tǒng)就不能引起著火。隨著起決定作用的步驟不同,就有不同的著火臨界極限。下面我們先來解釋連鎖反應引起火的臨界條件,再從化學動力角度討論不同極限的產生。銷毀
11、分氣相銷毀和液相銷毀。連鎖著火理論的基本知識:連鎖自動著火理論的基本觀點是:燃氣在外界熱源緩慢而均勻地加熱到某個溫度時發(fā)生了鏈鎖反應,若連鎖分支數大于斷裂數,則反應速度不斷加速而著火。假定:燃氣處于一個無限大容器中,燃氣溫度和溫度恒定。單位時間單位體積內熱運動產生的活化分子數為常數c0'由于連鎖分支反應為:m1+cc1+c2'則反應速度為:k1cm1=fc式中,f=k1m1;k1為速度常數;m1為反應濃度;c為活化中心濃度。連鎖斷裂反應為:c+m2銷毀其反應速度為:k2cm2=gc式中。g=k2m2;m2為反應濃度;k2為速度常數。則總的活化中心生成速率:dc'dt=c
12、0'+fc'-gc'式中,f、g分別為燃氣連鎖反應的分支和斷裂系數。令 &=f-g則 dc'dt=c0'+&c'對其積分得:0c'dcc0'+&c'=0tdt=t0c'1&·d(c'+&c')(c'+&c')=tc'=c0'&(e&t-1)若 &<0,設&=-b(b>0),則:c'=c0'b(1-e-bt)由此可見,c'隨時間t的發(fā)展而增加,但
13、并不能無限制增大,而是趨向于極限c0'b。因為反應速度為:w=ac'式中,a為連鎖反應的動力系數。則:w=ac0'b(1-e-bt)反應一旦達到此極值就穩(wěn)定不變,最終不會著火。當&>0時,直接有:w=ac0'&(e&t-1)隨t增加w將無限制增加直至著火。當&=0時,不能直接積分得到上式,但因有:dc'dt=c0'積分得:c'=c0't則 w=ac'=ac0't所以反應速度隨時間直線增長直至著火。由上可知:燃氣是否著火完全取決于&,&=0是可以著火的一個極限情況
14、。但研究表明,&主要取決于溫度和壓力:&=kpne-ert+c式中,p為壓力;k、n、c均為常數。定壓下溫度越高,&知越大,不同的&均有其相應的溫度: &=0 t=t&=0 &>0 t=t&>0 &<0 t=t&<0其中t&=0是劃分連鎖反應穩(wěn)定與不穩(wěn)定的界限,是連鎖反應導致著火的最低溫度,稱為“鏈式反應著火點”。熱-連鎖混合理論:假設燃氣混合物絕熱。由于連鎖反應放熱,溫度繼續(xù)上升,反應速度就由較低溫度下的等溫連鎖反應速度逐步升高。在過程達到反應速度的增加主要是熱量積累的結果。當溫度
15、升到臨界溫度時就發(fā)生突變,除了單純溫度升高使反應速度逐漸增長外,又加上了連鎖反應速度的發(fā)展。這樣,經過極短的感應期,速度曲線就突然上升并可能導致著火,其后,由于燃氣濃度減少,反應速度又迅速下降。若忽略作用物與生成熱容的差別,則:cm(t-t0)=0tjdt式中,m為燃氣質量;cp為質量定壓熱容;t0為燃氣初溫;t為某瞬間燃氣溫度;t為反應時間;j為單位時間內放出的熱量,j=qwv,v為反應氣體體積,q為反應熱。 則cpmt-t0=qv0twdt t=vqcpm0twdt+t0(1)其中 w=f(t)式(1)這個反應呈連鎖性,與阿雷尼烏斯型反應完全不同,在感應期內反應速度很小,過了感應期幾乎垂直
16、增大。當然實際上不會是絕熱過程,但是反應速度的發(fā)展總比單純的連鎖或熱作用來的快。若在過渡到&=0 以前反應放熱小于散失之熱,反應就在放熱等于失熱這一不變的溫度下進行,成為穩(wěn)定的連鎖過程而不會著火。然而若過渡到&=0以后,即使溫度不再升高,也會由于連鎖反應的發(fā)展熱而著火。自動催化理論:自動催化理論意指可燃氣體化學反應的中間或最終產物對燃氣的反應有促進作用,于此同時當然也存在著普通的放熱反應,所以自動催化反應速度應由兩部分組成,即:w=w1+w2式中,w為燃氣總的反應速度;w1為一般熱反應速度;w2為燃氣自動催化速度。w=k1(&0-x)n1w=k2(&0-x)n2
17、xn3所以自動催化反應速度應由兩部分式中,k1、k2為速度常數;&0為燃氣初始濃度;n1、n2、n3為反應級數。所以:w=k1(&0-x)n1+k2(&-x)n2xn3(2)若反應恒溫進行(k1、k2不變),開始因產物很少,式(2)中后一項較小,可以忽略不計;隨著產物積累,反應速度受催化迅速增加;隨著濃度的降低,反應速度又轉為下降,在這個變化過程中,當極值足夠大時將發(fā)生著火。3石油燃燒過程理論分析3.1概述可燃液體的蒸氣與空氣在液面上邊混合邊燃燒,燃燒放出的熱量會在液體內部傳播。由于液體特性不同,熱量在液體中的傳播具有 不同的特點,在一定的條件下,熱量在液體中的形成熱波
18、,并引起液體的沸溢和噴濺,是火災變得更加猛烈。3.2基本概念1.初沸點:石油中最輕的烴類沸騰時的溫度,也是石油中最低的沸點。2.終沸點:石油中最重的烴類沸騰時的溫度,也是石油中最高的沸點。3.沸程:不同比重不同沸點的所有餾分轉變?yōu)檎魵獾淖畹秃妥罡叻悬c的溫度范圍。各種單組分液體只有沸點而無沸程。4.輕組分:石油中比重最輕、沸點最低的很少一部分烴類組分。5.重組分:石油中比重最大、沸點最高的很少一部分烴類組分。3.3石油燃燒 石油一旦著火并完成液面上的傳播過程之后,就進入穩(wěn)定的狀態(tài)。石油由于沒有固定的沸點,在燃燒過程中,火焰向液面?zhèn)鬟f的熱量首先使低沸點組分蒸發(fā)并進入燃燒區(qū)燃燒,而沸點較高的重要部分
19、,則攜帶在表面接受的熱量向液體深層沉降,形成一個熱的鋒面向液體深層傳播,逐漸深入并加熱冷的液層。這一現象稱為液體的熱波特性,熱的鋒面稱為熱波。熱波的初始溫度等于液面的溫度,等于該時刻原油中最輕組分的沸點。隨著石油的連續(xù)燃燒,液面蒸發(fā)組分的沸點越來越高,熱波的溫度會由1 50逐漸上升到31 5,此水的沸點高得多。熱波在液層中向下移動的速度稱為熱波傳播速度,它比液體的直線燃燒速度(即液面下降速度)快,熱波傳播速度是一十分復雜的技術參數,其主要影響因索包括: 1石油的組成 石油中輕組分越多,液面蒸氣化速度越快,燃燒越猛烈,石油接受火焰?zhèn)鬟f的熱量越多,液面向下傳遞的熱量也越多;此外,輕組分含量越大,則
20、石油的粘性越小,高溫重組分沉降速度越大。因此,石油中輕組分越多,熱渡傳播速度越大。對于含水量0.1%,l90以下餾丹含量5%6% 的原油,熱波傳播速度vt與190以下餾分的體積百分數ch有如下近似關系; . vt=1. 65+4.69lgch (mm/min) 2石.油中含水量在一定的數值范圍內(如小于4%)含水量增大,熱波傳播速度加快。這是因為含水量大的石油粘度小,油品中的高溫層易沉降。但含水量大于10%時,石油燃燒不穩(wěn)定而含水量超過6%時,點燃很困難,即使著火了,燃燒也不穩(wěn)定,影響熱波傳播速度。對原油,當含水量h2o小于2%時,有 vt=5. 12+1.62lgh2o+4.69(lgch-
21、12) 當含水量h20為2%4%時,有 vt=5. 45+0.5lgh2o+4.69(lg ch -12)4火災的發(fā)生及蔓延4.1可燃液體起火4.1.1可燃液體燃燒特點熱能 氧化劑 熱能 可燃性液體蒸發(fā)可燃性氣體混合可燃性混合氣體起火可燃液體燃燒時,火焰并不緊貼在液面上,而是在空間的某個位置。這表明在燃燒之前,可燃體先蒸發(fā),其后是可燃物蒸氣的擴散,并與空氣摻混形成可燃混合氣,起火燃燒后在空間某處形成預混火焰或擴散火焰。液體可燃物地起火過程如下: 可燃性液體的起火特性一定與蒸發(fā)特性有關,閃點則是表示蒸發(fā)特性的重要的參數。閃點越低,越容易蒸發(fā),反之則不容易蒸發(fā)。需要指出的是:液體閃點值一般是對純物
22、質而言的。大多說石油產品,都是多種成分的混合物。即便是不易蒸發(fā)的柴油、機油等,時間長了也可能有較大的蒸氣濃度,一旦處于起火界限濃度之內,也有燃燒的危險許多重油或原油油輪火災多屬于這種情況??扇家后w蒸氣的起火問題,可以作為氣體可燃物起火問題處理。4.1.2單個可燃液滴的起火可燃液體從容器噴出后,一般都霧化成許多小液滴,單個液滴的起火特性與整個噴霧燃燒密切相關。下面將介紹在環(huán)境溫度t的空氣中,氣流速度為u,一個直徑為d的可燃液滴滿足那些條件會起火。當阿倫尼烏斯數a很大時,可燃液滴的起火模型可用液滴起火簡化模型表示。此時化學反應集中在靠近高溫側的薄層內,即 火焰遠離液滴表面,在rr1的薄層內。整個流
23、場可分為2個區(qū)。當劉易斯數le=1,導熱系數,比定壓熱容cp、液滴密度、擴散系數d等的物性參數為常數,畢渥數bi、雷諾數re較小時,過程可視為準定常過程。4.1.3熾熱液滴的起火液體火災中存揚沸現象,經常發(fā)生液滴落在熾熱物體表面上的現象。大量的研究結果表明:處在恒溫熾熱物體表面上的液滴壽命與熾熱物體的溫度有密切關系。液滴的壽命是這樣定義的:從液滴 與熾熱物體表面接觸開始到液滴消失所用的時間稱為液滴壽命。4.2可燃液體火災蔓延4.2.1油池火災蔓延描述油池火災的特征參數為液面下降速度(單位時間里的燃料消耗量),大量的實驗結果表明,液面下降速度與容器直徑有關。下面就來分析一下液面下降速度與火焰特點
24、的關系。油池火中液面下降速度應當等于火焰向液體傳入熱量引起液體蒸發(fā)而導致液面下降的速度。液面上方液體蒸氣的擴散速度決定了燃燒速度,而這種然的形式顯然為擴散火焰。這樣就表明了整個過程中,傳熱、傳質、流動與化學反應的關系,為進一步分析問題打下了基礎。從火焰?zhèn)魅胍后w的熱量包括從高容器器壁向液體的傳熱、液面上方高溫氣體向液體的對流傳熱、火焰及高溫氣體向液體的輻射傳熱等。油池器壁與火焰根部距離很近,故器壁溫度可取為液體溫度(t1)。器壁附近氣體的溫差為tf-t1,這里tf為火焰溫度。從器壁向液體的傳熱量為:qcd= d(tf-t1)(3)式中,d為油池直徑;為氣體導熱系數。油池上方高溫氣體向液體的對流傳
25、熱量為:qcv=d24h(tf-t1)(4)式中,h為對流傳熱系數?;鹧婕案邷貧怏w向液體的輻射傳熱量為:qra=d24(fftf4-t14)(5)這里假設高溫氣體的溫度等于火焰溫度,為玻耳茲曼常數;f為火焰及高溫氣體對液體的形態(tài)系數;f為火焰及高溫氣體的輻射率;為液體的輻射率。傳入液體的熱量起到兩種作用,其一為使液體的溫度升高,其二為使液體蒸發(fā)。使液體升溫的熱流量為:q1=d24cp11(t1-t0)(5)式中,cp1、1和t0分別為液體的比熱容、密度和初溫。使液體蒸發(fā)的熱流量為:qcd+qcv+qra-q1=d2411qv(6)式中,1 為液面的下降速度;qv為室溫條件下的蒸發(fā)潛熱。將式(3
26、)式(5)代入式式(6)可得:1=11qv4dtf-t1+htf-t1+fftf4-t14-cp11(t1-t0)(7)當油池直徑d很小時,式(7)中右端第一項相對較大,忽略其他各項后得到:1與d成反比的近似關系。當d很大時,式(7)中右端第一項相對較小,可以忽略不計,所以有1與d關系無關的結論。這就明確了在油池火災中,蒸發(fā)過程是火災蔓延的控制過程。要控制蒸發(fā)過程必須控制液體與外界環(huán)境的換熱過程,所以采用泡沫滅火劑在液面上生成一層泡沫層,即能減少向液體的傳熱量,又能阻止液體的蒸發(fā),是一種防治油池火災的好方法。研究表明:飛濺高度和散落面積與油層厚度、油池直徑等有關,一般散落面積的直徑(d)與小油
27、池直徑(d)之比均在10以上,即dd>10.由于揚沸帶出的燃油原來呈池火燃燒狀態(tài),噴出之后呈液滴燃燒狀態(tài),改善了燃燒條件,燃燒強度大大提高,危險性隨之增加。如果油池周圍還有其他可燃物,這些可燃物被點燃;如果油池周圍還有從事滅火工作的人員和設備,必然造成很大的傷亡和損失。所以對油池火災而言,一定要避免揚沸現象的發(fā)生。4.2.2油面火災蔓延油面火災指的是在大面積的水面上,有一層較薄的浮油,這種浮油燃燒時引起的火災。油面火災與油池火災的區(qū)別在于:油面火有一個不斷的擴大過程,一旦著火,很快就在整個油面形成火焰。由于燃燒情況不同,蔓延規(guī)律也不同,描述該過程的參數也不同。在靜止環(huán)境中,油的初溫對火焰
28、蔓延速度又明顯影響。開始時油面火蔓延速度隨著初溫的升高而變大;當初溫達到某個值之后,油面火蔓延速度趨于某個常數。對于甲醇油火來講,因甲醇的閃點為11,當初溫達到20之后,在甲醇液面上方便形成了一定濃度的甲醇蒸氣,該蒸氣與空氣混合形成具有一定混合比例的預混可燃氣。這個預混可燃氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁且欢ǖ模约状加兔婊鹇铀俣染挖呌谀硞€常數。這個常數就是最大甲醇濃度與空氣混合后的預混可燃氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。上述結果表明:當油的初溫低于閃點溫度時,形成的是以擴散火焰為主的燃燒形式。要維持燃燒,就要保證液面具有一定的蒸氣速度,也就是說火焰必須向火焰面前方的液體傳送足夠的熱量,使該部分液體升溫,這樣在火
29、焰面前方的液體之間就產生了溫差,由溫度差而引起表面張力差,在表面張力差的作用下便產生表面流,使得溫度較高的液體不斷流向火焰面地前方以保證液體的蒸發(fā)速度與火焰蔓延速度的平衡。液面火常用來清除泄漏在海面上的石油,這當然與防止火災蔓延的目的不一樣,但是蔓延的規(guī)律是一樣的。5 火災蔓延過程分析5.1火災種類 根據火災燃燒材料的種類和特點,火災分為a、b、c、d四類火災。 a類火災指普通可燃物如木材、布、紙、橡膠及各種塑料燃燒而形成的火災; b類火災系油脂及液體,如原油、汽油、煤油、酒精等燃燒引起的火災。 c類火災是可燃氣體如氫氣,甲烷,乙炔燃燒引起的火災。 d類火災是可燃金屬如鎂、鋁、鈦、鋯、鈉和鉀等
30、燃燒引起的火災。5.2石油罐火災及其蔓延石油罐火災以油輪火災為代表,其特點如下:(1)油輪火災多發(fā)生在冬季。冬季是個風多、風大的季節(jié),此時海水表面的溫差大,海面上的氣壓不穩(wěn)定,有激烈的上升氣流存在,這樣就導致油輪偏航,形成撞船、觸礁翻船等事故,這些事故發(fā)生的時間往往伴隨火災或爆炸。(2)空艙時發(fā)生火災的危險性更大。一般油輪都很大,空艙后的殘留油絕對量并不少,但無油的空間相對增大很多,殘留油蒸發(fā)后必然充滿整個無油空間,一旦油蒸氣濃度達到可燃極限之后,隨時都有起火燃燒的危險。而撞船、觸礁、翻船等事故往往是起火的導火線,船體越大,起火燃燒后越容易形成爆轟波而導致爆炸。(3)原油油輪火災或爆炸事故多發(fā)
31、生與汽油油輪。汽油蒸發(fā)快、容易燃燒、危險性大,所以每個人都要倍加小心。而原油的蒸發(fā)速度慢、危險性小,這是事實。但是原油里面包含有汽油的成分、煤油的成分等,如果時間足夠長,油蒸氣濃度同樣可達到可燃極限,因此原油起火燃燒或爆炸危險性小,不應忽略。(5)拆船時引起的火災和爆炸比重很大。當油輪報廢解體時,必須全部清除殘留油,否則在切割船艙時易于發(fā)生燃燒爆炸事故,導致大量的人員傷亡和港口損失,這方面教訓是很多的,必須作好安全準備。 6 燃燒理論應用6.1可燃液體防火原理6.1.1燃燒形式和液體火災大部分液體的燃燒是在受熱氣化形成蒸氣以后,按氣體的燃燒方式進行的。液面上的蒸氣點燃后則產生火焰并出現熱量的擴
32、展,火焰向液面的傳熱主要靠輻射,而火焰向液體里層的傳熱方式主要是傳導和對流。沸溢火災:儲槽內的液體在燃燒過程中,如果延續(xù)時間較長,除了表面被加熱外,其里層也會逐漸被加熱。對于沸騰溫度比儲槽側壁溫度高的可燃液體,其里層的加熱是以傳導方式進行的隨著離開液面距離的加大,里層的溫度很快下降。因此,這類液體燃燒時里層預熱的情況是不嚴重的。對于沸騰溫度比儲蓄側壁溫度低的可燃液體,是以對流的方式沿整個深度進行加熱的。這種在較大深度內進行的加熱,可造成該液體由于劇烈沸騰而溢出或濺落在附近表面,使蔓延。噴濺火災:當儲蓄槽內有水 墊時,沸騰溫度比儲槽溫度低的可燃液體,或者由多種成分組成的可燃液體的分餾產物,將以對
33、流的方式使高溫層在較大深度內加熱水墊,水便會汽化產生大量蒸汽,隨著蒸汽壓力的逐漸增高,達到蒸汽壓力足以把其上面地油層拋向上空,而向四周噴濺。噴流火災:處于壓力下的可燃液體,燃燒時呈噴流式燃燒。6.1.2可燃液體分類按燃點分類:(1)低閃點液體閃點低于-18(2)中閃點液體閃點為-1823(3)高閃點液體閃點為2361絕大多數的易燃液體是有機化合物,它們的相對分子質量較小,這些易于揮發(fā),揮發(fā)可燃氣體遇到火花或受熱就會燃燒甚至爆炸,所以,易燃液體有很大的火災爆炸危險性。按化學性質和商品類別不同分類;(1)化學化工原料及溶劑(2)硅的有機物(3)各種易燃性漆類(4)各種樹脂和黏合劑(5)各種油墨和調
34、色由(6)含有易燃液體的物品(7)盛放于易燃液體中的物品(8)膠棉液6.1.3液體的燃燒速度燃燒速度有兩種方法表示:一種是液體的燃燒直線速度,即單位時間被燃燒消耗的液層厚度,單位為mmmin或cmh;另一種是液體的燃燒質量速度,及單位時間內美單位面積上被燃燒消耗的 液體質量,單位為g(cm2·min)或kg/(m2·h)6.1.4可燃液體的燃燒極限可燃液體的燃燒極限有兩種:一是可燃蒸氣的燃燒濃度極限,有上、下限之分,以%(體積分數)表示:二是可燃液體的燃燒溫度極限,也有上、下之分以表示。6.1.5評價液體火災危險性的主要技術參數(1)飽和蒸氣壓(2)燃燒極限(3)閃點(4)
35、受熱膨脹系數(5)其他燃爆性質沸點、相對密度、流動擴散性、帶電性、相對分子質量6.2可燃液體防火技術防火技術主要從以下幾方面采取技術措施:(1)消除著火源,防火的基本原則應建立在消除著火源的基礎之上。人們不管是在自己家中 或辦公室里還是在生產現場,都經常處在或多或少的各種可燃物質包圍之中,而這些物質又存在于人們生活所必不可少的空氣中,這就是說具備了引起火災燃燒的三個基本條件中的兩個條件。結論很簡單:消除著火源。只有這樣,才能在絕大多數情況下滿足預防火災和爆炸的基本要求。(2)控制可燃物。防止燃燒三個基本條件中的任何一條,都可防止火災的發(fā)生。如果采取消除燃燒條件中的兩條,就更具安全可靠性。例如:在點石庫防火條件中,通常采用消除著火源和防止產生可燃物乙炔的各種有關措施??刂瓶扇嘉锏拇胧┲饕校涸谏钪泻蜕a的可能條件下,以難燃材料代替可燃材料,如用水泥替代木材建筑房屋;降低可燃物質在空氣中的濃度,如在車間或庫房采取全面通風或局部排風,是可燃物不易聚集,從而不會超過最高允許濃度,防止可燃物的跑、冒、滴、漏;對于那些相互作用能產生可燃氣體或蒸汽的物品應加以隔開,分開存放。(3
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