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第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2024/4/11第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第四章燃燒和爆炸與防火2024/4/11第四章燃燒和爆火災(zāi)、爆炸事故具有很大的破壞作用,化工企業(yè)由于生產(chǎn)中使用的原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品多為易燃、易爆物質(zhì),一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故,會(huì)造成嚴(yán)重后果。所以研究燃燒和爆炸的基本原理,掌握火災(zāi)、爆炸事故的一般規(guī)律,從而采取防止工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的措施,對(duì)保護(hù)勞動(dòng)者和人民群眾的人身安全、保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)免遭損失具有重要意義。2024/4/12火災(zāi)、爆炸事故具有很大的破壞作用,化工企業(yè)由于生產(chǎn)中使第一節(jié)燃燒要素和燃燒類別一、燃燒概述燃燒是可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)(氧或其他助燃物質(zhì))發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)中,失掉電子的物質(zhì)被氧化,獲得電子的物質(zhì)被還原。所以,氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。(思考:燃燒與氧化之間的關(guān)系?)2024/4/13第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第一節(jié)燃燒要素和燃燒類別一、燃燒概述2024/4燃燒的四個(gè)要點(diǎn):可燃物質(zhì)存在助燃物質(zhì)存在發(fā)生氧化反應(yīng)伴有發(fā)光發(fā)熱4要點(diǎn)同時(shí)成立的才為燃燒。如,氫在氯中燃燒。金屬和酸反應(yīng)非燃燒。燈泡中的燈絲非燃燒。2024/4/14第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)燃燒的四個(gè)要點(diǎn):2024/4/14第四章燃燒和爆炸與防火
可燃物質(zhì)(一切可氧化的物質(zhì))、助燃物質(zhì)(氧化劑)和火源(能夠提供一定的溫度或熱量),是可燃物質(zhì)燃燒的三個(gè)基本要素(也稱燃燒三角形的三條邊)——是燃燒的必要條件。缺少三個(gè)要素中的任何一個(gè),燃燒便不會(huì)發(fā)生。(思考:1、是否三要素都同時(shí)存在就一定會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象?2、燃燒的充分條件是什么?)對(duì)于正在進(jìn)行的燃燒,只要充分控制三個(gè)要素中的任何一個(gè),燃燒就會(huì)終止。
所以,防火防爆安全技術(shù)可以歸納為這三個(gè)要素的控制問(wèn)題。2024/4/15第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)可燃物質(zhì)(一切可氧化的物質(zhì))、助燃物質(zhì)(氧化劑)和火源(因此,燃燒反應(yīng)在溫度、組成和點(diǎn)火能等方面都存在極限值。只有達(dá)到相應(yīng)條件,才會(huì)引發(fā)燃燒。如果可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)在某個(gè)濃度值以下,或者火源不能提供足夠的溫度或熱量,即使表面上看似乎具備了燃燒的三個(gè)要素,燃燒仍不會(huì)發(fā)生。對(duì)已發(fā)生的燃燒,若消除了三個(gè)要素中的任何一個(gè),燃燒便會(huì)中止,這就是滅火的原理。2024/4/16第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)因此,燃燒反應(yīng)在溫度、組成和點(diǎn)火能等方面都存在極限值。只二、燃燒要素——燃料、氧和火源1.燃料:防火的一個(gè)重要內(nèi)容是考慮燃燒的物質(zhì),即燃料本身。(包括物性、化性)處于蒸氣或其他微小分散狀態(tài)的燃料和氧之間極易引發(fā)燃燒。(如:多數(shù)固體研磨成粉狀或加熱蒸發(fā)極易起火)液體則顯現(xiàn)出很大的不同。有些液體在遠(yuǎn)低于室溫時(shí)就有較高的蒸氣壓,就能釋放出危險(xiǎn)量的易燃蒸氣。另外一些液體在略高于室溫時(shí)才有較高的蒸氣壓,還有一些液體在相當(dāng)高的溫度才有較高的蒸氣壓。很顯然,液體釋放出蒸氣與空氣形成易燃混合物的溫度是其潛在危險(xiǎn)的量度,這可以用閃點(diǎn)來(lái)表示,閃點(diǎn)愈低,愈危險(xiǎn)。2024/4/17第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、燃燒要素——燃料、氧和火源1.燃料:防火的一個(gè)重要內(nèi)
2.氧和熱:幾乎所有的燃燒都需要氧。而且,反應(yīng)氣氛中氧的濃度越高,燃燒得就越迅速。
工業(yè)上很難調(diào)節(jié)加工區(qū)氧的濃度,特別是由于阻止發(fā)火的氧濃度遠(yuǎn)低于正常濃度,濃度太低,不適于供人員呼吸。工業(yè)上有時(shí)需要處理只是在通常溫度下暴露在空氣中就會(huì)起火的物料,把這些物料與空氣隔絕是必要的安全措施,為此,加工物料需要在真空容器或充滿惰性氣體,如氬、氦和氮的容器內(nèi)進(jìn)行。2024/4/18第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.氧和熱:幾乎所有的燃燒都需要氧。而且,反應(yīng)氣氛中氧的濃熱是燃燒伴生的一個(gè)重要結(jié)果。為了使工業(yè)裝置免受燃燒的破壞、經(jīng)常需要調(diào)節(jié)和控制釋放出的熱量。不可忽略的是,只需要把很少量的燃料和氧的混合物加熱到一定程度就能引發(fā)燃燒。由于小熱源引發(fā)的小火向環(huán)境的供熱大于引發(fā)小火本身的吸熱,因而會(huì)點(diǎn)燃更多的燃料和氧的混合物。繼續(xù)下去,可用的熱量很快會(huì)超過(guò)蔓延成大火所需要的熱量。熱量可以由不同的點(diǎn)火源提供,如高的環(huán)境溫度、熱表面、機(jī)械摩擦、火花或明火等等。2024/4/19第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)熱是燃燒伴生的一個(gè)重要結(jié)果。為了使工業(yè)裝置免受燃燒的破壞3.火源:這里介紹幾種生活中常見(jiàn)火源及相對(duì)應(yīng)的防火措施:(1)明火
在火災(zāi)中,防止火焰擴(kuò)散是絕對(duì)必要的。所有罐都應(yīng)該設(shè)置通往安全地的溢流管道,因而必須用攔液堤容納溢流的燃燒液體,否則火焰會(huì)大面積擴(kuò)散,造成人員或財(cái)產(chǎn)的更大損失。除采取上述防火措施外,降低起火后的總消耗也是重要的。高位貯存易燃液體的裝置應(yīng)該通過(guò)采用防水地板、排液溝、溢流管等措施,防止燃燒液體流向樓梯井、管道開(kāi)口、墻的裂縫等。2024/4/110第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.火源:2024/4/110第四章燃燒和爆炸與防火防爆(2)電源
包括電力供應(yīng)和發(fā)電裝置,以及電加熱和電照明設(shè)施。在危險(xiǎn)地域安裝電力設(shè)施時(shí),以下電力規(guī)范措施是應(yīng)該認(rèn)真遵守的公認(rèn)的準(zhǔn)則。①應(yīng)用特殊的導(dǎo)線和導(dǎo)線管;②應(yīng)用防爆電動(dòng)機(jī),特別是在地平面或低洼地安裝時(shí),更應(yīng)該如此;③應(yīng)用特殊設(shè)計(jì)的加熱設(shè)備,警惕加熱設(shè)備材質(zhì)的自燃溫度,推薦應(yīng)用熱水或蒸氣加熱設(shè)備;2024/4/111第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(2)電源2024/4/111第四章燃燒和爆炸與④電氣控制元件,如熱斷路器、開(kāi)關(guān)、中繼器、變壓器、接觸器等,容易發(fā)出火花或變熱,這些元件不宜安裝在易燃液體貯存區(qū)。在易燃液體貯存區(qū)只能用防爆按鈕控制開(kāi)關(guān);⑤在危險(xiǎn)氣氛中或在庫(kù)房中,僅可應(yīng)用不透氣的球燈。在良好通風(fēng)的區(qū)域才可以用普通燈。最好用固定的吊燈,手提安全燈也可以應(yīng)用;⑥在危險(xiǎn)區(qū),只有在防爆的條件下,才可以安裝保險(xiǎn)絲和電路閘開(kāi)關(guān);⑦電動(dòng)機(jī)座、控制盒、導(dǎo)線管等都應(yīng)該按照普通的電力安裝要求接地。2024/4/112第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)④電氣控制元件,如熱斷路器、開(kāi)關(guān)、中繼器、變壓器、接觸器等,(3)過(guò)熱
過(guò)熱是指超出所需熱量的溫度點(diǎn)。過(guò)熱過(guò)程應(yīng)避免在可燃建筑物中發(fā)生,并應(yīng)該受到密切監(jiān)視。推薦應(yīng)用溫度自動(dòng)控制和高溫限開(kāi)關(guān),雖然密切監(jiān)視仍是需要的。(4)熱表面
易燃蒸氣與燃燒室、干燥器、烤爐、導(dǎo)線管以及蒸氣管線接觸,常引發(fā)易燃蒸氣起火。如果運(yùn)行設(shè)備有時(shí)會(huì)達(dá)到高過(guò)一些材料自燃點(diǎn)的溫度,要把這些材料與設(shè)備隔開(kāi)至安全距離。這樣的設(shè)備應(yīng)該仔細(xì)地監(jiān)視和維護(hù),防止偶發(fā)的過(guò)熱。2024/4/113第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(3)過(guò)熱2024/4/113第四章燃燒和爆炸與(5)自燃
許多火災(zāi)是由物質(zhì)的自燃引起的,并被來(lái)自毗鄰的干燥器、烘箱、導(dǎo)線管、蒸氣管線的外部熱量所加速。有時(shí),在封閉的沒(méi)有通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)中積累的熱量足以使氧化反應(yīng)加速至著火點(diǎn)。加工易燃液體,特別是容易自熱的易燃液體,要特別注意管理和通風(fēng)。在所有設(shè)備和建筑物中,都應(yīng)該避免廢料、爛布條等的積累或淤積。2024/4/114第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(5)自燃2024/4/114第四章燃燒和爆炸與(6)火花
機(jī)具和設(shè)備發(fā)生的火花,吸煙的熱灰、無(wú)防護(hù)的燈、鍋爐、焚燒爐以及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的回火,都是起火的潛在因素。在貯存和應(yīng)用易燃液體的區(qū)域應(yīng)該禁止吸煙。這種區(qū)域的所有設(shè)備都應(yīng)該進(jìn)行一級(jí)條件的維護(hù),應(yīng)該盡可能地應(yīng)用防火花或無(wú)火花的器具和材料。2024/4/115第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(6)火花2024/4/115第四章燃燒和爆炸與(7)靜電
由于摩擦而在物質(zhì)表面產(chǎn)生電荷即所謂靜電。在濕度比較小的季節(jié)或人工加熱的情形,靜電起火更容易發(fā)生。在應(yīng)用易燃液體的場(chǎng)所,保持相對(duì)濕度在40%一50%之間,會(huì)大大降低產(chǎn)生靜電火花的可能性。為了消除靜電火花,必須采用電接地、靜電釋放設(shè)施等。所有易燃液體罐、管線和設(shè)備,都應(yīng)該互相連接并接地。對(duì)于上述設(shè)施,禁止使用傳送帶,盡可能采用直接的或鏈條的傳動(dòng)裝置。如果不得不使用傳送帶,傳送帶的速度必須限定在5.7m/min以下,或者采用會(huì)降低產(chǎn)生靜電火花可能性的傳送帶。2024/4/116第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(7)靜電2024/4/116第四章燃燒和爆炸與(8)摩擦
許多起火是由機(jī)械摩擦引發(fā)的,如通風(fēng)機(jī)葉片與保護(hù)罩的摩擦,潤(rùn)滑性能很差的軸承,研磨或其他機(jī)械過(guò)程,都有可能引發(fā)起火。對(duì)于通風(fēng)機(jī)和其他設(shè)備,應(yīng)該經(jīng)常檢查并維持在盡可能好的狀態(tài)。對(duì)于摩擦產(chǎn)生大量熱的過(guò)程,應(yīng)該和貯存和應(yīng)用易燃液體的場(chǎng)所隔開(kāi)。2024/4/117第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(8)摩擦2024/4/117第四章燃燒和爆炸與小節(jié):
1、燃燒的條件燃燒必須同時(shí)具備下述三個(gè)條件:可燃性物質(zhì)、助燃性物質(zhì)、點(diǎn)火源。每一個(gè)條件要有一定的量,相互作用,燃燒方可產(chǎn)生。
(1)可燃物(2)助燃物(3)點(diǎn)火源2024/4/118第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)小節(jié):1、燃燒的條件燃燒必須同時(shí)具備下2、燃燒三要素2024/4/119第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、燃燒三要素2024/4/119第四章燃燒和爆炸與防火3、常見(jiàn)的火源種類在生產(chǎn)中,常見(jiàn)的引起火災(zāi)爆炸的點(diǎn)火源有以下8種:
(1)明火
(2)高熱物及高溫表面
(3)電火花
(4)靜電、雷電
(5)摩擦與撞擊
(6)易燃物自行發(fā)熱
(7)絕熱壓縮
(8)化學(xué)反應(yīng)熱及光線和射線
2024/4/120第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3、常見(jiàn)的火源種類在生產(chǎn)中,常見(jiàn)的引起火災(zāi)爆炸的點(diǎn)火源三、燃燒形式可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)存在的相態(tài)、混合程度和燃燒過(guò)程不盡相同,其燃燒形式是多種多樣的。1.均相燃燒和非均相燃燒按照可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)相態(tài)的不同,分:均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)間的燃燒反應(yīng)在同一相中進(jìn)行。(如氫氣在氧氣中的燃燒,煤氣在空氣中的燃燒。)非均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)并非同相。(如石油(液相)、木材(固相)在空氣(氣相)中的燃燒。)
與均相燃燒比較,非均相燃燒比較復(fù)雜,需要考慮可燃液體或固體的加熱,以及由此產(chǎn)生的相變化。
2024/4/121第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)三、燃燒形式可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)存在的相態(tài)、混合程度和燃燒2.混合燃燒和擴(kuò)散燃燒
按照可燃?xì)怏w的燃燒過(guò)程不同,分:混合燃燒:可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w預(yù)先混合而后進(jìn)行的燃燒。速度快、溫度高,一般爆炸反應(yīng)屬于這種形式。擴(kuò)散燃燒:可燃?xì)怏w由容器或管道中噴出,與周圍的空氣(或氧氣)互相接觸擴(kuò)散而產(chǎn)生的燃燒。在擴(kuò)散燃燒中,由于與可燃?xì)怏w接觸的氧氣量偏低,通常會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒的炭黑。2024/4/122第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.混合燃燒和擴(kuò)散燃燒2024/4/122第四章3.蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒蒸發(fā)燃燒:可燃液體蒸發(fā)出的可燃蒸氣的燃燒。通常液體本身并不燃燒,只是由液體蒸發(fā)出的蒸氣進(jìn)行燃燒。分解燃燒:固體或不揮發(fā)性液體經(jīng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒。如木材和煤大都是由熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒。而硫磺和萘這類可燃固體是先熔融、蒸發(fā),而后進(jìn)行燃燒,也可視為蒸發(fā)燃燒??扇脊腆w和液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒,均有火焰產(chǎn)生,屬火焰型燃燒。表面燃燒:當(dāng)可燃固體燃燒至分解不出可燃?xì)怏w時(shí),便沒(méi)有火焰,燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進(jìn)行的燃燒。金屬燃燒即屬表面燃燒,無(wú)氣化過(guò)程,無(wú)需吸收蒸發(fā)熱,燃燒溫度較高。2024/4/123第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒2024/4/123第四章補(bǔ)充:1、可燃?xì)怏w的燃燒過(guò)程可燃?xì)怏w最易燃燒,燃燒所需熱量只用于本身氧化分解,所以將可燃?xì)怏w加熱到其燃點(diǎn)即可燃燒。2024/4/124第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)補(bǔ)充:1、可燃?xì)怏w的燃燒過(guò)程可燃?xì)怏w最易燃燒,燃燒所需熱2、可燃?xì)怏w的燃燒形式當(dāng)可燃?xì)怏w流入大氣中時(shí),在可燃性氣體與助燃性氣體的接觸面上所發(fā)生的燃燒叫擴(kuò)散燃燒。當(dāng)可燃性氣體和助燃性氣體預(yù)先混合成一定濃度范圍內(nèi)的混合氣體,然后遇到點(diǎn)火源而產(chǎn)生的燃燒叫預(yù)混燃燒(動(dòng)力燃燒)。2024/4/125第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、可燃?xì)怏w的燃燒形式當(dāng)可燃?xì)怏w流入大氣中時(shí),在可燃性氣3、可燃液體的燃燒過(guò)程及形式可燃液體在火源或熱源的作用下,首先蒸發(fā),然后蒸氣氧化、分解進(jìn)行燃燒。
可燃液體的燃燒,實(shí)質(zhì)上是燃燒可燃液體蒸發(fā)出來(lái)的蒸氣,所以叫蒸發(fā)燃燒。對(duì)于難揮發(fā)的可燃液體,其受熱后分解出可燃性氣體,然后這些可燃性氣體進(jìn)行燃燒,這種燃燒形式稱為分解燃燒。2024/4/126第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3、可燃液體的燃燒過(guò)程及形式可燃液體在火源或熱源的作用下4、可燃固體的燃燒過(guò)程及形式2024/4/127第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)4、可燃固體的燃燒過(guò)程及形式2024/4/127第四章燃可燃固體的燃燒可分為簡(jiǎn)單可燃固體、高熔點(diǎn)可燃固體、低熔點(diǎn)可燃固體和復(fù)雜的可燃固體燃燒等四種情況。(1)簡(jiǎn)單可燃固體燃燒硫、磷、鉀、鈉等都屬于簡(jiǎn)單的可燃固體,由單質(zhì)組成。它們?nèi)紵龝r(shí),先受熱熔化,然后蒸發(fā)變成蒸氣而燃燒,所以也屬于蒸發(fā)燃燒。這類物質(zhì)只需要較少熱量就可變成蒸氣,而且沒(méi)有分解過(guò)程,所以容易著火。2024/4/128第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)可燃固體的燃燒可分為簡(jiǎn)單可燃固體、高熔點(diǎn)可燃固體、低熔(2)高熔點(diǎn)可燃固體燃燒固體碳和鋁、鎳、鐵等金屬熔點(diǎn)較高,在熱源作用下不氧化也不分解,它們的燃燒發(fā)生在空氣和固體表面接觸的部位,能產(chǎn)生紅熱的表面,但不產(chǎn)生火焰,燃燒的速度和固體表面的大小有關(guān)。這種燃燒形式稱為表面燃燒。2024/4/129第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(2)高熔點(diǎn)可燃固體燃燒2024/4/129第四章燃燒(3)低熔點(diǎn)可燃固體燃燒低熔點(diǎn)可燃固體常溫下是固體,受熱后迅速熔化,如石蠟、瀝青、松香等。它們?nèi)紵龝r(shí),先受熱熔化,然后蒸發(fā)、分解,直至燃燒出現(xiàn)火焰。例如用火柴點(diǎn)燃蠟燭,當(dāng)火焰接近時(shí),它并不馬上燃燒,而是首先受熱熔化,然后蒸發(fā)氣化,發(fā)生氧化分解,氧化分解產(chǎn)物和空氣中的氧化合而進(jìn)行燃燒,所以也稱為分解燃燒。2024/4/130第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(3)低熔點(diǎn)可燃固體燃燒2024/4/130第四章燃燒(4)復(fù)雜可燃固體燃燒這類物質(zhì)有木材、煤、紙、棉麻纖維、橡膠、合成樹(shù)脂等。它們?cè)谌紵龝r(shí),首先受熱分解,生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,然后氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物的蒸氣再發(fā)生氧化燃燒。例如,木材開(kāi)始受熱時(shí)先蒸發(fā)出水分和二氧化碳,然后慢慢分解出一氧化碳、氫和碳?xì)浠衔锏瓤扇嫉臍鈶B(tài)產(chǎn)物,繼而劇烈地氧化,直至有火焰的燃燒。因此,這種燃燒也是分解燃燒。2024/4/131第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(4)復(fù)雜可燃固體燃燒2024/4/131第四章燃燒和四、燃燒類別、類型及其特征參數(shù)1.易燃物質(zhì)燃燒類別依據(jù)可燃物質(zhì)的性質(zhì),燃燒一般可劃分為四個(gè)基本類別,而每一類別還包含著不同類型的燃燒。(1)A類燃燒
A類燃燒定義為如木材、纖維織品、紙張等普通可燃物質(zhì)的燃燒。此類燃燒都生成灼燒余燼,如木炭。容易忽略的是木炭本身也是A類物質(zhì)。注意,橡膠和橡膠類的物質(zhì)以及塑料,在燃燒的早期更像B類物質(zhì),而后期肯定是A類物質(zhì)。2024/4/132第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)四、燃燒類別、類型及其特征參數(shù)1.易燃物質(zhì)燃燒類別2024/(2)B類燃燒
B類燃燒定義為易燃石油制品或其他易燃液體、油脂等的燃燒。工藝上易燃?xì)怏w不屆于任何燃燒類別,但實(shí)際上應(yīng)當(dāng)作B類物質(zhì)處理。(3)C類燃燒定義為供電設(shè)備的燃燒。(4)D類燃燒定義為可燃金屬的燃燒。2024/4/133第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(2)B類燃燒B類燃燒定義為易燃石油制品或其他易燃液2.燃燒類型及其特征參數(shù)
如果按照燃燒起因,燃燒可分為閃燃、點(diǎn)燃和自燃三種類型。閃點(diǎn)、著火點(diǎn)和自燃點(diǎn)外別是上述三種燃燒類型的特征參數(shù)。(1)閃燃和閃點(diǎn)
可燃液體表面的蒸氣與空氣形成的混合氣體與火源接近時(shí)會(huì)發(fā)生瞬間燃燒,出現(xiàn)瞬間火苗或閃光的現(xiàn)象稱為閃燃。閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)。如60%的乙醇的閃點(diǎn)為22.5℃。可燃液體的溫度高于其閃點(diǎn)時(shí),隨時(shí)都有被火點(diǎn)燃的危險(xiǎn)。閃點(diǎn)這個(gè)概念主要適用于可燃液體,某些可燃固體,如樟腦和萘等,也能蒸發(fā)或升華為蒸氣,因此也有閃點(diǎn)。2024/4/134第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.燃燒類型及其特征參數(shù)2024/4/134第四章(2)點(diǎn)燃和著火點(diǎn)
可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下,達(dá)到一定溫度與火源接觸即行著火,移去火源后仍能持續(xù)燃燒達(dá)5min以上,這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)燃。點(diǎn)燃的最低溫度稱為著火點(diǎn)。如木材的著火點(diǎn)為295℃。可燃液體的著火點(diǎn)約高于其閃點(diǎn)5—20℃。但閃點(diǎn)在l00℃以下時(shí),二者往往相同。在沒(méi)有閃點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下,也可以用著火點(diǎn)表征物質(zhì)的火險(xiǎn)。2024/4/135第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(2)點(diǎn)燃和著火點(diǎn)可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下,達(dá)到一(3)自燃和自燃點(diǎn)
在無(wú)外界火源的條件下,物質(zhì)自行引發(fā)的燃燒稱為自燃。自燃的最低溫度稱為自燃點(diǎn)。如常壓下汽油的自燃點(diǎn)為480℃。物質(zhì)自燃有受熱自燃和自熱自燃兩種類型。①受熱自燃:可燃物質(zhì)在外部熱源作用下溫度升高,達(dá)到其自燃點(diǎn)而自行燃燒稱之為受熱自燃。(有外向內(nèi)炭化過(guò)程)②自熱燃燒:可燃物質(zhì)在無(wú)外部熱源的影響下,其內(nèi)部發(fā)生物理、化學(xué)或生化變化而產(chǎn)生熱量,并不斷積累使物質(zhì)溫度上升,達(dá)到其自燃點(diǎn)而燃燒,稱為自熱燃燒。(由內(nèi)向外炭化過(guò)程)2024/4/136第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(3)自燃和自燃點(diǎn)在無(wú)外界火源的條件下,物質(zhì)自行引發(fā)第二節(jié)燃燒過(guò)程和燃燒原理一、燃燒過(guò)程可燃物質(zhì)的燃燒一般是在氣相進(jìn)行的。由于可燃物質(zhì)的狀態(tài)不同,其燃燒過(guò)程也不相同。
氣體最易燃燒,燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解,并使其達(dá)到著火點(diǎn)。氣體在極短的時(shí)間內(nèi)就能全部燃盡。
液體在火源作用下,先蒸發(fā)成蒸氣,而后氧化分解進(jìn)行燃燒。與氣體燃燒相比,液體燃燒多消耗液體變?yōu)檎魵獾恼舭l(fā)熱。2024/4/137第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第二節(jié)燃燒過(guò)程和燃燒原理一、燃燒過(guò)程2024/4/137
固體燃燒有兩種情況:對(duì)于硫、磷等簡(jiǎn)單物質(zhì),受熱時(shí)首先熔化,而后蒸發(fā)為蒸氣進(jìn)行燃燒,無(wú)分解過(guò)程;對(duì)于復(fù)合物質(zhì),受熱時(shí)首先分解成其組成部分,生成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,而后氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)物蒸氣著火燃燒。
可見(jiàn),任何可燃物質(zhì)的燃燒都經(jīng)歷氧化分解、著火、燃燒等階段。2024/4/138第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)固體燃燒有兩種情況:對(duì)于硫、磷等簡(jiǎn)單物質(zhì),受熱時(shí)首先熔化物質(zhì)燃燒過(guò)程溫度變化如圖示。T初為可燃物質(zhì)開(kāi)始加熱的溫度。初始階段,加熱的大部分熱量用于可燃物質(zhì)的熔化或分解,溫度上升比較緩慢。到達(dá)T氧,可燃物質(zhì)開(kāi)始氧化。由于溫度較低,氧化速度不快,氧化產(chǎn)生的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時(shí)若停止加熱,尚不會(huì)引起燃燒。如繼續(xù)加熱,溫度上升很快,到達(dá)T自,即使停止加熱,溫度仍自行升高,到達(dá)T自‘就著火燃燒起來(lái)。這里,T自是理論上的自燃點(diǎn),T自’是開(kāi)始出現(xiàn)火焰的溫度,為實(shí)際測(cè)得的自燃點(diǎn)。T燃為物質(zhì)的燃燒溫度。T自到T自’間的時(shí)間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期,在安全上有一定實(shí)際意義。2024/4/139第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)物質(zhì)燃燒過(guò)程溫度變化如圖示。2024/4/139第四章燃二、燃燒的過(guò)氧化物理論在燃燒反應(yīng)中,氧首先在熱能作用下被活化成過(guò)氧鍵-O-O-,可燃物質(zhì)與過(guò)氧鍵加和成為過(guò)氧化物。過(guò)氧化物不穩(wěn)定,在受熱、撞擊、摩擦等條件下,容易分解甚至燃燒或爆炸。過(guò)氧化物是強(qiáng)氧化劑,不僅能氧化可形成過(guò)氧化物的物質(zhì),也能氧化其他較難氧化的物質(zhì)。如氫和氧的燃燒反應(yīng),首先生成過(guò)氧化氫,而后過(guò)氧化氫與氫反應(yīng)生成水。H2+O2→H2O2
H2O2+H2→2H2O2024/4/140第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、燃燒的過(guò)氧化物理論在燃燒反應(yīng)中,氧首先在熱能作用下被三、燃燒的連鎖反應(yīng)理論在燃燒反應(yīng)中,氣體分子間互相作用,往往不是兩個(gè)分子直接反應(yīng)生成最后產(chǎn)物,而是活性分子自由基與分子間的作用。活性分子自由基與另一個(gè)分子作用產(chǎn)生新的自由基,新自由基又迅速參加反應(yīng),如此延續(xù)下去形成一系列連鎖反應(yīng)。連鎖反應(yīng)通常分為直鏈反應(yīng)和支鏈反應(yīng)兩種類型。2024/4/141第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)三、燃燒的連鎖反應(yīng)理論在燃燒反應(yīng)中,氣體分子間互相作用,例如:氯氣與氫氣的反應(yīng)是一個(gè)典型的連鎖反應(yīng)
鏈的引發(fā):Cl2→2Cl.
鏈的傳遞:Cl.+H2→HCl+H.
H.+Cl2→HCl+Cl.
鏈的終止:H.+Cl.→HClCl.+Cl.→Cl2H.+H.→H22024/4/142第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)例如:氯氣與氫氣的反應(yīng)是一個(gè)典型的連鎖反應(yīng)第三節(jié)燃燒的特征參數(shù)一、燃燒溫度可燃物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的熱量在火焰燃燒區(qū)域釋放出來(lái),火焰溫度即為燃燒溫度。一般來(lái)說(shuō)燃燒溫度取決于可燃物質(zhì)的燃燒速度和燃燒程度。在同樣條件下,可燃物質(zhì)燃燒時(shí),燃燒速度快的比燃燒速度慢的火焰溫度高。在同樣大小的火焰下,燃燒溫度越高,它向周圍輻射出的熱量就越多,因而使可燃物質(zhì)發(fā)生燃燒的速度就越快??傊?,可燃物質(zhì)的焓值越大,燃燒時(shí)溫度就越高,燃燒蔓延的速度就越快。2024/4/143第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第三節(jié)燃燒的特征參數(shù)一、燃燒溫度2024/4/143第四二、燃燒速率
1、氣體燃燒速率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)燃燒表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃燒部分傳播的距離,m/s。管道中氣體的燃燒速率與管徑有關(guān)。當(dāng)管徑小于某個(gè)小的量值時(shí),火焰在管中不傳播;若管徑大于這個(gè)小的量值.火焰?zhèn)鞑ニ俾孰S管徑的增加而增加,但當(dāng)管徑增加到某個(gè)量值時(shí),火焰?zhèn)鞑ニ俾时悴辉僭黾?,此時(shí)即為最大燃燒速率。(思考:為什么???)(理解阻火器原理)2024/4/144第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、燃燒速率1、氣體燃燒速率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)燃燒表面的火焰沿2、液體燃燒速率液體燃燒速率取決于液體的蒸發(fā)。兩種表示方法(1)質(zhì)量速率:每平方米可燃液體表面,每小時(shí)燒掉的液體的質(zhì)量,kg/m2.h。(2)直線速率:每小時(shí)燒掉可燃液層的高度,單位為m/h?;鹧嫜匾好媛拥乃俾蕸Q定于液體的初溫、熱容、蒸發(fā)潛熱以及火焰的輻射能力。2024/4/145第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、液體燃燒速率2024/4/145第四章燃燒和爆炸與防3、固體燃燒速率取決于燃燒比表面積,即燃燒表面積與體積的比值越大,燃燒速率越大,反之,則燃燒速率越小三、燃燒熱單位質(zhì)量的物質(zhì)在25℃的氧中燃燒釋放出的熱量。可燃物質(zhì)燃燒爆炸時(shí)所達(dá)到的最高溫度、最高壓力和爆炸力與物質(zhì)的燃燒熱有關(guān)。從一般的物性數(shù)據(jù)手冊(cè)中查閱。2024/4/146第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3、固體燃燒速率2024/4/146第四章燃燒和爆炸補(bǔ)充:造成火災(zāi)蔓延的因素?zé)醾鞑ピ斐苫馂?zāi)蔓延的主要因素可燃物燃燒放出的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射三種方式向外傳播。
1、熱傳導(dǎo):熱量通過(guò)接觸的物體從溫度較高部位傳遞到溫度較低部位的現(xiàn)象叫做熱傳導(dǎo)。(依靠彼此接觸而進(jìn)行能量交換來(lái)實(shí)現(xiàn))熱傳導(dǎo)在固體、液體和氣體物質(zhì)中都能進(jìn)行,但物質(zhì)不同,其熱傳導(dǎo)性能也不同。一般說(shuō)來(lái),金屬固體物質(zhì)導(dǎo)熱性較強(qiáng),液體次之,氣體較差。(如:鋼材的傳熱性比木材強(qiáng)350倍;鋁的傳熱性比木材強(qiáng)1000倍。)2024/4/147第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)補(bǔ)充:造成火災(zāi)蔓延的因素?zé)醾鞑ピ斐苫馂?zāi)蔓延的主要因素所以,火災(zāi)事故證明:建筑的某些房間與然燒著的房間并不相隨,但也發(fā)生了燃燒,其原因就是因?yàn)榇┻^(guò)墻壁的金屬管子、螺栓、鋼梁等傳導(dǎo)熱量,引起了相鄰房間內(nèi)可燃物的燃燒。
2024/4/148第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)所以,火災(zāi)事故證明:建筑的某些房間與然燒著的房間并不相
2、熱對(duì)流:熱量通過(guò)流動(dòng)的氣體或液體由空間中的一處傳到另一處的現(xiàn)象叫做熱對(duì)流。(依靠物體自身流動(dòng)來(lái)傳播熱能)如:房屋的底層著火時(shí),熱氣流上升,冷空氣隨即補(bǔ)充熱空氣上升的空間,形成對(duì)流。熱氣流往往通過(guò)樓梯間直竄樓頂,在高層找出路,或由樓梯間向各層樓面的窗口跑出去。當(dāng)熱氣流接觸到可燃物時(shí),就可能引起著火。所以,熱氣流流動(dòng)的方向,就是火災(zāi)蔓延的道路和方向。2024/4/149第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、熱對(duì)流:熱量通過(guò)流動(dòng)的氣體或液體由空間中的一處3、熱輻射:以熱射線傳播熱能的現(xiàn)象稱為熱輻射。以電磁波形式向周圍傳播熱能,肉眼看不見(jiàn),但能通過(guò)觸覺(jué)感覺(jué)得到它的存在與強(qiáng)度大小。(以輻射線傳播熱能)如:站在高溫設(shè)備(冶煉爐、煅燒爐等)一定距離處,能感覺(jué)到高溫設(shè)備烤人。
熱輻射越強(qiáng),熱能傳播得越快、越遠(yuǎn),火災(zāi)發(fā)展速度就越快。為此,在撲救火災(zāi)時(shí),必須注意熱輻射作用引起火災(zāi)蔓延的可能性。2024/4/150第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3、熱輻射:以熱射線傳播熱能的現(xiàn)象稱為熱輻射。以電磁第四節(jié)爆炸及其類型一、爆炸概述
爆炸是物質(zhì)發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化,在瞬間釋放出大量能量并伴有巨大聲響的過(guò)程。(特點(diǎn)是:具有破壞力、產(chǎn)生爆炸聲和沖擊波)一般來(lái)說(shuō),爆炸現(xiàn)象具有以下特征:1、爆炸過(guò)程進(jìn)行得很快;2、爆炸點(diǎn)附近的壓力急劇升高;3、發(fā)生或大或小的響聲;4、周圍的介質(zhì)發(fā)生震動(dòng)或臨近物質(zhì)遭受破壞。
2024/4/151第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第四節(jié)爆炸及其類型一、爆炸概述2024/4/15可將爆炸過(guò)程分為兩個(gè)階段:一是物質(zhì)能量以一定形式(定容、絕熱)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)壓縮能;
一是強(qiáng)壓縮能急劇絕熱膨脹對(duì)外做功,引起被作用介質(zhì)的變形、移動(dòng)和破壞。2024/4/152第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)可將爆炸過(guò)程分為兩個(gè)階段:2024/4/152第四章燃燒爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(xiàn)象,并且具有很大的破壞作用。爆炸的破壞作用與爆炸物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時(shí)的條件以及爆炸位置等因素有關(guān)。如果爆炸發(fā)生在均勻介質(zhì)的自由空間,在以爆炸點(diǎn)為中心的一定范圍內(nèi),爆炸力的傳播是均勻的。并使這個(gè)范圍內(nèi)的物體粉碎、飛散。爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整個(gè)區(qū)域內(nèi),有一種令物體震蕩、使之松散的力量。爆炸發(fā)生時(shí),爆炸力的沖擊波最初使氣壓上升,隨后氣壓下降使空氣振動(dòng)產(chǎn)生局部真空,呈現(xiàn)出所謂的吸收作用。由于爆炸的沖擊波呈升降交替的波狀氣壓向四周擴(kuò)散,從而造成附近建筑物的震蕩破壞。2024/4/153第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(xiàn)象,并且具有很二、爆炸分類1.按爆炸性質(zhì)分類(1)物理爆炸:指物質(zhì)的物理狀態(tài)發(fā)生急劇變化而引起的爆炸。例如蒸汽鍋爐、壓縮氣體、液化氣體過(guò)壓等引起的爆炸,都屬于物理爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在物理爆炸后均不發(fā)生變化。(2)化學(xué)爆炸:指物質(zhì)發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生高溫高壓而引起的爆炸。物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后均發(fā)生了質(zhì)的變化。如乙炔銅、碘化氮、氯化氮等的爆炸。2024/4/154第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、爆炸分類1.按爆炸性質(zhì)分類2024/4/154第四章2024/4/155第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2024/4/155第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.按爆炸速度分類(1)輕爆爆炸傳播速度在每秒零點(diǎn)幾米至數(shù)米之間的爆炸過(guò)程;(2)爆炸爆炸傳播速度在每秒十米至數(shù)百米之間的爆炸過(guò)程;(3)爆轟爆炸傳播速度在每秒1千米至數(shù)千米以上的爆炸過(guò)程。2024/4/156第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.按爆炸速度分類2024/4/156第四章燃燒3.按爆炸反應(yīng)物質(zhì)分類(1)純組元可燃?xì)怏w熱分解爆炸:純組元?dú)怏w由于分解反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱而引起的爆炸;(2)可燃?xì)怏w混合物爆炸:可燃?xì)怏w或可燃液體蒸氣與助燃?xì)怏w,如空氣按一定比例混合,在引火源的作用下引起的爆炸;(3)可燃粉塵爆炸:可燃固體的微細(xì)粉塵,以一定濃度呈懸浮狀態(tài)分散在空氣等助燃?xì)怏w中.在引火源作用下引起的爆炸;(4)可燃液體霧滴爆炸:可燃液體在空氣中被噴成霧狀劇烈燃燒時(shí)引起的爆炸;(5)可燃蒸氣云爆炸:可燃蒸氣云產(chǎn)生于設(shè)備蒸氣泄漏噴出后所形成的滯留狀態(tài)。與空氣混合達(dá)到其爆炸極限時(shí),在引火源作用下即可引起爆炸。2024/4/157第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.按爆炸反應(yīng)物質(zhì)分類2024/4/157第四章補(bǔ)充:爆炸與燃燒的關(guān)系???(思考,總結(jié))1、爆炸的實(shí)質(zhì)就是瞬間的劇烈的燃燒反應(yīng);2、就其本質(zhì)而言,燃燒和爆炸都是氧化反應(yīng);但兩者區(qū)別在:燃燒和爆炸反應(yīng)時(shí)所需氧的來(lái)源不同;二者傳播方式不同,燃燒的傳播是靠傳熱進(jìn)行,而爆炸的傳播靠沖擊波進(jìn)行;3、燃燒與爆炸在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化,大的爆炸之后常伴隨著巨大的火災(zāi);在存在燃爆性物質(zhì)的場(chǎng)合,大的火災(zāi)往往創(chuàng)造了爆炸的條件,由火災(zāi)導(dǎo)致了爆炸。2024/4/158第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)補(bǔ)充:爆炸與燃燒的關(guān)系???(思考,總結(jié))1、爆炸的實(shí)爆炸與燃燒的關(guān)系:2024/4/159第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)爆炸與燃燒的關(guān)系:2024/4/159第四章燃燒和爆炸第五節(jié)爆炸極限理論與計(jì)算一、爆炸極限理論可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣組成的混合物并不是在任何混合比例的情況下都可以燃燒或爆炸。而且混合的比例不同,燃燒的速度也不同。由實(shí)驗(yàn)得知,當(dāng)混合物中可燃?xì)怏w的含量接近于按化學(xué)反應(yīng)方程式中計(jì)量系數(shù)計(jì)算的該物質(zhì)的含量時(shí)最快或最劇烈,若含量減少或增加,火焰蔓延速度則下降,當(dāng)濃度高于或大于某一極限值時(shí),火焰便不再蔓延。所以這個(gè)可能使可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣組成的混合物在點(diǎn)火以后可以蔓延的最低濃度,就稱為該氣體或蒸氣的爆炸下限,同樣能使火焰蔓延的最高濃度稱為爆炸上限。
2024/4/160第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第五節(jié)爆炸極限理論與計(jì)算一、爆炸極限理論2024/4/16結(jié)論:
1、濃度在下限以下或上限以上的混合物是不會(huì)著火或爆炸的。(思考:為什么???)
(濃度在燃爆上限以上的可燃?xì)饣旌衔锸欠袷前踩模繛槭裁?????/p>
2、可燃性混合物爆炸極限范圍越寬,其爆炸危險(xiǎn)性就越大。(思考:為什么???)
2024/4/161第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)結(jié)論:2024/4/161第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全1、(1)濃度在下限以下時(shí),體系內(nèi)含有過(guò)量的空氣,由于空氣的冷卻作用,阻止了火焰的蔓延,此時(shí),活化中心的銷毀數(shù)大于產(chǎn)生數(shù)。(2)濃度在上限以上時(shí),含有過(guò)量的可燃性物質(zhì),空氣(O2)不足,火焰也不能蔓延,但此時(shí)若補(bǔ)充空氣,仍有火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。2024/4/162第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)1、(1)濃度在下限以下時(shí),體系內(nèi)含有過(guò)量的空氣,由于空氣的所以,濃度在上限以上的可燃?xì)猓ㄕ魵猓諝饣旌蠚獠荒苷J(rèn)為是安全的。2024/4/163第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)所以,濃度在上限以上的可燃?xì)猓ㄕ魵猓諝饣旌蠚獠荒苷J(rèn)2、爆炸極限越寬,則出現(xiàn)爆炸條件的機(jī)會(huì)就越多,如(1)爆炸下限越低,少量可燃物(如可燃?xì)怏w稍有泄漏)就會(huì)形成爆炸條件;(2)爆炸上限越高,則有少量空氣滲入容器,就能與容器內(nèi)的可燃物混合形成爆炸條件。所以,可燃性混合物爆炸極限范圍越寬,其爆炸危險(xiǎn)性就越大。2024/4/164第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、爆炸極限越寬,則出現(xiàn)爆炸條件的機(jī)會(huì)就越多,如(1)爆炸下二、爆炸極限的影響因素各種不同的可燃?xì)怏w或液體,由于理化性質(zhì)不同,具有不同的爆炸極限。同一種可燃?xì)怏w或液體的爆炸極限,也不是一個(gè)固定值,它隨多種因素而變化。影響爆炸極限的主要因素主要有以下幾個(gè)方面:1、原始溫度爆炸性混合物的原始溫度越高,則爆炸極限范圍越大,即下限降低,上限升高。(因?yàn)橄到y(tǒng)溫度升高,分子內(nèi)能增加,使原來(lái)不燃的混合物成為可燃、可爆系統(tǒng)。)所以,系統(tǒng)溫度升高,爆炸危險(xiǎn)性也增大。2024/4/165第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、爆炸極限的影響因素2024/4/165第四章燃燒和爆2、原始?jí)毫σ话銇?lái)說(shuō),壓力增大,爆炸范圍也擴(kuò)大。這是因?yàn)橄到y(tǒng)壓力增高,使分子間距更為接近,碰撞幾率增高,因此使燃燒反應(yīng)更為容易進(jìn)行。壓力降低,則爆炸范圍縮小。當(dāng)壓力降低到一定值時(shí),其上限與下限重合,此時(shí)的最低壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降低到臨界壓力以下,系統(tǒng)便不成為爆炸系統(tǒng)。(結(jié)合工程實(shí)際思考:為何有時(shí)提倡在密閉容器內(nèi)進(jìn)行減壓操作???)但是也有例外,如一氧化碳,壓力越高,爆炸范圍越窄;磷化氫與氧混合,一般不反應(yīng),如將壓力降至一定值,混合物反而會(huì)突然爆炸;在含有空氣和氫化硅混合物的設(shè)備內(nèi),造成真空時(shí)也發(fā)生過(guò)類似的爆炸。壓力對(duì)爆炸上限的影響十分明顯,而對(duì)下限的影響卻很小。2024/4/166第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、原始?jí)毫?024/4/166第四章燃燒和爆炸與防火防3、惰性介質(zhì)或雜質(zhì)若混合物中所含惰性氣體量增加,爆炸范圍就縮小,惰性氣體的濃度提高到某一數(shù)值,混合物就不能爆炸。
混合物中惰性氣體量增加,對(duì)上限的影響較之對(duì)下限的影響更為顯著。(為什么???)
對(duì)于爆炸性氣體,水等雜質(zhì)對(duì)其反應(yīng)影響很大。如果無(wú)水,干燥的氯就沒(méi)有氧化功能;干燥的空氣不能氧化鈉或磷;干燥的氫氧混合物在1000?C下不會(huì)產(chǎn)生爆炸。2024/4/167第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3、惰性介質(zhì)或雜質(zhì)2024/4/167第四章燃燒和爆炸與4、容器的材質(zhì)和尺寸實(shí)驗(yàn)表明,容器管道直徑越小,爆炸極限范圍越小(為什么???)對(duì)于同一種可燃物質(zhì),管徑越小,火焰蔓延速度越小。當(dāng)管徑(或火焰通道)小到一定程度時(shí),火焰便不能通過(guò)。這一間距稱作最大滅火間距,亦稱作臨界直徑。當(dāng)管徑小于最大滅火間距時(shí),火焰便不能通過(guò)而被熄滅。
容器的材質(zhì)對(duì)爆炸極限也有很大的影響。如氫和氟在玻璃器皿中混合,即使在液態(tài)空氣溫度下,置于黑暗中也會(huì)產(chǎn)生爆炸。而在銀制器皿中,在一般溫度下才會(huì)發(fā)生反應(yīng)。2024/4/168第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)4、容器的材質(zhì)和尺寸2024/4/168第四章燃燒和爆炸從傳熱來(lái)說(shuō):隨容器或管道直徑的減小,單位體積的氣體就有更多的熱量消耗在管壁上。有文獻(xiàn)報(bào)道,當(dāng)散出的熱量等于火焰放出熱量的23%時(shí),火焰就會(huì)熄滅,所以熱損失的增加必然會(huì)降低火焰?zhèn)鞑ニ俣炔⒂绊懕O限。從器壁效應(yīng):用連鎖反應(yīng)理論說(shuō)明,燃燒持續(xù)的條件是新生的自由基數(shù)量等于或大于消失的自由基數(shù)。隨管徑減小,自由基與反應(yīng)分子間的碰撞幾率不斷減小,而自由基與器壁碰撞的概率不斷增大。當(dāng)器壁間距小到某一數(shù)值時(shí),這種器壁效應(yīng)就會(huì)使火焰無(wú)法繼續(xù)。2024/4/169第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)從傳熱來(lái)說(shuō):隨容器或管道直徑的減小,單位體積的氣體就有更5、能源能源的性質(zhì)對(duì)爆炸極限有很大的影響。如果能源的強(qiáng)度高,熱表面的面積大,火源與混合物的接觸時(shí)間長(zhǎng),就會(huì)使爆炸極限擴(kuò)大,其爆炸危險(xiǎn)性也就增加。對(duì)于每一種爆炸性混合物都有一個(gè)最低引爆能。2024/4/170第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)5、能源2024/4/170第四章燃燒和爆炸與防火防爆安
三、爆炸極限的計(jì)算
1、根據(jù)燃燒反應(yīng)燃燒的化學(xué)計(jì)量濃度近似計(jì)算
若空氣中氧體積分?jǐn)?shù)按20.9%計(jì)算,則C0﹦20.9/(20.9+n0)爆炸氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論體積分?jǐn)?shù),%可燃?xì)怏w完全燃燒時(shí)所需氧氣摩爾數(shù)。OOCLCL8.455.0==上下2024/4/171第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)三、爆炸極限的計(jì)算爆炸氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論體積分?jǐn)?shù),%可例:試?yán)帽槿紵龝r(shí)計(jì)量比估算其爆炸極限2024/4/172第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)例:試?yán)帽槿紵龝r(shí)計(jì)量比估算其爆炸極限2024/4/1722、兩種或多種可燃?xì)怏w或可燃蒸氣混合物爆炸極限的計(jì)算
(1)萊·夏特爾定律:對(duì)于兩種或多種可燃蒸氣混合物,若已知每種可燃?xì)獾谋O限,則可根據(jù)該定律計(jì)算出與空氣混合的氣體的爆炸極限。用φn表示表示一種可燃?xì)庠诨旌衔镏械捏w積分?jǐn)?shù),則:爆炸上限:L上=(φ1+φ2+φ3)/(φ1/L上1+φ2/L上2+φ3/L上3)(%)爆炸下限:L下=(φ1+φ2+φ3)/(φ1/L下1+φ2/L下2+φ3/L下3)(%)2024/4/173第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2、兩種或多種可燃?xì)怏w或可燃蒸氣混合物爆炸極限的計(jì)算2024注意:為某可燃組分體積所占總可燃?xì)獾陌俜趾俊?024/4/174第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)注意:為某可燃組分體積所占總可燃?xì)獾陌俜趾俊?02例:已知某裝置尾氣的混合組分和爆炸極限如下:組分ф/%爆炸極限ф/%
甲烷1.755~15
乙烷1.30 3~15.5
丙烷0.95 2.1~9.5
氮?dú)?5.84
氧氣20.16問(wèn):此混合氣體在系統(tǒng)內(nèi)有無(wú)爆炸危險(xiǎn)?2024/4/175第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)例:已知某裝置尾氣的混合組分和爆炸極限如下:2024/4/1解:先分別算出此混合氣中可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)(ф/%):即:ф1(甲烷)=1.75/(1.75+1.30+0.95)%=43.75%
ф2(乙烷)=1.30/(1.75+1.30+0.95)%=32.5%
ф3(丙烷)=0.95/(1.75+1.30+0.95)%=23.75%再運(yùn)用公式:Lm(下)=1/(ф1/L1+ф2/L2+ф3/L3)*100%=100/(43.75/5+32.5/3+23.75/2.1)%=3.24%同理,Lm(上)=1/(ф1/L1+ф2/L2+ф3/L3)*100%=100/(43.75/15+32.5/15.5+23.75/9.5)%=13.30%2024/4/176第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)解:先分別算出此混合氣中可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)(ф/%):20因?yàn)樯鲜龌旌蠚怏w共含(1.75%+1.30%+0.95%=4%)的可燃組分,處于混合可燃?xì)怏w的爆炸極限范圍(3.24%~13.30%)之內(nèi),所以該混合氣體有爆炸危險(xiǎn)。2024/4/177第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)因?yàn)樯鲜龌旌蠚怏w共含(1.75%+1.30%+0.95%=第六節(jié)燃燒性物質(zhì)的貯存和運(yùn)輸一、燃燒性物質(zhì)的貯存安全
1.貯存安全的一般要求
燃燒性氣體不得與助燃物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)共同貯存。如氫、乙炔、等易燃?xì)怏w不得與氧、壓縮空氣、氧化二氯等助燃?xì)怏w混合貯存,易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w一旦泄漏,就會(huì)形成危險(xiǎn)的爆炸混合物。燃燒性液體較易揮發(fā),其蒸氣和空氣以一定比例混合,會(huì)形成爆炸性混合物。故燃燒性液體應(yīng)該貯存于通風(fēng)良好的清涼處,并與明火保持一定距離。嚴(yán)禁煙火。2024/4/178第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第六節(jié)燃燒性物質(zhì)的貯存和運(yùn)輸一、燃燒性物質(zhì)的貯存安全燃燒性固體著火點(diǎn)較低,燃燒時(shí)多數(shù)都能釋放出大量有毒氣體。所以燃燒性固體貯存庫(kù),應(yīng)該干燥、清涼、有隔熱措施、忌陽(yáng)光曝曬。自燃性物質(zhì)有不穩(wěn)定的性質(zhì),在一定的條件下會(huì)自發(fā)燃燒,可以引發(fā)其他燃燒性物質(zhì)的燃燒。故自燃性物質(zhì)不能與其他燃燒性物質(zhì)共同貯存。2024/4/179第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)燃燒性固體著火點(diǎn)較低,燃燒時(shí)多數(shù)都能釋放出大量有毒氣體。所2.燃燒性物質(zhì)的盛裝容器根據(jù)盛裝的燃燒性物質(zhì)的性質(zhì),對(duì)盛裝容器的種類、材質(zhì)、強(qiáng)度和氣密性都有一定的要求。有限量的應(yīng)用,盛裝于容量約200kg以下的容器中。只有金屬容器不適宜時(shí)才允許使用有限容量的玻璃和塑料容器。2024/4/180第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.燃燒性物質(zhì)的盛裝容器根據(jù)盛裝的燃燒性物質(zhì)的性質(zhì)金屬制桶裝容器有鐵桶、馬口鐵桶、鍍鋅鐵桶、鉛桶等,規(guī)格一般為200kg或更小的容量。金屬桶要求桶形完整,桶體不傾斜、不彎曲、不銹蝕,焊縫牢固密實(shí),桶蓋應(yīng)該是旋塞式的,封口要有墊圈,以保證桶口的氣密性。使用前應(yīng)進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。
耐酸壇用來(lái)盛裝硝酸、硫酸、鹽酸等強(qiáng)酸。耐酸壇表面必須光潔,無(wú)斑點(diǎn)、氣泡、裂紋、凹凸不平或其他變形。壇體必須耐酸、耐壓,經(jīng)堅(jiān)固燒結(jié)而成的。壇蓋不得松動(dòng),可用石棉繩浸水玻璃纏繞壇蓋螺絲,旋緊壇蓋后用黃沙加水玻璃或耐酸水泥加石膏封口。2024/4/181第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)金屬制桶裝容器有鐵桶、馬口鐵桶、鍍鋅鐵桶、鉛桶等,規(guī)格一3.大容量燃燒性液體貯罐貯存大容量燃燒性液體采用大型貯罐。貯罐分地下、半地下、地上三種類型。為了安全,所有貯罐在安裝前都必須試壓、檢漏,貯罐區(qū)要有充分的救火設(shè)施。對(duì)于地上貯罐,為了周邊的安全,貯罐應(yīng)該設(shè)置在比建筑物和工廠公用設(shè)備低洼的地區(qū)。為了防止火焰擴(kuò)散,貯罐間要有較大的間隙,要有適宜的排液設(shè)施和充分的阻液渠。2024/4/182第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.大容量燃燒性液體貯罐貯存大容量燃燒性液體采用大型
地下和半地下貯罐,要根據(jù)貯存液體的性質(zhì),選定的埋罐區(qū)的地形和地質(zhì)條件,確定埋罐的最佳尺寸和地點(diǎn),以及采用豎直的還是水平的貯罐。埋罐選點(diǎn)時(shí),還要結(jié)合同區(qū)中的建筑物、地下室、坑洞的地點(diǎn),統(tǒng)籌考慮。罐體掩埋要足夠牢固,以防洪水、暴雨以及其他可能危及罐體裝配安全的事件發(fā)生。要考慮鄰近工廠腐蝕性污水排放、存在腐蝕性礦渣或地下水的可能性,確有腐蝕性狀況,在埋罐前就得采取必要的防腐措施。對(duì)罐要進(jìn)行充分的遮蓋,在罐區(qū)要建設(shè)混凝土圍墻。2024/4/183第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)地下和半地下貯罐,要根據(jù)貯存液體的性質(zhì),選定的埋罐區(qū)的地二、燃燒性物質(zhì)的裝卸和運(yùn)輸1.車船運(yùn)輸安全
燃燒性物質(zhì)經(jīng)鐵路、水路發(fā)貨、中轉(zhuǎn)或到達(dá),應(yīng)在郊區(qū)或遠(yuǎn)離市區(qū)的指定專用車站或碼頭裝卸。裝運(yùn)燃燒性物質(zhì)的車船,應(yīng)懸掛危險(xiǎn)貨物明顯標(biāo)記。車船上應(yīng)設(shè)有防火、防爆、防水、防日曬以及其他必要的消防設(shè)施。車船卸貨后應(yīng)進(jìn)行必要的清洗和處理。
2024/4/184第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、燃燒性物質(zhì)的裝卸和運(yùn)輸1.車船運(yùn)輸安全2024火車裝運(yùn)應(yīng)按鐵道部“危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則”辦理。汽車裝運(yùn)應(yīng)按規(guī)定的時(shí)間、指定的路線和車速行駛,停車時(shí)應(yīng)與其他車輛、高壓電線、明火和人口稠密處保持一定的安全距離。船舶裝運(yùn),在航行和停泊期間應(yīng)與其他船只、碼頭倉(cāng)庫(kù)和人煙稠密區(qū)保持一定的安全距離。
2024/4/185第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)火車裝運(yùn)應(yīng)按鐵道部“危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則”辦理。汽車裝運(yùn)應(yīng)按規(guī)2.管道輸送安全高壓天然氣、液化石油氣、石油原油、汽油或其他燃料油一般采用管道輸送。為保證安全輸送,在管線上應(yīng)安裝多功能的安全設(shè)施,如有自動(dòng)報(bào)警和關(guān)閉功能的火焰檢測(cè)器、自動(dòng)滅火系統(tǒng)以及閉路電視,遠(yuǎn)程監(jiān)視管道運(yùn)行狀況。例如在正常情況下,管道中各處的流量讀數(shù)應(yīng)該相同,壓力讀數(shù)應(yīng)該保持恒定,一旦某處的讀數(shù)出現(xiàn)變化,可以立即斷定該處發(fā)生泄漏.立即采取應(yīng)急措施,把損失降至最低限度。2024/4/186第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.管道輸送安全高壓天然氣、液化石油氣、石油原油、汽3.裝卸操作安全裝卸的普通安全要求是安全接近車輛頂蓋,這對(duì)于頂部裝卸的情形特別重要。計(jì)量、采樣等操作也是如此。這樣就需要架設(shè)適宜的扶梯、裝卸臺(tái)、跳板,車輛上要安裝永久的扶手。所有燃燒性物質(zhì)的裝卸都要配置相應(yīng)的防火、防爆消防設(shè)施。
裝卸燃燒性固體,必須做到輕裝、輕卸,防止撞擊、滾動(dòng)、重壓和摩擦。
燃燒性液體裝卸時(shí),液體蒸氣有可能擴(kuò)散至整個(gè)裝卸區(qū),因而需要有和整個(gè)裝卸區(qū)配套的滅火設(shè)施。燃燒性液體車船如果采用氣體壓力卸料,壓縮氣體應(yīng)該采用氮?dú)獾榷栊詺怏w。用于卸料的氣體管道應(yīng)該配置設(shè)定值不大于0.14MPa的減壓閥,以及壓力略高,約0.17MPa的排空閥。裝卸區(qū)應(yīng)配置供水管和軟管,沖洗裝卸時(shí)的灑落液。2024/4/187第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.裝卸操作安全裝卸的普通安全要求是安全接近車輛頂蓋第七節(jié)爆炸性物質(zhì)的貯存和銷毀爆炸性物質(zhì)必須貯存在專用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。貯存條件應(yīng)該是既能保證爆炸物安全,又能保證爆炸物功能完好。貯存溫度、貯存濕度、貯存期、出廠期等,對(duì)爆炸物的性能都有重要的影響。爆炸性物質(zhì)貯存時(shí),必須考慮上述爆炸物本身存在的狀況。同時(shí),爆炸性物質(zhì)是巨大的危險(xiǎn)源,貯存時(shí)必須考慮其對(duì)周邊安全的影響。所以對(duì)于貯存?zhèn)}庫(kù)的位置、要有嚴(yán)格的要求。2024/4/188第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第七節(jié)爆炸性物質(zhì)的貯存和銷毀爆炸性物質(zhì)必須貯存在專用一、爆炸性物質(zhì)的貯存1.貯存安全的一般要求
爆炸性物質(zhì)倉(cāng)庫(kù),不得同時(shí)存放性質(zhì)相抵觸的爆炸性物質(zhì)。如起爆器材和起爆藥劑不得存入已經(jīng)存有爆炸性物質(zhì)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi);一切爆炸性物質(zhì),不得與酸、堿、鹽、氧化劑以及某些金屬同庫(kù)貯存。黑火藥和其他高爆炸品也不能同庫(kù)存放。爆炸物箱堆垛不宜過(guò)高過(guò)密,堆垛高度一般不超過(guò)1.8m,墻距不小于0.5m,垛與垛的間距不少于1m。這樣有利于通風(fēng)、裝卸和出入檢查。爆炸物箱要輕舉輕放,嚴(yán)防爆炸物箱滑落至其他爆炸物箱或地面上。只能用木制或其他非金屬材料制的工具開(kāi)啟爆炸物箱。2024/4/189第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)一、爆炸性物質(zhì)的貯存1.貯存安全的一般要求2024/2.貯存?zhèn)}庫(kù)及其防火
地板,應(yīng)該是木材或其他不產(chǎn)生電火花的材料制造的。如果倉(cāng)庫(kù)是鋼制結(jié)構(gòu)或鐵板覆蓋,倉(cāng)庫(kù)則應(yīng)該建于地上,保證所有金屬構(gòu)件接地。照明,應(yīng)該是自然光線或防爆燈,如果采用電燈,必須是防蒸汽的,導(dǎo)線應(yīng)該置于導(dǎo)線管內(nèi),開(kāi)關(guān)應(yīng)該設(shè)在倉(cāng)庫(kù)外。
溫濕度控制,采用通風(fēng)、保暖措施,夏季庫(kù)溫一般不超過(guò)30℃,相對(duì)濕度經(jīng)常保持在75%以下。
2024/4/190第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.貯存?zhèn)}庫(kù)及其防火2024/4/190第四章
周邊環(huán)境,周圍不得堆放用盡的空箱和容器以及其他可燃性物質(zhì)。倉(cāng)庫(kù)四周8m,最好是15m內(nèi)不得有垃圾、干草或其他可燃性物質(zhì)。如果方便的話,倉(cāng)庫(kù)四周最好用防止雜草、灌木生長(zhǎng)的材料覆蓋?;鹪?,倉(cāng)庫(kù)周圍嚴(yán)禁吸煙、燈火或其他明火,不得攜帶火柴或其他吸煙物件接近倉(cāng)庫(kù)。嚴(yán)禁非職能人員進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)。2024/4/191第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2024/4/191第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技3.貯存?zhèn)}庫(kù)的位置和安全距離
位置:爆炸性物質(zhì)倉(cāng)庫(kù)禁止設(shè)在城鎮(zhèn)、市區(qū)和居民聚居的地區(qū)。安全距離:與周圍建筑物、交通要道、輸電輸氣管線應(yīng)該保持一定的安全距離。爆炸性物質(zhì)倉(cāng)庫(kù)與電站、江河堤壩、礦井、隧道等重要建筑物的距離不得小于60m。爆炸性物質(zhì)倉(cāng)庫(kù)與起爆器材或起爆劑倉(cāng)庫(kù)之間的距離,在倉(cāng)庫(kù)無(wú)圍墻時(shí)不得小于30m。在有圍墻時(shí)不得小于15m。2024/4/192第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.貯存?zhèn)}庫(kù)的位置和安全距離2024/4/192第四章二、爆炸性物質(zhì)的銷毀除起爆器材和起爆劑以外的絕大多數(shù)爆炸性物質(zhì),推薦采用焚燒銷毀。焚燒時(shí),選擇不會(huì)危及人身和財(cái)產(chǎn)的焚燒地點(diǎn)。焚燒地點(diǎn)與建筑物、交通要道以及任何可能會(huì)有人員暴露的地方,必須保持足夠的安全距離。各類爆炸物銷毀時(shí),都應(yīng)該禁絕煙火,防止爆炸物提前引燃。嚴(yán)禁起爆劑混入待焚毀的爆炸物中。一次只能焚毀一種爆炸物,高爆炸性物質(zhì)不得成箱或成垛焚毀。硝化甘油、特別是膠質(zhì)硝化甘油,點(diǎn)火前過(guò)熱會(huì)增加爆炸敏感度。每次普通硝化甘油的焚毀量不應(yīng)該超過(guò)45kg,膠質(zhì)硝化甘油則不應(yīng)該超過(guò)4.5kg。2024/4/193第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、爆炸性物質(zhì)的銷毀除起爆器材和起爆劑以外的絕大多數(shù)爆炸性物起爆器材,如雷管、電雷管和延遲電雷管等,由于老化、貯存不當(dāng)變質(zhì)、浸泡過(guò)水,應(yīng)該銷毀。起爆器材最常用的處理方法是爆炸銷毀。有引信的普通雷管,引爆銷毀。每次銷毀的雷管數(shù)量不得超過(guò)100只。每次爆炸后都要仔細(xì)檢查,在爆炸范圍內(nèi)還有沒(méi)有未爆炸的雷管。電雷管或延遲電雷管的銷毀,必須首先在距雷管頂部2.5cm處剪斷導(dǎo)線,而后按普通雷管的銷毀程序進(jìn)行。2024/4/194第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)起爆器材,如雷管、電雷管和延遲電雷管等,由于老化、貯存不當(dāng)變有些爆炸性物質(zhì)能溶于水而失去爆炸性能,銷毀這些爆炸性物質(zhì)的方法是把它們置于水中.使其永遠(yuǎn)失去爆炸性能。有些爆炸性物質(zhì),能與某些化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)而分解,失去原有的爆炸性能。如起爆劑硝基重氮二酚(DDNP)有遇堿分解的特性,常用10%一15%的堿溶液沖洗和處理。硝化甘油可以用酒精或堿液進(jìn)行破壞處理。2024/4/195第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)有些爆炸性物質(zhì)能溶于水而失去爆炸性能,銷毀這些爆炸性物質(zhì)的方第八節(jié)燃燒和爆炸事故的調(diào)查與分析一、概述
在燃燒和爆炸的工藝技術(shù)領(lǐng)域,人們的認(rèn)識(shí)往往滯后于通常是災(zāi)難性事件的經(jīng)驗(yàn)。調(diào)查的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了事故本身。它不僅可以避免同類事故的再現(xiàn),而且可以提供燃燒和爆炸作用的許多有價(jià)值的信息、有助于人類對(duì)于燃燒和爆炸本質(zhì)的探索和認(rèn)識(shí)。2024/4/196第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)第八節(jié)燃燒和爆炸事故的調(diào)查與分析一、概述2024二、事故的調(diào)查程序和步驟1.調(diào)查程序
對(duì)于任何事故的調(diào)查,在確定事故致因之前,都必須盡可能多的收集證據(jù)。經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)受到高度評(píng)價(jià)的正規(guī)調(diào)查程序包括以下七個(gè)步驟:(1)調(diào)查授權(quán);(2)事故初步了解;(3)事故前實(shí)際情況調(diào)查;(4)事故損壞檢查;(5)探訪證人;(6)研究和分析,(7)準(zhǔn)備調(diào)查報(bào)告。
步驟(1)、(2)和(3)應(yīng)該循序進(jìn)行。步驟(4)、(5)和(6)不需要排定任何特別的順序,可以在這三個(gè)標(biāo)題下分別進(jìn)行。隨著調(diào)查的進(jìn)展,就可以開(kāi)始步驟(7)的工作。前面步驟的進(jìn)一步信息,應(yīng)該不斷補(bǔ)充進(jìn)去。2024/4/197第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)二、事故的調(diào)查程序和步驟1.調(diào)查程序2024/4/12.調(diào)查授權(quán)和事故初步了解
調(diào)查授權(quán)是指調(diào)查者從上一級(jí)領(lǐng)導(dǎo)那里接受調(diào)查任務(wù)。在這一階段,調(diào)查者得到的只是事故調(diào)查的總體指令和籠統(tǒng)的事故描述,沒(méi)有太多的事故細(xì)節(jié)。這一步驟的必要性僅在于,只有完成了這一步驟,調(diào)查者才能展開(kāi)后續(xù)工作。初步了解這一步驟的目的是,使調(diào)查者概括了解事故的全貌,以便更容易理解下一階段收集到的信息的價(jià)值和意義。在這一階段,調(diào)查者對(duì)事故還不會(huì)有中肯的恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。在許多情況下,初步了解只需要消耗很短的時(shí)間就能完成。2024/4/198第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.調(diào)查授權(quán)和事故初步了解2024/4/198第四章燃3.事故前實(shí)際情況調(diào)查
可以把實(shí)際情況劃分為“硬件”和“工藝過(guò)程”兩部分。
硬件:工程設(shè)計(jì)圖紙、事故前其他活動(dòng)的舊照片等。從上述信息源可以廠解到設(shè)備和物料的狀況。
工藝過(guò)程:調(diào)查者可以考察設(shè)計(jì)幾乎相同的鄰近工廠類似的工藝過(guò)程,也可以與對(duì)工藝過(guò)程熟悉的證人進(jìn)行討論。石油煉廠和化學(xué)加工廠都是一天24h輪班運(yùn)轉(zhuǎn),其他班的人員也可以提供硬件和工藝過(guò)程方面的幫助。總之,調(diào)查者對(duì)于事故工廠的設(shè)備、工藝過(guò)程、有關(guān)物料的性質(zhì)必須相當(dāng)熟悉。只有這樣,才能恰當(dāng)?shù)厥褂米C據(jù),形成事故前實(shí)際情況的完整印象。2024/4/199第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)3.事故前實(shí)際情況調(diào)查2024/4/199第四章4.損壞檢查和探訪證人損壞詳細(xì)檢查:首先找到事故原發(fā)區(qū),很可能還有失誤所在。然而在重大災(zāi)難的情形.還應(yīng)該慎重考慮次生作用,這些信息只有在事故之后才能得到。對(duì)于爆炸的情形,爆裂斷片區(qū)和還離爆炸源的沖擊波的作用,都有可能成為事故有價(jià)值的證據(jù)。這些證據(jù)的價(jià)值不會(huì)立即顯現(xiàn)出來(lái),但在沒(méi)有發(fā)生任何擾動(dòng)的時(shí)候,應(yīng)該把這些證據(jù)拍照記錄下來(lái)。還會(huì)有其他
一些存疑款項(xiàng),標(biāo)上地點(diǎn)后擱置一邊,留待以后核查。應(yīng)該仔細(xì)考察爆炸廢墟確定損壞的程度,不能心存僥幸忽略目前還無(wú)法解釋的任何現(xiàn)象。2024/4/1100第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)4.損壞檢查和探訪證人2024/4/1100第四章燃燒和探訪證人:目擊者的證據(jù)是很有價(jià)值的。除去事故現(xiàn)場(chǎng)人員外,還應(yīng)該從目睹事發(fā)的公眾人員那里取得證據(jù)。
證人記錄應(yīng)該在證人間有機(jī)會(huì)議論事故之前完成。預(yù)先不準(zhǔn)備出證的證人,應(yīng)該要求他們?cè)跊](méi)有探訪者提示的條件下,給出他們自己的事故說(shuō)明。
后來(lái)詢問(wèn)時(shí)的意見(jiàn)改變應(yīng)該記錄下來(lái),但是原始記錄永遠(yuǎn)不能銷毀。應(yīng)該盡量把證人引至探訪室外,鼓勵(lì)證人在事故現(xiàn)場(chǎng)或重設(shè)的事故場(chǎng)景中,講述他們的經(jīng)歷。在許多情況下,目擊者的證據(jù)是矛盾的。但仍然要把它們記錄下來(lái),留待借助技術(shù)資料分析鑒定。2024/4/1101第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)探訪證人:目擊者的證據(jù)是很有價(jià)值的。除去事故現(xiàn)場(chǎng)人員外,5.調(diào)查分析和報(bào)告
調(diào)查分析:隨著證據(jù)的收集,必須考慮進(jìn)一步的研究。如果試樣需要化學(xué)分析,則應(yīng)該盡快進(jìn)行。對(duì)于某些持定的試驗(yàn),為了保證試驗(yàn)的真實(shí)性,只有證據(jù)收集全后才能進(jìn)行。對(duì)于需要長(zhǎng)期試驗(yàn)的情形,調(diào)查者需等至試驗(yàn)完成后才能得到工作結(jié)論。調(diào)查報(bào)告:報(bào)告的形式因?qū)懽髂J蕉?。但所有的?bào)告都應(yīng)該做到,讓讀者能夠從事前情況逐步深入事故,從事故證據(jù)逐步過(guò)渡到邏輯結(jié)論。正文內(nèi)容過(guò)多會(huì)分散讀者對(duì)主要問(wèn)題的注意力,次要內(nèi)容應(yīng)該歸入附錄中。2024/4/1102第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)5.調(diào)查分析和報(bào)告2024/4/1102第四章三、燃燒和爆炸分析1.燃燒分析
損壞分布可以提供火源區(qū)域的有力證據(jù)。木器燃燒持續(xù)的時(shí)間最長(zhǎng),炭化的程度也最深。經(jīng)驗(yàn)指出,本材炭化2.5cm需要40min的時(shí)間。如果從救火者那里了解到滅火的時(shí)間,就可以從炭化深度測(cè)定確定火源區(qū)域。
火災(zāi)后容器的狀況可以提供燃燒時(shí)間長(zhǎng)短的有價(jià)值的證據(jù)。任何容器暴露在火焰中,所裝載的液體都可以防止容器內(nèi)油漆涂層的損壞,液面之上的容器壁涂層則會(huì)爆皮。如果容器內(nèi)原來(lái)的液面是已知的,火災(zāi)后的液面結(jié)合容器的上述持征可以檢查出來(lái),從而不難確定液體的蒸發(fā)量和蒸發(fā)熱。2024/4/1103第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)三、燃燒和爆炸分析1.燃燒分析2024/4/1103第純銅的熔點(diǎn)是1080℃,一般純銅能夠承受燃燒的作用。銅合金,如黃銅和青銅,其熔點(diǎn)在800一1000℃之間,通常在火災(zāi)中會(huì)熔化。火災(zāi)后會(huì)有銅合金液滴粘附在其他金屬表面上。如果在導(dǎo)體上發(fā)現(xiàn)純銅液滴,這表明在火災(zāi)中有電流通過(guò),強(qiáng)化了燃燒的熱量。如果有電纜通過(guò),電流在燃燒的早期由于電纜熔斷而被切斷,這時(shí),純銅液滴和純銅導(dǎo)體上的電弧焰凹痕,成為火源區(qū)的有力證據(jù)。鐵和鋼的熔點(diǎn)在1300一1500℃之間,在火災(zāi)中一般不會(huì)熔化,在550一600℃之間,會(huì)產(chǎn)生驚人的扭曲變形。結(jié)構(gòu)鋼制件扭曲變形現(xiàn)象在火災(zāi)中隨處可見(jiàn),在火災(zāi)調(diào)查中意義不大。2024/4/1104第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)純銅的熔點(diǎn)是1080℃,一般純銅能夠承受燃燒的作用。銅合2.爆炸分析(1)爆炸作用表現(xiàn)模式
多種因素影響著容器破裂的方式。在靜負(fù)荷超量的極限情形,壓力下凝聚相的爆轟會(huì)產(chǎn)生脆性破裂。對(duì)于氣體爆燃比較緩慢的情形,斷裂的方式則是純粹彈性的,破裂的起始點(diǎn)在容器的薄弱點(diǎn)處。在爆燃斷裂瞬間之后,壓力仍繼續(xù)上升,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的碎片。容器內(nèi)緩慢的加壓過(guò)程,最初會(huì)產(chǎn)生彈性斷裂,繼而會(huì)裂口,最后臺(tái)加速至脆性斷裂。所以,找到初始斷裂點(diǎn)是重要的。對(duì)于脆性破裂的情形,容器斷片的斷口標(biāo)記會(huì)指回到初始點(diǎn)。對(duì)于絕大多數(shù)彈性破裂的情形。初始點(diǎn)通常都是在容器最薄的地方附近。2024/4/1105第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)2.爆炸分析(1)爆炸作用表現(xiàn)模式2024/4/11
(2)物理過(guò)壓
容器,如鍋爐或被火焰包圍的其他密封容器,由于物理過(guò)壓而破裂是常見(jiàn)的事情。過(guò)壓中的壓力指的是氣壓,或者是液壓。液壓過(guò)壓產(chǎn)生的發(fā)射物比氣壓過(guò)壓產(chǎn)生的發(fā)射物要少。對(duì)于物理過(guò)壓,破裂的起始點(diǎn)往往在容器潛在的薄弱點(diǎn)處。2024/4/1106第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(2)物理過(guò)壓2024/4/1106第四章燃燒(3)單一容積系統(tǒng)氣相爆炸
如果易燃?xì)怏w混合物在一個(gè)加工容器中,如一個(gè)罐或室中燃燒.燃燒過(guò)程會(huì)使壓力不斷升高,最后會(huì)引起器壁爆裂。對(duì)于單一的容器,火焰擴(kuò)散通常是亞聲速的。爆炸應(yīng)力總是均勻分布的,容器會(huì)在其薄弱點(diǎn)破裂,這可能是由于容器中某處的砂眼或夾層中的燃燒所致,但是從破裂模式無(wú)法推斷出砂眼或火源的位置。這個(gè)原則同樣適用于單一容器內(nèi)的爆炸。2024/4/1107第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(3)單一容積系統(tǒng)氣相爆炸2024/4/1107第四
(4)復(fù)合容積系統(tǒng)氣相爆炸當(dāng)氣相爆炸在互相連通的容器內(nèi)擴(kuò)散時(shí),最嚴(yán)重的損壞總是發(fā)生在遠(yuǎn)離火源處?;鹧鎻囊粋€(gè)容器傳播至下一個(gè)容器時(shí)被加速,從而壓力升高的速率和破壞強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)增加。類似的,復(fù)合容積系統(tǒng)中的粉塵爆炸,最嚴(yán)重的損壞也是發(fā)生在遠(yuǎn)離初始火源處。在氣體爆炸中,壓力的堆積造成連通容積系統(tǒng)驚人的破壞,甚至?xí)?dǎo)致爆轟。依據(jù)上述機(jī)理,容器承受的壓力會(huì)突然增至通常過(guò)程壓力的100倍以上。而單一容器的爆炸,壓力很少超過(guò)初始?jí)毫Φ?0倍。2024/4/1108第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術(shù)(4)復(fù)合容積系統(tǒng)氣相爆炸2024/4/1108第(5)氣體爆轟氣體爆轟通常發(fā)生在管道或高徑比較大的容器內(nèi),最大損壞也發(fā)生在遠(yuǎn)離火源處?;S氣體爆轟最顯著的特征是,爆轟本身會(huì)突然改變方向。在沿著爆轟波傳播線的許多孤立點(diǎn)上,會(huì)發(fā)現(xiàn)爆裂和普通過(guò)壓的證據(jù)。爆轟產(chǎn)生爆裂是縱
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