2.燃烧和火灾的基本知识

燃烧和火灾的基本知识

第一节燃烧基础知识

一、燃烧的定义

燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。

二、燃烧的条件

可燃物（按所处状态）：气、液、固

助燃物（氧化剂）：与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质

引火源（温度）：明火、电火花、雷击、高温、自燃引火源

三、燃烧类型

1、按燃烧发生瞬间的特点分类

着火又称起火，它是日常生活、生产中最常见的燃烧现象，与是否由外部热源引发无关，并以出现火焰为特征。

爆炸：在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化，通常伴有强烈的放热、发光和声响的现象称为爆炸。

①爆炸按原理和性质不同分为：物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。

②爆炸极限：可燃的蒸汽、气体或粉尘与空气组成的混合物，遇火源即能发生爆炸的最高或最低浓度称为爆炸极限。遇火源即能发生爆炸的最低浓度称

为爆炸下限，遇火源即能发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。下限和上限之间的间隔称为爆炸极限范围。范围越大，危险性越高。

2.按燃烧形态分类：

①气体燃烧分为：扩散燃烧、预混燃烧

扩散燃烧：可燃性气体与氧化剂互相扩散，边混合边燃烧，燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。燃烧比较稳定，扩散火焰不运动预混燃烧：可燃气体预先同氧化剂混合后的燃烧。燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，从管口喷出燃烧，流速过大会脱火，流速过小会回火。

②液体燃烧：

a.闪燃：可燃性液体挥发的蒸汽与空气混合后达到一定浓度后，遇明火发生一闪即灭的燃烧现象。

b.蒸发燃烧：可燃液体受热后边蒸发边与空气相互扩散混合，遇引火源后发生燃烧，呈现有火焰的气相燃烧形式。液体可燃物在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是蒸发出来的蒸气燃烧。

c.沸溢燃烧：正在燃烧的油层下的水层因受热沸腾膨胀，导致燃烧着的油品喷溅使燃烧瞬间增大的现象。

d.喷溅燃烧：储罐中含有水垫层的重质油品在燃烧过程中，随着热波温度逐渐升高，热波向下传播的距离也不断加大。当热波达到水垫层时，水垫层的水变成水蒸气，体积迅速膨胀，蒸汽压力达到足以把水垫层上面的油层抬起时，蒸汽冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空，向四周喷溅燃烧。一般情况下发生喷溅的时间要晚于发生沸溢的时间。

③固体燃烧分为：蒸发燃烧，表面燃烧，分解燃烧，阴燃（熏烟燃烧）

a.蒸发燃烧：某些可燃固体在受热时，先熔融蒸发（如：硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香、沥青）（或升华（如：樟脑、萘）），再发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般称为蒸发燃烧。

b.表面燃烧：某些可燃固体的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，称为表面燃烧，这是一种无火焰燃烧。（如：木炭、焦炭、铁、铜）

c.分解燃烧：某些可燃固体在受热时，先发生热分解，再发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般称为分解燃烧。（如：木材、煤、合成塑料、钙塑材料）

d.阴燃（熏烟燃烧）：是发生在气固交界面的一种缓慢、低温的无焰燃烧。（如：纸张、锯末、纤维织物、胶乳橡胶）

e.爆炸（动力燃烧）：可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所发生的爆炸式燃烧，主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等。

四、闪点、燃点、自燃点的概念

1、闪点

定义：在规定的试验条件下，液体挥发的蒸气与空气形成的混合物，遇火源能够闪燃的液体最低温度。

意义：闪点是衡量液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越低，火灾危险性越大，反之则越小。

在消防上的应用：对可燃性液体进行分类

闪点＜28℃的为甲类；

闪点≥28℃至＜60℃的为乙类；

闪点≥60℃的为丙类。

2、燃点

定义：在规定的试验条件下，应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度，称为燃点

燃点与闪点的关系

易燃液体的燃点一般高出其闪点1～5℃，且闪点越低，这一差值越小。

评定液体火灾危险性大小时，一般用闪点。

固体的火灾危险性大小一般用燃点来衡量。

气体的火灾危险性大小一般用自燃点来衡量。

3、自燃点

定义：在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，在这一温度时，物质与空气接触，不需要明火的作用，就能发生燃烧。

影响自燃点变化的规律

可燃物种类，自燃点越低，危险性就越大

液体、气体自燃点受压力、氧浓度、催化、容器的材质和内径等因素的影响；固体自燃点，受受热熔融、挥发物的数量、固体的颗粒度、受热时间等因素的影响。

五、燃烧产物

1、燃烧产物的概念

由燃烧或热解作用产生的全部物质，称为燃烧产物，有完全燃烧产物和不完全燃烧产物之分。

完全燃烧产物是指可燃物中的C→CO2（气）、H→H2O（液）、S→SO2（气）等；

CO、NH3、醇、醛、醚等是不完全燃烧产物。

烟主要是燃烧或热解作用所产生直径一般在10-7至10-4cm之间的极小的碳黑粒子。

2、几类典型物质的燃烧产物

①高聚物的燃烧产物

有机高分子化合物在燃烧过程中，会产生CO、CO2、 NOx、HX、SO2、COCl2（光气）、HCN等，危害性较大。

②木材的燃烧产物

主要元素为碳、氢、氧、氮等元素，燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸气、一氧化碳等。

木材的燃烧存在两个比较明显的阶段：一是有焰燃烧阶段，二是无焰燃烧阶段。随着炭化深度的增加，裂缝逐渐加宽，结果产生“龟裂”现象。木材燃烧现象。

③煤的燃烧产物

煤主要由C、H、O、N和S等元素组成，主要燃烧产物为CO、CO2、NOx、SO2、H2O。

煤的燃烧过程几乎同时存在有焰燃烧和无焰燃烧。

④金属的燃烧产物挥发金属在空气中容易着火燃烧，熔融成金属液体，沸点一般低于其氧化物的熔点，因此在其表面能够生成固体氧化物，金属蒸气通过多孔的固体氧化物扩散进入空气。挥发金属(如Li、Na、K、Mg、Ca等)

不挥发金属因其氧化物的熔点低于金属的沸点，则在燃烧时熔融金属表面形成一层氧化物，从而减缓了金属的氧化。不挥发金属(如Al、Ti、Zr等) 铝、钛、锆——驴太高

3、燃烧产物的危害性

①烟气的毒性：燃烧产物中含有大量的有毒成分，如一氧化碳（CO）、氰化