安全生产技术(第4章)

(2)具有以下情况之一的为重大火灾：死亡3 人以上；重伤10人以上；死亡、重伤10人 以上；受灾户30户以上；烧毁财产损失30 万元以上。
(3)不具有前两项情形的燃烧事故，为一般 火灾。
( 四 )火灾基本概念及参数
1.闪燃 可燃物表面或可燃液体上方在很短时间内重复出现火
焰一闪即灭的现象。闪燃往往是燃烧的先兆。 2.阴燃 没有火焰和可见光的燃烧。 3.爆燃 伴随爆炸的燃烧波，以亚音速传播。 4.自燃 是指可燃物在空气中没有外来火源的作用下，靠自热
在燃烧发生的整个过程中，热量通过热传导、热 辐射和热对流三种方式进行传播。
2.燃烧形式
气态可燃物通常为扩散燃烧，即可燃物和 氧气边混合边燃烧：液态可燃物(包括受后 先液化后燃烧的固态可燃物)通常先蒸发为 可燃蒸气，可燃蒸气与氧化剂发生燃烧； 固态可燃物先是通过热解等过程产生可燃 气体，可燃气体与氧化剂再发生燃烧。
源通过扩散达到相互接触。所需时间称为扩散时 间；
(2)感应阶段。可燃气分子和氧化分子接受点火源 Baidu Nhomakorabea量，离解成自由基或活性分子。所需时间称为 感应时间；
(3)化学反应阶段自由基与反应物分子相互作用。 生成新的分子和新的自由基，完成燃烧反应。所 需时间称为化学反应时间。
( 二 )爆炸破坏作用
1.冲击波 2.碎片冲击
爆炸的机械破坏效应会使容器、设备、装 置以及建筑材料等的碎片，在相当大的范 围内飞散而造成伤害。碎片的四处飞散距 离一般可达数十道到数百米。
3.震荡作用
爆炸发生时，特别是较猛烈的爆炸往往会 引起短暂的地震波。
4.次生事故
发生爆炸时，如果车间、库房(如制氢车间、 汽油库或其他建筑物)里存放有可燃物，会 造成火灾；高空作业人员受冲击波或震荡 作用，会造成高处坠落事故；粉尘作业场 所轻微的爆炸冲击波会使积存在地面上的 粉尘扬起，造成更大范围的二次爆炸等。
3.燃烧和火灾发生的必要条件
同时具备氧化剂、可燃物、点火源，即火的三要 素。这三个要素中缺少任何一个，燃烧都不能发 生或持续。获得三要素是燃烧的必要条件。在火 灾防治中，阻断三要素的任何一个要素就可以扑 灭火灾。
( 二 )燃烧和火灾过程和形式
1.燃烧过程
可燃气体最容易燃烧，其燃烧所需要的热量只用 于本身的氧化分解，并使其达到自燃点而燃烧。 可燃液体首先蒸发成蒸气，其蒸气进行氧化分解 后达到自燃点而燃烧。在固体燃烧中，如果是简 单物质硫、磷等，受热后首先熔化，蒸发成蒸气 进行燃烧，没有分解过程；如果是复杂物质，在 受热时首先分解为气态或液态产物，其气态和液 态产物的蒸气进行氧化分解着火燃烧。有的可燃 固体如焦炭等，不能分解为气态物质，在燃烧时 则呈炽热状态，没有火焰产生。
A类火灾：指固体物质火灾，这种物质通常具有有机物质，一 般在燃烧时能产生灼热灰烬，如木材、棉、毛、麻、纸张火 灾等；
B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、煤 油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等；
C类火灾：指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、 氢气火灾等；
D类火灾：指金属火灾，如钾、钠、镁、钦、错、铿、铝镁合 金火灾等；
以及其他化学易燃易爆物品爆炸和爆炸引起 的火灾(地下矿井部分发生的爆炸，不列入火 灾统计范围)。
(3)破坏性试验中引起非实验体燃烧的事故。
(4)机电设备因内部故障导致外部明火燃烧需要组 织扑灭的事故，火灾引起其他物件燃烧的事故。
(5)车辆、船舶、飞机以及其他交通工具发生的燃 烧事故，火灾由此引起的其他物件燃烧的事故(飞 机因飞行事故而导致本身燃烧的除外)。
2.可燃性混合气体爆炸
一般说来，可燃性混合气体与爆炸性混合气体难 以严格区分。由于条件不同，有时发生燃烧；有 时发生爆炸，在一定条件下两者也可能转化。
燃烧与化学爆炸的区别在于燃烧反应(氧化反应) 的速度不同。那么决定反应速度的条件是什么呢 ?
燃烧反应过程一般可以分为三个阶段： (1)扩散阶段。可燃气分子和氧气分子分别从释放
( 三 )可燃气体爆炸
1.分解爆炸性气体爆炸
某些气体如乙炔、乙烯、环氧乙烧等，即使在没有氧气的条 件下，也能被点燃爆炸，其实质是一种分解爆炸。除上述气 体外，分解爆炸性气体还有臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、 乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氧化氢、四氟乙烯等。
分解爆炸性气体在温度和压力的作用下发生分解反应时，可 产生相当数量的分解热，这为爆炸提供了能量。
( 五 )典型火灾的发展规律
通过对大量的火灾事故的研究分析得出，典型火灾 事故的发展分为初起期、发展期、最盛期、减弱期 和熄灭期。初起期是火灾开始发生的阶段，这一阶 段可燃物的热解过程至关重要，主要特征是冒烟、 阴燃；发展期是火势由小到大发展的阶段，一般采 用T平方特 征火灾模型来简化描述该阶段非稳态火 灾热释放速率随时间的变化，即假定火灾热释放速 率与时间的平方成正比，轰燃就发生在这一阶段； 最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾，火势的大 小由建筑物的通风情况决定；熄灭期是火灾由最盛 期开始消减直至熄灭的阶段，熄灭的原因可以是燃 料不足、灭火系统的作用等。由于建筑物内可燃物、 通风等条件的不同，建筑火灾有可能达不到最盛期， 而是缓慢发展后就熄灭了。
由此可知，如果在此过程中能设法及时导出大量的热，则可 避免分解爆炸的发生。
乙炔是常见的分解爆炸气体，因火焰、火花引起分解爆炸情 况较多，也有因开关阀门所伴随的绝热压缩产生热量或其他 情况下发火爆炸的案例。当乙炔压力较高时，应加入氮气等 惰性气体加以稀释。此外。乙炔易与铜、银、汞等重金属反 应生成爆炸性的乙炔盐， 这些乙炔盐只需轻微的撞击便能发 生爆炸而使乙炔着火。
1.燃烧的定义
燃烧是物质与氧化剂之间的放热反应，它通 常同时释放出火焰或可见光。
2.火灾定义
《消防基本术语：第一部分》(GB5907-1986) 将火灾定义为：在时间和空间上失去控制的 燃烧所造成的灾害。以下情况也列入火灾的 统计范围：
(1)民用爆炸物品引起的火灾。 (2)易燃或可燃液体、可燃气体、蒸气、粉尘
安全生产技术
第四章 防火防爆安全技术
本章基本要求：掌握火灾、爆炸机理, 运用 防火防爆安全相关技术和标准, 辨识和分析 火灾、爆炸安全隐患, 采取相应预防和控制 措施, 预防火灾、爆炸事故的发生。
第一节火灾爆炸事故机理
本节主要内容为6大火灾机理、5大爆炸机 理
一、燃烧与火灾
( 一 )燃烧和火灾的定义、条件
或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自 燃分为自热自燃和受热自燃两种。
5.闪点
在规定条件下，材料或制品加热到释放出的气体 瞬间着火并出现火焰的最低温度。闪点：是衡量 物质火灾危险性的重要参数。一般情况下闪点越 低，火灾危险性越大。
6.燃点
在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度。 燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义， 在控制燃烧时，需将可燃物的温度降至其燃点以 下。一般情况下燃点越低火灾危险性越大。
1.气相爆炸
包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆 炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物 在剧烈燃烧时引起的爆炸，称喷雾爆炸； 飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的爆炸 等。气相爆炸的分类见表 4-1。
表 4-1 气相爆炸类别
类别
爆炸机理
举例
混合气体爆 可燃性气体和助燃气体以适当的浓度 空气和氧气、丙
2.过氧化物理论
气体分子在各种能量(例如热能、辐射能、 电能、化学反应能等)作用下可被活化。在 燃烧反应中，首先是氧分子在热能作用下 活化，被活化的氧分子形成过氧键 -O -O -， 这种基因加在被氧化物的分子上成为过氧 化物，过氧化物在受热、撞击、摩擦等情 况分解甚至引起燃烧或爆炸。
3.链反应理论（P179-180）
(3)蒸发燃烧。可燃液体在火源和热源的作用下， 蒸发出的蒸气发生氧化分解而进待的燃烧，称为 蒸发燃烧。
(4)分解燃烧。可燃物质在燃烧过程中首先遇热分 解出可燃性气体，分解出的可燃性气体再与氧进 行的燃烧，称为分解燃烧。
( 三 )火灾的分类
1.《火灾分类》(GB/T4968-2008)按物质的燃烧特性将火灾分 为6类：
炸
混合,由于燃! 烧波或爆炸的传播而引 烷、乙酷等混合
起的爆炸
气的爆炸
气体的分解 单一气体由于分解反应产生大量的反 乙炔、乙烯、氯
爆炸
应热引起的爆炸
乙烯等在分解时 引起的爆炸
粉尘爆炸
空气中飞散的易燃性粉尘,由于剧烈 燃烧引起的爆炸
空气中飞散的铝粉、 楼粉、亚麻、玉米
淀粉等引起的爆炸
喷雾爆炸
油压机喷出的油雾、喷漆作业引起的 爆炸
根据可燃物质的聚集状态不同，燃 烧可分为以下4种形式：
(1) 扩散燃烧。可燃气体(氢、甲炔、乙炔 以及苯、酒精、汽油蒸气等)从管道、容器 的裂缝流向空气时，可燃气体分子与空气 分子互相扩散、混合，混合浓度达到爆炸 限范围内的可燃气体遇到火源即着火并能 形成稳定火焰的燃烧，称为扩散燃烧。
(2)混合燃烧。可燃气体和助燃气体在管道、容器 和空间扩散混合，混合气体的浓度在爆炸范围内， 遇到火源即发生燃烧，混合燃烧是在混合气体分 布的空间快速进行的，为混合燃烧。煤气、液化 石油气泄漏后遇到明火发生的燃烧爆炸即是混合 燃烧，失去控制的混合燃烧往往能造成重大的经 济损失和人员伤亡。
E类火灾：指带电火灾，是物体带电燃烧的火灾，如发电机、 电缆、家用电器等；
F类火灾：指烹饪器具内烹饪物火灾，如动植物油脂等。
2.按照一次火灾事故造成的人员伤亡、受灾 户数和财产直接损失金额，火灾划分为：
(1)具有以下情况之一的为特大火灾：死亡 10人以上(含本数，下同)；重伤20人；死亡、 重伤20人以上；受灾户数50户以上；烧毁 财物损失100万元以上。
2.液相爆炸
包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混 合所引起的爆炸。例如硝酸和油脂，液氧煤 粉等混合时引起的爆炸；熔融的矿渣与水接 触或钢水包与水接触时，由于过热发生快速 蒸发引起的蒸汽爆炸等。
3.固相爆炸
包括爆炸性化合物及其他爆炸性物质的爆炸 (如乙快铜的爆炸)；导线因电流过载，由于 过热，金属迅速气化而引起的爆炸等。
( 六 )燃烧机理
燃烧作为一种化学反应，对反应物的组分浓度、 引燃能的大小及反应的温度和压力均有一定的要 求。在这些情况下，若可燃物没有达到一定浓度， 或氧化剂的量不足，或引燃能不够大，燃烧反应 也不会发生。
1.活化能理论
物质分子间发生化学反应。首要的条件是相互碰 撞。但相互碰撞的分子不一定发生反应，而只有 少数具有 一定能量的分子相互碰撞才会发生反应, 这种分子称为活化分子。活化分子所具有的能量 要比普通分子高，这一能量超出值可使分子活化 并参加反应。使普通分子变为活化分子所必需的 能量称为活化能。
二、爆炸
( 一 ) 爆炸及其分类 广义地讲，爆炸是物质系统的一种极为迅
速的物理的或化学的能量释放或转化过程， 是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有 限的体积和极短的时间内，骤然释放或转 化的现象。在这种释放和转化的过程中， 系统的能量将转化为机械功以及光和热的 辐射等。
一般说来，爆炸现象具有以下特征：
7.自燃点
在规定条件下，不用任何辅助引燃能源而达到引 燃的最低温度。
8.引燃能、最小点火能
引燃能是指释放能够触发初始燃烧化学反 应的能量，也叫最小点火能影响其反应发 生的因素包括温度、释放的能量、热量和 加热时间。
9.着火延滞期(诱导期)
对着火延滞期时间一般有下列2种描述：着 火延滞期时间指可燃性物质和助燃气体的 混合物在高温下从开始暴露到起火的时间； 混合气着火前自动加热的时间称为诱导期， 在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落 后期，单位用ms 表示。
爆炸过程高速进行；
爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温 度升高；
发出或大或小的响声；
周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。 爆炸最主要的特征是爆炸点及其周围压力急 剧升高。
爆炸可以由不同的原因引起，但不管是何 种原因引起的爆炸，归根结底必须有一定 的能量。按照能量的来源，爆炸可分为三 类：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。按照 爆炸反应相的不同，爆炸可分为以下 3 类。