第三讲 燃气的燃烧与爆炸过程
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燃气燃烧理论基础
1点：Sn＜V 点 ＜ 2点：Sn＞V 点 ＞ 3点：Sn = V 火焰面稳定 点 点火环
第四章
燃气燃烧方法
（二）部分预混层流火焰的稳定 （比较气流速度和火焰传播速度） 部分预混层流火焰的稳定 比较气流速度和火焰传播 传播速
离焰：气流速度快，点火环变窄而消失， 离焰：气流速度快，点火环变窄而消失，火焰脱离燃烧器出口 脱火：气流速度进一步加大，大于火焰传播速度 火焰传播速度， 脱火：气流速度进一步加大，大于火焰传播速度，火焰被吹熄 回火：气流速度减到小于火焰传播速度 火焰传播速度， 回火：气流速度减到小于火焰传播速度，火焰缩进燃烧器 燃气的火焰传播速度Sn越大， 燃气的火焰传播速度 越大， 越大 脱火曲线和回火曲线位置高， 脱火曲线和回火曲线位置高， 不易脱火而易回火，如人工气。 不易脱火而易回火，如人工气。 天然气则相反， 天然气则相反， Sn 小，易脱火 不易回火 。 2— 脱火曲线 (气流速度上限 气流速度上限) 气流速度上限 4— 回火曲线 (气流速度下限 气流速度下限) 气流速度下限 1— 光焰曲线，α过小时 由于 光焰曲线， 过小时 过小时,由于 碳氢化合物热分解， 碳氢化合物热分解，形成 碳粒和煤烟， 碳粒和煤烟，燃烧不完全
第三章 燃气燃烧的火焰传播
单一燃气的爆炸极限
燃气名称 氢 一氧化碳 甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烯 正丁烷 异丁烷 爆炸下限 % 4.0 12.5 5.0 2.5 2.7 2.9 2.0 2.1 1.6 1.5 1.8
（常温，20℃) 常温， ℃ 爆炸上限 % 75.9 74.2 15.0 80.0 34.0 13.0 11.7 9.5 10.0 8.5 8.5
四、理论烟气量和实际烟气量
第一章 燃气燃烧计算基础
燃气的着火
燃气的着火集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-燃气的着火众所周知，任何可燃混合气(燃气与空气或其它氧化剂的混合物)的燃烧，必须先着火，而后燃烧。
燃气分子与氧化剂分子均匀混合，从开始缓慢氧化反应，温度升高，到发生不稳定的、激烈的氧化反应而引起燃烧的现象，称为燃气的着火。
为使可燃混合气着火，实际中有两种方式：着火或点火。
着火，或称为自然着火，是指由于系统中热量的积聚，使可燃混合物整个容积同时达到并超过某一温度，混合气便自动地，不再需要外界作用地着火，达到燃烧状态。
点火，也称为强制点火，指在较冷的可燃混合气中，用一个不大的点火热源，在某一区域点火，先引起局部着火燃烧，然后燃烧向其它区域传播，最终整个可燃混合气系统都达到着火燃烧。
不论“着火”或“点火”，都是燃烧反应自动加速，由低速的稳定的氧化反应，突然辖变为高速的不稳定的氧化反应的过程。
而燃烧反应自动加速的原因又各不相同。
所以，自燃着火过程又有两种类型：支链着火和热力着火。
所谓支链着火，是由于燃烧链锁反应的分支，使活化中心浓度迅速增加，导致反应速度急剧加速；而热力着火，就是指由于系统内热量积聚，引起化学反应速度按阿累尼乌斯指数函数关系迅速猛增。
在实际燃烧过程中，不可能有单纯的支链着火或热力着火，往往是两种同时存在，并相互促进。
一般说来，在高温下，热力着火是引起着火的主要因素；而在低温时，支链着火则起主导作用。
自燃着火，不论热自燃或链锁自燃，在工业生产或日常生活中都经常会遇到，它们所起的作用有时是积极的，有时是消极的，如何充分利用或有效制止它们，唯有清楚地理解和掌握着火发生的条件及其影响的因素后，才能办到。
所以，研究与分析引起着火的理论与实践的着火理论，是近代燃烧理论与燃烧技术的重要内容。
一、支链着火链锁自燃理论认为，使燃烧反应自行加速度不一定要依靠热量积累，可以通过链锁的分支，迅速增殂活化中心来达到。
可燃气体的燃烧爆炸ppt课件
14
链式反应机理的一般过程
链式反应机理大致分为如下三个阶段： (1)链引发
游离基生成，链式反应开始。 (2)链传递
游离基与原始反应物作用生成稳定化合物，并产生新游离基。 (3)链终止
游离基消失，链式反应终止。导致游离基消失的原因很多，如 游离基相互碰撞生成分子、与非活性同类分子或惰性分子相互 碰搜导致能量分散、与器壁撞击被吸附等。
程中进行的，则发生稳定式的燃烧，称为扩散燃烧。 （2）动力燃烧。如果可燃气体与空气是在燃烧之前按一
定比例均匀混合的，形成预混气，遇火源则发生爆炸 式燃烧，称动力燃烧。
5
6
两种燃烧形式的特点
如图所示的火炬燃烧，火焰的明亮区是扩散区，可 燃气体和氧分别从火焰中心（燃料锥）和空气扩散到 达扩散区的。这种火焰燃烧速度很低，一般小于 0.5m/s。由于可燃气体与空气是逐渐混合并逐渐燃烧 消耗掉，因而形成稳定的燃烧，只要控制得好就不会 发生火灾。除火炬燃烧外，气焊的火焰和燃气加热等 也属于这类扩散燃烧。 在预混气的空间里，充满了可以燃烧的混合气，一 处点火，整个空间立即燃烧起来，发生瞬间的燃烧， 即爆炸现象。此外，如果可燃气体处于压力而受冲击、 摩擦或其他着火源作用，则发生喷流式燃烧。像气井 的井喷火灾，高压气体从燃气系统喷射出来时的燃烧 等。对于这种喷流燃烧形式的火灾，较难扑救，需较 多救火力量和灭火剂，应当设法断绝气源，使火灾彻 底熄灭。
9
（1）热爆炸临界条件及点火过程的分析
为说明热爆炸临界条件及点火过程，考虑某种由A，E两种组分 组成的气体混合物，并按如下形式发生双分子反应生成产物C：
A + B→C 根据Arrhenius反应速率定律，考虑2级反应，反应速率可表述为：
式中：r c ——反应速率， mol /( m³·S)；
链式反应机理的一般过程
链式反应机理大致分为如下三个阶段： (1)链引发
游离基生成，链式反应开始。 (2)链传递
游离基与原始反应物作用生成稳定化合物，并产生新游离基。 (3)链终止
游离基消失，链式反应终止。导致游离基消失的原因很多，如 游离基相互碰撞生成分子、与非活性同类分子或惰性分子相互 碰搜导致能量分散、与器壁撞击被吸附等。
程中进行的，则发生稳定式的燃烧，称为扩散燃烧。 （2）动力燃烧。如果可燃气体与空气是在燃烧之前按一
定比例均匀混合的，形成预混气，遇火源则发生爆炸 式燃烧，称动力燃烧。
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两种燃烧形式的特点
如图所示的火炬燃烧，火焰的明亮区是扩散区，可 燃气体和氧分别从火焰中心（燃料锥）和空气扩散到 达扩散区的。这种火焰燃烧速度很低，一般小于 0.5m/s。由于可燃气体与空气是逐渐混合并逐渐燃烧 消耗掉，因而形成稳定的燃烧，只要控制得好就不会 发生火灾。除火炬燃烧外，气焊的火焰和燃气加热等 也属于这类扩散燃烧。 在预混气的空间里，充满了可以燃烧的混合气，一 处点火，整个空间立即燃烧起来，发生瞬间的燃烧， 即爆炸现象。此外，如果可燃气体处于压力而受冲击、 摩擦或其他着火源作用，则发生喷流式燃烧。像气井 的井喷火灾，高压气体从燃气系统喷射出来时的燃烧 等。对于这种喷流燃烧形式的火灾，较难扑救，需较 多救火力量和灭火剂，应当设法断绝气源，使火灾彻 底熄灭。
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（1）热爆炸临界条件及点火过程的分析
为说明热爆炸临界条件及点火过程，考虑某种由A，E两种组分 组成的气体混合物，并按如下形式发生双分子反应生成产物C：
A + B→C 根据Arrhenius反应速率定律，考虑2级反应，反应速率可表述为：
式中：r c ——反应速率， mol /( m³·S)；
燃气燃烧第三章
• •
第二节
火焰传播速度
燃气作正常燃烧时， 燃气作正常燃烧时，这种静止的可燃气体 焰面的移动过程就是火焰的传播过程， 焰面的移动过程就是火焰的传播过程，也称燃 烧过程；焰面移动的速度叫燃烧速度， 烧过程；焰面移动的速度叫燃烧速度，又称火 焰传播速度。 焰传播速度。垂直于燃烧焰面的火焰传播速度 称为法向火焰传播速度。 称为法向火焰传播速度。
• 作业题 作业题: • • 1.火焰的传播方式有哪三种 火焰的传播方式有哪三种? 火焰的传播方式有哪三种 • • 2.简述火焰的脱火现象和回火现象。 简述火焰的脱火现象和回火现象。 简述火焰的脱火现象和回火现象
• • •
多股平行射流
由上下并列的几个喷嘴流出的射流是轴 心线相互平行的一组射流。 心线相互平行的一组射流。
由于射流间的相互混合和影响， 由于射流间的相互混合和影响，使射流 组中每股射流与自由射流的规律都有某些不 同之处， 同之处，当射流组两个相邻射流在离喷嘴一 定距离汇合以前是独自发展的， 定距离汇合以前是独自发展的，汇合后由于 各股射流相互混合及动量交换， 各股射流相互混合及动量交换，使速度场起 了很大变化。 了很大变化。
旋转射流
射流离开喷嘴前先强迫流体作旋转运动。 射流离开喷嘴前先强迫流体作旋转运动。 这种流体从喷嘴流出后，气流本身一面旋转， 这种流体从喷嘴流出后，气流本身一面旋转， 一面又向静止介质中扩散前进， 一面又向静止介质中扩散前进，这就是旋转 射流。 射流。
燃烧技术中， 燃烧技术中，旋转射流是强化燃烧和组织 火焰的一个有效措施， 火焰的一个有效措施，它能提高火焰稳定性和 燃烧强度。产生旋流的方法有以下几种： 燃烧强度。产生旋流的方法有以下几种： ·使全部气流或一部分气流沿切向进入主通道； 使全部气流或一部分气流沿切向进入主通道； 在轴向管道中设置导向叶片，使气流旋转； • 在轴向管道中设置导向叶片，使气流旋转； 采用旋转的机械装置， • 采用旋转的机械装置，使通过其中的气流旋 转。
燃气爆炸消防知识培训课件
燃气爆炸事故案例分析
01
02
03
案例一
某市居民楼燃气泄漏引发 爆炸，造成多人死伤和房 屋倒塌。
案例二
某餐厅违规使用液化石油 气，发生泄漏后遇明火引 发爆炸，造成重大人员伤 亡。
案例三
某工厂煤气管道老化，发 生泄漏并引发连环爆炸， 造成巨大经济损失和环境 污染。
02 燃气安全使用常 识
燃气设备安全要求
用肥皂水涂抹在管道接口、阀门等部 位，如有气泡产生则说明有泄漏。
03 火灾扑救与自救 方法
火灾报警与初期处置
火灾报警电话
牢记火警电话119，发现火灾迅 速拨打。
报警内容
说明起火地点、燃烧物质、火势 大小及有无人员被困等情况。
初期处置
在确保自身安全的前提下，使用 灭火器等工具扑救初起火灾。
灭火器材使用方法
燃气爆炸危害
燃气爆炸可产生高温、高压和有 毒有害气体，对人员、财产和环 境造成巨大危害，甚至引发火灾 和连环爆炸。
燃气爆炸原因及类型
燃气爆炸原因
燃气泄漏、违规操作、设备故障、管 道老化等是引发燃气爆炸的主要原因 。
燃气爆炸类型
根据燃气种类和爆炸原因的不同，燃 气爆炸可分为天然气爆炸、液化石油 气爆炸、煤气爆炸等类型。
培训形式多样
采用了讲解、案例分析、现场演练等多种形式，使参训人员更好 地理解和掌握相关知识。
未来发展趋势预测
智能化技术应用
随着物联网、大数据等技术的发展，未来燃气安全监管将 更加智能化，能够实现远程监控、预警和自动处置等功能 。
多元化能源供应
随着可再生能源的快速发展，未来能源供应将更加多元化 ，燃气在能源结构中的地位将逐渐降低，但燃气安全仍然 不可忽视。
《可燃气体着火》PPT课件
94辽宁阜新艺苑11.27特大火灾 94新疆克拉玛依友谊馆12.8特大火灾
精选PPT
29
2.防止形成爆炸性混合气体
管道、设备严格密封，设置监测装置 通风良好 惰气保护
V 21 O V O
21 O Vx O O / V
Vx
惰气需要量
O
临界氧含量
O/
惰气中的氧含量
精选PPT
30
对乙烷用氮气保护，氧含量临界值为11%，设备内原有空气 100m3，求 ：
一. 爆轰的发生过程
1.燃烧释放能量使周围气体压力升高，形成“燃气活塞”
2. “燃气活塞”压缩未燃气体，使其温度升高，燃烧产生一 系列“压缩波”，且压缩波的传播速度大于燃烧速度。 3. 经过一定时间，后面的压缩波赶上前面的压缩波，二 者叠加形成“激波” 4. “激波”的高压高温作用，使正常火焰面前方一定距离 的处首先着火，后与正常火焰合二为一，形成“爆轰”
例：某空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷含量分别为0.8%， 1.2%，1.0%，0.5%，问该混气是否有爆炸危险？
关键：P的计算！！！！
二、爆炸极限的计算-----经验公式
5.含惰气的多组分混气爆炸极限计算---分组
例：H2=12.4%，CO=27.3%，CO2=6.2%，H2=12.4%， O2=2%，CH4=0.4%，N2=53.4%
精选PPT
38
火焰锋面
浓度
火焰锋面横向物质浓度分布
o2
距离
——产物浓度变化
——氧气浓度变化
——燃料浓度变化
精选PPT
39
思考：
1.火焰锋面处何种物质浓度为0？
A 可燃气 B 燃烧产物 C 氧气 D 氮气
2. 可燃气浓度在何处最大？
精选PPT
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2.防止形成爆炸性混合气体
管道、设备严格密封，设置监测装置 通风良好 惰气保护
V 21 O V O
21 O Vx O O / V
Vx
惰气需要量
O
临界氧含量
O/
惰气中的氧含量
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对乙烷用氮气保护，氧含量临界值为11%，设备内原有空气 100m3，求 ：
一. 爆轰的发生过程
1.燃烧释放能量使周围气体压力升高，形成“燃气活塞”
2. “燃气活塞”压缩未燃气体，使其温度升高，燃烧产生一 系列“压缩波”，且压缩波的传播速度大于燃烧速度。 3. 经过一定时间，后面的压缩波赶上前面的压缩波，二 者叠加形成“激波” 4. “激波”的高压高温作用，使正常火焰面前方一定距离 的处首先着火，后与正常火焰合二为一，形成“爆轰”
例：某空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷含量分别为0.8%， 1.2%，1.0%，0.5%，问该混气是否有爆炸危险？
关键：P的计算！！！！
二、爆炸极限的计算-----经验公式
5.含惰气的多组分混气爆炸极限计算---分组
例：H2=12.4%，CO=27.3%，CO2=6.2%，H2=12.4%， O2=2%，CH4=0.4%，N2=53.4%
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火焰锋面
浓度
火焰锋面横向物质浓度分布
o2
距离
——产物浓度变化
——氧气浓度变化
——燃料浓度变化
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思考：
1.火焰锋面处何种物质浓度为0？
A 可燃气 B 燃烧产物 C 氧气 D 氮气
2. 可燃气浓度在何处最大？
燃气燃烧过程
（一）一切物体都是由大量分子构成 的，分子之间有空隙。 （二）分子处于永不停息的无规则运 动状态，这种运动称为热运动。 （三）分子间存在着相互作用着的分 子力（引力和斥力）。
实际上，构成物质的基本单元是多种 的，或者原子（金属），或者离子 （盐类），或者分子（有机物）。由 于这些微粒做热运动时遵从相同的规 律，在热力学中统称分子。
燃气燃烧过程
建环21101 潘宏达
一.燃气燃烧反应机理
（一）化学反应 分子运动论是经典物理学的重 要基础理论，它把物质的宏观现象和 微观本质联系起来，是人类正确认识 到了物质的结构和运动的一般规律。 分子运动论从物质的微观结构出发来 阐述热现象规律，也是研究化学反应 的重要基础。
分子运动论的主要内容有：
（三）火焰传播浓度极限
火焰传播浓度极限又称为着火浓度极 限。 由于火焰传播浓度极限范围内的可燃 气体混合物，在一定条件下会瞬间完 成着火而形成爆炸，因此火焰传播浓 度极限又称为爆炸极限。
影响火焰传播浓度极限的因素
（1）燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传 播浓度极限范围扩大； （2）提高燃气-空气混合物温度，火焰传 播浓度极限范围扩大； （3）提高燃气-空气混合物压力，火焰传 播浓度极限范围扩大； （4）燃气中加入惰性气体时，火焰传播 浓度极限范围缩小； （5）含尘量，含水蒸气以及容器形状和 壁面材料等因素，有时也会影响火焰传播 浓度极限。
反应物分子通过一次碰撞即直接转化 为生成物分子的反应称为基元反应。 绝大多数的化学反应都不是基元反应， 往往中间要经历若干个基元反应过程， 产生各种中间活性产物（或称活化中 心），才能最后转化为生成物。
根据分子运动论的观点，反应物分子 之间的“碰撞”是反应进行的必要条 件，但并不是所有“碰撞”都会引起 反应。是否能反应还取决于能量等因 素，与碰撞时具体变化过程密切相关。
实际上，构成物质的基本单元是多种 的，或者原子（金属），或者离子 （盐类），或者分子（有机物）。由 于这些微粒做热运动时遵从相同的规 律，在热力学中统称分子。
燃气燃烧过程
建环21101 潘宏达
一.燃气燃烧反应机理
（一）化学反应 分子运动论是经典物理学的重 要基础理论，它把物质的宏观现象和 微观本质联系起来，是人类正确认识 到了物质的结构和运动的一般规律。 分子运动论从物质的微观结构出发来 阐述热现象规律，也是研究化学反应 的重要基础。
分子运动论的主要内容有：
（三）火焰传播浓度极限
火焰传播浓度极限又称为着火浓度极 限。 由于火焰传播浓度极限范围内的可燃 气体混合物，在一定条件下会瞬间完 成着火而形成爆炸，因此火焰传播浓 度极限又称为爆炸极限。
影响火焰传播浓度极限的因素
（1）燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传 播浓度极限范围扩大； （2）提高燃气-空气混合物温度，火焰传 播浓度极限范围扩大； （3）提高燃气-空气混合物压力，火焰传 播浓度极限范围扩大； （4）燃气中加入惰性气体时，火焰传播 浓度极限范围缩小； （5）含尘量，含水蒸气以及容器形状和 壁面材料等因素，有时也会影响火焰传播 浓度极限。
反应物分子通过一次碰撞即直接转化 为生成物分子的反应称为基元反应。 绝大多数的化学反应都不是基元反应， 往往中间要经历若干个基元反应过程， 产生各种中间活性产物（或称活化中 心），才能最后转化为生成物。
根据分子运动论的观点，反应物分子 之间的“碰撞”是反应进行的必要条 件，但并不是所有“碰撞”都会引起 反应。是否能反应还取决于能量等因 素，与碰撞时具体变化过程密切相关。
燃气安全
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测定方法 ① 边使气体流入，边将温度上升到能产生 火焰为止的方法； ② 在容器内温度达到某一定值后，使气体 流入并测定其达到着火点所需时间的方法。 在方法 ② 中把着火后0.5ｓ所测定的着火 温度称为瞬时着火温度。
15
利用以上方法测定的可燃气体在 O2和空 气中的着火温度值。
5
热自燃的条件
燃气和空气预先混合 混合气体温度持续上升，无点火源 温度达到着火点，且持续一定时间
6
火焰传播速度表达式
假设：火焰区=燃烧区+预热区
热量
c p (Ti T0 ) (T f Ti ) / m
7
对于1维层流燃烧
Au S L A m
37
爆炸界限与理论空气比 烷烃系列化合物的Ｌ 与Ｃｓｔ之比近似为常数。 Ｌ ＝0.55Ｃｓｔ 爆炸上、下限之间存在如下关系：
Ｕ ＝6.5Ｌ1/2
在发生冷焰的条件下，上述关系均不适合，但可导 出下式： Ｕ′２５＝4.8Ｃｓｔ1/2
38
3.1.8点火能量
热自燃与点燃的区别： 热自燃：整个混合气的温度较高，反应和着 火是在容器的整个空间进行的。 点燃：混合气的温度较低，混合气的部分气 体受到高温点火源的加热而反应，而在混合 气的大部分空间中其化学反应为零，着火是 在局部地区首先发生，然后向空间传播。
则理论混合比为
Cst
1 m k 2 1 4.773 n 4
100%
29
3.1.5爆炸界限
火焰不再传播的体积分数界限，称之为爆炸 极限或燃烧极限。 体积分数较低的称为爆炸下限，体积分数较 高的称为爆炸上限。 上、下限之间称为爆炸界限，或称为燃烧界 限、可燃界限。 爆炸界限受到混合气体的温度、压力的影响， 不同的燃气种类具有不同的爆炸界限。
可燃气体燃烧ppt课件
正常火焰传播
5～10
0.0001～0.03
0.4～0.7 13～55 8～21 1.4～2.6
4～6 0.98～0.976
4～16 0.06～0.25
15
瑞利与休贡纽曲线分别相切于B、G两点。B点称为上恰普 曼-乔给特（Chapman-Jouguet）点，简称C-J点，具有终点 B的波称为C-J爆震波。AB段称为强爆震，BD段称为弱爆 震。
火焰前沿（前锋、波前） 一层一层的混合气依次着火，薄薄的化学反应区开始由点燃的 地方向未燃混合气传播，它使已燃区与未燃区之间形成了明显 的分界线，称这层薄薄的化学反应发光区为火焰前沿（锋面）
实验证明，火焰前沿的厚度是很薄的，只有十分之几毫米甚至 百分之几毫米，分析问题中可将其看作一 “几何面” （锋面）
p
休贡纽方程曲线 横坐标： 1/ρP 纵坐标： pP
1/ρ
11
此外，由瑞利方程
pP p 11
m2
2
u2
2 P
u
2 P
P
还可得：
u2
1
1
P
pP p
2
u2
1
2
pP
p
/
1 p
1
P
dx c
热平衡方程式为：
Gc p Ti T
FK Tm Ti
c
因为： 所以：
G F u F Sl
Sl
cp
Ti
T
燃烧和爆炸的基础知识 教学PPT课件
可燃物
燃烧条件
助燃物
凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为 助燃物，常见的助燃物是空气、氧气 和氯气、氯酸钾等氧化剂
生产中常见火源种类
明火 高热物及高温表面
电火花 静电、雷电
摩擦与撞击 易燃物自行发热 绝热压缩 化学反应热及光线和射线
安全生产责任制
安全生产
综合治理 纵向到底 横向到边
添预加防标为题主
安全第一
1. 温度 温度越高，爆炸范围越宽（下限下降，上限上升），爆炸危险性增加。 2. 压力 压力越大，爆炸范围越宽（对下限的影响较小，对上限的影响较大），危险性增加。压力降到某一数 值，上限与下限重合，这一压力称为临界压力。低于临界压力，混合气则无燃烧爆炸的危险。 3. 氧含量 混合气中增加氧含量，会使上限显著增高，爆炸范围增大。 4 . 惰性气体 惰性气体含量增加，爆炸范围变窄，但不同惰性气体的影响不同。
自然与自燃点
可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行着火燃烧 的现象. 自燃点:可燃物质发生自燃的最低温度。
爆炸
物质由一种状态迅速地转变为另一种状态，并瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象，称为爆炸。
爆炸现象一般具有如下特征： （1）爆炸过程进行得很快 （2）爆炸点附近瞬间压力急剧上升 （3）发出声响 （4）周围介质发生震动或邻近物质遭到破坏
灭火基本原理和措施
措施 冷却法 窒息法
隔离法 抑制法
原理 降低燃烧物的温度
措施举例
1、有直流水喷射着火物； 2、不间断地向着火物附近的未燃烧物喷水降温等
消防助燃物
1、封闭着火的空间 2、往着火的空间充灌惰性气体、水蒸气 3、用湿棉被、湿麻袋等后盖已着火物质 4、向着火物上喷射二氧化碳、干粉、泡沫、喷雾水等
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第二部分
爆炸
物理爆炸现象
它是由物理原因引起的爆炸，最常见的是蒸汽锅炉和高压气瓶的爆炸。 蒸汽锅炉爆炸是由于锅炉出现缺陷，锅炉内过热水迅速转变为蒸汽，产 生很高的压力，冲破容器的阻力而引起的。 高压气瓶充气压力过高，高压气瓶靠近热源或者在阳光下爆晒也会使气 瓶内部压力升高，当它们超过气瓶时强度就会发生因气瓶破裂而发生的爆 炸事故。
第二部分
爆炸
图示黄色管段为事故管段 180 段，1956年改线工程建 设项目。 该改线工程没有外委，由 PG&E自己的施工队执行。 提供给NTSB的施工文档包 括300页的日记凭单，物资 中转，铺设收据，以及其 他各种成本核算表。PG&E 没有提供任何设计或施工 规范，检测记录，竣工图 纸，或X光片报告。
灾
B类火灾：指甲、乙、丙类液体，如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、
丙酮等燃烧的火灾
C类火灾：指可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙炔、氢气等
燃烧的火灾
D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧
的火灾
带电火灾：指带电物体燃烧的火灾
16
第二部分
爆炸
17
第二部分
爆炸
132号管线直径为30〞(762mm) ，材质X42，壁厚0.375 〞(9.5mm)
第二部分
爆炸
3.事故经过及采取措施
2010年9月9日18:11，由太
平 洋 燃 气 电 力 公 司 (the
Pacific Gas and Electric
Company ， PG&E) 运营 管理
的加利福尼亚州天然气传输
第二部分
爆炸
物理爆炸现象
由地壳弹性压缩而引起的 地壳运动（地震）也是一
种强烈的物理爆炸现象。
最大的地震能量达1013～ 1015KJ，比一百万吨TNT 炸药的爆炸还要厉害。
第二部分
爆炸
核子爆炸现象
核爆炸的能源是核裂变（如U235的裂变）或核聚变 （如氘、氚、锂核的聚变）反应所释放出的核能。 核爆炸反应所释放出的能量比炸药爆炸放出的化学能 要大得多，集中很多。核爆炸时可形成数百万到数千 万度的高温，在爆炸中心区造成数百万丈气压的高压，
4 受到水或空气中水蒸气的 作 用 能 产 生 爆 炸 下 限 ＜ 电石、碳化铝 10%气体的固体物质
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第一部分
燃烧
《原油和天然气工程设计防火规范》 (GB50183-93) 中，有关常用储存物品的 火灾危险性分类及举例：
储存物 品类别 乙 火灾危险性特征 1 闪点≥28℃到＜60℃的液体 举例
气、氧气或其他氧化剂接触，或将它们隔离开来，即使有点火源 作用，也因为没有助燃物参混而不致发生燃烧、爆炸。
密闭设备系统
惰性气体保护 隔绝空气 隔离储存
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第一部分
燃烧
控制火源
在生产加工过程中，点火源常常是一种必要的热能源，故须科学 地对待点火源，即要保证安全地利用有益于生产的点火源，又要 设法消除能够引起火灾爆炸的点火源。
第三讲
燃气的燃烧与爆炸过程
1
第一部分
燃烧
定义 燃烧是可燃物质(（气体、液体或固体）与助燃物（氧或氧化剂）发
生的伴有放热和发光的一种激烈的化学反应。
三个特征
发光 发热 生成新物质
第一部分
燃烧
第一部分
燃烧
燃烧的分类
根据可燃物状态的不同
气体燃烧、液体燃烧、和固体燃烧
根据燃烧方式的不同
第一部分
燃烧
依据GB13690-92《常用危险化学品的分类及标志》，将危险化学品分
为8大类21项。
第1类：爆炸品 第2类：压缩气体和液化气体 第3类：易燃液体 第4类：易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品 第5类：氧化剂和有机过氧化物 第6类：毒害品和感染性物品 第7类：放射性物品 第8类：腐蚀品
第二部分
爆炸
74辆汽车被烧毁或损坏。被烧毁 的区域里还包括一个公园林地和 一个游乐场。
事故现场一
事故现场二
第二部分
爆炸
伤员类型 致命 严重 轻微 总计
数 量 8 10 48 66
美国联邦法规830.2条定义：致命伤为任何事故造成的30天内死亡的 伤害，严重伤害为： （1）需要住院治疗超过48小时，从受伤开始的7天内算起；（2）导 致骨折的（除简单的手指，脚趾，鼻骨折外）；（3）造成大量出血或 神经、肌腱损伤的；（4）涉及内部器官损伤的；（5）涉及二度或三 度烧伤，或任何超过体表面积5%的烧伤。
煤油、丁醇、溶剂油、戊醇、丙苯、 苯乙烯、氯苯、乙二胺 氨 2 爆炸下限≥10%的气体 3 不属于甲类的化学易燃危险固 硫磺、镁粉、铝粉 体 4 助燃气体 氧
丙
1 闪点≥60℃的液体
乙二醇、二甘醇、三甘醇、一乙醇胺、 二乙醇胺、二异丙醇胺、环丁砜、二 甲基亚砜、机油、轻柴油、沥青、润 滑油
硫胺
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2可燃固体
扩散燃烧、预混燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧
根据燃烧发生瞬间的特点
闪燃、着火和自燃
第一部分
燃烧
可燃气体最易燃烧，燃
烧所需热量只用于本身氧 化分解，所以将可燃气体 加热到其燃点即可燃烧。
第一部分
燃烧
完全燃烧
可燃气体燃烧，可燃气体分子中所含的碳全部氧化成二氧化
碳，氢全部氧化生成水，这样的过程称为完全燃烧。
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第一部分
燃烧
控制可燃物
控制可燃物，就是使可燃物达不到燃爆所需要的数量、浓度，或
者使可燃物难燃化或用不燃材料取而代之，从而消除发生燃爆的 物质基础。 控制气态可燃物 控制液态可燃物
控制固态可燃物
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第一部分
燃烧
控制助燃物
控制助燃物，就是使可燃性气体、液体、固体、粉体物料不与空
2KNO3 + S + 3C =K2S+N2↑+3CO2↑ 黑火药爆炸方程式 CH4+2O2 =点燃= CO2+2H2O 天然气爆炸化学方程式 4C3H5N3O9 =引爆剂=12 CO2↑+ 10 H2O↑+ 6 N2↑+ O2↑ 炸药三硝酸甘油酯爆炸方程式
裂缝贯穿焊接金属 焊趾 焊接热影响 区域边界 未焊接区域
对接不重合角度15 °
焊接金属
标准 DSAW （双 面电弧焊）纵向 焊缝横截面。
焊趾
焊接热影响 焊接金属 区域边界
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第二部分
爆炸
管外壁
断裂 焊缝 未焊接 区域
焊趾 管内壁
第2阶段—疲劳断裂
第2阶段—准解理断裂
第1阶段--韧性断裂
检测结果表明，裂纹首先随着焊缝根部的韧性断裂扩展（图示黄色区 域），随后以疲劳断裂模式增长（图示绿色区域），最终发生准解理 断裂导致管体破裂。
16:38~ 17:22 • 由于调节阀门处于完全打开状态，出站压力线路压力持续升高。
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第二部分
爆炸
• 发现供电系统问题，并将调节阀压力设定值从2.66MPa调节 17:28 至 2.55MPa 以降低出站压力。（ 132 线的 MAOP 为 2.76MPa ， MOP为2.59MPa）
• MAOP最大允许操作压力 • MOP最大操作压力
第二部分
爆炸
事故管道基本信息 直径 材质 壁厚 MAOP MOP 30 英寸 (762 mm) X42 0.375英寸 (9.525mm ) 400psig (2.758Mp) 375psig (2.586Mp)
爆炸产生一个长约72英尺（22米），宽约26英尺（8米）的坑陷。
第二部分
爆炸
爆炸发生在伯爵大 街和格伦维尤快车道
同时还释放出大量的热辐射和强烈的光，此外还要产
生各种对人类生存有害的放射性粒子，造成地区长时 间的放射性污染。 核爆炸的能量约相当于数万吨到数千万吨TNT。
核弹爆炸图
第二部分
爆炸
化学爆炸现象
由物质以极快的反应速度发生放热的化学反应，产生的高温高压的气体而引起 的爆炸称为化学爆炸。化学爆炸前后，物质的组分和性质均发生了根本的变化。
有关，燃烧放出的热量也会有一部分散失于周围环境，燃烧产物
实际达到的温度称为实际燃烧温度，也称火焰温度。
实际燃烧温度不是固定的值，它受可燃物浓度和一系列
外界因素的影响。
第一部分
燃烧
燃烧速度
气体燃烧速度：火焰在可燃介质中的传播速度也称燃烧速度。
影响因素
气体的组成和结构
可燃气体含量
初温 燃烧形式
阻止火势蔓延
阻火装臵：安全液封、阻火器、回火防止器、防火阀、火星熄灭 器。 阻火设施 ：防火门、防火墙、防火带、防火卷帘、水封井、防 火堤、防火分隔堤、事故存油罐、防火集流坑。
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第一部分
燃烧
《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90，1997年版) 中将火灾分为五类：
A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、痳、纸张等燃烧的火
132 号管线 在圣布 鲁诺 市的 一处居民区发生断裂并引发
爆炸。
第二部分
3.事故经过及采取措施
14:46
爆炸
• 132线首站开启更换 UPS电源电气工程工作。为调节阀控制器、 压力信号传感器、阀门位置指示器更换供电电源。工作开始 后将自动调节阀设定为手动档。
• 工作完成后将调节阀控制器设定回自动控制档，但由于供电 16:38 系统设置不当，回路中增加了一个多余的24V直流电压，该电 压使得压力信号传感器产生了一个错误的低压信号，导致自 动调节阀处于完全打开状态。
17:42 • 由于典型的阀门响应时间滞后，出站压力持续升高达到顶点 2.73MPa。