第六节 实验室火灾及爆炸事故

最大爆炸压力愈高，最大爆炸压力时间愈短，最大爆炸压力 上升速度愈快，说明爆炸威力愈大，该混合物或化学品愈危险。
火灾与爆炸的破坏作用： 火灾与爆炸都会带来仪器设施的重大破坏和人员伤亡，但两者的发 展过程显著不同。 火 灾
火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大， 随着时间的延续，损失数量迅速增长，损
失大约与时间的平方成比例，如火灾时间
造成火灾 ：
爆炸发生后，爆炸气体产物的扩散只发生在极其短促的瞬间，对一般 可燃物来说，不足以造成起火燃烧，而且冲击波造成的爆炸风还有灭火作用。 但是爆炸时产生的高温高压，建筑物内大量的热或残余火苗，会把从破坏的 设备内部不断流出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃，也可能把其它 易燃物点燃引起火灾。 当盛装易燃物的容器、管道发生爆炸时，爆炸抛出的易燃物有可能引起 大面积火灾，这种情况在油罐、液化气瓶爆破后最易发生。正在运行的燃烧 设备或高温的化工设备被破坏，其灼热的碎片可能飞出，点燃附近储存的燃 料或其它可燃物，也能引起火灾。
直接的破坏作用：
仪器设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片，飞出后会在相当大的 范围内造成危害。一般碎片在100 500米内飞散。
冲击波的破坏作用 ：
爆炸产生的冲击波传播速度极快，在传播过程中，可以对周围环境中 的仪器设备和建筑物产生破坏作用和使人员伤亡。冲击波还可以在它的作 用区域内产生震荡作用，使物体因震荡而松散，甚至破坏。
爆炸分类图
爆炸所需热量是 由爆炸物本身分 解产生的，不发 生燃烧反应，如 三氯化氮等具有 不稳定结构的物 质。
爆炸时伴有燃 烧反应，燃烧 所需的氧是由 其本身分解时 供给，所有炸 药均属此类。
爆炸与燃烧的关系:
爆炸极限(explosion range)： 可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气混合并达到一定浓度时， 遇火源就会燃烧或爆炸。这个遇火源能够发生燃烧或爆炸的浓度范围，称 为爆炸极限。通常用可燃气体在空气中的体积百分比（％）表示。
干粉灭火器的使用方法
右手握住压把，左手托着底部，轻轻地取下灭火器。 左手提着灭火器到火灾现场。 除掉铅封，拉出插销。 左手握着喷管，右手提着压把。 对着火焰跟部喷射，并不断推前，直至把火焰扑灭。
气体
着
燃
火
烧
物 质 的 燃 烧 过 程
燃烧类型：
燃烧类型
闪燃
在一定温度 下,可燃 液体表面所 产生的蒸气 与空气形成 混合物,遇火 源产生瞬燃
着火
在空气充足 的条件下,当 可燃物质达 到某一温度 时,与火源接 触发生燃烧
自燃
可燃物质不 需要接触火 源,便能自 行着火的现 象称为自燃
物质的爆炸：
爆炸的定义： 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。爆炸时由于压力急剧上 升而对周围物体产生破坏作用，爆炸的特点是具有破坏力、产生爆炸 声和冲击波。
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扑救火灾的一般原则
（1）报警早，损失少 报警应沉着冷静，及时准确:简明扼要的报出起火部门和部位、燃 烧的物质、火势大小；如果拔叫119火警电话，还必须讲清楚起火单 位名称、详细地址，报警电话号码，同进派人到消防车可能来到的路 口接应，并主动及时的介绍燃烧的性质和火场内部情况，以便迅速组 织扑救。 （2）边报警，边扑救 在报警同时，要及时扑救初起火，在初起阶段由于燃烧面积小，燃 烧强度弱，放出的辐射热量少是扑救的有利时机，只要不错过时机， 可以用很少的灭火器材，如一桶黄砂，或少量水就可以扑灭，所以， 就地取材，不失时机地扑灭初起火灾是极其重要的。
泡沫灭火器 卤族元素灭火器
干粉灭火器
主要成分 碳酸氢钠干粉（BC型） 磷酸铵盐干粉（ABC型）
灭火原理 干粉灭火器是利用二氧化碳或氮气作动力，将干粉 喷出，覆盖在燃烧的物体上，形成阻碍燃烧的隔离层。 粉末受热会分解出不燃气体，可以降低燃烧区域中 的氧含量。 干粉有中断燃烧连锁反应的作用，可高效快速灭火！
最小点火能：最小点火能是指能引起爆炸性混合物燃烧爆炸时 所需的最小能量。 最小点火能数值越小，说明该物质越易被引燃。
爆炸压力： 可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气的混合物、爆炸物品在密 闭容器中着火爆炸时所产生的压力称爆炸压力。爆炸压力的最大值称最大 爆炸压力。 爆炸压力通常是测量出来的，但也可以根据燃烧反应方程式或气体的 内能进行计算。物质不同，爆炸压力也不同，即使是同一种物质因周围环 境、原始压力、温度等不同，其爆炸压力也不同。
干粉灭火器
干粉灭火器适用范围：
（1）干粉无毒性，无腐蚀作用， 不导电，可用于扑救电器设备带的 初起火灾； （2）对易燃、可燃液体和可燃气 体的灾火效果好，一般7～8秒即可 将火扑灭。
干粉灭火器适用范围
注意
不能扑救金属燃烧火
灾。金属钾、钠、镁、 铝和金属氢化物性质非
常活泼，能夺取二氧化
碳中的氧引起燃烧。
[2]雾状水：经离心雾化喷头喷射出的雾状水粒
• 试验表明细水雾的电气绝缘性很好，可以有效扑灭电气火灾。 • 冷却作用强，产生蒸汽多，降低氧气浓度作用强，可以有效扑灭 固体物质火灾、液体火灾及可燃气体火灾。
清水灭火注意事项
不能用直流水和开花水扑救的火灾
碱遇 金水 属燃 如烧 钾物 、质 钠的 等火 灾 电 气 火 灾 液轻 体于 火水 灾且 不 溶 于 水 的 可 燃 储 存 大 量 三 酸 场 所 的 火 灾
爆炸的分类： 常见的爆炸可分为物理性爆炸和化学性爆炸两类，如下 所示。
常见的爆炸
物理性爆炸
由物理因素如状态、温度、 压力等变化而引起的爆炸 爆炸前后物质的性质 和化学成分均不改变 压力容器、气瓶、锅炉 等超压发生的爆炸
化学性爆炸
物质发生激烈的化学反应，使 压力急剧上升而一起的爆炸 爆炸前后物质的性质 和化学成分均发生了根本变化 简单分解爆炸 复杂分解爆炸 爆炸性混合物 的爆炸 可燃气体、蒸 气、薄雾、粉 尘或纤维状物 质等与空气混 合成一定比例 ，遇火源引起 的爆炸。
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扑救火灾的一般原则
（3）先控制，后灭火 在扑救火灾时，应首先切断可燃物来源，然后争取灭火一次成功。 （4）先救人，后救物 在发生火灾时，如果人员受到火灾的威胁，人和物相比，人是主要 的，应贯彻执行救人第一，救人与灭火同步进行的原则，先救人后疏 散物资。 （5）防中毒，防窒息 在扑救有毒物品时要正确选用灭火器材，尽可能站在上风向，必要 时要佩戴面具，以防中毒或窒息。 （6）听指挥，莫惊慌 平时加强防火灭火知识学习，并积极参与消防训练，才能做到一但 发生火灾不会惊慌失措。
灭火的基本方法
冷却法：降低燃烧物的温度，使温度低于燃点， 使燃烧过程停止。如：用水和二氧化碳 直接喷射燃烧物。 窒息法：减少燃烧区域的氧气量。如用不燃的石 棉被、麻袋等覆盖在燃烧物上；如：向 燃烧物上喷射氮气或二氧化碳等气体以 冲淡空气，使火焰熄灭。 隔离法：使燃烧物和未燃烧物隔离，限制燃烧范 围。 抑制法：使灭火剂参与到燃烧反应过程中去，中 断燃烧的连锁反应。如：向燃烧物上喷 射1211等灭火剂。
实验室火灾与逃生
一、火灾与爆炸基本知识 二、火灾预防及灭火 三、火场逃生自救
火灾的发展过程
根据室内火灾温度随时间的变化 特点，可以将火灾发展过程分为 三个阶段，即火灾初起阶段(图中 OA段)、火灾燃烧阶段AC段)、 火灾熄灭阶段(C点以后)
• 初起阶段：火灾发生的3-5min内，室内上层温度达到500℃左右 • 燃烧阶段：火灾发生的5-40min内，室内上层温度达到2300℃左右 • 灭火的最佳时机就是火灾初起阶段，即发生的5min内,错过最佳时机灭 火的难度增加。
后面的阿拉伯数字代表灭火剂重量或容积，一般单位升 /千克。
MFZ/ABC3型手提式干粉灭火器
M：灭火器 F ：干粉灭火剂 Z：贮压式即鸭嘴式 ABC:适用火灾类型 3：灭火剂重量或
Hale Waihona Puke Baidu
容积为3升/千克
MY-2型手提式1211灭火器
M：灭火器
Y ：卤代烷灭火剂 2 ：灭火剂重量或
容积为2升/千克
灭火器的使用原理及方法
物质的燃烧：
燃烧的定义：物质发生强烈的氧化还原反应，同时发出热和光的现象
称为燃烧。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。最常见最普遍
的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中的燃烧。 燃烧的条件：燃烧必须同时具备三个条件：可燃物、助燃物、着火源。
每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能发生。
凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。常见的 助燃物是空气和氧气以及氯气和氯酸钾等氧化剂。
延长一倍，损失可能增加四倍。
爆 炸
爆炸则是猝不及防。可能仅在一秒种内爆炸过程 已经结束，设备损坏、房屋倒塌、人员伤亡等巨大 损失也将在瞬间发生。爆炸通常伴随发热、发光、
压力上升、真空和电离等现象，具有很大的破坏作
用。它与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件、以 及爆炸位置等因素有关。主要破坏形式有以下几 种：
凡能引起可燃物 助燃物 质燃烧的的能源，
凡能与空气中的 氧或氧化剂起剧 烈反应的物质， 克燃物包括：可 燃固体、可燃液 可燃物
统称着火源，包
括：明火、电火 花、摩擦与撞击 高温体、雷击等。 点火源
体、可燃气体。
物质燃烧三要素
燃烧过程： 可燃物质状态不同，燃烧过程也不同。
固体 熔化蒸发
液体 蒸发 氧 化 分 解
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火灾的分类
根据《火灾分类》（GB/T4968-2008）等国家标准，有如下6类火灾：
一类（A类）：固体可燃物。 如木材、棉毛、麻、纸张等燃烧的火灾。 二类（B类）：易燃液体。 如汽油、煤油、有机溶剂等的火灾。 三类（C类）：可燃气体。 如煤气、天然气、甲烷等燃烧的火灾。 四类（D类）：可燃金属。 如钾、钠、镁等燃物的火灾。 五类（E类）：带电物体燃烧的火灾。 六类（F类）：烹饪物（如动植物油脂）引起火灾。
高 温 状 态 下 的 化 工 设 备
遇 冷 水 后 骤 冷 引 起 形 变 或 爆 裂
强大的水流使酸飞激，流出后遇可燃物质，有引起爆炸的危险。
( )
带消防水喉的消火栓箱
麻质衬胶水带，消火栓， 水枪，报警按钮，消防 泵起泵按钮，自救式消 防软管卷盘
灭火器的使用原理及方法
清水灭火 干粉灭火器
二氧化碳灭火器
灭火器的分类
* 按移动方式分类：手提式和推车式。 * 按驱动灭火剂的动力来源可分为：储气瓶式、储 压式、化学反应式。 * 按充装的灭火剂分类： 泡沫灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器、 卤代烷灭火器、清水灭火器等 。 根据燃烧物质的不同，选择相应的灭火器材。
灭火器上的字母含义
国家标准规定，灭火器型号应以汉语拼音大写字母和阿 拉伯数字标于筒体， 如“MY2”等。 其中第一个字母M代表灭火器 第二个字母代表灭火剂类型 F 是干粉灭火剂 FL 是磷铵干粉灭火剂 T 是二氧化碳灭火剂 Y 是卤代烷灭火剂 P 是泡沫灭火剂 SQ 是清水灭火剂
化学实验室火灾预防 与逃生自救
周锋
fzhou@chem.ecnu.edu.cn 021-62234451
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火灾与逃生
一、如果你在炒菜的时候，锅中起火怎么办？
二、如果你的衣物由于飞溅的油花而被火点燃，怎么办？
三、身体着火怎么办？
实验室火灾与逃生
一、火灾与爆炸基本知识 二、火灾预防及灭火 三、火场逃生自救
清水灭火 干粉灭火器
二氧化碳灭火器
泡沫灭火器 卤族元素灭火器
清水灭火
灭火原理 • 水的热容量大，汽化变为水蒸汽时吸热，有显著 的冷却作用。 •水蒸汽能冲淡空气，降低氧气的浓度。 •高压水可冲散燃烧物，使燃烧强度降低，使火熄灭 • 用水浸湿了的可燃物，必须有足够的时间和热 量先把水粉蒸发掉，才能燃烧。
说明：可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气的混合物，并不是
在任何混合比例下都发生燃烧或爆炸的，而是有一个浓度范围，即有一个 最低浓度——爆炸下限，和一个最高浓度——爆炸上限。只有在这两个浓 度之间，才有爆炸危险。爆炸极限是在常温、常压等标准条件下测定出来
的，这一范围随着温度、压力的变化而有变化。
爆炸极限范围越宽，下限越低，爆炸危险性也就越大！
水流形态及在灭火中的应用
水的形态主要有：直流水、开花水和雾状水
[1]直流水和开花水：由直流水枪或开花水枪喷出的水流。
• 直流水和开花水主要用于扑灭固体火灾(A类火灾)。 • 直流水射程远，冲击力强，是水灭火的最常用方式。 • 直流水不能用来扑救有可燃粉尘聚集的厂房和车间的火灾。因为 高速水流会把沉积粉尘扬起，引起粉尘爆炸。最好用开花水灭火。