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1、第四章火灾与化学性爆炸事故的预防和控制一、燃烧的定义燃烧是一种伴有发光、发热的化学反应过程。其特征是发热、发光、生成新的物质。第一节燃烧及其分类二、链式反应理论链式反应理论认为物质的燃烧要经历以下过程:可燃物质或助燃物质吸收能量而离解为游离基,与其他分子相互作用形成一系列连锁反应,并将燃烧热释放出来。连锁反应机理大致分为三段:链引发、链传递、链终止在链式反应中,存在着链的增长速度和链的中断速度。当链的增长速度等于或大于链的中断速度时,燃烧才能持续;当链的增长速度小于链的中断速度时,燃烧则不会发生或正在进行的燃烧会停止。理论应用:阻火器、充砂型电气设备等三、燃烧的类型1闪燃与闪点以可燃液体为例,
2、可燃液体能挥发变成蒸气,散发到空气中。温度升高,挥发加快。当温度不高时,液面上少量的可燃蒸气与空气混合后,遇着火源而发生的一闪即灭(延续时间少于5s)的燃烧现象,称为闪燃。可燃液体发生闪燃的最低温度称为闪点。溶液中醇的含量/%闪点/溶液中醇的含量/%闪点/甲醇乙醇甲醇乙醇1007111060507518225无605522233无无403025醇水溶液的闪点发生闪燃的原因研究闪燃的意义 闪点是发生持续燃烧的的先兆,当可燃液体温度高于闪点小时,随小时都有被点燃的的危险。闪点是评定液体火灾危险性大小的的主要依据。液体的的闪点越低,火灾危险性越大。在防火工作中,应根据可燃液体闪点的的高低,采取相应的
3、的安全防范措施。某些可燃固体也可以发生闪燃2点燃与燃点点燃与燃点所谓点燃就是可燃物质与火源接触而燃烧,所谓点燃就是可燃物质与火源接触而燃烧,并且在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。可并且在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。可燃物质发生燃烧的最低温度成为燃点。燃物质发生燃烧的最低温度成为燃点。点燃与闪燃的区别点燃与闪燃的区别共同点共同点:闪燃和点燃都是一种燃烧现象;两者的:闪燃和点燃都是一种燃烧现象;两者的发生都需要可燃物并具备一定的温度;都需要有发生都需要可燃物并具备一定的温度;都需要有外界点火源的作用;都会出现火焰。外界点火源的作用;都会出现火焰。不同点不同点:闪燃是瞬间的燃烧现象,而点燃是
4、持续:闪燃是瞬间的燃烧现象,而点燃是持续的燃烧现象。的燃烧现象。3自燃与自燃点自燃与自燃点可燃物质不需明火作用就能自行燃烧的现象可燃物质不需明火作用就能自行燃烧的现象称为自燃。物质能够发生自燃的最低温度就是该称为自燃。物质能够发生自燃的最低温度就是该物质的自燃点。物质的自燃点。物质自燃的过程物质自燃的过程自燃的分类自燃的分类受热自燃受热自燃可燃物质由于外界加热使温度可燃物质由于外界加热使温度升高至自燃点的现象。升高至自燃点的现象。自热自燃自热自燃可燃物质由于本身的化学反应、可燃物质由于本身的化学反应、物理或生物作用等产生的热量,使温度升高到自物理或生物作用等产生的热量,使温度升高到自燃点而发生
5、的自行燃烧的现象。燃点而发生的自行燃烧的现象。可燃物质难燃物质不可燃物质按物质状态分类按组成不同分类可燃气体可燃液体可燃固体无机可燃物有机可燃物1可燃物质可燃物质可燃物质是指在火源作用下能被点燃,并且在火源可燃物质是指在火源作用下能被点燃,并且在火源移走后能继续燃烧,直到燃尽的物质。移走后能继续燃烧,直到燃尽的物质。四、燃烧的条件2助燃物质助燃物质凡是具有较强的氧化性能,能与可燃凡是具有较强的氧化性能,能与可燃物发生氧化反应并引起燃烧的物质称为助物发生氧化反应并引起燃烧的物质称为助燃物质。燃物质。3火源火源具有一定能量,能够引起可燃物质着火的能具有一定能量,能够引起可燃物质着火的能源成为火源。
6、源成为火源。五、可燃物质的燃烧过程五、可燃物质的燃烧过程1气体的燃烧气体的燃烧扩散燃烧、动力燃烧扩散燃烧、动力燃烧2液体的燃烧液体的燃烧先蒸发为气态,然后氧化分解,开始燃烧先蒸发为气态,然后氧化分解,开始燃烧3固体的燃烧固体的燃烧熔化为液体,然后蒸发、燃烧;熔化为液体,然后蒸发、燃烧;首先分解为气态首先分解为气态和液态产物,然后气态产物和液态产物的蒸气着火燃烧,和液态产物,然后气态产物和液态产物的蒸气着火燃烧,并留下固体残渣;并留下固体残渣;不能挥发出气态的物质,在燃烧时呈不能挥发出气态的物质,在燃烧时呈炽热状态,而不呈现出火焰。炽热状态,而不呈现出火焰。一、火灾的定义 从广义来讲,凡是超出有
7、效范围的燃烧成为从广义来讲,凡是超出有效范围的燃烧成为火灾。火灾。GBGB消防基本术语消防基本术语 第一部分第一部分和和火灾统火灾统计管理规定计管理规定中都规定:火灾就是中都规定:火灾就是“在时间或空在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害间上失去控制的燃烧所造成的灾害”。第二节火灾概论火灾(狭义的概念)火灾(狭义的概念)与火警通常是指违背人们的与火警通常是指违背人们的意志而发生的非正常性的着火事故。火灾与火警的区意志而发生的非正常性的着火事故。火灾与火警的区别在于经济损失的大小和有无人员的伤亡。按现行规别在于经济损失的大小和有无人员的伤亡。按现行规定,凡是烧毁个人财物损失折款在五十元以上,烧
8、毁定,凡是烧毁个人财物损失折款在五十元以上,烧毁国家、集体财物损失折款一百元以上,以及因着火造国家、集体财物损失折款一百元以上,以及因着火造成重伤一人的,都叫火灾;凡是损失不足上述标准的成重伤一人的,都叫火灾;凡是损失不足上述标准的为火警。为火警。二、火灾的种类(一)、在(一)、在火灾统计管理规定火灾统计管理规定按照一次火灾造成按照一次火灾造成的人员伤亡、受灾户数和直接财产损失,或在划分为的人员伤亡、受灾户数和直接财产损失,或在划分为三类三类特大火灾特大火灾死亡死亡1010人以上(含本数,下同);重伤人以上(含本数,下同);重伤2020人以上;死亡、重伤人以上;死亡、重伤2020人以上;受灾人
9、以上;受灾5050户以上;直接财户以上;直接财产损失产损失100100万元以上万元以上重大火灾重大火灾死亡三人以上;重伤十人以上;死亡、重死亡三人以上;重伤十人以上;死亡、重伤十人以上;受灾三十户以上;直接财产损失三十万元伤十人以上;受灾三十户以上;直接财产损失三十万元以上。以上。一般火灾一般火灾不具有前列两项情形的火灾,为一般火灾不具有前列两项情形的火灾,为一般火灾(二)、按照燃烧物质的特性和燃烧特点A类火灾固体物质火灾,一般在燃烧时能产生灼热余烬B类火灾易燃、可燃液体火灾和可熔化的固体火灾。C类火灾可燃气体火灾D类火灾可燃的金属火灾电气火灾带电物体燃烧的火灾三、火灾的发展过程(一)火灾的发
10、展过程(一)火灾的发展过程初起期初起期烟,阴燃烟,阴燃发展期发展期窜出火苗,火势由局部到大面积窜出火苗,火势由局部到大面积最盛期最盛期空气剧烈对流,风助火势,火势强盛,空气剧烈对流,风助火势,火势强盛,火焰包围可燃物,烈火熊熊火焰包围可燃物,烈火熊熊衰弱期衰弱期可燃物逐渐减少可燃物逐渐减少熄灭期熄灭期可燃物不足,惰性介质,灭火作用等可燃物不足,惰性介质,灭火作用等建筑火灾的发展过程(二)火灾的(二)火灾的双重性双重性确定性:确定性:初期初期发展发展最盛最盛熄灭等规律性熄灭等规律性随机性:不确定的因素(如可燃随机性:不确定的因素(如可燃物数量,通风条件等),可能物数量,通风条件等),可能达不到最
11、盛期。达不到最盛期。自然属性:雷击,可燃物自燃自然属性:雷击,可燃物自燃人为属性:烟头,炉子,喷灯人为属性:烟头,炉子,喷灯多数为人为因素引起多数为人为因素引起(三)火灾的现象(三)火灾的现象火旋风火旋风火在蔓延过程中出现的火在蔓延过程中出现的旋转火焰。与风向,地理形态,建筑旋转火焰。与风向,地理形态,建筑物的影响有关。有垂直火旋风,水平物的影响有关。有垂直火旋风,水平火旋风,他们都会促进火势蔓延速度火旋风,他们都会促进火势蔓延速度加快和强度加大。加快和强度加大。轰燃轰燃 定义:室内的局部火(由于热辐射,定义:室内的局部火(由于热辐射,热对流等)向大面积火转变。热对流等)向大面积火转变。由燃料
12、控制向通风控制由燃料控制向通风控制不仅是不仅是可燃物的数量和性质,而是风助火势(空可燃物的数量和性质,而是风助火势(空气剧烈对流等),容易进入最盛期。气剧烈对流等),容易进入最盛期。未燃气体和挥发的蒸气局部聚集未燃气体和挥发的蒸气局部聚集(如顶棚的下方)突然着火而造成的火焰(如顶棚的下方)突然着火而造成的火焰迅速扩散。迅速扩散。轰燃造成的原因:轰燃造成的原因:1.1.热辐射热辐射2.2.热对流热对流烟气吸收的热量大于损失的热量就可能发生轰然烟气吸收的热量大于损失的热量就可能发生轰然轰燃的判断:轰燃的判断:上层的烟气平均温度达到上层的烟气平均温度达到600;600;地面处接受的热流密度达到地面处
13、接受的热流密度达到20kw/20kw/回燃:死灰复燃的现象叫做回燃。回燃:死灰复燃的现象叫做回燃。原因:室内火势熄灭后,由于温度仍原因:室内火势熄灭后,由于温度仍很高,可燃物的热分解析出可燃气体,逐渐很高,可燃物的热分解析出可燃气体,逐渐积累,一旦通风条件改善,这些混合气体会积累,一旦通风条件改善,这些混合气体会被灰烬点燃。不仅会在室内形成强大快速的被灰烬点燃。不仅会在室内形成强大快速的火焰传播,而且会在通风口外形成巨大的火火焰传播,而且会在通风口外形成巨大的火球(轰燃)。球(轰燃)。回燃的特点:具有隐蔽性和突发性回燃的特点:具有隐蔽性和突发性四、烟气的危害性四、烟气的危害性组成组成:烟气是一
14、种混合物烟气是一种混合物,包括燃烧产物如包括燃烧产物如COCO2 2,水蒸气,以及未燃的燃气,水蒸气,以及未燃的燃气,CO,CO,多种多种有毒有腐蚀性的气体,固体微小颗粒和有毒有腐蚀性的气体,固体微小颗粒和液滴,卷入的空气等。液滴,卷入的空气等。烟气的产生:除了少数的纯燃料(如烟气的产生:除了少数的纯燃料(如H H2 2等)燃烧时不产生烟气外,多数可燃物等)燃烧时不产生烟气外,多数可燃物都会产生烟气。都会产生烟气。烟气的毒性:烟气的毒性:窒息窒息 如如COCO2 2等气体,等气体,中毒中毒 主要是主要是COCO,多数的中毒死亡都是由多数的中毒死亡都是由它引起的。它引起的。烟气的高温能使人灼伤,
15、造成呼吸困难。烟气的高温能使人灼伤,造成呼吸困难。能妨碍人员逃生和妨碍灭火。能妨碍人员逃生和妨碍灭火。烟气的流动(驱动)力主要是:烟气的流动(驱动)力主要是:建筑物内外温差引起的烟囱效应建筑物内外温差引起的烟囱效应 燃烧气体的热膨胀力,浮力;燃烧气体的热膨胀力,浮力;通风系统风机;通风系统风机;电梯的活塞效应等。电梯的活塞效应等。(火和烟沿楼梯等向上层扩散)(火和烟沿楼梯等向上层扩散)六、火灾的条件1可燃物质2助燃物质3火源七、防火工作的理论根据1防火技术的基本理论预防火灾发生的实质就是阻止发生火灾的三个条件同时出现。灭火的实质就是至少消除灭火中的任一条件。分析火灾事故原因的实质就是分析引起火
16、灾的三个条件。2防火条例分析以电石库防火条例中有关技术措施的规定为例。1禁止用地下室或半地下室作为电石仓库2存放电石桶的库房必须设置在不受潮、不漏雨、不易进水的地方。3电石库应距离锻工、铸造和热处理等散发火花的车间和其他明火30m以上,与架空电力线的间距应不小于电杆高度的1.5倍。4库房应有良好的自然通风系统。5电石库可与易燃易爆物品仓库、氧气瓶库设置在同一座建筑物内,但应以无门、窗、洞的防火墙隔开。6仓库的电气设备应采用密闭式和防爆式;照明灯具和开关应采用防爆型,否则应将灯具和开关装设在室外。7严禁将热水、自来水和取暖的管道通过库房,应保持库房内干燥。8库房内积存的电石粉末要随时清扫处理,分
17、批倒入电石渣坑,并用水加以处理。9电石桶进库前应先检查包装有无破损或受潮等,如发现有鼓包等可疑现象,应立即在室外打开桶盖,将乙炔放掉,修理后才能入库;禁止在雨天搬运电石桶。10库内应设木架,将电石桶放置在木架上,不得随便放在地面上。11开启电石桶时不能用火焰或可能引起火星的工具,最好用铍铜合金。12电石库禁止明火取暖,库内严禁吸烟。从以上电石库的防火条例可以看出1、2、4、7、8、9、10防止可燃物质的存在6、11、12防止火源的存在3、5避免燃烧条件的相互作用因为人们要在电石库内工作,助燃空气是不可防止和避免的。位于吉林省吉林市遵义东路的中国石油吉林石化分公司双苯厂内,苯酐装置车间发生连续爆
18、炸,附近一二百米居民楼的玻璃都被震碎。事故造成5人死亡、1人失踪、60多人不同程度受伤。厂区附近逾万居民须紧急疏散。(2005.11.13)位于山西省襄汾县京安村的襄浏花炮厂突然发生爆炸。有25人死亡,9人受伤。(2005、1、11)时间短压力瞬时增大声、光物体振动或机械破坏效应爆炸的现象第三节爆炸事故概论爆炸物质在瞬间以机械功的形式释放大量能量的现象,通常借助于气体的膨胀来实现。一、爆炸的定义爆炸的发展阶段第一阶段发生爆炸时,在极短的时间内产生大量的气体和能量,这些气体和能量在有限的体积内积聚形成高温高压。第二阶段高压气体急剧向周围扩散,对周围物体(容器或建筑物等)形成急剧突跃压力的冲击,或
19、造成机械性破坏效应,以及周围介质受震动而产生的声响效应。2震动3碎片冲击4二次事故二、爆炸的破坏作用途径1冲击波冲击波效果图(一)按爆炸能量的来源分类1、物理性爆炸由物理性变化而引起的,物质因状态或压力发生突变而形成爆炸的现象,称为物理性爆炸。2、化学性爆炸由于物质发生及快速的化学反应,产生高温、高压而引起的爆炸,称为化学性爆炸。3、核爆炸三、爆炸分类2.1一个化学反应成为化学性爆炸,应具备的三个特征:(1)生成气态物质(2)反应是放热的(3)反应速度快化学性爆炸2.2化学性爆炸物质分类1)气体的分解爆炸2)简单分解的爆炸物3)复杂分解的爆炸物4)可燃性混合物化学性爆炸1爆炸极限的定义四、爆炸
20、极限可燃物质(可燃气体、可燃蒸汽和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限(或者爆炸浓度极限)。爆炸性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为爆炸下限和爆炸上限。2爆炸极限的影响因素1温度2初始压力3含氧量4惰性气体5管道直径6其它因素3爆炸极限的计算爆炸极限的计算(1)根据完全燃烧所需的氧原子数计算有机)根据完全燃烧所需的氧原子数计算有机物的爆炸下限和上限的体积分数物的爆炸下限和上限的体积分数Lx可燃混合物爆炸下限,可燃混合物爆炸下限,%Ls可燃混合物爆炸上限,可燃混合物爆炸上限,%N每摩尔可燃气体完全燃烧所需的氧原每摩
21、尔可燃气体完全燃烧所需的氧原子数子数例:求乙烷在空气中爆炸浓度下限和上限。例:求乙烷在空气中爆炸浓度下限和上限。解:写出乙烷的燃烧反应式:解:写出乙烷的燃烧反应式:2C2H6+7O24CO2+6H2O得出得出N=7将将N分别带入公式求分别带入公式求得得乙烷爆炸下限的体积分数为乙烷爆炸下限的体积分数为3.38%,爆炸上限的体积分,爆炸上限的体积分数为数为10.7%,爆炸极限的体积分数为,爆炸极限的体积分数为3.38%10.7%。(2)爆炸性混合气体完全燃烧时的浓度,可以用来确定链烷烃的爆炸下限和上限LX0.55C00.55常数;C0爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数。若空气中氧体积分数按20.9
22、%计,C0可用下式确定C0=20.9/(0.209+n0)式中n0可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。例:求常温常压下,甲烷在空气中的爆炸极限。如甲烷燃烧时,其反应式为CH4+2O2CO2+2H2O此时n0=2,则L下=0.5520.9/(0.209+2)=5.2由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限,可复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限,可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。气体混合物。Lm=10
23、0/(V1/L1+V2/L2+Vn/Ln)式中式中Lm混合气体爆炸极限,混合气体爆炸极限,%;L1、L2、L3混合气体中各组分的爆炸极限,混合气体中各组分的爆炸极限,%;V1、V2、V3各组分在混合气体中的体积分数,各组分在混合气体中的体积分数,%。例如:一天然气组成如下:甲烷例如:一天然气组成如下:甲烷80%(L下下=5.0%)、乙烷)、乙烷15%(L下下=3.22%)、丙烷)、丙烷4%(L下下=2.37%)、丁烷)、丁烷1%(L下下=1.86%)求爆炸)求爆炸下限。下限。Lm=100/(80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86)=4.369(3)对于两种以上可燃气体或可燃蒸气混
24、合对于两种以上可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算物爆炸极限的计算(4)含有惰性气体的多种可燃气混合物爆炸极限计算如果爆炸性混合物中含有惰性气体,如氮、二氧化碳等,计算爆炸极限时,可先求出混合物中可燃气体和惰性气体分别组成的混合比,再从相应的比例图中查出它们的爆炸极限,然后将各自的爆炸极限分别代入计算公式即可。例:求某回收煤气的爆炸极限,其组成为:CO:58%;CO2:19.4%;N2:20.7%;O2:0.4%;H2:1.5%解:将煤气中的可燃气体和惰燃气体分为2组(1)CO及CO2,即CO2/CO=19.4/58=0.33查得LS=70%,LX=17%(2)N2及H2,即N2/H2=20
25、.7/1.5=13.8查得LS=76%,LX=64(3)LS=100/(77.4/70+22.2/76)=71.5%LX=100/(77.4/17+22.2/64)=20.3%五、爆炸条件五、爆炸条件可燃物质的化学性爆炸必须同时具可燃物质的化学性爆炸必须同时具备下列三个条件才能发生:备下列三个条件才能发生:1、存在着可燃物质、存在着可燃物质2、可燃物与空气(或氧气)混合、可燃物与空气(或氧气)混合并且达到爆炸极限,形成爆炸性混合物并且达到爆炸极限,形成爆炸性混合物3、爆炸性混合物与火源作用、爆炸性混合物与火源作用例:煤尘爆炸的条件 1)煤尘的爆炸性2)悬浮煤尘的浓度 煤尘爆炸的浓度范围与煤的成
26、分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为3050g/m3,上限浓度为10002000g/m3。其中爆炸力最强的浓度范围为300500g/m3。一般情况下,浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的,但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬,在短时间内使浮尘量增加,达到爆炸浓度。因此,确定煤尘爆炸浓度时,必须考虑落尘这一因素。3)引燃煤尘爆炸的高温热源 煤尘的引燃温度变化范围较大,它随着煤尘特性、浓度及试验条件的不同而变化。我国煤尘爆炸的引燃温度在6101050之间,一般为700800。煤尘爆炸的最小点火能为4.540mJ。这样的温度条件,几乎一切火源均
27、可达到,如爆破火焰、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。根据20世纪80年代的统计资料,由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。防止可燃物质化学性爆炸三个基本条件的同时存防止可燃物质化学性爆炸三个基本条件的同时存在,就是防爆技术的基本理论。在,就是防爆技术的基本理论。六、防爆工作的理论依据六、防爆工作的理论依据由此得到如下防爆措施:由此得到如下防爆措施:控制可燃物控制可燃物隔绝空气隔绝空气消除火源消除火源阻止火势、爆炸波的蔓延阻止火势、爆炸波的蔓延一、可燃气体(或蒸汽)一、可燃气体(或蒸汽)第四节第四节危险物质的燃爆特性危险物质的燃爆特性11可燃气体易燃
28、易爆性的三个特点可燃气体易燃易爆性的三个特点 燃烧速度快燃烧速度快 简单成分比复杂成分反应速度快简单成分比复杂成分反应速度快 价健不饱和的可燃气体比相对应的价健饱和的价健不饱和的可燃气体比相对应的价健饱和的可燃气体反应速度快可燃气体反应速度快 22评价可燃气体易燃易爆性的技术参数评价可燃气体易燃易爆性的技术参数 爆炸危险度。爆炸危险度。可燃气体或蒸气的爆炸危险性可以用爆炸极限和爆炸危可燃气体或蒸气的爆炸危险性可以用爆炸极限和爆炸危险度来表示,爆炸危险度即是爆炸浓度极限范围与爆炸下险度来表示,爆炸危险度即是爆炸浓度极限范围与爆炸下限浓度之比值:限浓度之比值:爆炸危险度说明,当气体或蒸气的爆炸浓度
29、极限范围越爆炸危险度说明,当气体或蒸气的爆炸浓度极限范围越宽,爆炸下限浓度越低,爆炸上限浓度越高时,其爆炸危宽,爆炸下限浓度越低,爆炸上限浓度越高时,其爆炸危险性就越大。险性就越大。传爆能力。传爆能力。是爆炸性混合物传播燃烧爆炸能力的一种度量参数,是爆炸性混合物传播燃烧爆炸能力的一种度量参数,用最小传爆断面表示。爆炸性混合物的火焰尚能传播而不用最小传爆断面表示。爆炸性混合物的火焰尚能传播而不熄灭的最小断面称为最小传爆断面。熄灭的最小断面称为最小传爆断面。设备内部的可燃混合气被点燃后,通过设备内部的可燃混合气被点燃后,通过25mm25mm长的结合长的结合面,能阻止将爆炸传至外部的可燃混合气的最大
30、间隙,称面,能阻止将爆炸传至外部的可燃混合气的最大间隙,称为最大试验安全间隙。可燃气体或蒸气爆炸性混合物,按为最大试验安全间隙。可燃气体或蒸气爆炸性混合物,按照传爆能力的分级照传爆能力的分级爆炸威力指数。爆炸威力指数。可燃性混合物爆炸时产生的压力为爆炸压力,它是度量可燃性混合物爆炸时产生的压力为爆炸压力,它是度量可燃性混合物将爆炸时产生的能量用于作功的能力,如果爆可燃性混合物将爆炸时产生的能量用于作功的能力,如果爆炸压力大于容器的极限强度,容器便发生破裂。炸压力大于容器的极限强度,容器便发生破裂。气体爆炸的破坏性还可以用爆炸威力来表示,爆炸威力气体爆炸的破坏性还可以用爆炸威力来表示,爆炸威力是
31、反映爆炸对容器或建筑物冲击度的一个量,它与爆炸形成是反映爆炸对容器或建筑物冲击度的一个量,它与爆炸形成的最大压力有关,同时还与爆炸压力的上升速度有关。这两的最大压力有关,同时还与爆炸压力的上升速度有关。这两者的乘数为爆炸威力指数,因此,爆炸威力可用下式爆炸威者的乘数为爆炸威力指数,因此,爆炸威力可用下式爆炸威力指数表示:力指数表示:爆炸威力指数最大爆炸压力爆炸威力指数最大爆炸压力爆炸压力上升速度。爆炸压力上升速度。自燃点。自燃点。可燃气体的自燃点不是固定不变的数值,而是受压可燃气体的自燃点不是固定不变的数值,而是受压力、密度、容器直径、催化剂等因素的影响。力、密度、容器直径、催化剂等因素的影响
32、。1)1)一般规律是:受压越高、自燃点越低,因此,可一般规律是:受压越高、自燃点越低,因此,可燃气体在压缩过程中燃气体在压缩过程中(例如在压缩机中例如在压缩机中)较容易发生爆炸,较容易发生爆炸,其原因之一就是自燃点降低的缘故。密度越大,自燃点其原因之一就是自燃点降低的缘故。密度越大,自燃点越低,容器直径越小,自燃点越高,在氧气中测定时,越低,容器直径越小,自燃点越高,在氧气中测定时,所得自燃点数值一般较低,而在空气中测定则较高。所得自燃点数值一般较低,而在空气中测定则较高。2)2)同一物质的自燃点随一系列条件而变化,这种情同一物质的自燃点随一系列条件而变化,这种情况使得自燃点在表示物质火灾危险
33、性方面降低了作用。况使得自燃点在表示物质火灾危险性方面降低了作用。但在判定火灾原因时,就不能不知道物质的自燃点。所但在判定火灾原因时,就不能不知道物质的自燃点。所以在利用文献中的自燃点数据时,必须注意它们的测定以在利用文献中的自燃点数据时,必须注意它们的测定条件。测定条件与所考虑的条件不符时,应该注意其间条件。测定条件与所考虑的条件不符时,应该注意其间的变化关系。的变化关系。化学活泼性。化学活泼性。可燃气体的化学活泼性越强,其火灾爆炸的危险性可燃气体的化学活泼性越强,其火灾爆炸的危险性越大。化学活泼性强的可燃气体在通常条件下即能与氯、越大。化学活泼性强的可燃气体在通常条件下即能与氯、氧及其他氧
34、化剂起反应,发生火灾和爆炸。氧及其他氧化剂起反应,发生火灾和爆炸。气态烃类分子结构中的价键越多,化学活泼性越强,气态烃类分子结构中的价键越多,化学活泼性越强,火灾爆炸的危险性越大。火灾爆炸的危险性越大。流动扩散性流动扩散性1)1)与空气比重相近的可燃气体,容易相互均匀混合,与空气比重相近的可燃气体,容易相互均匀混合,形成爆炸性混合物。形成爆炸性混合物。2)2)比空气重的可燃气体则沿着地面扩散。并易窜入比空气重的可燃气体则沿着地面扩散。并易窜入沟渠、厂房死角处长时间聚集不散,遇火源则发生燃烧沟渠、厂房死角处长时间聚集不散,遇火源则发生燃烧或爆炸。或爆炸。3)3)比空气轻的可燃气体容易扩散。而且易
35、顺风飘动,比空气轻的可燃气体容易扩散。而且易顺风飘动,会使燃烧火焰蔓延扩散。会使燃烧火焰蔓延扩散。4)4)应当根据可燃气体的比重特点,正确选择通风排应当根据可燃气体的比重特点,正确选择通风排气口的位置,确定防火间距值以及采取防止火势蔓延等气口的位置,确定防火间距值以及采取防止火势蔓延等措施措施可压缩性和膨胀性可压缩性和膨胀性 二、可燃性液体二、可燃性液体1评价评价液体液体燃爆危险性的技术参数燃爆危险性的技术参数闪点、闪点、爆炸极限、自燃点爆炸极限、自燃点2可燃性液体的危险特性可燃性液体的危险特性可燃性可燃性2 2蒸气的爆炸性蒸气的爆炸性 由于易燃液体具有挥发性,挥发的蒸气易与由于易燃液体具有挥
36、发性,挥发的蒸气易与空气形成爆炸性混合物,所以易燃液体存在着爆空气形成爆炸性混合物,所以易燃液体存在着爆炸的危险性。挥发性越强,爆炸的危险就越大。炸的危险性。挥发性越强,爆炸的危险就越大。不同的液体的蒸发速度因温度、沸点、比重、压不同的液体的蒸发速度因温度、沸点、比重、压力的不同而发生变化。力的不同而发生变化。3 3热膨胀性热膨胀性 易燃液体和其它液体一样,也有受热膨胀性。易燃液体和其它液体一样,也有受热膨胀性。储存于密闭容器中的易燃液体受热后,体积膨胀,储存于密闭容器中的易燃液体受热后,体积膨胀,蒸气压力增加,若超过容器的压力限度,就会造蒸气压力增加,若超过容器的压力限度,就会造成容器膨胀,
37、以致爆破。因此,利用易燃液体的成容器膨胀,以致爆破。因此,利用易燃液体的热膨胀性,可以对易燃液体的容器进行检查,检热膨胀性,可以对易燃液体的容器进行检查,检查容器是否留有不少于查容器是否留有不少于5%5%的空隙,夏天是否储存的空隙,夏天是否储存在阴凉处或是否采取了降温措施加以保护。在阴凉处或是否采取了降温措施加以保护。4 4流动性流动性 易燃液体的粘度一般都很小,不仅本身极易流易燃液体的粘度一般都很小,不仅本身极易流动,还因渗透、浸润及毛细现象等作用,即使容器动,还因渗透、浸润及毛细现象等作用,即使容器只有极细微裂纹,易燃液体也会渗出容器壁外,扩只有极细微裂纹,易燃液体也会渗出容器壁外,扩大面
38、积,并源源不断地挥发,使空气中的易燃液体大面积,并源源不断地挥发,使空气中的易燃液体蒸气浓度增高,从而增加了燃烧爆炸的危险性。蒸气浓度增高,从而增加了燃烧爆炸的危险性。5 5静电性静电性 多数易燃液体都是电介质,在灌注、输送、流多数易燃液体都是电介质,在灌注、输送、流动过程中能够产生静电,静电积聚到一定程度时就动过程中能够产生静电,静电积聚到一定程度时就会放电,引起着火或爆炸。易燃液体的静电特性,会放电,引起着火或爆炸。易燃液体的静电特性,在实际的消防监督检查中,可以确定易燃液体的火在实际的消防监督检查中,可以确定易燃液体的火灾危险性,可以检查是否采取了消除静电危害的防灾危险性,可以检查是否采
39、取了消除静电危害的防范措施,如是否采用材质好且光滑的运输管道,设范措施,如是否采用材质好且光滑的运输管道,设备、管道是否可靠接地,对流速是否加以了限制等。备、管道是否可靠接地,对流速是否加以了限制等。三、可燃性固体与可燃性粉尘三、可燃性固体与可燃性粉尘1、评价、评价固体固体燃爆危险性的技术参数燃爆危险性的技术参数燃点燃点(300)自燃点自燃点较气体、液体低较气体、液体低2、可燃性粉尘可燃性粉尘危险性的判断依据危险性的判断依据爆炸极限爆炸极限2可燃性粉尘爆炸过程可燃性粉尘爆炸过程粉尘粒子表面接受外界能量,导致表面温度上升粉尘粒子表面接受外界能量,导致表面温度上升粒子表面的分子产生热分解作用或干馏
40、作用生成粒子表面的分子产生热分解作用或干馏作用生成气体包围在粒子周围气体包围在粒子周围分解(或干馏)气体与空气混合生成爆炸性气体,分解(或干馏)气体与空气混合生成爆炸性气体,遇火源发生氧化反应遇火源发生氧化反应反应产生的热加速了粉尘的分解,产生气体,与反应产生的热加速了粉尘的分解,产生气体,与空气混合,发生氧化反应,使火焰不断向外传播。空气混合,发生氧化反应,使火焰不断向外传播。如果外界有足够的能量,火焰传播速度加快,最后如果外界有足够的能量,火焰传播速度加快,最后引起爆炸。引起爆炸。3与气体混合物相比较与气体混合物相比较,可燃性粉尘可燃性粉尘爆炸的特点爆炸的特点反应不完全反应不完全,粉尘内部
41、来不及反应粉尘内部来不及反应有二次爆炸的可能有二次爆炸的可能爆炸感应期长爆炸感应期长所需点火能量大所需点火能量大例例 :煤尘爆炸的机理:煤尘爆炸的机理 (1 1)煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在)煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能力时,总表面积显著增加,吸氧和被氧化的能力大大增可,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开;大大增可,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开;(2 2)当温度达到)当温度达到300400300400时,煤的干馏现时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体,主要成象急剧增强,放出大量的可燃性气体,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和分为
42、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%1%左右的左右的其他碳氢化合物;其他碳氢化合物;(3 3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃;的闪燃;(4 4)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃过程急剧地循环进并使之参与链反应,导致燃过程急剧地循环进生,当燃烧不断加
43、剧使火焰速度达到每秒数百生,当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。地转变为爆炸。例:煤尘爆炸的特征例:煤尘爆炸的特征 (1 1)形成高温、高压、冲击波)形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火煤尘爆炸火焰温度为焰温度为1600190016001900,爆源的温度达到,爆源的温度达到20002000以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。件之一。爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一次爆炸的理论压力将尤其是连续爆炸
44、时,后一次爆炸的理论压力将是前一次的是前一次的5757倍。煤尘爆炸产生的火焰速度倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达可达1120m/s1120m/s,冲击波速度为,冲击波速度为2340m/s2340m/s。(2 2)煤尘爆炸具有连续性)煤尘爆炸具有连续性由于煤尘爆炸具由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。尘爆炸的重要特征。(3 3)煤尘爆炸的感应期)煤尘爆炸的感应期 煤
45、尘爆炸也有一个感应期,即煤尘煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。根据试验,煤尘爆炸爆炸所需的时间。根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为一般为40280ms40280ms,挥发分越高,感应,挥发分越高,感应期越短。期越短。(4 4)产生大量的)产生大量的COCO 煤尘爆炸时产生的煤尘爆炸时产生的COCO,在灾区气体,在灾区气体中浓度可达中浓度可达2%3%2%3%,甚至高达到,甚至高达到8%8%左左右,爆炸事故中受害者的大多数右,爆炸事故中受害者的大多数(70%80
46、%70%80%)是由于)是由于COCO中毒造成的。中毒造成的。根据自燃的难易程度及危险性大小进行分类根据自燃的难易程度及危险性大小进行分类 一级自燃物质一级自燃物质 此类物质与空气接触极易氧化,反应此类物质与空气接触极易氧化,反应速度快。同时,它们的自燃点低,易于自燃,火灾危险性大。速度快。同时,它们的自燃点低,易于自燃,火灾危险性大。例如黄磷例如黄磷 二级自燃物质二级自燃物质 此类物质与空气接触时氧化速度缓慢,此类物质与空气接触时氧化速度缓慢,自燃点较低,如果通风不良,积热不散也能引起自燃。例如自燃点较低,如果通风不良,积热不散也能引起自燃。例如油脂、油布等有油脂物质油脂、油布等有油脂物质四
47、、自燃性物质四、自燃性物质 根据遇水反应的剧烈程度和危险性大小进行分类:根据遇水反应的剧烈程度和危险性大小进行分类:一级遇水燃烧物质一级遇水燃烧物质遇水能发生剧烈的化学反应,释放遇水能发生剧烈的化学反应,释放出的高热能把反应产生的可燃气体加热至自燃点,出的高热能把反应产生的可燃气体加热至自燃点,不经点火不经点火也会着火燃烧也会着火燃烧。例如,活泼的金属及其氢化物,硫的金属化。例如,活泼的金属及其氢化物,硫的金属化合物、磷化物和硼烷等合物、磷化物和硼烷等 二级遇水燃烧物质二级遇水燃烧物质也能发生化学反应,但释放出的热也能发生化学反应,但释放出的热量较少,量较少,不足以把反应产生的可燃气体加热至自
48、燃点不足以把反应产生的可燃气体加热至自燃点,但当,但当可燃气体一旦接触火源也会立即着火燃烧。例如,金属钙、可燃气体一旦接触火源也会立即着火燃烧。例如,金属钙、锌粉、亚硫酸钠、氢化铅、硼氢化钾等锌粉、亚硫酸钠、氢化铅、硼氢化钾等五、遇水燃烧物质五、遇水燃烧物质1 1无机氧化物无机氧化物2 2有机氧化剂有机氧化剂 无机氧化剂本身不能燃烧,多数情况下能分解放热无机氧化剂本身不能燃烧,多数情况下能分解放热和氧。有机过氧化物大部分不但是氧化剂,而且本身能和氧。有机过氧化物大部分不但是氧化剂,而且本身能燃烧,例如过氧化叔丁醇既是燃烧,例如过氧化叔丁醇既是种氧化剂,也是一种易种氧化剂,也是一种易燃液体,其闪
49、点为燃液体,其闪点为1313,遇火受热能燃烧或爆炸。,遇火受热能燃烧或爆炸。六、氧化剂六、氧化剂 强氧化剂性质很不稳定,受热,遇酸、碱或受潮易分解,强氧化剂性质很不稳定,受热,遇酸、碱或受潮易分解,放出氧和高热,如接触可燃物、易燃物即能燃烧或爆炸。放出氧和高热,如接触可燃物、易燃物即能燃烧或爆炸。如氯酸钾、过氧化钠等。如氯酸钾、过氧化钠等。氧化剂与还原剂、有机物、易燃物接触,能形成爆炸性氧化剂与还原剂、有机物、易燃物接触,能形成爆炸性混合物,一旦受撞击、摩擦极易引起燃烧或爆炸。例如,混合物,一旦受撞击、摩擦极易引起燃烧或爆炸。例如,氯酸盐、硝酸盐与磷、硫、镁、铝、锌等固体物质混合会氯酸盐、硝酸
50、盐与磷、硫、镁、铝、锌等固体物质混合会构成爆炸混合物。因此储运中氧化剂要与还原剂、有机构成爆炸混合物。因此储运中氧化剂要与还原剂、有机物、易燃物隔离;装卸中不能摔碰、拖拉、摩擦、振动,物、易燃物隔离;装卸中不能摔碰、拖拉、摩擦、振动,不能使用铁质工具。如浓硝酸、浓硫酸与松节油或乙醇;不能使用铁质工具。如浓硝酸、浓硫酸与松节油或乙醇;高锰酸钾与甘油、乙醇等有机物;过氧化钠与甲醇、醋酸高锰酸钾与甘油、乙醇等有机物;过氧化钠与甲醇、醋酸等,当相互接触时都会引起燃烧。等,当相互接触时都会引起燃烧。有些氧化剂受潮或遇水能发生分解,特别是活泼金属的有些氧化剂受潮或遇水能发生分解,特别是活泼金属的过氧化物,