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1、第二章 重大危险源及危险、有害因素的辨识、分析和控制第一节 火灾爆炸危险一、燃烧与火灾 （一）燃烧和火灾的定义、条件 1、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、火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 3、燃烧和火灾发生的必要条件是同时具备氧化剂、可燃物、点火源，即火的三要素。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）燃烧过程和形式 1、燃烧过程 可燃物质的聚集状态不同，其受热后所发生的燃烧过程也不同。除结构简单的可燃气体外，大多数可燃物质的燃烧并非是物质本身在燃烧，而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧。 2、燃烧形式 扩
2、散燃烧、混合燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧 （三）火灾的分类 1、按物质的燃烧特性 （1）A类火灾：指固体物质火灾。这种物质通常具有有机物质性质，一般在燃烧时能产生灼热灰烬。如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。 （2）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。 （3）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。 （4）D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、铝镁合金火灾等。 （5）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。 （6）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
3、事故造成的人员伤亡、受灾户数和财产直接损失金额 （1）特别重大火灾：指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾。 （2）重大火灾：指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾。 （3）较大火灾：指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾。 （4）一般火灾：指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接财产损失的火灾。（注：“以上”包括本数，“以下”不包括本数。） （四）火灾的基本概念 1、闪燃 可燃物表面
4、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。闪燃往往是持续燃烧的先兆。 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 可燃物在空气中没有外来火源的作用下，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，分为自热自燃和受热自燃。 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。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。一般情况下燃点越低，火灾危险性越大。 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。液体和固体可燃物受热分解并析出来的可燃气
5、体挥发物越多，其自燃点越低。固体可燃物粉碎得越细，其自燃点越低。一般情况下，密度越大，闪点越高而自燃点越低。 8、引燃能（最小点火能） 释放能够触发初始燃烧化学反应的能量。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） 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成为诱导期，在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期。 （五）典型火灾的发展规律 1、初起期，主要特征是冒烟、阴燃。 2、发展期，火灾热释放速率与时间的平方成正比，轰燃发生在这一阶段。 3、最盛期。 4、减弱期。 5、熄灭期，熄灭的原因可以
6、是燃料不足、灭火系统的作用等。 （六）燃烧机理 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。少数具有一定能量的分子相互碰撞会发生反应，这种分子称为活化分子。使普通分子变为活化分子所必需的能量称为活化能。 气体分子运动速度取决于温度。温度越高，气体分子运动越快，温度越低，气体分子运动越慢。 2、过氧化物理论 气体分子在各种能量作用下可被活化。在燃烧反应中，首先是氧分子在热能作用下活化，形成过氧化物。过氧化物是可燃物质被氧化的最初产物，是不稳定的化合物，能在受热、撞击、摩擦等情况分解甚至引起燃烧或爆炸。 3、链反应理论 链式反应理论也称连锁反应理论。该理论认为：气态分子之间的作用，
7、不是两个分子直接作用生成最后产物，而是活性分子先离解成自由基（游离基），然后自由基与另一分子作用产生一个新的自由基，新基又与分子反应生成另一新基如此延续下去形成一系列的反应，直至反应物耗尽或因某种因素使链中断而造成反应终止。链反应通常分直链反应与支链反应两种。链式反应一般可以分为链的引发，链的发展（含链的传递）及链的终止三个阶段。二、爆炸 （一）爆炸基本概念 1、定义 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。 2、特征 （1）爆炸过程高速进行。 （2）爆炸点及其周围压力急剧升高（最主要特征
8、），多数爆炸伴有温度升高。 （3）发出或大或小的响声。 （4）周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。 3、分类 （1）按照能量的来源分为：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。 （2）按照爆炸反应相的不同分为： A、气相爆炸，包括混合气体爆炸，气体的分解爆炸，粉尘爆炸，喷雾爆炸等。 B、液相爆炸，包括聚合爆炸，蒸发爆炸，由不同液体混合所引起的爆炸等。 C、固相爆炸，包括混合危险物质的爆炸，易爆化合物的爆炸，导线爆炸，蒸气爆炸，固相转化时造成的爆炸等。 4、破坏作用 （1）冲击波 （2）碎片冲击 （3）震荡作用 （4）次生事故 （二）可燃气体爆炸 1、分解爆炸性气体爆炸 分解爆炸性气体主要有乙炔、乙烯、环
9、氧乙烷、臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氢、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。在一定条件（温度和压力）下遇火源即会发生爆炸。分解热是引起气体爆炸的内因，一定的温度和压力则是外因。分解爆炸的敏感性与压力有关。分解爆炸所需的能量，随压力升高而降低。在高压下较小的点火能量就能引起分解爆炸，而压力较低时则需要较高的点火能量才能引起分解爆炸，当压力低于某值时，就不再产生分解爆炸，此压力值称为分解爆炸的极限压力（临界压力）。 2、可燃性混合气体爆炸 3、爆炸反应历程 （三）物质爆炸浓度极限 1、爆炸
10、极限及其影响因素爆炸极限指可燃性气体、蒸气或可燃性粉尘与空气（或氧）在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围。能够爆炸的最低浓度称作爆炸下限，能发生爆炸的最高浓度称作爆炸上限。影响爆炸极限的因素有： （1）温度。混合爆炸气体的初始温度越高，爆炸极限范围越宽，则爆炸下限越低，上限越高，爆炸危险性增加。 （2）压力。在0.12.0 MPa的压力下，对爆炸下限影响不大，对爆炸上限影响较大。当压力大于2.0 MPa时，爆炸下限变小，爆炸上限变大，爆炸范围扩大。 （3）惰性介质。随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。 （4）爆炸容器。爆炸容器的材料和尺寸对爆炸极限有影响。若容器材料的传热
11、性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。当容器直径和火焰通道小到某一数值时，火焰就不能传播下去，这一直径称为临界直径或最大灭火间距。 （5）点火源。点火源的活化能量越大，加热面积越大，作用时间越长，爆炸极限范围也越大。 2、爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算 （1）爆炸完全反应浓度计算 （2）爆炸温度的计算 （3）爆炸压力的计算 3、爆炸极限计算 （四）粉尘爆炸 1、机理和特点 当可燃性固体呈粉体状态，粒度足够细，飞扬悬浮于空气中，并达到一定浓度，在相对密闭的空间内，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。具有粉尘爆炸危险性的物质有金属粉尘（镁粉、铝粉等）、煤粉、粮食粉尘、饲料粉尘
12、、棉麻粉尘、烟草粉尘、纸粉、木粉、火炸药粉尘和大多数含有C、H元素及与空气中氧反应能放热的有机合成材料粉尘等。粉尘爆炸的特点： （1）粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大。 （2）爆炸感应期较长。 （3）有产生二次爆炸的可能性。 2、粉尘爆炸的条件及爆炸过程 （1）条件：粉尘本身具有可燃性；粉尘虚浮在空气中并达到一定浓度；有足以引起粉尘爆炸的起始能量。 （2）爆炸过程 粉尘爆炸是一种链式连锁反应，当外界热量足够时，火焰传播速度将越来越快，最后引起爆炸；若热量不足，火焰则会熄灭。 3、粉尘爆炸的特性及影响因素 粉尘爆炸极限受粉尘粒度、分散度、湿度、点
13、火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分温度等的影响。一般来说，粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大，粉尘爆炸危险性也就越大。 粉尘爆炸压力及压力上升速率主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。 （五）固、液体燃烧转化为爆炸的条件 1、炸药处于密闭的状态下，燃烧产生的高温气体增大了压力，使燃烧转化为爆炸。 2、燃烧面积不断扩大，使燃速加快，形成冲击波，从而使燃烧转化为爆炸。 3、药量较大时，炸药燃烧形成的高温反应区将热量传给了尚未反应的炸药，使其余的炸药受热爆炸。三、火灾爆炸预防基本原
14、则 （一）防火基本原则 1、以不燃溶剂代替可燃溶剂。 2、密闭和负压操作。 3、通风除尘。 4、惰性气体保护。 5、采用耐火建筑材料。 6、严格控制火源。 7、阻止火焰的蔓延。 8、抑制火灾可能发展的规模。 9、组织训练消防队伍和配备相应消防器材。 （二）防爆基本原则 1、防止爆炸性混合物的形成。 2、严格控制火源。 3、及时泄出燃爆开始时的压力。 4、切断爆炸传播途径。 5、减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏。 6、检测报警。四、点火源及其控制 （一）明火 1、加热用火的控制。避免采用明火设备，明火加热设备应集中布置并远离可燃、易燃物质，及时清理不留火种。 2、维修焊割用火的控制。作业前对系统和环境进行清洗或清理，配备消防器材，安全放置气焊设备，防止产生高温或电火花。 3、其他明火。禁止使用蜡烛、火柴或普通灯具照明，机动车排气管安装火花熄灭器，张贴警示标记，保证足够的安全距离。 （二）摩擦和撞击 在易燃易爆场合
