燃烧和火灾的基本知识第一节 燃烧基础知识一、燃烧的定义燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和 或)发烟的现象二、燃烧的条件可燃物(按所处状态):气、液、固助燃物(氧化剂):与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质引火源(温度):明火、电火花、雷击、高温、自燃引火源三、燃烧类型1、按燃烧发生瞬间的特点分类着火又称起火,它是日常生活、生产中最常见的燃烧现象,与是否由外部 热源引发无关,并以出现火焰为特征爆炸:在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴有强烈 的放热、发光和声响的现象称为爆炸① 爆炸按原理和性质不同分为:物理爆炸、化学爆炸、核爆炸② 爆炸极限:可燃的蒸汽、气体或粉尘与空气组成的混合物,遇火源即能发生爆炸的最高或最低浓度称为爆炸极限遇火源即能发生爆炸的最低浓度称 为爆炸下限,遇火源即能发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限下限和上限 之间的间隔称为爆炸极限范围范围越大,危险性越高2. 按燃烧形态分类:① 气体燃烧分为:扩散燃烧、预混燃烧扩散燃烧:可燃性气体与氧化剂互相扩散,边混合边燃烧,燃烧速度 的快慢由物理混合速度决定燃烧比较稳定,扩散火焰不运动预混燃烧:可燃气体预先同氧化剂混合后的燃烧。
燃烧反应快,温度 高,火焰传播速度快,从管口喷出燃烧,流速过大会脱火,流速过小会回 火② 液体燃烧:a•闪燃:可燃性液体挥发的蒸汽与空气混合后达到一定浓度后,遇明 火发生一闪即灭的燃烧现象b蒸发燃烧:可燃液体受热后边蒸发边与空气相互扩散混合,遇引火 源后发生燃烧,呈现有火焰的气相燃烧形式液体可燃物在燃烧过程中, 并不是液体本身在燃烧,而是蒸发出来的蒸气燃烧c•沸溢燃烧:正在燃烧的油层下的水层因受热沸腾膨胀,导致燃烧着 的油品喷溅使燃烧瞬间增大的现象d喷溅燃烧:储罐中含有水垫层的重质油品在燃烧过程中,随着热波 温度逐渐升高,热波向下传播的距离也不断加大当热波达到水垫层时, 水垫层的水变成水蒸气,体积迅速膨胀,蒸汽压力达到足以把水垫层上面 的油层抬起时,蒸汽冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空,向 四周喷溅燃烧一般情况下发生喷溅的时间要晚于发生沸溢的时间③ 固体燃烧分为:蒸发燃烧,表面燃烧,分解燃烧,阴燃(熏烟燃 烧)a.蒸发燃烧:某些可燃固体在受热时,先熔融蒸发(如:硫、磷、 钾、钠、蜡烛、松香、沥青)(或升华(如:樟脑、萘)),再发生燃烧反 应,这种形式的燃烧一般称为蒸发燃烧b.表面燃烧:某些可燃固体的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的,称为表面燃烧,这是一种无火焰燃烧。
如:木炭、焦炭、铁、铜)c分解燃烧:某些可燃固体在受热时,先发生热分解,再发生燃烧反应,这种形式的燃烧一般称为分解燃烧如:木材、煤、合成塑料、钙塑材料)d•阴燃(熏烟燃烧):是发生在气固交界面的一种缓慢、低温的无焰燃烧如:纸张、锯末、纤维织物、胶乳橡胶)e•爆炸(动力燃烧):可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所发 生的爆炸式燃烧,主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等四、闪点、燃点、自燃点的概念1、闪点 定义:在规定的试验条件下,液体挥发的蒸气与空气形成的混合物, 遇火源能够闪燃的液体最低温度意义:闪点是衡量液体火灾危险性大小的重要参数闪点越低,火灾 危险性越大,反之则越小名称闪点/°c名称闪点/c汽油-50二硫化碳-30煤油38—74甲醇11酒精12丙酮-18苯-l4乙醛-38乙醚-45松节油35在消防上的应用:对可燃性液体进行分类闪点V 28 r的为甲类;闪点±28°C至V 60°C的为乙类;闪点260C的为丙类2、燃点定义:在规定的试验条件下,应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度,称为燃点物质名称燃点/c物质名称燃点/c蜡烛190棉花210〜255松香216布匹200橡胶120木材250〜300纸张130—230豆油220燃点与闪点的关系易燃液体的燃点一般高出其闪点1〜5C,且闪点越低,这一差值越小。
评定液体火灾危险性大小时,一般用闪点固体的火灾危险性大小一般用燃点来衡量 气体的火灾危险性大小一般用自燃点来衡量3、自燃点 定义:在规定的条件下,可燃物质产生自燃的最低温度,在这一温度时物质与空气接触,不需要明火的作用,就能发生燃烧物质名称自燃点物质名称自燃点氢气400丁烷405一氧化碳610乙醚160硫化氢260汽油530〜685乙炔305乙醇423影响自燃点变化的规律可燃物种类,自燃点越低,危险性就越大液体、气体自燃点受压力、氧浓度、催化、容器的材质和内径等因素 的影响;固体自燃点,受受热熔融、挥发物的数量、固体的颗粒度、受热 时间等因素的影响五、燃烧产物1、燃烧产物的概念 由燃烧或热解作用产生的全部物质,称为燃烧产物,有完全燃烧产物 和不完全燃烧产物之分完全燃烧产物是指可燃物中的C-C02 (气)H-H20 (液)S-S02 (气)等;CO、NH3、醇、醛、醚等是不完全燃烧产物烟主要是燃烧或热解作用所产生直径一般在10-7至10-4cm之间的极小 的碳黑粒子2、几类典型物质的燃烧产物① 高聚物的燃烧产物有机高分子化合物在燃烧过程中,会产生CO、CO2、NOx、HX、SO2、 COCl2 (光气)、HCN等,危害性较大。
② 木材的燃烧产物 主要元素为碳、氢、氧、氮等元素,燃烧产物主要是二氧化碳、水蒸气、一氧化碳等木材的燃烧存在两个比较明显的阶段:一是有焰燃烧阶段,二是无焰 燃烧阶段随着炭化深度的增加,裂缝逐渐加宽,结果产生“龟裂”现 象木材燃烧现象③ 煤的燃烧产物煤主要由C、H、O、N和S等元素组成,主要燃烧产物为CO、CO2、NOx、SO2、H2O煤的燃烧过程几乎同时存在有焰燃烧和无焰燃烧④金属的燃烧产物挥发金属在空气中容易着火 燃烧,熔融成金属液体,沸 点一般低于其氧化物的熔点, 因此在其表面能够生成固体 氧化物,金属蒸气 通过多孔 的固体氧化物扩散进入空气挥发金属(如Li、Na、K、Mg、Ca等)不挥发金属因其氧化物 的熔点低于金属的沸点,则 在燃烧时熔融金属表面形成一层氧化物,从而减缓了金属的氧化不挥发金属(如Al、Ti、Zr等)铝、钛、锆——驴太高3、燃烧产物的危害性① 烟气的毒性:燃烧产物中含有大量的有毒成分,如一氧化碳(CO)、氰化氢(HCN)、二氧化硫(S02)、二氧化氮(N02)等② 烟气的遮光性:会严重影响人们的视线,使人们难以辩别火势发展 方向和寻找安全疏散路线第二节 火灾的定义和分类一、火灾的定义在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害1、按照燃烧对象的性质分为六类按照燃烧对象的性质分类《火灾 分类》GB/T4968-2008A类:固体。
木材、棉、毛、麻、纸张等B类:液体或可熔化固体汽油、煤油、沥青、蜡烛等C类:气体煤气、天然气、甲烷、氢气、乙炔等D类:金属钾、钠、镁、钛、锆、锂等E类:物体带电燃烧变压器等F类:烹饪器具内的烹饪物动植物油脂等2、按照火灾事故所造成的灾害损失程度分类《安全生产事 故报告和调查 处理条例》国 务院令第493 号类别死亡重伤直接财产损失特别重大[30,-)[100,-)[1亿厂)重大[10,30)[50,100)[5千万,1亿)较大[3,10)[10,50)[1千万,5千万)一般[1,3)[0,10)[0,1千万)3、火灾发生的常见原因(2018 年统计比例)① 电气:34.6%居于首位② 吸烟:7.3%③ 生活用火不慎:21.5%④ 生产作业不慎 :4.1%⑤ 自燃:4.8%⑥ 玩火:2.9%⑦ 放火:1.3%⑧ 静电、雷击:0.1%⑨ 其他17.1%⑩ 原因不明:6.3%4、火灾的危害危害生命安全、造成经济损失、破坏文明成果、影响社会稳定、破坏生态 环境第三节 建筑火灾发生和发展过程一、建筑火灾发展的阶段2曲线图I-L时间1、初期增长阶段起火部位及其周围可燃物着火燃烧会出现3种情况: ①最初的着火可燃物燃尽而终止,② 通风不足,火灾可能自行熄灭或以缓慢的速度继续燃烧,③ 存在足够的可燃物、通风良好,火灾迅速发展。
2、火灾成长发展阶段在初起阶段后,火灾燃烧面积迅速扩大,室内温度不断升高,热对流和热辐射显著增强当火灾房间温度达到一定值时聚积在房间内的可燃物分解产生的 可燃气体突然起火,整个房间都充满了火焰,房间内所有可燃物表面部分都 卷入火灾中,使火灾转化为一种极为猛烈的燃烧,即产生了轰燃轰燃是火灾发展的重要转折点,它标志着室内火灾从成长发展阶段进入 猛烈燃烧阶段,即火灾发展到了不可控制的程度3、火灾的猛烈燃烧阶段 轰燃发生后,室内所有可燃物都在猛烈燃烧,放热速度很快,因而室内 温度急剧升高,并出现持续性高温,最高可达800-1100OC,这个阶段是火灾 的最盛期4、火灾衰减熄灭阶段 经过猛烈燃烧后,室内可燃物大都被烧尽,随着室内可燃物的挥发物质 不断减少,火灾燃烧速度递减,室内温度逐渐下降,燃烧向着自行熄灭的方 向发展二、建筑火灾发展的特殊现象1、 轰燃:某一空间内,所有可燃物表面全部卷入燃烧的瞬变过程,称 为轰燃2、 回燃:当室内通风不良、燃烧处于缺氧状态时,由于氧气的引入导 致热烟气发生的爆炸性或快速的燃烧现象,称为回燃三、建筑火灾的蔓延方式传热基础原理消防应用热传导接触传热,连续介质就地传热, 各部分之间设有相对位移。
防火分区面积控制;绝热材料保护;可燃 物与供热管道,排烟管道之间的距离等热对流流体各部分之间发生相对位移, 冷热流体相互掺混自然排烟窗的面积和设置高度,对初期火 灾的发展期重要作用热辐射通过电磁波来传递能量防火间距,罐体的防护冷却等四、建筑火灾的蔓延途径1、水平方向蔓延途径① 通过内墙门蔓延②通过隔墙蔓延③通过吊顶蔓延2、竖直方向蔓延途径① 通过楼梯间蔓延② 通过电梯井蔓延③ 通过空调系统管道蔓延④ 通过其他竖井和空洞蔓延⑤ 通过窗口向上层蔓延第四节 防火和灭火基本原理一、防火的基本原理和方法1、防火的基本方法与措施基本方法措施举例控制可燃物① 用不燃或难燃材料代替可燃材料② 用阻燃剂对可燃材料进行阻燃处理,改变其燃烧性能③ 限制可燃物质储运量④ 加强通风以降低可燃气体、蒸汽和粉尘等可燃物质在空气中的浓度⑤ 将可燃物与化学性质相抵触的其他物品隔离分开保存、并防止“跑、 冒、滴、漏”等隔绝助燃物① 充装惰性气体保护生产或储运有爆炸危险物品的容器② 密闭有可燃介质的容器、设备③ 采用隔绝空气等特殊方法储存某些易燃易爆危险物品④ 隔离与酸、碱、氧化剂等接触能够燃烧爆炸的可燃物和还原。