安全生产技术(20179)

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1、第四章 防火防爆安全技术第一节 火灾爆炸事故机理一、燃烧与火灾（一）燃烧和火灾的定义、条件1、燃烧的定义 燃烧是物质与氧化剂之间的放热反应，通常同时释放出火焰或可见光。2、火灾的定义。在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 不包括：地下矿井部分发生爆炸；飞机因飞行事故而导致本身燃烧；3、燃烧与火灾发生的必要条件。即火的三要素：氧化剂、可燃物、点火源。（二）燃烧与火灾的过程和形式2、燃烧的 4 种形式：1）扩散燃烧。可燃气体与氧气边混合边燃烧；2）混合燃烧。可燃气体和阻燃气体，先混合，遇点火源即发生燃烧。往往能造成重大损失。3）蒸发燃烧。可燃液体遇热蒸发，蒸气氧化分解而进行的燃烧。4）分解燃

2、烧。可燃物质在燃烧过程中首先遇热分解出可燃气体，与氧气进行的燃烧。（三）、火灾的分类1、按物质的燃烧特性将火灾分为 6 类：A 类：固体物质火灾； B 类：液体火灾和可熔化的固体物质火灾； C 类：气体火灾； D 类：金 属火灾；E 类：物体带电燃烧的火灾； F ：烹饪器具内烹饪物火灾。2、按损失规模分：1）特大火灾：死亡10人；死亡+重伤20人；受灾户数50户；财物损失100万元。2）重大火灾：死亡三3人；死亡+重伤10人；受灾户数30户；财物损失30万元；3）一般火灾：除上述外。（四）、火灾的基本概念及参数1、闪燃：可燃物表面或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

3、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：分为自热自燃和受热自燃。5、闪点：在规定条件下，物质加热到释放出的气体瞬间着火并出现火焰的最低温度。闪点是 衡量物质火灾危险性的重要参数。6、燃点：在规定条件下，可燃物质产生自燃的最低温度。燃点对可燃物质和闪点较高的液体 有重要意义。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。一般情况下，密 度越大，闪点越高，而自燃点越低。如：汽、煤、（轻、重）柴、蜡、渣油的密度依次增大，闪点 升高，自燃点降低。8、引燃能（最小点火能）：是指能够触发初始燃烧化学反应的能量。影响因素：温度、释

4、放 的能量、热量和加热时间。9、着火延滞期时间：是指可燃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。 混合气体着火前自动加热的时间称为诱导期。（五）典型火灾的发展规律。分为初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期。 初起期：此阶段可燃物的热解过程至关重要，主要特征是冒烟、阴燃； 发展期：轰然发生在这一阶段；最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾。（六）燃烧的机理。活化能理论、过氧化物理论、链反应理论。 氢气在空气中的浓度低于 4%就不能点燃；空气中的氧气低于 14%，常见可燃物就不会燃烧。 当可燃物和氧化剂开始发生燃烧后，为使化学反应能够持续下去，反应区内还必须能够不断 生成活性基团。如

5、果除去活性基团，链反应中断，连续的燃烧也会停止。链反应一般可以分为：链的引发、链的发展和链的终止三阶段。二、爆炸（一）爆炸及其分类 爆炸主要特征是爆炸点及其周围压力急剧升高。按能量来源分为：物理爆炸、化学爆炸和核 爆炸。按爆炸反应相不同分为三类：气相爆炸、液相爆炸和固相爆炸。 气相爆炸分：混合气体爆炸、气体的分解爆炸、粉尘爆炸、喷雾爆炸。 液相爆炸：如硝酸和甘油，液氧和煤粉，熔融的矿渣或钢水包与水接触。 固相爆炸：如乙炔铜的爆炸，导线过载过热引起的金属气化爆炸。 不管何种能源引起的爆炸，都具备两个特征：能源具有极大的密度和极大的能量释放速度。（二）爆炸的破坏作用：冲击波、碎片冲击、震荡作用和次

6、生事故。（三）可燃气体爆炸1、分解爆炸性气体爆炸 乙炔、乙烯、环氧乙烷等，即使在没有氧气的条件下，也能被点燃爆炸，其实质是分解爆炸。 乙炔是常见的分解爆炸气体，此外，乙炔与铜、银、汞等反应生成爆炸性乙炔盐。安全规程 规定：不能用含铜量超过 70%的铜合金做乙炔容器；在用乙炔焊接时，不能使用含银焊条。分解爆炸的敏感性与压力有关。乙烯分解爆炸所需发火能比乙炔大。压力200MPa时，很危险。 环氧乙烷分解爆炸的临界压力为 40KPa。2、可燃性混合气体爆炸 燃烧反应过程分三个阶段：扩散阶段、感应阶段、化学反应阶段。其中扩散阶段时间远大于 其余两个阶段。（四）物质爆炸的浓度极限 1、爆炸极限的基本理论

7、及其 影响因素 危险度H=（L -L ）/L，一般情况下，H越大，爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。上 下 下1）温度的影响。混合爆炸性气体的初始温度越高，爆炸极限范围越宽，下限越低，上限越高。2）压力的影响。在0.1-2.0MPa，对爆炸下限影响不大，对爆炸上限影响较大。大于2.0MPa 时，同时影响。当初始压力降到某一数值时，下限与上限重合，此压力成为爆炸的临界压力。3）惰性气体的影响。随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体的浓度增加 到某一数值时，爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。惰性气体浓度对爆炸上限影响较大。4）爆炸容器对爆炸极限的影响。爆炸容器的材料和尺寸对爆

8、炸极限有影响。若容器材料的传 热性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。当小到某一数值，火焰就不能传播 下去，称为临界直径或最大灭火间距。如甲烷的0.4-0.5mm，氢和乙炔为0.1-0.2mm。目前一般采 用直径为50mm的爆炸管或球形爆炸容器。5）点火源的影响。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。多种可燃气体组成爆炸极限的计算：Lm=100/（Vl/Ll+V2/L2+V3/L3）（五）粉尘爆炸。是一个瞬间的连锁反应，属于不稳定的气固二相流反应。1、粉尘爆炸的机理与特点粉尘爆炸的特点：1）粉尘爆炸速度和爆炸压力上升速度比气体爆炸小，但燃烧时间

9、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 初始能量。2）爆炸过程粉尘爆炸过程与可燃气体爆炸相似，但有两点区别： 一是粉尘爆炸所需的发火能更多；二是气体爆炸以热传导为主，而粉尘爆炸的热辐射的作用 大。3、粉尘爆炸的特性及影响因素。评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数是：爆炸极限、最小点 火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力及压力 速率。（六）燃烧爆炸的转化 爆炸的主要特征是压力急剧上升，并不一定着火；燃烧一定有发光放热现象，但与压力无特别关系。固体或液体

10、炸药燃烧转化为爆炸的主要三条件：1、炸药处于密封状态，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尚未反应的炸药，使其余的炸药受热 爆炸。第二节 消防设施与器材 消防设施是指火灾自动报警系统、自动灭火系统、消火栓系统、可提式灭火器系统、灭火器防 排烟系统以及应急广播和应急照明、安全疏散设施等。消防器材是指灭火器等移动灭火器材和工具。一、消防设施（一）火灾自动报警系统 自动消防系统应包括探测、报警、联动、灭火、减灾等功能。火灾自动报警系统主要完成探测 和报警功能。消防系统中有

11、三种控制方式：自动控制、联动控制、手动控制。 火灾自动报警系统由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置和电源组成。 火灾报警装置：用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和控制指示；如火灾 报警控制器。火灾警报装置：用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置。如火灾警报器。1 、系统分类 火灾自动报警系统分三种基本形式：区域火灾报警系统、集中火灾报警系统、控制中心报警系 统。区域火灾报警系统适用于二级保护对象，如行政事业单位，工矿企业要害部门和娱乐场所；集中火灾报警系统适用于一、二级保护对象，如高层宾馆、饭店、大型建筑群； 控制中心报警系统适用于特、一级保护对象，如大型宾馆、饭店、商

12、场、大型建筑群和大型综 合楼。2、火灾报警控制器 火灾报警控制器是火灾自动报警系统中的主要设备，除了具有控制、记忆、识别和报警功能外， 还具有自动检测、联动控制、打印输出、图形显示、通信广播等功能。（二）自动灭火系统1、水灭火系统。水灭火系统包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕和水喷雾系统。2、气体自动灭火系统。3、泡沫灭火系统（20倍以下为低倍数，21-200 为中倍数，201-1000 为高倍数）。二、消防器材消防器材主要包括灭火器和火灾探测器。（一）灭火器1、灭火剂（1）水和水系灭火剂。水是最常用的灭火剂，在水中加入化学物质的灭火剂称为水系灭火剂。 不能用水扑灭的火灾：1）比水轻

13、和不溶于水的易燃液体的火灾；2）遇水产生燃烧的火灾；3） 硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾；4）电气火灾未切断电源前；5）高温状态下化工设备的火灾。（2）气体灭火剂。CO用于扑灭精密仪器和一般电气火灾，还适合扑救可燃液体和固体火灾，2特别是那些不能用水、泡沫、干粉等灭火剂的玷污容易损坏的固体物质火灾。但CO喷射出时，会2 使空气中的水蒸气凝聚成小水滴。（3）泡沫灭火剂。分化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂。高倍数泡沫灭火剂特别适用于大空 间火灾，并具有灭火速度快的优点，应用范围比低倍数广。低倍数泡沫灭火伴有水渍损失。（4）干粉灭火剂。窒息、冷却、辐射及对有焰燃烧的化学抑制作用是干粉灭火效能的集中体 现，

14、其中化学抑制作用是灭火的基本原理，起主要灭火作用。手提式灭火器和固定是灭火系统中广 为应用。2、灭火器种类及使用范围 灭火器由筒体、器头、喷嘴等组成。按移动方式分为：手提式、推车式和悬挂式；按驱动灭火 剂的动力来源分为：储气瓶式、储压式、化学反应式；按灭火剂分为以下几种：1）清水灭火器。适用于扑救可燃性固体物质火灾，即 A 类火灾；2）泡沫灭火器。适合扑救脂类、石油产品等B类以及木材等A类物质的初起火灾，但不能扑 救 B 类水溶性火灾，也不能扑救 CDE 类火灾；3）酸碱灭火器。即化学泡沫灭火剂的灭火器，只适用于A类初起火灾，不能用于BCDE类。4）二氧化碳灭火器。适宜于扑救600V以下带电电

15、器、贵重设备、图书档案、精密仪器的初起 火灾，以及一般的可燃液体火灾。5）卤代烷灭火器。我国只生产1211和1301灭火器。1211主要用于A、B、C、E类的初起火 灾，尤其适用于扑救精密仪器、珍贵文物及贵重物质仓库等处的初起火灾，也能用于扑救飞机、汽 车、轮船、宾馆等场所的初起火灾。6）干粉灭火器。适用于扑救ABCE类火灾，但不能扑救D类轻金属火灾。（二）火灾探测器。分为感光式、感烟式、感温式、复合式和可燃气体等火灾探测器。 燃烧时的烟雾、温度、火焰和燃烧气体称为火灾参量。1、感光式火灾探测器适用于监视有易燃物质区域的火灾发生，如仓库、燃料库、变电所、计算机房等场所，特别适 用于没有阴燃阶段的燃料火灾的早期检测报警。分红外火焰探测器和紫外火焰探测器。红外线波长较长，抗烟雾干扰能力强，相应时间快，工作可靠。 紫外火焰探测器适用于火灾初期不产生烟雾的场所。2、感烟式火灾探测器 用于探测火灾初期的烟雾。分为点型感烟火灾探测器和线型感烟火灾探测器。点型是对警戒范围内某一点周围的烟参数响应的火灾探测器，分离子感烟火灾探测器和光电感 烟火灾探测器。离子感烟火灾探测器，对黑烟灵敏度高。光电感烟火灾探测器，对白烟灵敏度高。线型目前都是红外光束型。3、感温式火灾探测器。分为定温式、差温式和差定温组合式。