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1、第三章 着火和灭火理论（灭火分析）3.6 灭火分析n热理论中的灭火分析 n链锁反应理论中的灭火分析3.6.1 热理论中的灭火分析G T fG T f图3-18 简单开口系统n系统的热平衡和质量平衡分析：放热速度：散热速度：反应速率：反应物的减少速度：稳态情况下有： ，Tm为系统绝热燃烧温度 上式整理又可得： 对于单分子反应， 简单系统的放热与散热曲线简单系统的放热与散热曲线n放热速率n散热速率n绘制放热速率曲线和散热速率曲线图3-19 燃烧工况 qTqLTTITETmIT增加增加ET0,EAAATE 灭火的临界温度灭火的临界温度图3-19 燃烧工况 TqEqlqgTmTTEITIG/V增加要使
2、系统处于比着火更易散热的条件时才能够灭火 图3-19 燃烧工况 TqEqgTmTTE降低压力降低压力/密度密度n熄火的过程熄火的过程“S”形特点形特点p拐点I-着火的临界状况p拐点E-熄火临界状况p着火与熄火过程并不可逆p熄火过程带有滞后性 n熄火要在比着火更恶劣的条件下才能发生熄火要在比着火更恶劣的条件下才能发生 nT0ET0I n初温变化对着火影响大对灭火影响小，浓度变化对灭火影响大初温变化对着火影响大对灭火影响小，浓度变化对灭火影响大对着火影响小对着火影响小T0q0q0EEIT0ET0Iq01一、基于热理论的灭火措施p1. 降低系统氧或者可燃气浓度；p2. 降低系统环境温度；p3. 改善
3、系统的散热条件，使系统的热量更容易散发出去；n灭火措施：1. 降低系统氧或者可燃气浓度n灭火措施 2. 降低系统环境温度n灭火措施 3. 改善系统的散热条件二、链锁反应理论中的灭火分析p灭火条件：根据链锁反应着火理论，必须使系统中的自由基增长速度（主要是链传递过程中由于链分支而引起的自由基增长）小于自由基的消毁速度。p 1. 降低系统温度，以减慢自由基增长速度。 因为在链传递过程中由链分支而产生的自由基增长是一个分解过程，需吸收能量。温度高，自由基增长快；温度低，自由基增长慢。p 2. 增加自由基在固相器壁消毁速度。 为增加自由基碰撞固相器壁的机会，可以在着火系统中加入惰性固体颗粒，如粉末灭火
4、剂、砂子等。p 3. 增加自由基在气相中的消毁速度。 可在着火系统中喷洒卤代烷等灭火剂；或者在防火材料中加入卤代烷阻燃剂，如溴阻燃剂。n灭火措施总结p1. 降低系统着火温度。p2. 断绝可燃物。p3. 稀释空气中的氧浓度。 将水蒸气、二氧化碳等惰性气体引燃着火区，使着火区空间氧浓度降低，当氧浓度低于12，或者水蒸气浓度高于35，或者二氧化碳浓度高于3035时，绝大多数燃烧就会熄灭。p4. 抑制着火区内的链锁反应。 要使着火区的链锁反应受到抑制，必须使自由基在气相或者固相壁上大量被消毁，当自由基消毁速度大于自由基增长速度时，燃烧就会熄灭。 n火灾分类简介p火灾分类：A、B、C、D四类火灾nA类火
5、灾 指普通可燃物如木材、布等燃烧而形成的火灾；nB类火灾 指油脂以及液体，如原油、汽油、煤油等燃烧引起的火灾；nC类火灾 指可燃气体如氢气等燃烧引起的火灾；nD类火灾 指可燃金属如钠、钾等燃烧引起的火灾。n灭火方法简介pA类火灾n采用水冷却法n对于忌水物质，如布、纸等应尽量减少水浸所造成的损失n对珍贵图书，档案资料等应使用二氧化碳、卤代烷以及干粉灭火剂进行灭火。pB类火灾n使用泡沫灭火剂进行扑救，同时用水冷却容器壁，以减慢液体蒸发速度n关闭阀门，切断可燃液体来源，并把燃烧区域内容器中的可燃液体通过管道抽至安全地区；n在扑救原油油罐火灾时，若出现火焰增大，发亮、变白、烟色由浓变淡，金属原油罐壁发
6、生颤抖并伴有强烈的噪声等喷溅苗头时，应及时将人员撤离火灾现场，以避免不必要的人员牺牲。pC类火灾n关闭阀门，切断可燃气体来源n使用干粉灭火剂将气体燃烧火焰扑灭pD类火灾n钠、钾等燃烧时温度很高，水及其它普通灭火剂在高温下会因发生分解而失去作用，应使用特殊灭火剂-7150。n少量金属燃烧时，可用干砂、干食盐等扑救。n火灾现场若有电器设备，在进行火灾扑救时，应首先切断电源，但对于商场、影剧院等人员密集的场所，照明线路则应在人们撤离之后再切断；n灭火剂简介p灭火剂的种类n水n泡沫n干粉n气体卤代烷。1211,1301二氧化碳卤代烷替代物：烟烙尽，七氟丙烷n7150金属火灾灭火剂n气溶胶灭火剂水p直流
7、水、开花水直流水：连续的柱状水流；开花水：分散的水流，水滴直径直流水：连续的柱状水流；开花水：分散的水流，水滴直径0.1-6mm0.1-6mmp细水雾定义：所谓的细水雾，是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒。所谓的细水雾，是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒。 灭火机理：由于细水雾雾滴直径很小，相对同样体积的水，其由于细水雾雾滴直径很小，相对同样体积的水，其表面积表面积剧增剧增，从而加强了热交换的效能，起到了非常好的降温效果。细水，从而加强了热交换的效能，起到了非常好的降温效果。细水雾吸收热量后迅速被汽化，使得雾吸收热量后迅速被汽化，使得体积急剧膨胀体积急剧膨胀，通常达到，通常达到17
8、00多倍，多倍，从而从而降低了空气中的氧气浓度降低了空气中的氧气浓度，抑制了燃烧中的氧化反应的速度，抑制了燃烧中的氧化反应的速度，起到了窒息的作用。由此可见细水雾的灭火机理：起到了窒息的作用。由此可见细水雾的灭火机理：一是降温效能，一是降温效能，吸收热量；二是窒息作用，阻断氧化反应。吸收热量；二是窒息作用，阻断氧化反应。此外，细水雾具有非常此外，细水雾具有非常优越的阻断热辐射传递的效能，能有效地阻断强烈的热辐射。优越的阻断热辐射传递的效能，能有效地阻断强烈的热辐射。23p 水蒸汽指特定空间的水存在形态是气指特定空间的水存在形态是气- -液二相，其中液相可以是液二相，其中液相可以是“雾雾”状分散
9、形式存在（水蒸气是水的气态形式），也可以是大量液滴状分散形式存在（水蒸气是水的气态形式），也可以是大量液滴聚集形式存在，当然这也必须满足一定的物理条件和其他的一些聚集形式存在，当然这也必须满足一定的物理条件和其他的一些环境条件。在实际应用中，接触到的大多数指的是环境条件。在实际应用中，接触到的大多数指的是“水蒸汽水蒸汽”。p 增强水灭火剂加入适量润湿剂、阻燃剂、增稠剂等，以增强水的灭火性能。加入适量润湿剂、阻燃剂、增稠剂等，以增强水的灭火性能。242526n不能用水扑灭的火灾不能用水扑灭的火灾泡沫灭火剂：在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用冷
10、却作用n按照泡沫的生成机理，泡沫灭火剂可以分为p化学泡沫灭火剂p空气泡沫灭火剂n空气泡沫灭火剂分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫灭火剂三类。p低倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在20倍以下n低倍数泡沫灭火剂又可分为蛋白泡沫(P)、氟蛋白泡沫(FP)，“轻水”泡沫(水成膜泡沫灭火剂（AFFF )，抗溶性泡沫(AR)和合成泡沫(S)五种类型。p中倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在20200倍之间，p高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数在2001000倍之间n中、高倍数泡沫灭火剂均属于合成泡沫的类型。28化学泡沫灭火剂是通过硫酸铝和碳酸钠的水溶液发生化学反应产生的，泡沫中包含的气体为二氧化碳。p 常用的化学泡沫灭
11、火剂，主要是酸性盐常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐( (硫酸铝硫酸铝) )和碱性盐和碱性盐( (碳酸氢钠碳酸氢钠) )与少量的发泡剂与少量的发泡剂( (植物水解蛋白质或甘草粉植物水解蛋白质或甘草粉) )、少量的稳定剂、少量的稳定剂( (三氯化铁三氯化铁) )等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反应式如下：等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反应式如下： 6NaHCO3十Al2(SO4)32Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2p 化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体，它与发泡化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体，它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫剂作用便生成许多气泡
12、。这种泡沫密度小，且有黏性密度小，且有黏性，能覆盖在着火物，能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体惰性气体，不助燃。，不助燃。p 化学泡沫灭火剂不能用来扑救化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸忌水忌酸的化学物质和电气设备的火的化学物质和电气设备的火灾。灾。n常用泡沫灭火剂简介p1. 蛋白泡沫灭火剂（P）（Protein)p2. 氟蛋白泡沫灭火剂（FP）(Fluorine, Protein)p3. 水成膜泡沫灭火剂（AFFF）(Aqueous, Form, Film, foam)（也称为轻水灭火剂）p4.抗溶性泡沫灭火剂（AR）(Anti-, R
13、esolution)p5.高倍数泡沫灭火剂30分类分类名称名称组成组成优缺点优缺点扑救场所扑救场所化化学学泡泡沫沫灭灭火剂火剂YPYP型型 普普 通通 化化学泡沫学泡沫硫硫酸酸铝铝、碳碳酸酸氢氢钠钠+水水解解蛋白稳定剂蛋白稳定剂泡泡沫沫黏黏稠稠、流流动动性性差差、灭灭火火效效率率低低、不能久储不能久储A A类类 及及 B类类 非非水水溶溶性性油油类类液体液体YPBYPB型型YP+YP+氟氟碳碳蛋蛋白白表表面面活活性性剂剂+碳碳氢氢蛋蛋白白表表面活性剂面活性剂泡泡沫沫黏黏度度小小、流流动动性性好好、自自封封性性好好、灭灭火火效效率率高高，为为 同同 容容 量量 YP型型灭灭火火剂剂的的2到到3倍
14、倍，储储存存期长期长A A类类 及及 B类类 非非水水溶溶性性油油类类液液体体，但但不不能能扑扑救救水水溶溶性液体性液体31空气泡沫灭火剂空气泡沫灭火剂蛋白泡沫灭火剂蛋白泡沫灭火剂蛋蛋白白泡泡沫沫灭灭火火剂剂以以动动植植物物蛋蛋白白质质或或植植物物性性蛋蛋白白质质在在碱碱性性溶溶剂剂中中浓浓缩缩液液为为基基料料，加加入入适适当当的的稳稳定定剂剂、防防腐腐剂剂和和防防冻冻剂剂等添加剂的起泡性液体等添加剂的起泡性液体成成本本低低、泡泡沫沫稳稳定定，灭灭火火效效果果好好，污污染染少少等等优优点点。但但流流动动性性差差影影响响了了灭灭火火效效率率。该该泡泡沫沫耐耐油油性性低低，不不能能以以液液下下喷喷
15、射射方式扑救油罐火灾方式扑救油罐火灾各各种种石石油油产产品品，油油脂脂等等火火灾灾，亦亦可可扑扑救救木木材材，油油罐罐灭灭火火、在在飞飞机机的的跑跑道上灭火道上灭火氟蛋白泡沫灭火剂氟蛋白泡沫灭火剂蛋蛋白白泡泡沫沫基基料料+氟氟碳碳表表面活性剂配置而成面活性剂配置而成克克服服了了蛋蛋白白泡泡沫沫灭灭火火剂剂的的缺缺点点，同同时时可可以以液液下下喷喷射射方方式式扑扑救救油油罐罐火火灾灾。与与干干粉粉（ABC类类）的的相相溶溶性性好好；可可采采用用液液下下喷喷射方式射方式可可扑扑救救大大型型储储罐罐散散装装仓仓库库、输输送送中中转转装装置置、生生产产加加工工装装置置，油油码码头头的的火灾及飞机火灾火
16、灾及飞机火灾水成膜泡沫灭火剂水成膜泡沫灭火剂氟氟碳碳表表面面活活性性剂剂，无无氟氟表表面面活活性性剂剂和和改改进进泡泡沫沫性性能能的的添添加加剂剂（泡泡沫沫稳稳定定剂剂、抗抗冻冻剂剂、助助溶溶剂剂以及增粘剂）及水组成以及增粘剂）及水组成具有剪切应力小，流动具有剪切应力小，流动性小，泡沫喷射到油面性小，泡沫喷射到油面上时，泡沫能迅速展开，上时，泡沫能迅速展开，并结合水膜的作用把火并结合水膜的作用把火势迅速扑灭的优点势迅速扑灭的优点适适用用于于扑扑救救石石油油类类产产品品和和贵贵重重设设备备。油油罐罐可可以以采用液下喷射方式采用液下喷射方式高倍数泡沫灭火剂高倍数泡沫灭火剂以以合合成成表表面面活活性
17、性剂剂为为基基料料的的泡泡沫沫灭灭火火剂剂。与与水水按按一一定定的的比比例例混混合合后后通通过过高高倍倍泡泡沫沫灭灭火火剂剂产产生生器器，可可产产生生数数百百倍倍以以上上甚至千倍的泡沫甚至千倍的泡沫1 1分钟内产生分钟内产生1000立方立方米以上的泡沫，泡沫可米以上的泡沫，泡沫可以迅速充满点火的空间，以迅速充满点火的空间，使燃烧物与空气隔绝，使燃烧物与空气隔绝，使火焰窒息使火焰窒息主要用于扑救非水溶性主要用于扑救非水溶性可燃易燃液体的火灾。可燃易燃液体的火灾。如油罐漏滴、防火堤内如油罐漏滴、防火堤内的火灾，以及仓库、飞的火灾，以及仓库、飞机库、地下室、地下街机库、地下室、地下街室、煤矿坑道的火
18、灾室、煤矿坑道的火灾干粉：用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末，由具有灭火用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末，由具有灭火效能的效能的无机盐无机盐和少量的和少量的添加剂添加剂经干燥、粉碎、混合而成微经干燥、粉碎、混合而成微细固体粉末组成。细固体粉末组成。n分类：p普通干粉p多用干粉灭火剂（ABC干粉灭火剂）n用途： 扑救可燃液体火灾、可燃气体火灾以及带电设备的火灾(ABC干粉灭火剂还适用于扑救一般固体物质火灾) n干粉灭火剂灭火机理 (一) 化学抑制作用 当把干粉射向燃烧物时，粉粒便与火焰中的活性基团接触而把它瞬时吸附在自己的表面，可以消耗火焰中活性基团，从而使燃烧停止。碱金属的盐类对燃烧的抑制作用随碱金属原子序数的增加而增加，即：锂盐钠盐钾盐铷盐铯盐34(二) 其他灭火作用 n气体灭火剂p二氧化碳p卤代烷。1211,1301p卤代烷替代物：二氧化碳、烟烙尽，七氟丙烷u二卤代烷灭火机理p1301灭火机理36n 7150金属火灾灭火剂 三甲氧基硼氧六烷n 气溶胶灭火剂 由气溶胶灭火剂发生剂，通过物理或化学的作用而形成一由气溶胶灭火剂发生剂，通过物理或化学的作用而形成一种气态胶体混合灭火药剂，其分散质是以液体、固体或固液种气态胶体混合灭火药剂，其分散质是以液体、固体或固液两相混合组成的。两相混合组成的。
