第一节 火灾爆炸事故机理.doc

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≥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及其 影响因素　　危险度H=(L上-L下)/L下，一般情况下，H越大，爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大　　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/(V1/L1+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CO2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，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CO2喷射出时，会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，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。