消防基础知识--燃烧与爆炸.ppt

2019/4/23,1,消防基础知识,燃烧 爆炸,课时：3小时 主讲人；张林,2019/4/23,2,第一节：燃烧,一、燃烧的本质 燃烧，俗称“着火”。人们通过长期用实践和大量的科学实验证明，燃烧是可燃物质与氧化剂作用发生的一种放热发光的剧烈化学反应。,2019/4/23,3,二、燃烧的条件* （一）、燃烧的必要条件,点火源,可燃物,助燃物,燃烧三角形,（无焰）,用燃烧三角形来表示无焰燃烧 的必要条件是非常确切的,2019/4/23,4,燃烧四面体,可燃物,点火源,助燃物,未受抑制的链式反应,燃烧的必要条件,（有焰）,有焰燃烧，因过程中存在未受抑制的游离基 （自由基，它是一种高度活泼的化学基因） 作中间体，能与其它的自由基和分子起反应， 从而使燃烧按链式反应扩展。,2019/4/23,5,1、可燃物 凡是能与空气中的氧气或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称可燃物，如木材、氢气、汽油、纸张、硫等。 可燃物按物理状态分为：气体可燃物、液体可燃物、固体可燃物 注：灼热的铁在纯氧中能发生剧烈的燃烧，灼热的铜能在纯氯中发生剧烈燃烧；把铝粉碎成粉末，不但会燃烧，甚至一旦飞扬在空气中还能发生爆炸。（瞿溪爆炸案）,2019/4/23,6,2、助燃物 凡是与可燃物质相结合并能帮助、支持和导致着火或爆炸的物质，称为助燃物。助燃物实际上是氧化剂，最常见的是氧气， 除氧气外，氟、氯、溴、氯酸钾、过氧化钠等也可以作为燃烧反应的氧化剂。,2019/4/23,7,3、点火源 凡是能引起可燃物着火或爆炸的热能源，统称为点火源（又称引火源） 常见的能量来源有热能、电能、光能等,2019/4/23,8,3.1、点火源分类 常见的火源有以下七类： 1、明火焰； 2、高温物体； 3、电火花； 4、撞击与摩擦； 5、光线照射与聚集； 6、绝热压缩（机械能变为热能）； 7、化学反应放热（化学能变为热能);,2019/4/23,9,3.2、明火焰的危险性及安全对策 明火焰的危险性和表现形式 明火焰裸露之火 常见的明火焰：火柴火焰、打火机火焰、蜡烛火焰、煤炉火焰、液化石油汽灶具火焰、工业蒸汽锅炉火焰、酒精喷打火焰、气焊气割火焰等,2019/4/23,10,绝大多数明火焰的温度超过700，而绝大多数可燃物的自燃点低于700。,几种固体的自燃点,几种气体及液体在空气中的自燃点,几种粉尘的自燃点,2019/4/23,11,以下就典型的高温物体予以介绍：,（1）铁皮烟囱：表面温度在靠近炉灶处可超过500 ，在烟囱垂直升到平房屋顶天棚处，烟囱表面温度往往也能达到200 。 （2）发动机燃烧室内的温度一般可达2000 ，排气管一般还可能高达150 200 。 （3）无焰燃烧的火星：温度可达350 以上。,2019/4/23,12,4、链式反应 有焰燃烧都存在着链式反应，当某种可燃物受热时，它不仅会汽化，而且该可燃物的分子会发生热裂解作用，即它们在燃烧前会裂解成为更简单的分子。此时，这些分子中的一些原子间的共价键会发生断裂，从而生成自由基。它是一种高度活泼的化学形态，能与其他的自由基和分子反应，从而使燃烧持续下去，这就是燃烧的链式反应。,2019/4/23,13,（二）、燃烧的充分条件 1、一定的可燃浓度 可燃气体或蒸气只有在达到一定的浓度时才会发生燃烧或爆炸，如：甲烷只有在其浓度达到5%时才有可能发生燃烧；氢气在空气中的含量达到4%75%时就能着火甚至爆炸；但若氢气在空气中的含量低于4%或高于75%时即不能发生着火，也不能发生爆炸。 2、一定的氧气含量（部分物质燃烧所需的最低含氧量）,2019/4/23,14,3、一定的点火能量 各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固定的最小点火能量要求。也就是说，点火源必须有一定的温度和足够的热量，否则，燃烧便不会产生。物质燃烧所需点火源的强度，取决于不同可燃物的着火温度，即引起燃烧的最小点火能量，低于这个能量便不能引起可燃物燃烧。 4、未受抑制的链式反应 对于有焰燃烧，除以上三个条件外，燃烧过程中存在未受抑制的游离基（自由基），形成链式反应，使燃烧能够持续下去，亦是燃烧的充分条件之一。 注：所谓防火和灭火的基本措施就是去掉其中的一个或几个条件，使燃烧不致发生或不能持续。,2019/4/23,15,三、燃烧的类型 燃烧的类型主要有：闪燃、自燃、着火、阴燃和爆炸。 （一）闪燃 在一定温度下、液体（固体）表面上能产生足够的可燃蒸气，达到一定的浓度时遇火能产生一闪即灭的火焰的燃烧现象称为闪燃。 液体发生闪燃的最低温度叫做闪点 表：为几种液体的闪点,2019/4/23,16,产生闪燃的现象： 这所以产生闪燃的现象，是由于液态可燃物表面会产生可燃蒸气，固态可燃物也因蒸发、升华或分解生产可燃气体或蒸气，这些可燃气体与空气混合而成可燃性气体。当达到闪点遇明火时，燃烧速度并不快，生成的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，新的蒸气来不及产生并供应燃烧进行下去，所以闪燃一下就灭了。闪燃往往是持续燃烧的先兆。 注：化工企业甲类原料仓库（甲醇、丙酮等）都有在规定的时间段里，打开排风机进行排风，目的就是稀释材料表面产生一定浓度的可燃蒸气。,2019/4/23,17,（二）自燃 可燃物质在没有外部明火火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。 例：有些化工企业简易仓库棚顶，安装自动喷淋系统（高温时打开喷淋在棚顶自动喷水，目的就是降温，防止受热自燃）,分,本身自燃,受热自燃,物质内部自行发热而发生的燃烧现象,物质本加热到一定温度时发生的燃烧现象,2019/4/23,18,（三）着火 可燃物在空气中受着火源的作用而发生持续燃烧的现象，叫做着火。物质着火，需要一定的温度。可燃物开始持续燃烧所需要的最低温度叫做燃点（又叫着火点）。 表：一些可燃物的燃点,可燃物,未达燃点,不着火,燃点越低,可燃物,越容易着火,2019/4/23,19,（四）阴燃 没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。 一些固体可燃物在空气不流通，加热温度较低或含水分较高时会发生阴燃，如：成捆堆放的棉、麻、纸张及大堆垛的煤、草、水稻、湿森材等易发生这类火灾。随着阴燃的进行，热量聚集，温度升高，此时空气的导入可能会转变为有焰燃烧。 例：1998年，安徽贵池一个国营粮仓发生稻谷阴燃，最后烧掉几百吨稻谷，堆的太深阳 失火罪,2019/4/23,20,（二）燃爆（闪爆） 以亚音速传播的爆炸称为爆燃 例一：居家用的大多数是嵌入式煤气灶，灶柜太密封，每次熄火时炉头内未燃烧的煤气沉淀到灶柜中，没有得到及时排放，当积累到一定量时，如果煤气与空气的混合比率达到爆炸极限28时，一遇明火就很容易发生闪爆，即瞬时爆炸，产生高温火球，体积以原来250倍迅速膨胀，除了可以造成人体表面烧伤和家庭设施损坏外，更致命的是容易造成吸入性呼吸道烫伤。 例二、 锅炉炉镗中积存的可燃混合物瞬间同时燃烧，从而使炉膛烟气侧压力突然升高的现象。,有燃料和助燃空气的积存,燃料和空气混合物达到了 爆燃的浓度,有燃料和助燃空气的积存,有足够的点火能源,爆燃三要素,2019/4/23,21,西安南郊一家属院天然气闪爆 多户居民家中受损,2008年2月17日位于西安市青松路的西安电炉研究所家属院内，一住户家中发生天然气闪爆。该住户50多平方米的家里成了煤渣碳窑，整栋七层楼住户的玻璃基本被震碎.,2019/4/23,22,专家提醒：出门时别忘记关闭气源总开关，进门后应注意检查家中有无异味，一旦发现液化气泄漏时，不要慌张，作如下处理： 1、及时关闭燃气总阀 2、打开门窗通风换气 3、千万不要开启任何电器开关或拔打手机，谨防电器开关的电火花引发燃气闪爆事故 4、如故障不能排除，要及时出门拨打供气部门的报修电话或向119或110报警，请专业人员上门维修和处理,2019/4/23,23,2019/4/23,24,2019/4/23,25,2019/4/23,26,2019/4/23,27,2019/4/23,28,2019/4/23,29,四、燃烧学的几个重要概念 （一）闪点： 1、概念：在规定的试验条件下，液体（固体）表面能产生闪燃的最低温度称为闪点。 2、闪点在消防工作中的重要意义,达到闪点的物质处于燃烧的临界状态，燃烧或火灾的发生往往会开始。如果此时人们对达到闪点的物质及其条件进行及时的处置和干涉，就能有效地控制燃烧甚至是火灾的发生。 闪点是生产厂房的火灾危险性分类的重要依据； 闪点是储存物品仓库的火灾危险性分类的重要依据； 闪点是甲、乙、丙类危险性液体分类的依据 以甲乙丙类液体的分类为依据，规定了厂房和库房的耐火等级、层数、占地面积、安全疏散、防火间距、防爆设置等。,2019/4/23,30,例表：可燃液体的火灾危险性分类,2019/4/23,31,（二）燃点： 在规定的条件下，液体或固定能产生持续燃烧的最低温度称为燃点。,一切可燃液体的燃点都高于闪点。 要控制物质燃烧，需将温度降至其燃点以下。 （三）自燃点： 在规定的条件下，可燃物质产生的自燃的最低温度是该物质的自燃点。,2019/4/23,32,五、可燃气体、液体、固体的燃烧特点 （一）可燃气体的燃烧特点： 可燃气体的燃烧，必须经过与氧化剂接触，混合的物理过程和着火（或爆炸）的剧烈氧化还原反应阶段。 （二）可燃液体的燃烧特点： 可燃液体的燃烧实际上是可燃液体蒸气的燃烧。 （三）固体的燃烧特点： 固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解，固体上方可燃气体浓度达到燃烧极限，才能持续不断地发生燃烧。,硫、磷、沥表 热塑性高分子材料等,木材、纸张、棉 麻、热固塑料 合成橡胶,木炭、焦炭 （发红燃烧无焰）,成捆的棉、麻、 大堆垛的草，稻谷等,2019/4/23,33,六、火焰： 火焰就是可燃物质正在进行燃烧的气体和蒸气的体积。它是由三个部分组成的，即焰心、内焰、外焰。,外焰是包围在内焰外几乎没有发亮的 部分，由于这里空气充足，因此形成完全燃烧,内焰是指包围在焰心外部的明亮的圆锥体部分。在这里 气体产物进一步分解，产生氢气和许多微小的炭粒，并 局部燃烧，因此温度较高。但由于空气不充足，大部分 炭粒没有燃烧，而是灼热发光，所以内焰显得非常亮。,焰心是指火焰内部靠近焰蕊较暗的圆锥体部分。它是由可燃物受 高温作用后被蒸发和分解的气体产物构成。由于焰心空气不足， 温度较低不发生燃烧，只是向外输送气体。,2019/4/23,34,七、燃烧产物： 燃烧或热解作用而产生的全部物质，称为燃烧产物。,燃 烧 产 物,气体、热量、 可见烟等,一氧化碳、氰化氢 二氧化碳、丙烯醛 化氢、二氧化硫等,气 体,2019/4/23,35,第二节：爆炸,一、爆炸的概念 由于物质急剧氧化或分解反应，使温度、压力增加或两者同时增加的现象，称为爆炸。,爆炸,物理爆炸,化学爆炸,核爆炸,由于液体变成蒸气或 气体迅速膨胀，压力急速 增加，并大大超过容器 的极限压力而发生的爆炸。,因物质本身起化学反应， 产生大量气体和高温， 而发生的爆炸。,蒸气锅炉 液化器钢瓶,炸药，可燃气体、 液体蒸气和粉尘 与空气混合物的爆炸,在消防工作中经常遇到的是可燃性气体、蒸气、粉尘、液滴与空气或其它氧化介质形成爆炸性 混合物发生的爆炸。,2019/4/23,36,二、爆炸极限 可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度，称为爆炸极限。通常以体积百分数表示。 低于爆炸下限时不爆炸也不着火，在高于爆炸上限同样不燃不爆； 这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延。而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故,爆炸极限,爆炸下限（燃烧下限）,爆炸上限（燃烧上限）,2019/4/23,37,表例： 一些可燃气体在空气中的爆炸极限 一些可燃液体蒸气在空气中的爆炸极限,2019/4/23,38,粉尘爆炸案例： 郭溪街道殿上村家庭作坊爆炸案(铝粉尘爆炸)(超级连接),三、粉尘爆炸的条件 1、粉尘本身必须是可燃性的； 2、粉尘必须具有相当大的比表面积； 3、粉尘必须悬浮在空气中，与空气混 合形成爆炸极限范围内的混合物。,四、粉尘爆炸的特点 1、多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。 因初始爆炸将沉积的粉尘扬起，在新的 空间中形成更多的爆炸混合物而再次爆炸。 2、粉尘爆炸所需的最小点火能量较高， 一般在几十毫焦耳以上。 3、与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力 上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放 的能量大，破坏力强。,2019/4/23,39,谢 谢！,