防火防爆安全技术讲义

第四章第四章防火防爆安全技术防火防爆安全技术n一、燃烧与火灾一、燃烧与火灾n（一）燃烧和火灾的定义、条件第一节第一节 火灾爆炸事故机理火灾爆炸事故机理（p.175p.175）1.燃烧的定义（p.175p.175）n定义定义:燃烧是物质与氧化剂之间的放热反应，它通常会同时释放出火焰或可见光。n参考：同时放热发光的剧烈氧化还原反应（氧化反应）。n燃烧的三个特征:剧烈的氧化还原反应 放热 发光2.火灾的定义（p.175p.175）n定义：定义：n在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。n参考：指失去控制蔓延成灾的燃烧现象。或指超出有效范围的燃烧。通常造成人员和财产的损失。人员和财产损失较轻时，有时也称火警或未遂火灾事故。3.燃烧和火灾发生的必要条件（p.175p.175）燃烧的三要素（必要条件）:可燃物、氧化剂、点火源可燃物、氧化剂、点火源 构成火三角：三个基本条件同时具备，并且相互作用（即构成燃烧系统），才能发生。在火灾防治中，阻断火三角的任何一个要素就可以灭火。可燃物氧化剂点火源（二）燃烧和火灾过程和形式（p.176p.176）1、燃烧过程、燃烧过程2、燃烧形式、燃烧形式n气态可燃物气态可燃物 通常为扩散燃烧，即可燃物与氧气边混合边燃烧。参考：可燃气体在火源作用下加热到着火点（燃点）就能氧化分解燃烧，是最容易燃烧的。n液态可燃物（包括受热后先液化后燃烧的固态可燃物）：通常为先蒸发为可燃蒸气，可燃蒸气再与氧化剂发生燃烧。n固态可燃物：先通过热解产生可燃气体，可燃气体再与氧化剂发生燃烧。n燃烧可分为以下4种形式（p.176p.176）：（1）扩散燃烧（2）混合燃烧（3）蒸发燃烧（4）分解燃烧（三）火灾的分类（p.176p.176）n按物质燃烧的特性分6类：n A类：固体物质火灾。这类物质往往具有有机物的性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬，如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等；nB类：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾。如汽油、煤油、原油、乙醇、沥青、石蜡火灾等。nC类：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、氢气火灾等。nD类：指金属火灾。如钾、钠、铝、镁火灾等。nE类（带电火灾）：物体带电燃烧。发电机、电动机、电缆、家用电器等。nF类：烹饪器具内烹饪物火灾。如动植物油脂等。（四）火灾基本概念及参数（p.177p.177）n1.闪燃可燃物表面或可燃液体上方在很短的时间内重复出现火焰一闪即灭的现象。n闪燃往往是持续燃烧的先兆。n参考：闪燃可燃液体受热蒸发为蒸气，液体温度越高，蒸气浓度越高，当温度不高时，液面上少量可燃蒸气与空气混合，遇火源会闪出火花，短暂的燃烧过程（一闪即灭），称闪燃。n2.阴燃没有火焰和可见光的燃烧。n3.爆燃伴随爆炸的燃烧波。以亚音速传播。n4.自燃可燃物在空气中没有外来火源的作用，靠自热或外热而发生燃烧的现象。n根据热源的不同，分为自热自燃和受热自燃两种。n参考：可燃物质受热升温而无需明火作用就能自行燃烧的现象。n5.闪点在规定条件下，材料或制品加热到释放出的气体瞬间着火并出现火焰的最低温度点。n是衡量火灾危险性的重要参数。n参考：发生闪燃的最低温度。如：车用汽油-39；煤油2835等。闪点越低，发生火灾和爆炸的危险性越大。n6.燃点在规定条件下，用标准火焰使材料引燃并持续一段时间所需的最低温度。（05年辅导教材定义）n（08年辅导教材定义：在规定条件下，可燃物产生自燃的最低温度。）n燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义，在控制燃烧时，需将可燃物的温度降至其燃点以下。n参考：燃点（着火点）：能发生着火的最低温度（）。如：纸130，木材295等n着火可燃物质在火源的作用下能被点燃，并且火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。n7.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。n参考：能引起自燃的最低温度称自燃点，如：黄磷30，煤320。自燃点越低，发生火灾的危险性越大。n（五）典型火灾的发展规律（p.178p.178）初起期初起期（阶段）（烟，阴燃）发展期发展期（窜出火苗，火势由局部到大面积。热释放速率满足时间平方规律）轰燃轰燃 最盛期最盛期（空气剧烈对流，风助火势，火势强盛，火焰包围可燃物。通风决定火势）减弱期减弱期（可燃物逐渐减少）熄灭期熄灭期（可燃物不足，惰性介质，灭火作用等）火灾的发展过程：初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期。减弱期减弱期熄灭熄灭n轰燃（参考知识）轰燃（参考知识）定义：室内的局部火（由于热辐射，热对流等）向大面积火转变。由燃料控制向通风控制不仅是可燃物的数量和性质，而是风助火势（空气剧烈对流等），容易进入最盛期。未燃气体和挥发的蒸气局部聚集（如顶棚的下方）突然着火而造成的火焰迅速扩散。n（六）燃烧机理（p.178p.178）n1.活化能理论n2.过氧化物理论n3.链反应理论n二、爆炸二、爆炸（p.180p.180）n（一）爆炸及其分类n按反应相的不同，分为 1.气相爆炸 2.液相爆炸 3.固相爆炸n按能量来源，分三类：1.物理性爆炸物理性爆炸物质物理变化（物质物理变化（T,V,P）而引起的爆炸，而引起的爆炸，如：锅炉爆炸、蒸气爆炸等。如：锅炉爆炸、蒸气爆炸等。2.化学性爆炸化学性爆炸物质在瞬间完成化学反应，同时释放大量物质在瞬间完成化学反应，同时释放大量气体和热量引起的爆炸。气体和热量引起的爆炸。如：可燃气、粉尘爆炸。如：可燃气、粉尘爆炸。3.核爆炸核爆炸核裂变、核聚变反应释放核能引起。核裂变、核聚变反应释放核能引起。（二）爆炸的破坏作用（p.181-182p.181-182）n 1.冲击波n 2.碎片冲击n 3.震荡作用n 4.次生事故（三）可燃气体爆炸（p.181-184p.181-184）n 1.分解爆炸性气体爆炸n 2.可燃性混合气体爆炸 燃烧反应分为三个阶段燃烧反应分为三个阶段扩散、感应、化学反应扩散、感应、化学反应n 3.爆炸反应历程（四）物质爆炸浓度极限（四）物质爆炸浓度极限（p.184p.184）1.爆炸极限的基本理论及其影响因素爆炸极限的基本理论及其影响因素n爆炸浓度极限爆炸浓度极限定义：n 可燃物质（可燃气体，蒸气或粉尘）与空气（氧气）的混合物，遇着火源能够发生爆炸的浓度范围，简称爆炸极限。n COn空气混合物80%不燃不爆n例如：nCO 空气混合的爆炸极限为：12.5%80%nH2空气：475%nC2H2空气：2.281%nNH3空气：1528%等n可燃物质的爆炸极限越宽，则爆炸危险性越大。据此，可燃物质（燃气，蒸气，粉尘）化学性爆炸的条件为：可燃物质（燃气，蒸气，粉尘）可燃物质与空气或氧气均匀混合，浓度达到爆炸极限 在火源作用下n爆炸下限：可燃性混合物能发生爆炸的最低浓度.n爆炸下限越小，发生爆炸的危险性就越大COH2C2H2NH312.5%4%2.2%15%n爆炸上限：可燃混合物发生爆炸的最高浓度。爆炸上限越高，发生爆炸的危险性就越大COH2C2H2NH380%75%81%28%影响爆炸极限的因素（p.185p.185）n（1）温度的影响n初始温度升高，爆炸极限范围变宽。n如 丙酮：在0为4.2 8%n 100为3.210%n（2）压力的影响n初始压力增大，爆炸极限的范围变宽。n如 ，甲烷：0.1MPa时为：5.6 14.3%n 5MPa时为：5.4 29.4%n（3）惰性介质的影响n随惰性气体含量增加，爆炸极限范围缩小。n含氧量越高，爆炸极限变宽。n（4）爆炸容器的影响n容器管道减小，爆炸极限的范围变小。n如：H2，C2H2，d0.1 0.2mm时爆炸不传播n（5）点火源的影响n火源能量越高，爆炸极限范围愈宽。n如：CH4,100V,1A电火花不爆炸n 2A：5.9 13.6%n 3A:5.85 14.8%（p.193-194p.193-194）n3.爆炸极限计算爆炸极限计算n（1）爆炸上限和下限的计算。）爆炸上限和下限的计算。n（2）多种可燃气体组成的混合物的爆炸极）多种可燃气体组成的混合物的爆炸极限计算限计算（五）粉尘爆炸（p.196p.196）1.粉尘爆炸的机理和特点n常见的具有爆炸危险性的粉尘 金属 煤 粮食：面粉 合成材料：塑料，染料 饲料：鱼粉 农副产品：烟草，麻尘 林产品：纸，木粉 火炸药粉尘 有爆炸危险的有机合成材料粉尘等n粉尘遇空气混合爆炸的过程n粉尘粒子受热作用，温度上升n粉尘表面受热挥发出可燃性气体n产生的可燃气体遇空气混合形成爆炸性混合气体n遇火源发生爆炸n可燃粉尘爆炸的特点（p.196p.196）n1.爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生能量大，破坏程度大；n2.爆炸感应期较长；n3.会发生二次爆炸。（二）粉尘爆炸的特性及影响因素（p.197p.197）n爆炸极限n最小点火能量n最低着火温度n粉尘爆炸压力n压力上升速率影响粉尘爆炸极限的因素：（p.197p.197）n粉尘粒度、分散度、湿度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分温度等。第二节第二节 消防设施与器材消防设施与器材（p.198-201p.198-201）n一、消防设施一、消防设施n（一）火灾自动报警系统n（二）自动灭火系统n（三）防排烟与通风空调系统n（四）火灾应急广播与警报装置n二、消防器材二、消防器材（p.201-206p.201-206）n（一）灭火器n1、灭火剂n2、灭火器种类及其使用范围（二）火灾探测器n火灾探测 利用火灾的初起期的冒烟，阴燃等信息研制火灾报警器。1.感光式火灾探测器2.感烟式3.感温式4.可燃气体探测器 离子感烟火灾报警器放大线路接电源和执行机构内电离室外电离室n光电感烟式报警器 （利用烟气的光学效应报警）光敏二极管发光二极管光电感烟报警器第三节第三节 防火防爆技术防火防爆技术（p.207p.207）n一、火灾爆炸预防基本原则n1、防火基本原则n2、防爆基本原则二、点火源及其控制（p.208-212p.208-212）n1.明火n2.摩擦和撞击n3.电气设备n4.静电放电n5.太阳能和化学能参考：机械点火源即由撞击和摩擦等机械作用形成的点火源。机械点火源即由撞击和摩擦等机械作用形成的点火源。n在撞击和摩擦过程中机械能转变成热能，如火镰引火、打火机（火石型）点火都是撞击和摩擦火花具体应用的实例。n撞击和摩擦的机械能转变成热能却会点燃许多易燃易爆的物质。如爆炸性物质、氧化剂及有机过氧化物等受振动、撞击和摩擦会引起火灾爆炸事故；n机床切削下来的废铁屑（温度很高）点燃周围可燃物而造成的火灾事故。n在装卸搬运爆炸性物品、氧化剂及有机过氧化物等对撞击和摩擦敏感度较高的物品时应轻拿轻放，严禁撞击、拖拉、翻滚等，以防引起火灾和爆炸。n对于车床切削应有冷却装置。对机械传动轴与轴套，应定期加润滑油，以防摩擦发热引燃轴套附近散落的可燃粉尘等。参考：电气点火源引起火灾成因与控制n电动机超负荷运转或绝缘不良，短路发热起火；n电气线路安装不牢或接头松动打火，引起周围可燃物着火；n乱接乱拉电线或线路绝缘层老化、破损，导致并线短路，产生电火花起火；n变压器线圈绝缘损坏或接头接触不良等造成短路或电阻过大发热起火；n用过的电熨斗、电烙铁、电炉等未切断电源起火；n熔丝（保险丝）安装使用不合格，超负荷时失去保护作用或用其他金属丝代替保险丝引起火灾；n使用大功率灯泡靠近可燃物而着火。三、爆炸控制三、爆炸控制（p.212-216p.212-216）n1.惰性气体保护n2.系统密闭和正压操作n3.厂房通风n4.以不燃剂代替可燃剂n5.危险物品的储存n6.防止容器或室内爆炸的安全措施n7.爆炸抑制四、防火防爆安全装置及技术四、防火防爆安全装置及技术（p.216-221p.216-221）n1.阻火隔爆技术n2.防爆卸压技术一、概述（一）烟花爆竹的定义（二）烟花爆竹组成及性质 1.组成 2.性质n 火药燃烧的特性（5个方面）（三）烟花爆竹行业生产安全事故频发的原因第四节第四节 烟花爆竹安全技术烟花爆竹安全技术（p.221-p.221-223223）二、烟花爆竹基本安全知识二、烟花爆竹基本安全知识（p.224p.224）n（一）烟花爆竹、原材料和半成品的感度及影响因素 1.热感度 2.机械感度（二）烟花爆竹、烟火药安全生产的安全措施（二）烟花爆竹、烟火药安全生产的安全措施（p.225-227p.225-227）n（1）烟火药原材料应符合质量标准。n（2）粉碎应在单独工房进行，粉碎前后应筛掉机械杂质，筛选时不得使用铁质、塑料等产生火花和静电的工具。n（3）黑火药原料的粉碎，应将硫磺和木炭两种原料混合粉碎。n（4）铝粉、镁铝合金粉、氯酸盐、赤磷等高感度原料的粉碎，必须在专用工房中，使用专用设备和专用工具，并由专人操作。n（5）粉碎和筛选原料是应坚持做到：n三固定三固定：固定工房、固定设备、固定最大粉碎药量。n四不准四不准：不准混用工房、不准混用设备和工具，不准超量投料、不准在工房内存放粉碎好的药物。n所有粉碎和筛选设备应接地，电气设备必须是防爆型的，要做到远距离操作，进出料是必须停机停电，工作应注意通风。n（6）烟火药的配置和混合时要严把领药、称领药、称药、混药三道关口药、混药三道关口。n（7）压药与造粒工房要做到定机定员药物升温不得超过20，机械造粒时应有防爆墙隔离和连锁装置等。n（8）药物干燥时要控制药量、温度，严禁明火。（三）烟花爆竹工厂的布局和建筑安全要求（三）烟花爆竹工厂的布局和建筑安全要求（p.226-230p.226-230）n（1）工厂布局n（2）工厂平面布置n（3）工艺布置n（4）工厂安全距离定义及其确定n（5）建筑物安全要求n1.电气设备防爆n1）对于I类（F0区）场所，即炸药、起爆药、击发药、火工品的贮存；黑火药、烟火药制造加工、贮存的场所，不应安装电气设备，烟火药、黑火药的I类危险场所采用的仪表，应选择适应本场所的本质安全型。电气照明采用安装在建筑外墙壁龛灯或装在室外的投光灯。（四）烟花爆竹工厂电气安全要求（四）烟花爆竹工厂电气安全要求（p.230-231p.230-231）n 2）对于II类（F1区）场所，即起爆药、击发药、火工品制造的场所，电气设备表面温度不得超过允许表面温度（有140、100等），且符合防爆电器设备的有关规定：应优先采用防粉尘点火型，或尘密结构型、II类B级隔爆型、本质安全型、增安型（仅限于灯类及控制按钮）。当生产设备采用电力传动时，电动机应安装在无危险场所，采取隔墙传动。n3）对III类（F2区）场所，即理化分析成品试验站，选用密封型、防水防尘型设备。n2.防雷电措施n3.防静电措施n4.通讯n2.防雷电措施n3.防静电措施n4.通讯第五节第五节民用爆破器材安全技术安全技术（p.235-236p.235-236）一、民用爆破器材生产安全基础知识（一）民用爆破器材的分类 1.工业炸药 2.起爆器材 3.专用民爆器材（二）民用爆破器材的火灾爆炸危险因素 （三）民用爆破器材基本安全知识（p.236-p.236-237237）1.火药燃烧特性及炸药爆炸三特征n火药燃烧的特性（火药燃烧的特性（5个方面）个方面）n炸药爆炸三特征炸药爆炸三特征2.危险物质的燃烧爆炸敏感度及其影响因素3.爆炸冲击波的破坏作用和防护措施（基本上同烟花爆竹）4.预防燃烧爆炸事故的主要措施预防燃烧爆炸事故的主要措施（p.239-p.239-240240）n（1）民用爆破器材的生产工艺技术应是成熟、可靠或经过技术鉴定的。n（2）凡从事民用爆破器材生产、贮存的企业，应制定能指导正常生产作业的工艺技术规程和安全操作规程。n（3）可能引起燃烧事故的机械化作业，应根据危险程度设置自动报警、自动停机、自动卸爆、应急等安全措施。n（4）所有与危险品接触的设备、器具、仪表应相容。n（5）有危及生产安全的专用设备应进行安全鉴定。n（6）预防火炸药生产中混入杂质。n（7）在生产、贮存、运输时，不允许使用明火，不得接触明火或表面高温物。特殊情况取药使用时，在工艺资料中应作出明确说明，并应限制在一定的安全范围内，且遵守用火细则。n（8）在生产、贮存、运输等过程中，要防止摩擦和撞击。n（9）要有防止静电产生和积累的措施。n（10）火炸药生产厂房内的所有电气设备，所有设施都应满足防爆要求。n（11）生产、贮存工房均应设置避雷设施，所有建筑物都必须在避雷针的保护范围内。n（12）在火药的生产过程中，避免空气受到绝热压缩。n（13）要及时预防机械和设备故障。n（14）生产用设备在停工检修时，要彻底清理残存的火炸药，需要电焊时，除采用相应的安全措施外，还要采取消除杂散电流的措施。参考n灭火的基本原理n火灾一旦发生，只要消除燃烧三个基本条件中的任何一条，火即熄灭。n灭火的基本原理灭火的基本原理4种：冷却、窒息、隔离、种：冷却、窒息、隔离、化学抑制。化学抑制。n前三种为物理过程，后一种是化学过程。参考n 冷却法消除着火源。如水冷却。窒息法消除助燃物（氧化剂），如CO2灭火器，CCl4灭火器等。隔离法消除可燃物。如水墙，破拆，关闭燃料的阀门等。化学抑制阻止火势。参考n2.灭火的基本措施 控制可燃物；隔绝助燃物（氧化剂）；消除点火源；阻止火势蔓延。参考n灭火剂（1）水灭火剂：水灭火剂：机理、形态、应用范围（2）气体灭火剂气体灭火剂：如CO2灭火剂，卤代烷（1211灭火剂：二氟一氯一溴甲烷）等。卤代烷灭火剂属淘汰品种，替代品如七氟丙烷（FM-200）、IG-541等。（3）泡沫灭火剂泡沫灭火剂：发展趋势、高倍数适合大空间灭火。（4）干粉灭火剂干粉灭火剂：组成、机理、优越性 4.烟气控制n火灾除了造成直接烧伤和烧死外，往往更多(约一半以上)人员的死亡是烟气造成的。n烟气是一种混合物,包括燃烧产物如CO2、水蒸气，以及未燃的燃气、CO、多种有毒有腐蚀性的气体、固体微小颗粒和液滴、卷入的空气等。烟气的危害性n烟气的产生：除了少数的纯燃料（如H2等）燃烧时不产生烟气外，多数可燃物都会产生烟气。n烟气的毒性：窒息 如CO2等气体，中毒，主要是CO，多数的中毒死亡都是由它引起的。烟气的危害性n烟气的流动（驱动）力主要是：建筑物内外温差引起的烟囱效应 燃烧气体的热膨胀力，浮力；通风系统风机；电梯的活塞效应等。（火和烟沿楼梯等向上层扩散）n烟气控制的两条途径烟气控制的两条途径 挡烟用耐火材料把烟气挡住在某些限定区域，避免扩散到人或物产生危害的地方；排烟使烟气沿着对人或物没有危害的渠道排到室外；如排烟窗，排烟井。机械排烟自然排烟排烟方式烟气控制措施n防烟分隔建筑物中的墙壁，隔板，楼板等可作为防烟分隔。n非火源区的烟气稀释（烟气净化，烟气置换）如开门使烟气泄漏到另一个房间。n加压控制利用风机在烟气分隔物两侧造成压差，从而控制烟气流动。n空气流在大火已被抑制或燃料已被控制的少数情况下可采用，一般不宜采用（地铁或隧道）。n浮力采用风机驱动或自然通风系统，利用热烟气的浮力机制排烟。本章完本章完