第-3-章--2-滅火理論及滅火分析

1、第三章 著火和滅火理論（滅火分析）3.6 滅火分析n熱理論中的滅火分析 n鏈鎖反應(yīng)理論中的滅火分析3.6.1 熱理論中的滅火分析G T fG T f圖3-18 簡單開口系統(tǒng)n系統(tǒng)的熱平衡和質(zhì)量平衡分析：放熱速度：散熱速度：反應(yīng)速率：反應(yīng)物的減少速度：穩(wěn)態(tài)情況下有：RTEccgfeKHWHq/ TTVGCqplRTEgfeVKWVg/ ffGgllgqqlgggTTCVGfeKHpRTEc/ffGfeVKRTE/ ，Tm為系統(tǒng)絕熱燃燒溫度 上式整理又可得： 對于單分子反應(yīng)， cmpHTTffCTTffHTTCcpTTTTffm1fTTTTTTTTffmmm簡單系統(tǒng)的放熱與散熱曲線簡單系統(tǒng)的放熱與

2、散熱曲線n放熱速率n散熱速率n繪制放熱速率曲線和散熱速率曲線/E RTE RTmccgmTTqH KfeHKeTT TTVGCqpl圖3-19 燃燒工況 qT TqLTTITETmIT增加增加ET0,EAAATE 滅火的臨界溫度滅火的臨界溫度圖3-19 燃燒工況 TqEqlqgTmTTEITIG/V增加要使系統(tǒng)處于比著火更易散熱的條件時才能夠滅火 圖3-19 燃燒工況 TqEqgTmTTE降低壓力降低壓力/密度密度n熄火的過程熄火的過程“S”形特點形特點p拐點I-著火的臨界狀況p拐點E-熄火臨界狀況p著火與熄火過程并不可逆p熄火過程帶有滯后性 n熄火要在比著火更惡劣的條件下才能發(fā)生熄火要在比著

3、火更惡劣的條件下才能發(fā)生 nT0ET0I n初溫變化對著火影響大對滅火影響小，濃度變化對滅火影響大初溫變化對著火影響大對滅火影響小，濃度變化對滅火影響大對著火影響小對著火影響小T0q0q0EEIT0ET0Iq01一、基于熱理論的滅火措施p1. 降低系統(tǒng)氧或者可燃?xì)鉂舛?；p2. 降低系統(tǒng)環(huán)境溫度；p3. 改善系統(tǒng)的散熱條件，使系統(tǒng)的熱量更容易散發(fā)出去；n滅火措施：1. 降低系統(tǒng)氧或者可燃?xì)鉂舛萵滅火措施 2. 降低系統(tǒng)環(huán)境溫度n滅火措施 3. 改善系統(tǒng)的散熱條件二、鏈鎖反應(yīng)理論中的滅火分析p滅火條件：根據(jù)鏈鎖反應(yīng)著火理論，必須使系統(tǒng)中的自由基增長速度（主要是鏈傳遞過程中由于鏈分支而引起的自由基增

4、長）小于自由基的消毀速度。p 1. 降低系統(tǒng)溫度，以減慢自由基增長速度。 因為在鏈傳遞過程中由鏈分支而產(chǎn)生的自由基增長是一個分解過程，需吸收能量。溫度高，自由基增長快；溫度低，自由基增長慢。p 2. 增加自由基在固相器壁消毀速度。 為增加自由基碰撞固相器壁的機(jī)會，可以在著火系統(tǒng)中加入惰性固體顆粒，如粉末滅火劑、砂子等。p 3. 增加自由基在氣相中的消毀速度。 可在著火系統(tǒng)中噴灑鹵代烷等滅火劑；或者在防火材料中加入鹵代烷阻燃劑，如溴阻燃劑。n滅火措施總結(jié)p1. 降低系統(tǒng)著火溫度。p2. 斷絕可燃物。p3. 稀釋空氣中的氧濃度。 將水蒸氣、二氧化碳等惰性氣體引燃著火區(qū)，使著火區(qū)空間氧濃度降低，當(dāng)氧

5、濃度低于12，或者水蒸氣濃度高于35，或者二氧化碳濃度高于3035時，絕大多數(shù)燃燒就會熄滅。p4. 抑制著火區(qū)內(nèi)的鏈鎖反應(yīng)。 要使著火區(qū)的鏈鎖反應(yīng)受到抑制，必須使自由基在氣相或者固相壁上大量被消毀，當(dāng)自由基消毀速度大于自由基增長速度時，燃燒就會熄滅。 n火災(zāi)分類簡介p火災(zāi)分類：A、B、C、D四類火災(zāi)nA類火災(zāi) 指普通可燃物如木材、布等燃燒而形成的火災(zāi)；nB類火災(zāi) 指油脂以及液體，如原油、汽油、煤油等燃燒引起的火災(zāi)；nC類火災(zāi) 指可燃?xì)怏w如氫氣等燃燒引起的火災(zāi)；nD類火災(zāi) 指可燃金屬如鈉、鉀等燃燒引起的火災(zāi)。n滅火方法簡介pA類火災(zāi)n采用水冷卻法n對于忌水物質(zhì)，如布、紙等應(yīng)盡量減少水浸所造成的損

6、失n對珍貴圖書，檔案資料等應(yīng)使用二氧化碳、鹵代烷以及干粉滅火劑進(jìn)行滅火。pB類火災(zāi)n使用泡沫滅火劑進(jìn)行撲救，同時用水冷卻容器壁，以減慢液體蒸發(fā)速度n關(guān)閉閥門，切斷可燃液體來源，并把燃燒區(qū)域內(nèi)容器中的可燃液體通過管道抽至安全地區(qū)；n在撲救原油油罐火災(zāi)時，若出現(xiàn)火焰增大，發(fā)亮、變白、煙色由濃變淡，金屬原油罐壁發(fā)生顫抖并伴有強(qiáng)烈的噪聲等噴濺苗頭時，應(yīng)及時將人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場，以避免不必要的人員犧牲。pC類火災(zāi)n關(guān)閉閥門，切斷可燃?xì)怏w來源n使用干粉滅火劑將氣體燃燒火焰撲滅pD類火災(zāi)n鈉、鉀等燃燒時溫度很高，水及其它普通滅火劑在高溫下會因發(fā)生分解而失去作用，應(yīng)使用特殊滅火劑-7150。n少量金屬燃燒時，可

7、用干砂、干食鹽等撲救。n火災(zāi)現(xiàn)場若有電器設(shè)備，在進(jìn)行火災(zāi)撲救時，應(yīng)首先切斷電源，但對于商場、影劇院等人員密集的場所，照明線路則應(yīng)在人們撤離之后再切斷；n滅火劑簡介p滅火劑的種類n水n泡沫n干粉n氣體鹵代烷。1211,1301二氧化碳鹵代烷替代物：煙烙盡，七氟丙烷n7150金屬火災(zāi)滅火劑n氣溶膠滅火劑水p直流水、開花水直流水：連續(xù)的柱狀水流；開花水：分散的水流，水滴直徑直流水：連續(xù)的柱狀水流；開花水：分散的水流，水滴直徑0.1-6mm0.1-6mmp細(xì)水霧定義：所謂的細(xì)水霧，是使用特殊噴嘴、通過高壓噴水產(chǎn)生的水微粒。所謂的細(xì)水霧，是使用特殊噴嘴、通過高壓噴水產(chǎn)生的水微粒。 滅火機(jī)理：由于細(xì)水霧霧

8、滴直徑很小，相對同樣體積的水，其由于細(xì)水霧霧滴直徑很小，相對同樣體積的水，其表面積劇增表面積劇增，從而加強(qiáng)了熱交換的效能，起到了非常好的降溫效果。細(xì)水霧吸收，從而加強(qiáng)了熱交換的效能，起到了非常好的降溫效果。細(xì)水霧吸收熱量后迅速被汽化，使得熱量后迅速被汽化，使得體積急劇膨脹體積急劇膨脹，通常達(dá)到，通常達(dá)到1700多倍，從而多倍，從而降降低了空氣中的氧氣濃度低了空氣中的氧氣濃度，抑制了燃燒中的氧化反應(yīng)的速度，起到了窒，抑制了燃燒中的氧化反應(yīng)的速度，起到了窒息的作用。由此可見細(xì)水霧的滅火機(jī)理：息的作用。由此可見細(xì)水霧的滅火機(jī)理：一是降溫效能，吸收熱量；一是降溫效能，吸收熱量；二是窒息作用，阻斷氧化反

9、應(yīng)。二是窒息作用，阻斷氧化反應(yīng)。此外，細(xì)水霧具有非常優(yōu)越的阻斷熱此外，細(xì)水霧具有非常優(yōu)越的阻斷熱輻射傳遞的效能，能有效地阻斷強(qiáng)烈的熱輻射。輻射傳遞的效能，能有效地阻斷強(qiáng)烈的熱輻射。23p 水蒸汽指特定空間的水存在形態(tài)是氣指特定空間的水存在形態(tài)是氣- -液二相，其中液相可以是液二相，其中液相可以是“霧霧”狀分散形式存在（水蒸氣是水的氣態(tài)形式），也可以是大量液滴狀分散形式存在（水蒸氣是水的氣態(tài)形式），也可以是大量液滴聚集形式存在，當(dāng)然這也必須滿足一定的物理條件和其他的一些聚集形式存在，當(dāng)然這也必須滿足一定的物理條件和其他的一些環(huán)境條件。在實際應(yīng)用中，接觸到的大多數(shù)指的是環(huán)境條件。在實際應(yīng)用中，接觸

10、到的大多數(shù)指的是“水蒸汽水蒸汽”。p 增強(qiáng)水滅火劑加入適量潤濕劑、阻燃劑、增稠劑等，以增強(qiáng)水的滅火性能。加入適量潤濕劑、阻燃劑、增稠劑等，以增強(qiáng)水的滅火性能。242526n不能用水撲滅的火災(zāi)不能用水撲滅的火災(zāi)泡沫滅火劑：在液體表面生成凝聚的泡沫漂浮層，起窒息和在液體表面生成凝聚的泡沫漂浮層，起窒息和冷卻作用冷卻作用n按照泡沫的生成機(jī)理，泡沫滅火劑可以分為p化學(xué)泡沫滅火劑p空氣泡沫滅火劑n空氣泡沫滅火劑分為低倍數(shù)泡沫、中倍數(shù)泡沫和高倍數(shù)泡沫滅火劑三類。p低倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在20倍以下n低倍數(shù)泡沫滅火劑又可分為蛋白泡沫(P)、氟蛋白泡沫(FP)，“輕水”泡沫(水成膜泡沫滅火劑（AFFF

11、 )，抗溶性泡沫(AR)和合成泡沫(S)五種類型。p中倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在20200倍之間，p高倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)在2001000倍之間n中、高倍數(shù)泡沫滅火劑均屬于合成泡沫的類型。28化學(xué)泡沫滅火劑是通過硫酸鋁和碳酸鈉的水溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，泡沫中包含的氣體為二氧化碳。p 常用的化學(xué)泡沫滅火劑，主要是酸性鹽常用的化學(xué)泡沫滅火劑，主要是酸性鹽( (硫酸鋁硫酸鋁) )和堿性鹽和堿性鹽( (碳酸氫鈉碳酸氫鈉) )與少量的發(fā)泡劑與少量的發(fā)泡劑( (植物水解蛋白質(zhì)或甘草粉植物水解蛋白質(zhì)或甘草粉) )、少量的穩(wěn)定劑、少量的穩(wěn)定劑( (三氯化鐵三氯化鐵) )等混合后，相互作用而生成的泡沫

12、，其反應(yīng)式如下：等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反應(yīng)式如下： 6NaHCO3十Al2(SO4)32Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2p 化學(xué)泡沫滅火劑在發(fā)生作用后生成大量的二氧化碳?xì)怏w，它與發(fā)泡化學(xué)泡沫滅火劑在發(fā)生作用后生成大量的二氧化碳?xì)怏w，它與發(fā)泡劑作用便生成許多氣泡。這種泡沫劑作用便生成許多氣泡。這種泡沫密度小，且有黏性密度小，且有黏性，能覆蓋在著火，能覆蓋在著火物的表面上隔絕空氣。同時二氧化碳又是物的表面上隔絕空氣。同時二氧化碳又是惰性氣體惰性氣體，不助燃。，不助燃。p 化學(xué)泡沫滅火劑不能用來撲救化學(xué)泡沫滅火劑不能用來撲救忌水忌酸忌水忌酸的化學(xué)物質(zhì)和電氣設(shè)備的火的化學(xué)物質(zhì)和電氣

13、設(shè)備的火災(zāi)。災(zāi)。n常用泡沫滅火劑簡介p1. 蛋白泡沫滅火劑（P）（Protein)p2. 氟蛋白泡沫滅火劑（FP）(Fluorine, Protein)p3. 水成膜泡沫滅火劑（AFFF）(Aqueous, Form, Film, foam)（也稱為輕水滅火劑）p4.抗溶性泡沫滅火劑（AR）(Anti-, Resolution)p5.高倍數(shù)泡沫滅火劑30分類分類名稱名稱組成組成優(yōu)缺點優(yōu)缺點撲救場所撲救場所化 學(xué) 泡 沫 滅化 學(xué) 泡 沫 滅火劑火劑YPYP型普通化型普通化學(xué)泡沫學(xué)泡沫硫 酸 鋁 、 碳硫 酸 鋁 、 碳酸氫鈉酸氫鈉+水解水解蛋白穩(wěn)定劑蛋白穩(wěn)定劑泡 沫 黏 稠 、泡 沫 黏 稠

14、、流 動 性 差 、流 動 性 差 、滅火效率低、滅火效率低、不能久儲不能久儲A A類及類及B類非類非水 溶 性 油 類水 溶 性 油 類液體液體YPBYPB型型YP+YP+氟碳蛋白氟碳蛋白表面活性劑表面活性劑+碳 氫 蛋 白 表碳 氫 蛋 白 表面活性劑面活性劑泡沫黏度小、泡沫黏度小、流 動 性 好 、流 動 性 好 、自 封 性 好 、自 封 性 好 、滅火效率高，滅火效率高，為同容量為同容量YP型滅火劑的型滅火劑的2到到3倍，儲存倍，儲存期長期長A A類及類及B類非類非水 溶 性 油 類水 溶 性 油 類液 體 ， 但 不液 體 ， 但 不能 撲 救 水 溶能 撲 救 水 溶性液體性液體

15、31空氣泡沫滅火劑空氣泡沫滅火劑蛋白泡沫滅火劑蛋白泡沫滅火劑蛋白泡沫滅火劑以動植蛋白泡沫滅火劑以動植物蛋白質(zhì)或植物性蛋白物蛋白質(zhì)或植物性蛋白質(zhì)在堿性溶劑中濃縮液質(zhì)在堿性溶劑中濃縮液為基料，加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)為基料，加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑、防腐劑和防凍劑定劑、防腐劑和防凍劑等添加劑的起泡性液體等添加劑的起泡性液體成本低、泡沫穩(wěn)定，滅成本低、泡沫穩(wěn)定，滅火效果好，污染少等優(yōu)火效果好，污染少等優(yōu)點。但流動性差影響了點。但流動性差影響了滅火效率。該泡沫耐油滅火效率。該泡沫耐油性低，不能以液下噴射性低，不能以液下噴射方式撲救油罐火災(zāi)方式撲救油罐火災(zāi)各種石油產(chǎn)品，油脂等各種石油產(chǎn)品，油脂等火災(zāi)，亦可撲救木材，火災(zāi)，亦

16、可撲救木材，油罐滅火、在飛機(jī)的跑油罐滅火、在飛機(jī)的跑道上滅火道上滅火氟蛋白泡沫滅火劑氟蛋白泡沫滅火劑蛋白泡沫基料蛋白泡沫基料+氟碳表氟碳表面活性劑配置而成面活性劑配置而成克服了蛋白泡沫滅火劑克服了蛋白泡沫滅火劑的缺點，同時可以液下的缺點，同時可以液下噴射方式撲救油罐火災(zāi)。噴射方式撲救油罐火災(zāi)。與干粉（與干粉（ABC類）的相類）的相溶性好；可采用液下噴溶性好；可采用液下噴射方式射方式可撲救大型儲罐散裝倉可撲救大型儲罐散裝倉庫、輸送中轉(zhuǎn)裝置、生庫、輸送中轉(zhuǎn)裝置、生產(chǎn)加工裝置，油碼頭的產(chǎn)加工裝置，油碼頭的火災(zāi)及飛機(jī)火災(zāi)火災(zāi)及飛機(jī)火災(zāi)水成膜泡沫滅火劑水成膜泡沫滅火劑氟碳表面活性劑，無氟氟碳表面活性劑，

17、無氟表面活性劑和改進(jìn)泡沫表面活性劑和改進(jìn)泡沫性能的添加劑（泡沫穩(wěn)性能的添加劑（泡沫穩(wěn)定劑、抗凍劑、助溶劑定劑、抗凍劑、助溶劑以及增粘劑）及水組成以及增粘劑）及水組成具有剪切應(yīng)力小，流動具有剪切應(yīng)力小，流動性小，泡沫噴射到油面性小，泡沫噴射到油面上時，泡沫能迅速展開，上時，泡沫能迅速展開，并結(jié)合水膜的作用把火并結(jié)合水膜的作用把火勢迅速撲滅的優(yōu)點勢迅速撲滅的優(yōu)點適用于撲救石油類產(chǎn)品適用于撲救石油類產(chǎn)品和貴重設(shè)備。油罐可以和貴重設(shè)備。油罐可以采用液下噴射方式采用液下噴射方式高倍數(shù)泡沫滅火劑高倍數(shù)泡沫滅火劑以合成表面活性劑為基以合成表面活性劑為基料的泡沫滅火劑。與水料的泡沫滅火劑。與水按一定的比例混合

18、后通按一定的比例混合后通過高倍泡沫滅火劑產(chǎn)生過高倍泡沫滅火劑產(chǎn)生器，可產(chǎn)生數(shù)百倍以上器，可產(chǎn)生數(shù)百倍以上甚至千倍的泡沫甚至千倍的泡沫1 1分鐘內(nèi)產(chǎn)生分鐘內(nèi)產(chǎn)生1000立方立方米以上的泡沫，泡沫可米以上的泡沫，泡沫可以迅速充滿點火的空間，以迅速充滿點火的空間，使燃燒物與空氣隔絕，使燃燒物與空氣隔絕，使火焰窒息使火焰窒息主要用于撲救非水溶性主要用于撲救非水溶性可燃易燃液體的火災(zāi)。可燃易燃液體的火災(zāi)。如油罐漏滴、防火堤內(nèi)如油罐漏滴、防火堤內(nèi)的火災(zāi)，以及倉庫、飛的火災(zāi)，以及倉庫、飛機(jī)庫、地下室、地下街機(jī)庫、地下室、地下街室、煤礦坑道的火災(zāi)室、煤礦坑道的火災(zāi)干粉：用于滅火的干燥且易于流動的微細(xì)粉末，由具有滅火用于滅火的干燥且易于流動的微細(xì)粉末，由具有滅火效能的效能的無機(jī)鹽無機(jī)鹽和少量的和少量的添加劑添加劑經(jīng)干燥、粉碎、混合而成微經(jīng)干燥、粉碎、混合而成微細(xì)固體粉末組成。細(xì)固體粉末組成。n分類：p普通干粉p多用干粉滅火劑（ABC干粉滅火劑）n用途： 撲救可燃液體火災(zāi)、可燃?xì)怏w火災(zāi)以及帶電設(shè)備的火災(zāi)(ABC干粉滅火劑還適用于撲救一般固體物質(zhì)火災(zāi)) n干粉滅火劑滅火機(jī)理 (一) 化學(xué)抑制作用 當(dāng)把干粉射向燃燒物時，粉粒便與火焰中的活性基團(tuán)接觸而把它瞬時吸附在自己的表面，可以消耗火焰中活性基團(tuán)，從而使燃燒停止。堿金屬的鹽類對燃燒的抑制作用隨堿金屬原子序數(shù)的增加而增加