燃燒和爆炸與防火防爆安全技術

第一節(jié)燃燒要素和燃燒類別第二節(jié)燃燒過程和燃燒原理第三節(jié)燃燒的特征參數(shù)第四節(jié)爆炸及其類型第五節(jié)爆炸極限理論及計算第六節(jié)燃燒性物質(zhì)的貯存和運輸?shù)谄吖?jié)爆炸性物質(zhì)的貯存和銷毀第八節(jié)燃燒和爆炸事故的調(diào)查與分析第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十節(jié)有火災爆炸危險物質(zhì)的加工處理第十一節(jié)燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第四章燃燒和爆炸與防火防爆安全技術第一頁，共三十七頁。一、燃燒概述熟練掌握：燃燒的概念，燃燒的三個基本要素。

1、燃燒的定義：燃燒是可燃物質(zhì)（氣體、液體或固體燃料）與氧或氧化劑相互作用而發(fā)生光和熱的化學反應。其特點是放熱、發(fā)光、生成新物質(zhì)。2、燃燒條件（燃燒三要素）（1）可燃物質(zhì)；（2）助燃物質(zhì)；（3）能源。第一節(jié)燃燒要素和燃燒類別第二頁，共三十七頁。爆炸：物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量，同時產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象（化學爆炸）。爆炸也可視為氣體或蒸汽在瞬間劇烈膨脹的現(xiàn)象（物理爆炸）。氣體爆炸：是指可燃氣體、液體蒸汽和空氣的混合物發(fā)生的爆炸。粉塵爆炸：粉塵和空氣的混合物發(fā)生的爆炸。熔鹽池爆炸：例如熔鹽池進水。第四節(jié)爆炸及其類型第三頁，共三十七頁。

爆炸的破壞作用：（1）震蕩作用；（2）沖擊波（3）碎片沖擊；（4）造成火災爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整個區(qū)域內(nèi)，有一種令物體震蕩、使之松散的力量。爆炸發(fā)生時，爆炸力的沖擊波最初使氣壓上升，隨后氣壓下降使空氣振動產(chǎn)生局部真空，呈現(xiàn)出所謂的吸收作用。由于爆炸的沖擊波呈升降交替的波狀氣壓向四周擴散，從而造成附近建筑物的震蕩與破壞。第四節(jié)爆炸及其類型第四頁，共三十七頁。一、燃燒性物質(zhì)的貯存安全

1．貯存安全的一般要求

燃燒性氣體不得與助燃物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)共同貯存。如氫、乙炔、等易燃氣體不得與氧、壓縮空氣、氧化二氯等助燃氣體混合貯存，易燃氣體與助燃氣體一旦泄漏，就會形成危險的爆炸混合物。燃燒性液體較易揮發(fā)，其蒸氣和空氣以一定比例混合，會形成爆炸性混合物。故燃燒性液體應該貯存于通風良好的清涼處，并與明火保持一定距離。嚴禁煙火。燃燒性固體著火點較低，燃燒時多數(shù)都能釋放出大量有毒氣體。所以燃燒性固體貯存庫，應該干燥、清涼、有隔熱措施、忌陽光曝曬。自燃性物質(zhì)有不穩(wěn)定的性質(zhì)，在一定的條件下會自發(fā)燃燒，可以引發(fā)其他燃燒性物質(zhì)的燃燒。故自燃性物質(zhì)不能與其他燃燒性物質(zhì)共同貯存。燃燒性物質(zhì)的裝卸與運輸參見P92第六節(jié)燃燒性物質(zhì)的貯存和運輸?shù)谖屙?，共三十七頁?/p>

爆炸性物質(zhì)必須貯存在專用倉庫內(nèi)。貯存條件應該是既能保證爆炸物安全．又能保證爆炸物功能完好。貯存溫度、貯存濕度、貯存期、出廠期等，對爆炸物的性能都有重要的影響。爆炸性物質(zhì)貯存時，必須考慮上述爆炸物本身存在的狀況。同時，爆炸性物質(zhì)是巨大的危險源，貯存時必須考慮其對周邊安全的影響。所以對于貯存?zhèn)}庫的位置、要有嚴格的要求。

第七節(jié)爆炸性物質(zhì)的貯存和銷毀第六頁，共三十七頁。對于任何事故的調(diào)查，在確定事故致因之前，都必須盡可能多的收集證據(jù)。經(jīng)過時間考驗受到高度評價的正規(guī)調(diào)查程序包括以下七個步驟：(1)調(diào)查授權；(2)事故初步了解；(3)事故前實際情況調(diào)查；(4)事故損壞檢查；(5)探訪證人；(6)研究和分析，(7)準備調(diào)查報告。步驟(1)、(2)和(3)應該循序進行。步驟(4)、(5)和(6)不需要排定任何特別的順序，可以在這三個標題下分別進行。隨著調(diào)查的進展，就可以開始步驟(7)的工作。前面步驟的進一步信息，應該不斷補充進去。第八節(jié)燃燒和爆炸事故的調(diào)查與分析第七頁，共三十七頁。引發(fā)事故的危險有害因素：人、機、料、法、環(huán)人：人的過失行為；機：機器、設備的危險狀態(tài)；料：物料的危險特性；法：安全生產(chǎn)責任制、安全操作規(guī)程、管理制度等管理軟件的實用性與完善程度環(huán)：環(huán)境影響。第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第八頁，共三十七頁。為了安全生產(chǎn)、防止事故的發(fā)生和減少事故發(fā)生后的損失，而采取的方法、手段、規(guī)定、制度、技術和做法等。包括：安全技術措施安全管理措施應按措施等級順序選擇安全措施（直接的、間接的、指示性的、管理的）應按消除危害、預防事故、減弱風險、隔離危害、使用連鎖裝置和警告的順序。第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第九頁，共三十七頁。安全技術措施等級順序①直接安全技術措施

具有本質(zhì)安全性能②間接安全技術措施

采用安全防護裝置③指示性安全技術措施

檢測報警裝置、警示標志④管理性安全技術措施采用安全操作規(guī)程、安全教育、培訓和個體防護用品等第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十頁，共三十七頁。根據(jù)安全技術措施等級順序的要求，應遵循以下具體原則：①消除：盡可能從根本上消除危險、有害因素；如采用無害化工藝技術，生產(chǎn)中以無害物質(zhì)代替有害物質(zhì)、實現(xiàn)自動化作業(yè)、遙控技術等；②預防：當消除危險、有害因素有困難時，可采取預防性技術措施，預防危險、危害的發(fā)生；如使用安全閥、安全屏護、漏電保護裝置、安全電壓、熔斷器、防爆膜、事故排放裝置等。③減弱：在無法消除危險、有害因素和難以預防的情況下，可采取減少危險、危害的措施；如局部通風排毒裝置、生產(chǎn)中以低毒性物質(zhì)代替高毒性物質(zhì)、降溫措施、避雷裝置、消除靜電裝置、減振裝置、消聲裝置等；第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十一頁，共三十七頁。④隔離：在無法消除、預防、減弱的情況下，應將人員與危險、有害因素隔開和將不能共存的物質(zhì)分開；如遙控作業(yè)、安全罩、防護屏、隔離操作室、安全距離、事故發(fā)生時的自救裝置（如防護服、各類防毒面具）等；⑤連鎖：當操作者失誤或設備運行一旦達到危險狀態(tài)時，應通過連鎖裝置終止危險、危害發(fā)生；⑥警告：在易發(fā)生故障和危險性較大的地方，配置醒目的安全色、安全標志；必要時設置聲、光或聲光組合報警裝置。第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十二頁，共三十七頁。對易燃易爆氣體混合物：

(1)限制易燃氣體組分的濃度在爆炸下限以下或爆炸上限以上；(2)用惰性氣體取代空氣；(3)把氧氣濃度降至極限值以下。對于易燃易爆液體：加工時應該避免使其蒸氣的濃度達到爆炸下限采取下列措施；(1)在液面之上施加惰性氣體覆蓋；(2)降低加工溫度、保持較低的蒸氣壓、使其無法達到爆炸濃度。對于易燃易爆固體：加工時應該避免暴熱使其蒸氣達到爆炸濃度，應該避免形成爆炸性粉塵?？刹扇∠铝写胧?/p>

(1)粉碎、研磨、篩分時，施加惰性氣體覆蓋；(2)加工設備配置充分的降溫設施，迅速移除摩擦熱、撞擊熱；

(3)加工場所配置良好的通風設施，使易燃粉塵迅速排除不至于達到爆炸濃度。第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十三頁，共三十七頁?？刂坪拖鹪?明火（1）加熱用火（2）維修用火2摩擦與撞擊

3、高溫熱表面4電器火花5雷電與靜電

第九節(jié)火災爆炸危險與防火防爆措施第十四頁，共三十七頁。1.根據(jù)物質(zhì)的物理化學性質(zhì)采取措施。2.系統(tǒng)密閉或負壓操作3.通風置換4.惰性介質(zhì)保護在化工生產(chǎn)中常用的惰性氣體有氮氣、二氧化碳、水蒸汽及煙道氣等。第十節(jié)有火災爆炸危險物質(zhì)的加工處理第十五頁，共三十七頁。1.溫度控制在生產(chǎn)中，正確控制溫度，不僅可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以防止燃爆事故的發(fā)生。為了嚴格控制反應溫度，必須采取以下相應措施。（1）除去反應熱（2）防止攪拌中斷（3）正確選擇傳熱介質(zhì)（4）防止保溫材料的滲漏。

2.投料控制主要有（1）投料速度（2）投料配比（3）投料順序（4）控制原料純度第十一節(jié)燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制第十六頁，共三十七頁。3.物料成分和過反應的控制反應物料中危險雜質(zhì)的增加可能會導致副反應或過反應，引發(fā)燃燒或爆炸事故。防止跑、冒、滴、漏。4自動控制系統(tǒng)和安全保險裝置

溫度、壓力、液位、流量等自動控制，以及聯(lián)鎖報警等自動安全保險設施緊急情況停車處理緊急情況有停電、停水、停蒸汽、停壓縮空氣。第十一節(jié)燃燒爆炸敏感性工藝參數(shù)的控制第十七頁，共三十七頁。在化工生產(chǎn)中，火災爆炸事故一旦發(fā)生，就必須采取局限化措施，限制事故的蔓延和擴散，把損失降低到最低限度。局限化措施分為：安全裝置與設施；布局和措施；可燃物泄漏預防措施第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第十八頁，共三十七頁。一、安全裝置和局限化設施1．安全裝置

一般安全裝置有成分控制裝置、溫度控制裝置和火源切斷裝置。異常抑制裝置：包括防止火焰?zhèn)鞑サ难b置，如冷卻器、安全罩、填充環(huán)、阻火器、隔離設施等；控制聚合或分解的裝置，主要用于添加反應抑制劑，提供冷卻作用等；預防著火的裝置，如蒸汽幕、惰性氣體幕、水幕等。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第十九頁，共三十七頁。2．局限化設施局限化設施包括泄壓、截流、應急設施和防護設施等。高壓泄壓設施有安全閥、回流閥、泄料閥、放空閥等；低壓泄壓設施有密封裝置、排氣裝置、吸收裝置、安全膜等。截流設施則有緊急截斷閥、防止過流閥、逆止閥等。應急設施有緊急切斷電源、緊急停車、緊急斷流、緊急分流、緊急排放、緊急冷卻、緊急通入情性氣體、緊急加入反應抑制劑的裝置和設施等。防護設施有防油堤、燃燒池、隔斷墻、防火墻、防爆墻等。避難設施則有電話、警笛、擴音器等信號裝置，指示撤離方向的標志以及安全通道、安全梯等。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十頁，共三十七頁。3．阻火防爆設施阻火設備包括安全液封、阻火器和單向閥等，其作用是防止外部火焰竄入有燃燒爆炸危險的設備、容器和管道，或阻止火焰在設備和管道間蔓延和擴散。防爆泄壓設施，包括安全閥、爆破片、防爆門和放空管等。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十一頁，共三十七頁。二、火災爆炸局限化布局和措施1．局限化工廠布局對于危險性較大的化工裝置，應采取隔離安裝和遠距離操縱等措施。在廠區(qū)總體設計時，應慎重考慮危險車間的位置，與其他車間或裝置保持一定的間距。應充分估計到相鄰車間、構筑物的相互影響，采用相應的建筑材料和結構形式等。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十二頁，共三十七頁。對于同一車間的各個工段，應視其生產(chǎn)性質(zhì)和危險程度適當隔離；為了便于易燃有害氣體的擴散，減少因設備泄漏造成的易燃氣體積聚的危險性，這類裝置或設備應盡可能露天或半露天設置。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十三頁，共三十七頁。2．防爆泄壓措施

可燃蒸氣、氣體或粉塵與空氣形成的爆炸性混合物，其爆炸最高壓力可達0.4~1.1MPa，而0.3m厚的磚墻只能耐受0.002MPa的壓力。建造能夠耐受這樣高壓力的廠房和庫房是不現(xiàn)實的。通常在具有爆炸危險的廠房設置輕質(zhì)板的屋頂、外墻或泄壓窗，發(fā)生爆炸時這些薄弱部位首先遭受爆破，卸掉爆炸壓力，從而使承重結構免遭倒塌破壞。（乙炔生產(chǎn)廠房要求泄壓面積為0.22）第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十四頁，共三十七頁。3．阻止火災爆炸擴大化的措施對于貯存可燃或易燃液體的罐、槽，為防止火災發(fā)生后危險液體流出，使災害擴大，應在其周圍筑起防油堤（危險化學品罐區(qū)要設防護圍堤），縮小燃燒面積。為了避免爆炸災害的擴大，在有爆炸危險和無爆炸危險的裝置間，以及具有較大爆炸危險的設備周圍，要設置防爆墻、防護屏障等、阻止爆炸飛散物、火焰和沖擊波的襲擊。防爆墻一般為鋼筋混凝土墻，鋼筋交錯的地方應捆扎牢固。墻厚通常為0.3~0.4m，加厚的墻腳埋入地下的深度應大于1m。防爆墻應能承受一定的沖擊壓力。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十五頁，共三十七頁。三、可燃物泄漏的預防措施工藝過程中排污或取樣時的誤操作；泵壓蓋或密封發(fā)生故障；設備腐蝕或結合處損壞；裝置準備維修或維修后試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)故障；機械損壞或材料缺陷等．都可能造或可燃物的大量泄漏。泄漏可以分為從設備向大氣泄漏、設備內(nèi)部泄漏以及由設備外部吸入三種類型。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十六頁，共三十七頁。為了防止可燃物大量泄漏引起燃燒爆炸事故，必須設置完善的檢測報警系統(tǒng)，并盡可能與生產(chǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和處理裝置聯(lián)鎖，盡量減少損失。裝置區(qū)應設置可燃氣體檢測儀（可燃氣體泄漏報警儀），一旦物料泄漏，立即報警。在緊急情況下，中央控制室可以自動實行停車處理，開動滅火噴水器，把蒸氣冷凝，液態(tài)烴用事故處理槽回收，并施加惰性介質(zhì)保護。大量噴水系統(tǒng)可以在起火裝置周圍和內(nèi)部布成水幕，冷卻有機介質(zhì)，同時防止泄漏到其他裝置中。自動灑水系統(tǒng)可以由火焰或溫度引發(fā)動作；也可以采用蒸汽幕進行滅火。第十二節(jié)火災和爆炸的局限化措施第二十七頁，共三十七頁。一、滅火的原理及措施

消除可燃物或把可燃物濃度充分降低；隔絕或把氧氣量充分減少；把可燃物冷卻至燃點以下，均可達到滅火的目的。1．抑制反應物接觸抑制可燃物與氧氣的接觸，可以減少反應熱，使之小于移出的熱量，把可燃物冷卻到燃點以下，起到控制火災乃至滅火的作用。水蒸氣、泡沫、粉末等覆蓋在燃燒物表面上，都是使可燃物與氧氣脫離接觸的窒息滅火方法。礦井火災的密閉措施，則是大規(guī)模抑制與氧氣接觸的滅火方法。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第二十八頁，共三十七頁。二、滅火劑及其應用（一）水

水是最常用的滅火劑之一，它能起隔離和吸熱作用。水吸熱后蒸發(fā)成水蒸汽，體積會增大1700倍，從而沖淡空氣中的氧氣濃度，使火因缺氧而熄滅。同時，水的熱容量大，每千克水溫度升高一度，就吸收4.18kJ的熱量，而每千克水蒸發(fā)汽化時，又要吸收2260.56kJ的熱量。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第二十九頁，共三十七頁。下列火災不能用水撲救（1）遇水燃燒的物質(zhì)（如堿金屬、金屬碳化物等）和灼熱的物質(zhì)（如鐵水）著火引起的火災（2）電器著火，在未切斷電源之前，不能用水撲救。（3）非水溶性的、比水輕的可燃、易燃液體，如苯、甲苯等，不能用水撲救。（4）遇水能產(chǎn)生有毒氣體，如磷化鋅等著火，不能用水撲救。（5）儲存大量濃硫酸、濃硝酸的場所發(fā)生火災，不能用流水撲救，必要時宜用霧狀水撲救。（6）重質(zhì)油料，如重油、原油著火，原則不能用水撲救，以防噴濺使火災擴大。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第三十頁，共三十七頁。（二）化學泡沫滅火劑化學泡沫滅火劑主要由碳酸氫鈉、硫酸鋁和少量發(fā)泡劑（甘草粉），穩(wěn)定劑（三氯化鐵）組成。反應式

Al2(SO4)3+6NaHCO3=6CO2+3Na2SO4+2Al(OH)3

化學泡沫滅火劑主要用于撲滅非水溶性的可燃、易燃液體和可燃的木材、橡膠、纖維等一般固體著火引起的火災。對水溶性可燃、易燃液體著火，除抗溶性泡沫滅火劑外，一般泡沫滅火劑不宜使用，而抗溶性泡沫滅火劑價格昂貴，一般不宜采用。遇水燃燒的物質(zhì)及帶電設備著火時，不能用泡沫滅火劑撲滅。提取化學泡沫滅火器時，筒身不宜傾斜過大，防止溶液混合。使用時，將泡沫滅火器顛倒過來，輕輕抖動幾下，泡沫就會噴出來。在拿往火場途中，不可將滅火器放在肩上，筒身必須保持平穩(wěn)。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第三十一頁，共三十七頁。（三）干粉滅火劑干粉滅火劑是由化學基料（如重碳酸鹽、磷酸銨、碳酸氫鈉等）和少量防潮劑硬酯酸鎂及流動促進劑（如滑石粉、云母粉等）組成的細微顆粒狀滅火劑，用干燥的二氧化碳或氮氣作動力，將干粉從容器中噴出形成粉霧，噴射到燃燒區(qū)滅火。干粉滅火劑具有無毒、無腐蝕作用、不導電等特點，主要用于撲滅石油及其產(chǎn)品、可燃氣體和電器設備的起始火災和一般固體火災。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第三十二頁，共三十七頁。干粉滅火劑在使用時應注意（1）干粉滅火劑應放置在通風、干燥處，堆放不宜過高，以免板結。（2）由于干粉滅火劑對燃燒物的冷卻作用極微，撲滅大面積火災時，往往造成滅火不徹底，容易引起復燃。（3）由于干粉滅火劑在滅火后留有殘渣，故不宜用于精密儀器、設備、旋轉(zhuǎn)電機等處發(fā)生的火災。第十三節(jié)滅火劑與滅火設施第三十三頁，共三十七頁。（四）二氧化碳滅火劑二氧化碳滅火劑是一種無色無味的氣體，重量是空氣的1.524倍，它的滅火作用，主要是冷卻和稀釋空氣的作用。當二氧化碳滅火劑從滅火器噴嘴噴出時，在燃燒物表面形成一層白色固體——干冰，當干冰汽化時，便吸收大量的熱（1KJ液態(tài)CO2汽化時能吸收577.78KJ熱量），從而使燃燒區(qū)的溫度減低，同時，空氣中