火灾爆炸预防控制工程学教学课件教学第七章

1、火灾爆炸预防控制工程学霍然杨振宏柳静献07KP47.1防范火灾爆炸事故的原则7.2火灾探测与报警技术 7.3灭火技术 7.4化学爆炸的防控技术 7.5物理爆炸的防控技术 7.6电气火灾与爆炸的防控技术第7章火灾爆炸的预防控制技术7.1防范火灾爆炸事故的原则根据火灾爆炸的发生与演化过程，在生产、经营等领域，预防控制火灾爆炸事故必须遵循下列基本原则：闭环预控原则动态预控原则分层预控原则7.2火灾探测与报警技术7.2.1火灾自动报警系统的组成火灾探测与报警技术是利用自动装置发现和通报火灾状况的技术，一般将这种自动装置称为火灾自动报警系统。07KP47.2.1火灾自动报警系统的保护范围(1)设有空气调

2、节系统的或每层建筑面积超过2000m2、但不超过3000m2的商业楼、财贸金融楼、电信楼、展览楼、旅馆、办公室、车站、海河客运站、航空港等公共建筑及其他商业或公共活动场所(2)市、县级的邮政楼、广播电视楼、电力调度楼、防灾指挥调度楼(3)中型以下的影剧院(4)高级住宅(5)图书馆、书库、档案楼(1)丙类生产厂房07KP47.2.1火灾自动报警系统的保护范围(2)建筑面积大于50m2，但不超过1000m2的丙类物品库房(3)总建筑面积大于50m2，但不超过1000m2的地下丙、丁类生产车间及地下物品库房(1)长度超过500m的城市隧道(2)使用面积不超过1000m2的地下商场、医院、旅馆、展览厅

3、及其他商业或公共活动场所07KP47.2.1火灾自动报警系统的保护范围表7-1火灾自动报警系统的保护对象分级07KP47.2.2常用火灾探测器的工作原理图7-1火灾探测器的主要类别07KP47.2.2.1感烟火灾探测器1.离子式感烟探测器2.光电式感烟探测器07KP41.离子式感烟探测器图7-2电离电流形成示意图07KP42.光电式感烟探测器图7-3散射式光电感烟探测器原理示意图07KP42.光电式感烟探测器图7-4光束火灾探测器的示意图07KP47.2.2.2感温火灾探测器1.定温式探测器2.差温式探测器07KP41.定温式探测器图7-5几种点型定温式火灾探测器a)接点式火灾探测器b)双金属

4、圆盘式火灾探测器c)双金属片式火灾探测器07KP42.差温式探测器图7-6点型差温式火灾探测器07KP42.差温式探测器图7-7差动补偿式火灾探测器原理图a)正常情况b)探到慢火c)探到快火07KP42.差温式探测器图7-8电缆式感温探测器原理图07KP47.2.2.3感光火灾探测器图7-9紫外线火灾探测器示意图07KP47.2.2.4气敏式火灾探测器图7-10某种气敏式火灾探测器原理图07KP47.2.2.5一些新型火灾探测器1.复合式火灾探测器2.图像式火灾探测器3.吸气式火灾探测器4.光纤式火灾探测器07KP41.复合式火灾探测器图7-11一种三信号的复合式火灾探测器2.图像式火灾探测器

5、 目前开发的图像式探测器主要是利用红外摄像原理探测火灾的，从原理上说是一种感光式探测器。一旦发生火灾，火源及相关区的温度必然升高，可发出一定的红外辐射。在远处的摄像机发现这种信号，通过综合分析，若判断它是火灾信号，则立即发出报警，并将该区显示在屏幕上。07KP43.吸气式火灾探测器图7-12高灵敏度吸气式火灾探测器原理图07KP47.2.3火灾探测器的选择分析图7-13室内火灾的发展曲线07KP47.2.3.1火灾特点(1)火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或没有火焰辐射，应选用感烟探测器；(2)火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温控测器、火焰探测器或其

6、组合；(3)火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟与热，应选用火焰探测器；(4)火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器；07KP47.2.3.1火灾特点(5)对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。07KP47.2.3.2场所环境特点(1)相对湿度长期大于95%，气流速度大于5m/s，有大量粉尘、水雾滞留，又能产生腐蚀性气体，在正常情况下有烟滞留，产生醇、醚类、酮类等有机物质的场所，不宜选用离子感烟探测器。(2)可能产生阴燃或者发生火灾不及早报警将造成重大损失的场所，不宜选用感温探测器；温度在0以下的场所，不宜选用定温探测器；正常情况下温度变

7、化大的场所，不宜选用差温探测器。07KP47.2.3.2场所环境特点(3)有下列情形的场所，不宜选用火焰火灾探测器：可能发生无焰火灾；在火焰出现前有浓烟扩散；探测器的镜头易被污染；探测器的“视线”易被遮挡；探测器易被阳光或其他光源直接或间接照射；在正常情况下，有明火作业及X射线、弧光等影响。2.“”表示根据安装场所等状况，限于能够有效地探测火灾发生的场所使用。3.“”表示不适合使用。07KP4有下列情形的场所，不宜选用火焰火灾探测器表7-2高层民用建筑及其有关部位火灾探测器类型选择表07KP47.2.3.3场所结构特点表7-3根据房间高度选择探测器07KP47.2.3.4火灾探测器数量的确定(

8、1)根据探测器监视的地面面积s、房间高度h、屋顶坡度及火灾探测器的种类和级别，查表7-4得出使用不同种类探测器的保护面积和保护半径，在考虑修正系数K值的条件下，计算所需设置的探测器数量。(2)根据上述查得的保护面积A和保护半径R值，选取探测器的安装间距。(3)经过具体布置后，检测探测器到最远点的水平距离是否超过探测器的保护半径。07KP47.2.3.4火灾探测器数量的确定图7-14探测区域的划分07KP4经过具体布置后，检测探测器到最远点的水平距离是否超过探测器的保护半径。表7-4感烟与感温火灾探测器的保护面积及保护半径07KP47.2.4.1区域报警控制器(1)一个报警区域宜设置1台区域火灾

9、报警控制器或1台火灾报警控制器，系统中区域火灾报警控制器或火灾报警控制器不应超过2台。(2)当用1台区域火灾报警控制器或1台火灾报警控制器警戒多个楼层时，应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位，设置识别着火楼层的灯光显示装置。07KP47.2.4.1区域报警控制器(3)区域火灾报警控制器或火灾报警控制器安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.31.5m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。07KP47.2.4.1区域报警控制器图7-15区域报警控制器的基本组成图07KP47.2.4.2集中报警控制系统(1)系统中应设置1台集中火灾报警控制器和2台及2台以上区

10、域火灾报警控制器，或设置1台火灾报警控制器和2台及2台以上区域显示器。(2)集中火灾报警控制器应能显示火灾报警部位信号和控制信号，亦可进行联动控制。(3)集中火灾报警控制器与消防联动控制设备等在消防控制室或值班室内的布置，应符合规范中的相应的规定。07KP47.2.4.2集中报警控制系统图7-16集中报警控制系统的组成07KP47.2.4.3中心报警控制系统(1)系统中至少应设置1台集中火灾报警控制器、1台专用消防联动控制设备和2台及2台以上区域火灾报警控制器；或至少设置1台火灾报警控制器、1台消防联动控制设备和2台及两台以上区域显示器。(2)系统应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号

11、。(3)系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置，应符合规范中的相应规定。07KP47.2.4.3中心报警控制系统图7-17中心报警控制系统的组成7.3灭火技术7.3.1灭火的基本机理燃烧发生时需要可燃物、助燃物和点火源三个基本条件和存在活性基团的附加条件，据此，灭火机理可归纳为隔离、冷却、窒息和抑制等4种。07KP47.3.2气体灭火剂1.二氧化碳灭火剂2.氮气灭火剂3.烟烙尽灭火剂07KP47.3.2卤代烷灭火剂表7-5卤代烷灭火剂的编号07KP47.3.3消防用水量1.室外消防用水量2.室内消防用水量07KP41.室外消防用水量表7-6建筑物的

12、室外消火栓用水量(单位：L/s)07KP42.室内消防用水量表7-7水枪喷嘴流量系数07KP42.室内消防用水量表7-8建筑室内消火栓给水系统用水量07KP42.室内消防用水量表7-8建筑室内消火栓给水系统用水量7.3.4消火栓的设置7.3.4室外消火栓室外消火栓供消防车取水时使用，每个室外消火栓的供水量就是一辆消防车的用水量。普通消防车配有2只口径为19mm的水枪，其充实水柱的长度在1017m之间，相应的流量为1015L/s，故每个室外消火栓的供水量应为1015L/s。07KP47.3.5喷水灭火系统的类型1.湿式系统2.干式系统3.预作用系统4.雨淋系统5.水幕系统6.水雾灭火系统07KP

13、41.湿式系统图7-18某种湿式自动喷水系统示意图1水池2水泵3总控制阀4湿式报警器5配水干管6配水管7配水支管8闭式喷头9末端试水装置2.干式系统 干式自动喷水系统与湿式系统基本类似。这种系统的喷头与充有加压空气或氮气的管道连接，而管道通过报警控制阀与加压水管相连。当喷头的工作元件受火灾影响启动后，充气管内压力下降，导致报警阀另一侧的水压打开阀门，水再从开启的喷头喷出灭火。07KP43.预作用系统图7-19某种预作用自动喷水示意图1阀前压力表2控制阀3预作用阀(采用干式报警阀或雨淋阀)4检修阀5手动阀6电磁阀7试水阀8过滤器9压力继电器10水力警铃11空压机12止回阀13压力表14低压压力开

14、关15高压压力开关16火灾探测器17水流指示器18火灾报警控制箱19闭式喷头20排水漏斗4.雨淋系统 雨淋系统的喷头始终处于开启状态，平时输水管内无水。当火灾报警装置被火灾信号启动后雨淋阀打开，水进入管系内，可从所有的喷头一起喷出。一般在管道上还装有手动阀门的开启装置。07KP45.水幕系统图7-20某种水幕自动喷水系统示意图07KP46.水雾灭火系统图7-21某种水雾自动喷水系统示意图1水雾喷头2火灾探测器3水流指示器4配水管5干管6供水管7水箱进水管8生活用水出水管9消防水箱10单向阀11放水管12控制阀13消防水泵14消防水池07KP47.3.5.1洒水喷头的结构形式图7-22顶装式洒水

15、喷头示意图07KP47.3.5.2洒水喷头的结构形式表7-9自动洒水喷头的公称动作温度及其色标07KP47.3.5.3喷水灭火系统的设计要求与维护1.设计的系统必须与建筑物的火灾危险性相适应2.保证消防用水足够3.输水系统的工作状况4.喷头的状况07KP4设计的系统必须与建筑物的火灾危险性相适应表7-10民用建筑和工业厂房的系统设计参数7.4.1惰化防爆7.4.1.1惰化防爆的机理惰化防爆是一种通过控制可燃混合物中氧气的浓度来防止爆炸的技术。向可燃气体空气混合物或可燃粉尘与空气混合物中加入一定量的惰化介质，使混合物中的氧浓度低于其发生爆炸所允许的最大含量，避免发生爆炸。07KP47.4.1.2

16、惰化介质的防爆效应图7-23加入惰性气体对丙烷/空气混合物爆炸极限影响07KP47.4.1.2惰化介质的防爆效应图7-24加入氮气对聚乙烯粉尘/空气混合物爆炸极限的影响07KP47.4.1.2惰化介质的防爆效应图7-25化学干粉对可燃气体/空气混合物爆炸特性影响07KP47.4.1.3惰性气体用量估算表7-11若干气体、液体蒸气与空气混合物不发生爆炸时的最高含氧量表7-12利用惰化可燃粉尘时最高允许含氧量07KP47.4.1.4惰化防爆的应用场所()易燃固体物质的粉碎、筛选、混合以及粉状物料的输送等过程中，充入惰性气体以防止形成可燃粉尘。()在可燃气体或蒸气物料中充入惰性气体，使系统保持正压，

17、阻止空气混入，防止形成爆炸性混合物。()将惰性气体用管路与具有爆炸危险的设备相连，当爆炸危险发生时能及时通入惰性气体进行保护。()在易燃液体输送过程中，向容器中充入惰性气体进行保护，避免液体蒸气与空气形成可燃混和气。()在爆炸危险生产场所，使用惰性气体对能够产生火花的电器、仪表实施充氮正压保护。07KP47.4.1.4惰化防爆的应用场所()在对具有爆炸危险的系统进行动火检修时，先使用惰性气体吹扫，置换系统中可燃气体和蒸气，以避免形成爆炸性气氛。()在某些生产过程中发生跑料事故时，采用惰性气体对可燃气体进行稀释处理。07KP4在某些生产过程中发生跑料事故时，采用惰性气体对可燃气体进行稀释处理。表

18、7-13惰化防爆技术的使用场合与使用方式07KP47.4.2.1机械阻火器图7-26几种机械阻火器的结构简图a)金属网阻火器b)砾石阻火器c)波纹金属片阻火器07KP47.4.2.1机械阻火器表7-14阻火器的内径大小、外壳长度与管道直径的关系07KP47.4.2.2液封阻火器图7-27敞开式水封阻火器1罐体2进气管3安全管4水位阀5出气管07KP47.4.2.2液封阻火器图7-28封闭式水封阻火器1出气管2防爆膜3分水管4分水板5水位阀6罐体7分气板8逆止阀9进气管07KP47.4.2.3主动式隔爆装置图7-29自动灭火剂阻火装置07KP47.4.2.3主动式隔爆装置图7-30料阻式速动火焰

19、阻断器1本体2储筒3顶盖4发火药包5上膜片6阻断物7膜片8支撑板9保护膜07KP47.4.2.4被动式隔爆装置图7-31自动断路阀1阀体2阀杆3弯管4阀芯5换向滑阀6传动件7阀座8活塞9本体10弹簧11螺母07KP47.4.2.4被动式隔爆装置图7-32管道换向隔爆装置07KP47.4.3.1系统的组成及原理1. 爆炸探测器2. 爆炸抑制器07KP47.4.3.2抑爆剂的种类1.卤代烷抑爆剂2.粉末抑爆剂3.水抑爆剂4.混合抑爆剂7.5物理爆炸的防控技术7.5.1压力容器的分类常见的压力容器主要有反应器、塔器、液体和压缩气体的储存容器等。07KP47.5.2压力容器的设计1.容器的结构.容器材

20、料的选择3.容器的壁厚07KP41.容器的结构()避免结构上的形状突变，使其平滑过渡。()可能引起应力集中或削弱强度的结构应该相互错开。()避免产生较大焊接应力或附加应力的刚性焊接结构。07KP4.容器材料的选择()材质的结构。()工艺性能。()耐腐蚀性。()材料的耐温性。07KP43.容器的壁厚()设计压力。()设计温度。()设计壁厚。()焊缝系数。07KP4设计压力。表-设计压力选取原则07KP4焊缝系数。表-焊缝系数值07KP47.5.2压力容器的安全制造1.材料的复验2.保证压力容器的焊接质量3.材料的处理4.容器的组装07KP42.保证压力容器的焊接质量图7-35压力容器上严禁使用的

21、角焊接方式07KP42.保证压力容器的焊接质量图7-36燃气容器开孔部位补强示意图07KP47.5.3安全阀1.安全阀的工作原理2.安全阀排放能力计算3.安全阀的安装4.安全阀的维护与检验07KP4安全阀的安装()承压设备与安全阀之间不得装有任何阀门。()安全阀应竖直地安装，并应装设在容器或管道的气相界面位置之上。()安全阀与压力容器之间的连接短管的截面积，不得小于安全阀流通截面。()安全阀的排放口应无阻力，防止产生背压现象。07KP47.5.3爆破片1.爆破片的工作原理及使用场合2.爆破片泄放面积计算.爆破片的制作要求4.爆破片的维护与检验07KP41.爆破片的工作原理及使用场合()存在爆燃

22、或异常反应使压力瞬间急剧上升的场合，在这种场合下，弹簧式安全阀由于惯性而不相适应。()不允许介质有任何泄漏的场合，各种形式的安全阀一般总有微量的泄漏；()运行可产生沉淀或粘附物的场合，这种情况可妨碍安全阀正常动作。07KP47.5.3.3防爆帽1.防爆帽的结构与工作原理2.防爆帽薄弱截面壁厚的计算07KP47.5.4锅炉的常见故障及处理1.水位故障2.燃烧异常3.汽水共腾4.承压部件损坏07KP47.5.4锅炉的主要安全装置1.压力表2.水位计07KP47.6电气火灾与爆炸的防控技术7.6.1电气火灾与爆炸的引发原因电能的使用大大推动了社会生产力的发展。今天，各种各样的电气设备或装置已遍及人们

23、生产、生活的各个场所。但是由电气设备引发的火灾爆炸事故也占相当大的比例。07KP47.6.2导线短路1.室外架空线路2.室内布线07KP47.6.2导线过负荷1.导线的载流量2.过负荷的预防措施07KP47.6.2接触电阻过大1.接触电阻过大的原因2.预防措施07KP47.6.3照明设备表-白炽灯在散热良好时的表面温度07KP47.6.3电动设备1.电动机烧毁的原因2.预防电动机起火的主要方法07KP47.6.3电热设备1.电热设备起火的原因2.电热设备防火的基本措施07KP47.6.3电气控制设备1.电气开关2.断路器07KP4断路器()熔体过载，使熔断器过热，以致破坏其绝缘层，引燃周围可燃物。()未按额定电流选择熔体，最常见的是所用熔体的允许电流过大，以致电气设备短路或发生故障时熔断器不起作用，导致事故扩大；()大截面熔体爆断时，熔化的高温金属颗粒溅落到附近可燃物上以致引发火灾。07KP47.6.4爆炸和火灾危险环境中的电气设备选用1.爆炸性气体环境的防爆电气设备的形式及标志2.爆炸性气体环境防爆电气设备的选型3.爆炸性粉尘环境下电气设备选择4.火灾危险区域电气设备选择4.移动式和携带式照明灯具有玻璃罩，应