防火防爆技术-燃烧与爆炸基础知识

燃烧基础知识《化工安全技术》学校名称：目录什么是燃烧燃烧的条件12燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴有发光、发热激烈的氧化反应。其特征是发光、发热、生成新物质。

1、什么是燃烧？（1）可燃物质

凡能与空气、氧气或其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都可称为可燃物质。可燃物质种类繁多，按物理状态可分为气态、液态和固态三类。

2、燃烧的条件（2）助燃物质

凡是具有较强的氧化能力，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助燃物。（3）点火源

凡能引起可燃物质燃烧的能源均可称之为点火源。

常见的点火源有明火、电火花、炽热物体等。燃烧类型《化工安全技术》学校名称：a.混合燃烧

可燃性气体预先同空气(或氧气)混合，而后进行的燃烧即为混合燃烧b.扩散燃烧

若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧，则称为扩散燃烧。

1）、可燃性气体的燃烧a.蒸发燃烧液体蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧。b.分解燃烧难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧，称为分解燃烧。

2)、可燃液体的燃烧a.火焰型燃烧固体燃烧一般有火焰产生，故又称火焰型燃烧。3)、可燃固体燃烧b.表面燃烧当可燃固体燃烧到最后，分解不出可燃气体时，就剩下炭，此时没有可见火焰，燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。4、燃烧的特征参数

1）燃烧温度

可燃物质燃烧时所放出的热量，部分被火焰辐射散失，而大部分则消耗在加热燃烧上，由于可燃物质所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的，因而火焰温度也就是燃烧温度。

2）燃烧速度

a、气体的燃烧速度

气体的燃烧性能常以火焰传播速率来表征，火焰传播速率有时也称为燃烧速率。

燃烧速率是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的速率。管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时，火焰在管中不传播。若管径大于这个小的量值，火焰传播速率随管径的增加而增加，但当管径增加到某个量值时，火焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。表某些气体在空气中的火焰传播速度14b.液体的燃烧速度

液体燃烧速率取决于液体的蒸发。

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表不同液体的燃烧速率c.固体的燃烧速率

固体燃烧速率，一般要小于可燃液体和可燃气体。不同固体物质的燃烧速率有很大差异。

3）热值

指单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。

可燃物质燃烧爆炸时所达到的最高温度、最高压力及爆炸力等均与物质的热值有关。表某些可燃气体的热值二、爆炸的基础知识爆炸指物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。

爆炸分类《化工安全技术》学校名称：目录按照爆炸时能量来源分按照爆炸时瞬时燃烧速度分12一、按照爆炸时能量来源分类：物理爆炸化学爆炸爆炸爆炸时T/P/V变化，但物质构成不变。如锅炉爆炸。爆炸前后物质构成发生变化，通过化学反应来释放大量气体与能量。如炸药爆炸。

①物理爆炸。是由物理因素（如温度、体积、压力等）变化而引起的爆炸现象。在物理性爆炸的前后，爆炸物质的化学成分不改变。锅炉的爆炸就是典型的物理性爆炸，其原因是过热的水迅速蒸发出大量蒸汽，使蒸气压力不断提高，当气压超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。又如氧气钢瓶受热升温，引起气体压力增高，当气压超过钢瓶的极限强度时即发生爆炸。发生物理性爆炸时，气体或蒸汽等介质潜藏的能量在瞬间释放出来，会造成巨大的破坏和伤害。②化学爆炸使物质在短时间内完成化学反应，同时产生大量气体和能量而引起的爆炸现象。化学性爆炸前后，物质的性质和化学成分均发生了根本的变化。例如用来制造炸药的硝化棉在爆炸时放出大量热量，同时生成大量气体（CO、CO2、H2和水蒸气等），爆炸时的体积竟会突然增大47万倍，燃烧在万分之一秒内完成。因而会对周围物体产生毁灭性的破坏作用。①轻爆——物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米，爆炸时无多大破坏力，声响也不大。如无烟火药在空气中的快速燃烧，可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的爆炸即属于此类。②爆炸——物质爆炸时的燃烧速度为每秒十几米至数百米，爆炸时能在爆炸点引起压力激增，有较大的破坏力，有震耳的声响。可燃气体混合物在多数情况下的爆炸，以及被压火药通火源引起的爆炸即属于此类。二、按照爆炸的瞬时燃烧速度分类③爆轰——物质爆炸的燃烧速度为每秒1000～7000m。爆轰时的特点是突然引起极高压力，并产生超音速的“冲击波”。由于在极短时间内发生的燃烧产物急剧膨胀，像活塞一样挤压其周围气体，反应所产生的能量有一部分传给被压缩的气体层，于是形成的冲击波由它本身的能量所支持，迅速传播并能远离爆轰的发源地而独立存在，同时可引起该处的其他爆炸性气体混合物火炸药发生爆炸，从而发生一种“殉爆”现象。氢气、乙炔、乙烯和环氧乙烷、乙烷和丙烷等与空气混合时，都可能发生爆轰。爆炸极限《化工安全技术》学校名称：常见爆炸类型1）气体爆炸

①纯组元气体分解爆炸

具有分解爆炸特性的气体分解时可以产生相当数量的热量。（2）粉尘爆炸

粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。（3）熔盐池爆炸

大多是由于管理和操作人员对熔盐池的潜在危险疏于认识引起的。机械故障、人员失误、或者两者的复合作用，都有可能导致熔盐池爆炸。粉尘爆炸《化工安全技术》学校名称：粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。粉尘爆炸的实质是气体爆炸。

实例

实例在第二次世界大战期间，希特勒的空军不断轰炸英国，炸弹从天而降。英国一家面粉厂的厂主暗自庆幸炸弹没有击中他的厂房，但几乎与炸弹落下的同时，车间里自己发生了大爆炸，屋顶飞上了天，爆炸的威力超过了炸弹的破坏作用。与此同时，其他几家面粉厂也发生了爆炸。这种奇特的爆炸使工厂损失惨重，而且令人莫名其妙，因为没有炸弹落到厂房上，况且车间里只有面粉和机器，没有炸药一类爆炸物品。那么，产生这种奇怪的爆炸原因是什么呢？

原来，由于炸弹爆炸的气浪掀起了车间里的面粉粉尘，使得空气中所含的面粉达到了一定的浓度，并且遇火后发生了爆炸。爆炸物是面粉。

人们很早就发现某些粉尘具有发生爆炸的危险性。如煤矿里的煤尘爆炸，磨粉厂、谷仓里的粉尘爆炸，镁粉、碳化钙粉尘等与水接触后引起的自燃或爆炸等。粉尘：工业上所说的粉尘一般指粒径小于850μm的固体颗粒的集合。粉尘爆炸：是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。粉尘爆炸的必要条件：1.粉尘颗粒足够小2.有合适的可燃尘粉浓度3.存在足以引起粉尘爆炸的火源4.有合适浓度的氧气5.粉尘必须处于悬浮状态6.粉尘云要处在相对封闭的空间

昆山开发区中荣金属制品有限公司系台商独资企业，为美国通用汽车提供零部件，主要基材为铝或铝合金，由于喷砂抛光和抛铜过程中金属粉尘浓度过高，在遭遇明火后产生爆炸，瞬间产生的高温高压气体的爆燃，还发生连锁反应，现场直接死亡人数达44人。新华社官方微博“新华视点”消息，8月2日昆山市中荣金属制品有限公司抛光车间发生粉尘爆炸特别重大事故，目前已造成75人死亡，185人受伤。根据有关规定，经国务院批准，成立了由国家安监总局局长杨栋梁任组长、国务院有关部门和江苏省政府负责人参加的事故调查组。原因分析由于一系列违法违规行为，整个环境具备了粉尘爆炸的五要素，引发爆炸。粉尘爆炸的五要素包括：

1.可燃粉尘2.粉尘云3.引火源4.助燃物5.空间受限。火灾爆炸危险性分析《化工安全技术》学校名称：一、生产和贮存的火灾爆炸危险性分析化工生产中的火灾爆炸危险性分为五类：甲、乙、丙、丁、戊。生产或贮存物品的火灾危险性分类，是确定建构筑物的耐火等级、布置工艺装置、选择电气设备类型以及采取防火防爆措施的重要依据。39类别特征甲闪点<28℃的易燃液体；爆炸下限<10％的可燃气体；常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质；常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并能引起燃烧或爆炸的物质；遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；受撞击、摩擦、或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质；在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产。乙28℃<闪点<60℃的易燃、可燃液体；爆炸下限≥10％的可燃气体；助燃气体和不属于甲类的氧化剂；不属于甲类的化学易燃危险固体；能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的可燃纤维或粉尘，闪点≥60℃的液体雾滴。丙闪点≥60℃的易燃液体；可燃固体。丁对非燃烧物质加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花、火焰的生产；用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧做其他用的生产；常温下使用或加工难燃烧物质的生产。戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产。表火灾爆炸危险性分类40二、爆炸和火灾危险场所的区域划分类别特征分级特征1有可燃气体或易燃液体蒸汽爆炸危险的场所0区1区2区正常情况下能形成爆炸性混合物的场所正常情况下不能形成但不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所不正常情况下整个空间形成爆炸性混合物可能性较小的场所2有可燃粉尘或可燃纤维爆炸危险的场所10区11区正常情况下能形成爆炸性混合物的场所仅在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所3有火灾危险性的场所21区22区23区生产过程中，生产、使用、贮存和输送闪点高于场所环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾的场所生产过程中，不可能形成爆炸性混合物的可燃性混合物的可燃粉尘或可燃纤维在数量和配置上能引起火灾的场所有固体可燃物质在数量和配置上能引起火灾的场所表爆炸和火灾危险场所的区域划分点火源控制《化工安全技术》学校名称：点火源指能够使可燃物与助燃物(包括某些爆炸性物质)发生燃烧或爆炸的能量来源。根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：明火、高温物体、电火花及电弧、静电火花、撞击与摩擦、绝热压缩、光线与射线、化学反应放热等。一、明火的点燃及其控制对策

1、加热用火的控制A加热易燃液体时，应尽量避免采用明火；B如果必须采用明火，则设备应严格密闭，并定期检查，防止泄漏。工C艺装置中明火设备的布置，应远离可能泄漏的可燃气体或蒸汽(气)的工艺设备及贮罐区；D在积存有可燃气体、蒸气的地沟、深坑、下水道内及其附近，没有消除危险之前，不能进行明火作业。维修用火的控制维修用火主要用于焊接、喷灯、熬炼等过程。

2、维修用火的控制

A在有火灾爆炸危险的厂房内，应尽量避免焊割作业，必须进行切割或焊割作业时，应严格执行动火安全规定；B使用喷灯，必须处理易燃易爆物质，按要求进行操作；C熬炼是严格选择地点，防止烟道串火、熬锅破裂或者物料过满而溢出！二、高温物体及其控制对策所谓高温物体一般是指在一定环境中向可燃物传递热量，能够导致可燃物着火的具有较高温度的物体。2、发动机排气管

在汽车进入棉、麻、纸张、粉尘等易燃物品储存场所时，应保证路面清洁，防止排气管高温表面点燃易燃物品。3、烟头在储运或加工易燃物品的场所，应采取有效的管理措施，设置"禁止吸烟"安全标志，严防有人吸烟，乱扔烟头。5、照明灯在有易燃物品的场所，照明灯下方不应堆放易燃物品；在散发可燃气体和可燃蒸气的场所，应选用防爆照明灯具。三、电火花及其控制对策常见的电火花有：电气开关开启或关闭时发出的火花、短路火花、漏电火花、接触不良火花、继电器接点开闭时发出的火花、电动机整流子或滑环等器件上接点开闭时发出的火花、过负荷或短路时保险丝熔断产生的火花、电焊时的电弧、雷击电弧、静电放电火花等。火灾爆炸物质的处理方法《化工安全技术》学校名称：为了防火防爆安全，对火灾爆炸危险性比较大的物料，应该采取安全措施。应首先考虑通过工艺改进，用危险性小的物料代替火灾爆炸危险性比较大的物料。如果不具备上述条件，则应该根据物料的燃烧爆炸性能采取相应的措施，如密闭或通风、惰性介质保护、降低物料蒸气浓度、减压操作以及其他能提高安全性的措施。二、根据燃烧性物质的特性分别处理遇空气或遇水燃烧的物质，应该隔绝空气或采取防水、防潮措施，以免燃烧或爆炸事故发生。燃烧性物质不能与性质相抵触的物质混存、混用；遇酸、碱有分解爆炸危险的物质应该防止与酸碱接触；燃烧性液体或气体，根据它们的闪点、爆炸范围、扩散性等采取相应的防火防爆措施。四、惰性介质的惰化和稀释作用1．惰性气体保护作用2．惰性气体用量填空题燃烧的必要条件可燃物质、氧化剂、火源，燃烧的充分条件一定的可燃物浓度