防火与防爆技术

关于防火与防爆技术2

第一讲燃烧的类型和特征火灾——指超出有效范围的燃烧化学性爆炸——亦称瞬间燃烧

爆炸——

物理性爆炸——锅炉爆炸、蒸汽爆炸等。

第2页,共76页，星期六，2024年，5月3燃烧——同时放热发光的氧化反应第3页,共76页，星期六，2024年，5月41、闪燃——可燃液体液面上少量可燃蒸气与空气混合，遇火源发生一闪即灭的燃烧现象。闪点——出现闪燃的最低温度（℃）。如车用汽油-39℃，煤油28℃。一级危险品闪点<-18℃二级危险品闪点-18℃-<23℃三级危险品闪点为23℃-61℃可燃固体：某些闪燃现象。第4页,共76页，星期六，2024年，5月5液体温度t°蒸气浓度

t°t°不高

少量

一闪即灭T<5s-39℃-----------------------裂缝第5页,共76页，星期六，2024年，5月62、着火——可燃物质在火源作用下能被点燃，并在火源移去后能维持继续燃烧的现象。

着火点——发生着火的最低温度（℃），如木材295℃，纸130℃等。

第6页,共76页，星期六，2024年，5月73、自燃——可燃物质受热升温，无需明火作用，即能自行燃烧的现象。自燃点——能引起自燃的最低温度（℃）。如黄磷30℃，煤320℃。根据热源不同，自燃可分为自热自燃和受热自燃两种。第7页,共76页，星期六，2024年，5月8

（1）自热自燃－－可燃物质由于自身的化学反应，物理作用或生物作用产生热量，积热升温至自燃点而引起的燃烧。如油脂接触纯氧的自然。（2）受热自燃－－外界加热。如锅里的油的自燃。可燃物质的闪点或自燃点越低，则发生着火爆炸的危险性越大。

第8页,共76页，星期六，2024年，5月9

第二讲防火技术的基本理论1、燃烧的条件燃烧必须是三个基本条件（可燃物、氧化剂和着火源）同时具备并且相互作用才会发生。（构成燃烧系统）。CO<12.5%H2<4%（不燃）O2<14%-16%（木材停燃）着火源——具有一定的温度和热量的能源。可燃物氧化剂着火源第9页,共76页，星期六，2024年，5月102、火灾的分类按照物质燃烧的特征，可以把火灾分为：

A类火灾：指固体物质火灾。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、毛、麻、纸火灾等。

B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾。如汽油、乙醇、沥青、石蜡火灾等。第10页,共76页，星期六，2024年，5月11C类火灾：指气体火灾。如煤气、氢气火灾等。D类火灾：指金属火灾、如钾、钠、铝、镁火灾等。E类火灾：带电火灾，如家电、变压器。第11页,共76页，星期六，2024年，5月12火灾类别A类B类适用的灭火器水系、泡沫、磷酸铵盐干粉（ABC）灭火器干粉、泡沫、二氧化碳、卤代烷灭火器

火灾类别C类D类E类适用的灭火器干粉、二氧化碳、卤代烷灭火器金属火灾用干粉专用灭火器干粉、二氧化碳、卤代烷灭火器3.不同类别火灾灭火器的配置第12页,共76页，星期六，2024年，5月133、防火技术的基本理论（1）防止燃烧三个基本条件的同时存在，或者避免它们的相互作用。即是所有防火技术措施的实质。第13页,共76页，星期六，2024年，5月14（2）防火条例分析：电石库防火条例中有关技术措施的规定：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2+Q（1）禁止用地下室或半地下室作为电石仓库；（2）存放电石桶的库房必须设置在不受潮、不漏雨、不易浸水的地方；（3）电石库距离锻工、铸工和热处理等散发火花的车间和其它明火应30米以上，与架空电力线的间距应不小于电杆高度1.5倍；（4）库房应有良好的自然通风系统；（5）电石库可与可燃易爆物质危险品仓库、氧气瓶库设置在同一座建筑物内，但应以无门、窗、洞的防火墙隔开。第14页,共76页，星期六，2024年，5月15（6）仓库的电器设备应采用密闭式和防爆式。照明灯具和开关应采用防爆型，否则应将灯具和开关装设在室外，再利用玻璃将光线射入室内。（7）严禁热水、自来水和取暖管通过库房，应保持库内干燥。（8）库房内积存的电石粉末要随时清扫处理，分批倒入电石渣坑里，并用水加以处理；（9）电石桶进库前应先检查包装有无破损或受潮等，如果发现有鼓包等可疑现象，应立即在室外打开桶盖，将乙炔气放掉，修理后才能入库。禁止在雨天搬运电石桶；（10）库内应设木架，将电石桶放置在木架上，不得随便放在地面上；（11）开启电石桶时不能用火焰和可能引起火星的工具，最好用铍铜合金或铜制工具，含铜量应低于70%；（12）电石库禁止明火取暖，库内严禁吸烟。可燃物氧化剂着火源避免相互作用1.2.4.7.6.118.9.10123.5第15页,共76页，星期六，2024年，5月16一、消除着火源最基本的措施。各种能源转化为着火源的可能性。（1）电能转化为着火源①电阻热Q=I2RT1、短路：电流增加十几到几十倍2、接触电阻过大：电机电器和线路的薄弱环节。3、超负荷运行：＞Imax、＞Tmax等。第三讲

防火基本技术措施第16页,共76页，星期六，2024年，5月174、交变磁场：铁芯锅流。5、导体电阻：铜丝——铁丝；导体的S、L等。6、通风散热不良。危险温度——指超过电机、电器或线路设计所允许的最高温度塑料绝缘线≯70℃橡胶绝缘线≯65℃第17页,共76页，星期六，2024年，5月18②电火花或电弧在两个电极之间的气体介质中瞬间放电或持久有力放电。温度可高达数千度。电火花有工作火花和事故火花之分。1、工作火花——指电机电器正常工作时产生的电火花（直流发电机的电刷）2、事故火花——指电机电器出现故障或操作失误产生的电火花第18页,共76页，星期六，2024年，5月19③静电放电几伏至几万伏。300伏以上能点燃汽油，3000伏以上能点燃各种可燃气体。④雷电⑤电磁辐射：BP机、手机、电台、雷达附近第19页,共76页，星期六，2024年，5月20（2）机械能转化为着火源①摩擦②撞击第20页,共76页，星期六，2024年，5月21③绝热压缩T2=T1（P2/P1）——T1——绝热压缩前的绝对温度（K）T2——绝热压缩后的绝对温度（K）P2——高压气体压力（MPa）P1——绝热压缩前局部空间的压力（MPa）K——绝热系数： O21.41；H21.04，CO21.30CH41.31……

设氧气瓶压力为10Mpa，减压器低压室压力为0.1MPa，温度为15℃（288k）

T=288（）=821℃

100.11.411.41－1K－1K第21页,共76页，星期六，2024年，5月22（3）化学能转化为着火源①各种明火—烟头、喷灯、炉子……②自燃③化学反应热

Cao+H2O=Ca(OH)2+Q

烟花爆竹等第22页,共76页，星期六，2024年，5月23（4）热表面①电能转化—电机电器外壳等②化学能转化—烟囱、炉壳等③机械能转化—摩擦④热能（过热蒸汽、暖气片）

第23页,共76页，星期六，2024年，5月24（5）其他能源转化为着火源①光能：日光曝晒、聚光、激光等②声能：超声波焊接③地热：火山……

消除着火源的措施诸如防爆电机电器、静电防护、防雷、保护性接地（零），动火安全等等。第24页,共76页，星期六，2024年，5月25二、控制可燃物（1）以难燃不燃材料代替可燃易燃材料。耐火等级（厂房、库房）、耐火漆、阻燃材料等。（2）防止泄漏。防跑、冒、滴、漏。（3）通风换气（4）限量第25页,共76页，星期六，2024年，5月26三、消除氧化剂（1）让生产在真空下进行（2）让生产在惰性介质保护下进行（3）其它。Na、P等4、安全间距。5、防止火势扩大：防火门、防火墙、截止阀等。

第26页,共76页，星期六，2024年，5月27四、火灾报警

（1）火灾发展过程特点。

初起阶段（阴燃、冒烟）——发展阶段（窜出火苗、火势渐强）——强盛阶段（空气激烈对流、火势迅猛、火苗包围可燃物，燃烧旺盛）——减弱阶段——熄灭。第27页,共76页，星期六，2024年，5月28（2）感热报警器（3）感烟报警器（4）感光报警器第28页,共76页，星期六，2024年，5月29放大线路接电源和执行机构内电离室外电离室第29页,共76页，星期六，2024年，5月30第30页,共76页，星期六，2024年，5月31光敏二极管发光二极管光电感烟报警器第31页,共76页，星期六，2024年，5月32

灭火的原理是：火灾一旦发生只要消除燃烧三个基本条件中的任何一个条件，火则熄灭。灭火的基本技术措施：

1.窒熄法

2.隔离法

3.冷却法第四讲灭火基本措施第32页,共76页，星期六，2024年，5月33

第五讲爆炸及其分类一、爆炸——物质在瞬间以机械功的形式释放大量气体和能量的现象。爆炸的基本特征是压力的急骤升高。二、分类：（1）物理性爆炸——物质的物理变化（tO、V、P）而引起的爆炸。（2）化学性爆炸——物质在瞬间完成化学反应，同时释放大量气体和热量起的爆炸.

如2C2H2+5O24CO2+2H2O+Q化学性爆炸三要素：气体、Q、化学反应高速度。（3）核爆炸。1/100s第33页,共76页，星期六，2024年，5月34三、化学性爆炸的物质（1）简单分解的爆炸性物质如：Ag2C2、Pb(N2)2等

Cu2C22Cu+2C+Q（2）复杂分解的爆炸性物质。苦味酸、硝化甘油等。4C3H5(ONO2)3=12CO2+10H2O+O2+6N2+Q摩擦撞击爆炸性分解第34页,共76页，星期六，2024年，5月35（3）可燃性混合物所有可燃气体，可燃蒸气，可燃粉尘与空气（或氧气）的混合物。

第35页,共76页，星期六，2024年，5月361、定义：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。（亦称着火极限）第六讲

爆炸极限第36页,共76页，星期六，2024年，5月37CO—空气混合物<12.5%不燃不爆

=12.5%轻度燃爆↑燃爆逐渐增强

=30%左右燃爆最强烈↑燃爆逐渐减弱

=80%轻度燃爆﹥80%不燃不爆第37页,共76页，星期六，2024年，5月38CO—空气混合的爆炸极限为：12.5%—80%H2—空气混合的爆炸极限为：4%—75%C2H2—空气混合的爆炸极限为：2.2%—81%NH3—空气混合的爆炸极限为：15%—28%等。可燃物质的爆炸极限越宽，则爆炸危险性越大。第38页,共76页，星期六，2024年，5月392、爆炸下限：可燃性混合物能发生爆炸的最低浓度。COH2C2H2NH312.5%4%2.2%15%爆炸下限越小,则发生爆炸的危险性越大.第39页,共76页，星期六，2024年，5月403、爆炸上限：可燃性混合物能发生爆炸的最高浓度。COH2C2H2NH380%75%81%28%爆炸上限越高，则发生爆炸的危险性越大。第40页,共76页，星期六，2024年，5月414、爆炸反应当量浓度根据完全燃烧化学反应方程式计算的浓度。例：求CO在空气中的反应当量浓度。2CO+O2+3.76N2=2CO2+3.76N2+Qa摩尔比法:X=————=——=29.6%22＋1＋3.7626.67第41页,共76页，星期六，2024年，5月425、爆炸极限的应用①识别可燃物质爆炸危险程度,以爆炸危险性小的可燃物代替爆炸危险性大的可燃物(如液化石油代替乙炔用于气割)。②作为评定和划分可燃物质危险等级标准的依据.如可燃气体按爆炸下限(<10%或≥10%)划分为一二级危险品。并确定为甲级或乙级生产；甲级或乙级贮存。第42页,共76页，星期六，2024年，5月43根据甲级、乙级、丙级……的生产或贮存确定厂房库房的耐火等级及层数、防爆电机电器的类型，等等.④其它防爆技术措施:如燃料容器管道检修焊补的置换动火、测爆仪，等等。第43页,共76页，星期六，2024年，5月44第七讲

防爆技术基本理论1、可燃物质爆炸的条件必须同时具备：（1）可燃物质（可燃气体、蒸气、粉尘）；（2）可燃物质与空气（或O2）均匀混合、浓度达到爆炸极限，形成爆炸性混合物；（3）在火源作用下第44页,共76页，星期六，2024年，5月452、燃烧和化学性爆炸的关系比较两者的条件：燃烧化学性爆炸①

可燃物①可燃物（可燃气、蒸气、粉尘）②

氧化剂②可燃物与空气（或O2）混合、浓度达到爆炸极限③着火源③着火源第45页,共76页，星期六，2024年，5月46（1）燃烧和化学性爆炸两者的实质是相同的，都是可燃物质的氧化反应。主要区别是氧化反应速度不同。例如：1㎏煤块和1㎏煤气完全燃烧的热值是都是2931KJ，但前者以10分钟释放，后者爆炸时只0.2秒，表现为缓慢燃烧与爆炸。（2）燃烧和化学性爆炸两者可随条件而相互转化。整快煤表现为燃烧，而煤粉则能爆炸。所以这类事故有时会表现为：先着火—后爆炸或先爆炸—后着火第46页,共76页，星期六，2024年，5月473、防爆技术的基本理论防止爆炸三个基本条件的同时存在。亦即是所有的防爆技术措施的实质，就在于防止爆炸三个基本条件的同时存在。第47页,共76页，星期六，2024年，5月48爆炸过程的特点：①可燃物与氧化剂相互扩散、均匀混合、浓度达到爆炸极限；②遇着火源，爆炸开始；③由于连锁反应的发展，爆炸威力升级；④完成爆炸反应，爆炸威力造成破坏。第八讲防爆基本技术措施第48页,共76页，星期六，2024年，5月49一、预防形成爆炸性混合物①设备密闭：防可燃物的跑、冒、滴、漏。②正压操作，防空气进入。③惰性介质保护。④通风换气。⑤其他：如色标、多位阀、置换等。第49页,共76页，星期六，2024年，5月50

二控制着火源（同防火技术措施）三削弱爆炸威力的升级①爆破片②抑爆装置（1）阻火装置—阻火器防爆安全装置

（2）泄压装置—安全阀

、爆破片

（3）抑爆装置

（4）指示装置—压力表、温度计

、水位计

第50页,共76页，星期六，2024年，5月51

四测爆仪第51页,共76页，星期六，2024年，5月521、燃烧方式（1）扩散燃烧—可燃气体与空气的混合是在燃烧过程中进行的，则发生稳定式燃烧，称扩散燃烧。（2）动力燃烧—可燃气体与空气在燃烧之前按一定比例均匀混合，则发生爆炸式燃烧，称动力燃烧。喷流式燃烧—高压燃气系统—关闭截门第九讲

可燃气体的燃爆特性第52页,共76页，星期六，2024年，5月532、分类

可燃气体按爆炸下限分为两级

①一级危险品的爆炸下限<10%,如氢气、乙炔等

②二级危险品的爆炸下限≥10%，如一氧化碳、氨等。

第53页,共76页，星期六，2024年，5月543、影响爆炸极限的因素（1）初始温度

CH3COCH3to↑L↑0oC4.2%-8%100oC3.2%-10%（2）含氧量O2↑L↑H2-空气4%—75%H2-O24%—95%U1↑第54页,共76页，星期六，2024年，5月55（3）惰性介质（Ar、N2、CO2）↑→L↓→不炸惰性介质保护是防爆技术措施之一。

（4）初始压力PO↓→L↓→不炸（临界压力）。减压生产是防爆技术措施之一。（5）容器管道直径d↓→L↓→不炸（临界直径）。限制管径是防爆技措之一。第55页,共76页，星期六，2024年，5月56（6）着火源能量E↓→L↓→不炸。最小点火能量：能引起爆炸性合物爆炸的火源的最小能量。CH4：100V、1A不炸；2A：5.9%-13.6%；3A：5.85%-14.08%第56页,共76页，星期六，2024年，5月574、评价可燃气体燃爆危险性的主要技术参数（1）爆炸极限。L下↓，L上↑，L越宽，危↑，但H2-空气：4-75%，

CO-空气：12.5-80%（2）爆炸危险度=———H2：———=17.8

CO：————=5.475－4480－12.512.5L上-L下L下第57页,共76页，星期六，2024年，5月58（3）爆炸压力和爆炸威力可燃气体爆炸时的压力一般不超过1MPa（U增长=U中断），但爆炸后压力的增长速度可以是相当快的（U增长﹥U中断；U增长>>U中断）,达到几十，上百个大气压。爆炸压力和压力增长速度即爆炸威力，体现了气体爆炸的破坏性。即对周围物体的冲击度。第58页,共76页，星期六，2024年，5月59（4）传爆能力爆炸性混合物传播燃爆的能力的一种度量参数。用两个平面的缝隙——间隙来表示（P61，表3-8，分为4级）。用减小两平面间的间隙来阻断火焰（爆炸）传播的原理，称缝隙隔爆，是隔爆型电机电器的工作原理。第59页,共76页，星期六，2024年，5月60（5）自燃点反应当量浓度的自燃点最低，是标准自燃点：H2S：L上304oC，L下373oC，X216oC（6）化学活泼性单键＜双键＜叁键（7）比重与空气相近易均匀混合；比空气重则下沉沿地面扩散，有分层趋势。（8）扩散性受热膨胀性等第60页,共76页，星期六，2024年，5月611、燃烧方式：先受热蒸发为蒸气————

喷流式燃烧：高压燃油系统—关截门喷雾燃烧（乳化燃烧）

按气体燃烧方式扩散燃烧动力燃烧第十讲可燃液体的燃爆特性第61页,共76页，星期六，2024年，5月622、分类：

可燃液体———按闪点一级＜-18oC二级-18oC—＜23oC三级23oC—61oC第62页,共76页，星期六，2024年，5月633、爆炸极限

酒精3.3%—18%11oC—40oC车用汽油0.89%—5.16%-39oC—-18oC蒸气浓度极限（%）液体温度极限（oC）壁温＜油温传导加热1、壁温＞油温对流加热；重油分馏重质下沉2、水垫4、油罐火灾第63页,共76页，星期六，2024年，5月64第十一讲可燃固体的燃爆特性1、燃烧方式1、先受热—熔融状态——蒸气——燃烧S固—S熔强—S蒸气+O2=SO22、受热直接析出可燃气体——燃烧木材〈295oC〉：≥295oC；CH4、H2

等3、表面燃烧—炽热状态如焦炭、金属等氧化第64页,共76页，星期六，2024年，5月652、分类———易燃固体（＜300oC）可燃固体（＞300oC）按着火点一级二级第65页,共76页，星期六，2024年，5月663、可燃粉尘的燃爆特点：目前有七类：1、金属：Al，Mg2、煤3、粮食：面粉4、合成材料：塑料、染料5、饲料：鱼粉6、农副产品：麻棉、烟草7、林产品：纸、木粉等。（1）可燃粉尘飞扬悬浮于空中与空气均匀混合，浓度达L，遇火源才炸。（2）爆炸极限通常以下限表示。例如Al：40g/m3，麻尘：16.8g/m3，糖粉：L上13500g/m3第66页,共76页，星期六，2024年，5月67（3）连续爆炸：（二次爆炸）（4）不完全燃烧（5）点火能量大（6）有毒气体（塑料等）影响可燃粉尘爆炸危险性的因素d粉↓、L下↓，O2↑，燃气↑。to↑，P↑——燃爆危险性↑灰分↑，水蒸汽↑——燃爆危险性↓增湿是重要防爆技措之一。第67页,共76页，星期六，2024年，5月68第十二讲其他可燃危险物品燃爆特性一、遇水燃烧物质——这类物质遇水或酸，会产生可燃气体，同时释放高热，该热量即能引起可燃气体的着火爆炸，具有这类性质的物