【安全课件】防火防爆基础知识

中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识防火防爆基础知识中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识主要内容第一部分燃烧与爆炸第二部分可燃物质的火灾爆炸危险性第三部分防火防爆措施第四部分消防知识中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识第一部分燃烧与爆炸燃烧的定义:燃烧是可燃物质(气体、液体或固体)与助燃物(氧或氧化剂)发生的伴有放热和发光的一种激烈的化学反应。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。最常见、最普通的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中燃烧。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧的条件燃烧必须同时具备下述三个条件：可燃性物质、助燃性物质、点火源。每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧方可产生。(1)可燃物(2)助燃物(3)点火源中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧三要素中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识常见的火源种类在生产中，常见的引起火灾爆炸的点火源有以下8种：(1)明火(2)高热物及高温表面(3)电火花(4)静电、雷电(5)摩擦与撞击(6)易燃物自行发热(7)绝热压缩(8)化学反应热及光线和射线中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃气体的燃烧过程可燃气体最易燃烧，燃烧所需热量只用于本身氧化分解，所以将可燃气体加热到其燃点即可燃烧。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃气体的燃烧形式当可燃气体流入大气中时，在可燃性气体与助燃性气体的接触面上所发生的燃烧叫扩散燃烧。当可燃性气体和助燃性气体预先混合成一定浓度范围内的混合气体，然后遇到点火源而产生的燃烧叫预混燃烧(动力燃烧)。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃液体的燃烧过程及形式可燃液体在火源或热源的作用下，首先蒸发，然后蒸气氧化、分解进行燃烧。可燃液体的燃烧，实质上是燃烧可燃液体蒸发出来的蒸气，所以叫蒸发燃烧。对于难挥发的可燃液体，其受热后分解出可燃性气体，然后这些可燃性气体进行燃烧，这种燃烧形式称为分解燃烧。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃固体的燃烧过程及形式(1)中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃固体的燃烧过程及形式(2)可燃固体的燃烧可分为简单可燃固体、高熔点可燃固体、低熔点可燃固体和复杂的可燃固体燃烧等四种情况。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃固体的燃烧过程及形式(3)(1)简单可燃固体燃烧硫、磷、钾、钠等都属于简单的可燃固体，由单质组成。它们燃烧时，先受热熔化，然后蒸发变成蒸气而燃烧，所以也属于蒸发燃烧。这类物质只需要较少热量就可变成蒸气，而且没有分解过程，所以容易着火。(2)高熔点可燃固体燃烧固体碳和铝、镍、铁等金属熔点较高，在热源作用下不氧化也不分解，它们的燃烧发生在空气和固体表面接触的部位，能产生红热的表面，但不产生火焰，燃烧的速度和固体表面的大小有关。这种燃烧形式称为表面燃烧。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃固体的燃烧过程及形式(4)(3)低熔点可燃固体燃烧低熔点可燃固体常温下是固体，受热后迅速熔化，如石蜡、沥青、松香等。它们燃烧时，先受热熔化，然后蒸发、分解，直至燃烧出现火焰。例如用火柴点燃蜡烛，当火焰接近时，它并不马上燃烧，而是首先受热熔化，然后蒸发气化，发生氧化分解，氧化分解产物和空气中的氧化合而进行燃烧，所以也称为分解燃烧。(4)复杂可燃固体燃烧这类物质有木材、煤、纸、棉麻纤维、橡胶、合成树脂等。它们在燃烧时，首先受热分解，生成气态和液态产物，然后气态和液态产物的蒸气再发生氧化燃烧。例如，木材开始受热时先蒸发出水分和二氧化碳，然后慢慢分解出一氧化碳、氢和碳氢化合物等可燃的气态产物，继而剧烈地氧化，直至有火焰的燃烧。因此，这种燃烧也是分解燃烧。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧特性(1)•完全燃烧：有机可燃气体燃烧，可燃气体分子中所含的碳全部氧化成二氧化碳，氢全部氧化生成水，这样的过程称为完全燃烧。•燃烧热：燃烧热的数值是用热量计在常压下测得，是单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧后冷却到18℃时所放出的热量(kJ/kg，kJ/m3)。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧特性(2)燃烧温度：(1)理论燃烧温度：是指可燃物与空气在绝热条件下完全燃烧，所释放出来的热量全部用于加热燃烧产物，使燃烧产物达到的最高燃烧温度。(2)实际燃烧温度：可燃物燃烧的完全程度与可燃物在空气中的浓度有关，燃烧放出的热量也会有一部分散失于周围环境，燃烧产物实际达到的温度称为实际燃烧温度，也称火焰温度。实际燃烧温度不是固定的值，它受可燃物浓度和一系列外界因素的影响。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧特性(3)燃烧速度：1气体燃烧速度：火焰在可燃介质中的传播速度也称燃烧速度。气体燃烧速度的影响因素：(1)气体的组成和结构(2)可燃气体含量(3)初温(4)燃烧形式(5)管道(6)压力和流动状态中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧特性(4)2液体的燃烧速度液体的燃烧速度工业上有两种表示方法：一种是以单位面积上单位时间内烧掉的液体质量来表示，叫做液体燃烧的质量速度；另一种是以单位时间内烧掉液层的高度来表示，叫做液体燃烧的直线速度。影响因素：(1)初温(2)含水量(3)容器(4)风速、风向中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧特性(5)3固体的燃烧速度固体的燃烧速度一般小于可燃气体和液体的燃烧速度。不同组成、不同结构的固体物质，燃烧速度有很大差别。影响因素：(1)组成、结构(2)风向和风力(3)含水量(4)比表面积(表面积对体积的比值)中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识热传播可燃物燃烧放出的热量通过热传导、热对流、热辐射三种方式向外传播。热传导：热量通过接触的物体从温度较高部位传递到温度较低部位的现象叫做热传导。热对流：热量通过流动的气体或液体由空间中的一处传到另一处的现象叫做热对流。热辐射：以热射线传播热能的现象称为热辐射。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识燃烧的分类根据可燃物状态的不同，燃烧分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧三种形式。根据燃烧方式的不同，燃烧分为扩散燃烧、预混燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。根据燃烧发生瞬间的特点，燃烧分为闪燃、着火和自燃三种形式。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识闪燃与闪点液体的表面都有一定数量的蒸气存在，蒸气的浓度取决于该液体所处的温度，温度越高则蒸气浓度越大。在一定温度下，可燃性液体(包括少量可熔化的固体，如萘、樟脑、硫磺、石蜡、沥青等)蒸气与空气混合后，达到一定的浓度时，遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象，叫做闪燃。闪点是指可燃性液体产生闪燃现象的最低温度。闪点是液体可以引起火灾危险的最低温度。液体的闪点越低，它的火灾危险性越大。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识闪点的影响因素(1)同系物液体的闪点随着相对分子量、相对密度、沸点的增加和蒸汽压的降低而增加。(2)同类组分混合液，如汽油、煤油等，由烃类的同系物组成，其闪点随着馏分的增高而增设。(3)异构体的闪点低于正构体。(4)能溶于水的易燃液体，闪点随浓度的降低而增高。(5)油漆类液体的闪点取决于油漆中所含溶剂的闪点。(6)两种可燃液体混合物的闪点一般低于这两种液体闪点的平均值。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识着火与着火点着火是指可燃物受到外界火源的直接作用而开始的持续燃烧现象。例如，用火柴点燃稻草，就会引起着火。可燃物质开始着火所需要的最低温度，叫做燃点，又称着火点。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识自燃与自燃点可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象，叫做自燃。可燃物质在没有火焰、电火花等明火源的作用下，由于本身受空气氧化而放出热量，或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃烧的最低温度称为自燃点（或引燃温度）。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识自燃有以下两种情况。(1)受热自燃：可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到自燃点而自行燃烧。(2)自热自燃：可燃物在无外部热源影响下，其内部发生物理的、化学的或生化过程而产生热量，并经长时间积累达到该物质的自燃点而自行燃烧的现象。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识自燃点的影响因素物质的自燃点不是固定不变的数值，而是受压力、密度、容器直径、浓度等因素的影响。一般规律是：受压越高，自燃点越低；密度越大，自燃点越低；容器直径越小，自燃点越高。掌握了物质的自燃点，不仅对评定它们的火灾危险性大小有着实际意义，而且对它们的安全生产和储存也有重要意义。例如，根据自燃点，选择防爆电气型式，控制反应温度，设计阻火器的直径，隔离热源等等。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识影响因素可燃物质的自燃温度并不是一个物理常数，它的数值大小与许多因素有关。1.压力的影响压力对可燃气体和液体的自燃温度有显著影响，压力愈高，自燃温度愈低。如：CH4，当压力从0.5atm增大到10atm，其自燃温度下降100℃。2.浓度的影响在热损失相同的情况下，贫乏的和富裕的燃料—空气混合物的自燃温度较高，化学计算浓度时自燃温度最低。如：H2S在爆炸下限浓度时，自燃温度为373℃；在爆炸上限浓度时，自燃温度为304℃；而在化学计算浓度时，自燃温度仅为246℃。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识3.催化剂活性催化剂能降低物质的自燃点，惰性催化剂能提高物质的自燃点。4.容器一般地讲，容器体积愈小，自燃温度愈高。当容器很小时，可导致燃料混合物失去燃烧性。此外，容器的材质、形状及表面积与体积的比值都对样品的自燃温度产生影响。5.可燃固体的粒度它们粉碎的程度愈高，粒度愈细，自燃温度就愈低。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识6.可燃物质的种类(1)同系物中，碳原子数较少的自燃点较高，随着碳原子数增多自燃点逐个降低。如：甲烷的自燃点高于乙烷，乙烷高于丙烷，丙烷高于丁烷。(2)饱和烃的自燃点高于碳原子数相同的不饱和烃的自燃点。例如：乙烷的自燃点为515℃，乙烯为490℃，乙炔为305℃。(3)芳香烃的自燃点高于原子数相同的脂肪族化合物的自燃点。如：苯的自燃点为550℃，己烷的自燃点为248℃。(4)正构体化合物的自燃点比异构体低。例如：正丁醇是242℃，而异丁醇为413℃。(5)液体燃烧的密度越小，则闪点越低，而自燃点越高，反之，密度越大，则闪点越高，而自燃点越低。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识7.环境温度、湿度环境温度、湿度等对自燃温度的测试结果均有一定的影响。对轻质燃料油而言，一般地讲，液体燃料的比重越小，其闪点越低，而自燃温度却越高。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识可燃物燃烧的温度—时间曲线中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识爆炸的定义物质由一种状态迅速地转变为另一种状态，并瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象，称为爆炸。爆炸现象一般具有如下特征：（1）爆炸过程进行得很快（2）爆炸点附近瞬间压力急剧上升（3）发出声响（4）周围介质发生震动或邻近物质遭到破坏中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识爆炸的分类爆炸的分类：按爆炸能量的来源分类，爆炸可分为物理爆炸和化学爆炸二类。化学爆炸按参加物质的反应类型，分为简单分解爆炸、复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。化学性爆炸按爆炸传播速度，分为爆燃和爆轰。根据爆炸物的物理状态，爆炸分为凝聚相爆炸和气相爆炸。我们通常所说的爆炸，一般是指化学爆炸。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识爆炸极限及影响因素可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气混合并达到一定浓度时，遇火源就会燃烧或爆炸。这个遇火源能够发生燃烧或爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。爆炸极限通常用可燃气体在空气中的体积百分比（V%）表示。对可燃粉尘，我们通常用单位体积内可燃粉尘的质量g/cm3来表示其爆炸上、下限值。一般石油产品蒸气的爆炸范围约为1%~6%。四个碳以下的气体爆炸范围大致在1.9%~15%之间。中国石油安全技术研究所防火防爆基础知识影响因素1.温度温度越高，爆炸范围越宽（下限下降，上限上升），爆炸危险性增加。2.压力压力越大，爆炸范围越宽（对下限的影响较小，对上限的影响较大），危