176568防火防爆安全技术

防火防爆安全技术（石化行业）二OO五年二月二十一日火灾和爆炸事故的特点严重性复杂性突发性火灾和爆炸事故的严重性火灾和爆炸事故的发生所导致的后果具有严重性。在我们石化行业中，不管是发生设备事故还是生产事故，都会有可能危及到我们职工的人身安全或给国家的财产造成一定的损失。而火灾和爆炸事故的发生所导致的后果往往是极其严重的，它容易造成重大的伤亡事故。火灾和爆炸事故的复杂性发生火灾和爆炸事故的原因往往得比较复杂的。就发生火灾和爆炸事故的条件着火源来说，就有明火、FeS自燃、撞击或摩擦、电气火花、静电放电、雷电等等；至于可燃物有在我们石油化工企业中就更多了，不管是原料，还是中间产物，还是成品，几乎都是可燃物。加上发生火灾和爆炸事故后，由于设备损毁、人员伤亡、现场破坏严重等，也给事故原因的调查分析带来很大的难度。火灾和爆炸事故的突发性火灾和爆炸事故往往是在人们意想不到的时候突然发生的。虽然事故的发生在某种程度上有可能存在着一定的必然性，但由于目前我们对事故的监测手段不够完善，职工的事故意识不强以及管理机制的不落实，这就给事故留有突然发生的空间。火灾和爆炸事故的一般原因虽然发生火灾和爆炸事故的原因具有复杂性，但总的来说，在生产过程中发生的事故主要是由违章作业、操作失误、管理不善等不安全行为以及设备缺陷、环境和物料的不安全状态所引起的。因此，火灾和爆炸事故的主要原因基本上可以从人、设备、物料、环境、管理等方面加以分析。燃烧的基本理论燃烧的必要条件燃烧的类型燃烧的机理燃烧的过程热值与燃烧温度燃烧速度燃烧的必要条件燃烧是一种同时伴有发光和放热效应的剧烈的氧化反应，放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个基本特征。燃烧的发生必须要同时具备可燃物、助燃物、点火源这三个基本要素，但是单单只有这三个基本要素还不一定能造成燃烧，它们还必须要都具有足够的量，并彼此相互作用才会发生燃烧。燃烧的必要条件在生产过程中，凡是超出有效范围的燃烧都称为火灾。如施工用火作业及生产加热炉用火时，将周围的可燃物（油料、电缆、竹架等）引燃，进而烧毁设备、管线和构筑物，烧伤人员等，这就超出了施工用火作业及生产加热炉用火的有效范围，构成了火灾。燃烧的类型闪燃着火自燃爆燃闪燃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。在一定的温度下，易燃、可燃液体表面上的蒸气和空气的混合气与火焰接触时，能闪出火花，但随即熄灭，这种瞬间燃烧的过程叫闪燃。液体能发生闪燃的最低温度叫闪点。闪燃液体在闪点温度以下，蒸发速度较慢，表面上积聚的蒸气遇火瞬间即已烧尽，而新蒸发的蒸气还来不及补充，所以不能发生持续燃烧。当温度稍高于闪点时，易燃、可燃液体随时都有遇火源而被点燃的可能。因此，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，它的火灾危险越大。闪燃闪燃是可燃液体发生着火的前奏，从消防角度来说，闪燃就是危险的警告。因此，研究可燃液体火灾危险时性，闪燃现象是必须掌握的一种燃烧类型。防火设计规范按闪点的高低对易燃、可燃液体的火灾危险性进行分类。着火可燃物质受外界火源直接作用而开始的持续燃烧现象称着火。着火是日常生产、生活中最常见的燃烧现象，很多火灾都是从着火开始逐步发展而成的。可燃物质开始着火所需要的最低温度叫燃点。可燃物质的燃点越低越容易着火。可燃液体的闪点与燃点的区别在燃点时燃烧的不仅是蒸气，而且是液体（即液体已达到燃烧温度，可提供保持稳定燃烧的蒸气）。另外，在闪点时移去火源后闪燃即熄灭，而在燃点时则能继续燃烧。控制可燃物质的温度在燃点以下的作用控制可燃物质的温度在燃点以下是预防发生火灾的措施之一。在火场上，如果有两种燃点不同的物质处在相同的条件下，受到火源作用时，燃点低的物质首先着火。所以，存放燃点低的物质方面通常是火势蔓延的主要方面。用冷却法灭火，其原理就是将燃烧物质的温度降低到燃点以下，使燃烧停止。自燃可燃物质没有外界火源的直接作用，因受热或自身发热，并由于散热受到阻碍，使热量蓄积，温度逐渐上升，当达到一定温度时发生的自行燃烧现象叫自燃。可燃物质不需火源的直接作用就能发生自行燃烧的最低温度称为自燃点。自燃点越低，则火灾危险性越大。根据促使可燃物质升温的热量来源不同，自燃可分为受热自燃和自热自燃两种。受热自燃受热自燃是指可燃物质在外部热源的作用下，温度逐渐升高，当达到自燃点时，即可着火燃烧的现象。可燃固体、液体可以发生受热自燃，浓度在爆炸范围内的混合气体也可以发生受热自燃。受热自燃是引起火灾事故的重要原因之一，在火灾案例中，有不少是因受热自燃引起的，高温的油料（温度已超过自燃点）喷出着火就属于这类现象。自热自燃自热自燃是指可燃物质因内部所发生的化学、物理或生物化学过程而放出热量，这些热量在适当条件下会逐渐积聚，使可燃物质温度上升，达到自燃点而燃烧的现象。在一般情况下，自热自燃的起火特点是从可燃物质的内部向外炭化、延烧。由于可燃物质的自热自燃不需要外部热源，所以在常温下甚至在低温下也能发生自燃，极具隐蔽性。因此，能够发生本身自燃的可燃物质比其它可燃物质的火灾危险性更大。在石油化工企业中，由自热自燃引起火灾事故的最常见物质是硫化铁。爆燃可燃物质和空气或氧气的混合物由火源点燃，火焰立即从火源处以不断扩大的同心球形式自动扩展到混合物存在的全部空间，这种以热传导方式自动在空间传播的燃烧现象称爆燃。混合物的燃烧速度在音速以下是爆燃的重要特征，爆燃通常也叫做爆炸。爆燃的特性爆燃发生时，除产生热量外，燃烧空间的气体由于高温膨胀，还能产生很大的压力，使未燃烧区压缩升温，增加了单位空间的能量贮藏密度，使燃烧速度加快。这种现象在密闭、半密闭空间中尤为显著。在石化企业中，这类由可燃混合气体爆燃造成的爆炸事故是危害最大的一类事故。燃烧的机理燃气燃烧反应是一种化学反应，它符合一些基本的化学定律。目前，燃烧机理通常都用链锁反应理论来解释。在一定的燃烧反应条件下，反应物产生游离基（自由基），游离基是一种瞬变的不稳定的化学物质，游离基的反应活性非常强，在反应中成为活性中心。游离基和反应物在瞬间进行循环连续反应，直到反应物全部消耗完为止。链锁反应大致可分为链引发（链的起始）、链传递（链的发展或变化）、链终止等三步。燃烧的机理链锁反应通常分直链反应与支链反应两大类，直链反应的基本特点是：游离基和反应物分子发生反应时，参加反应的游离基消失了，但同时产生一个新的游离基，这个游离基作为链锁载体可以循环反应下去。支链反应的基本特点是：一个游离基能生成多于一个新游离基作为链锁载体；生成的氧原子有两个单电子，称为双基游离基。支链反应由于产生的游离基成倍增加，会使反应速度加快，从而导致燃烧和爆炸。燃烧的过程可燃物质可以是固体、液体或气体，但绝大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气态下进行的，燃烧过程随可燃物质聚集状态的不同而异。气体的燃烧气体最易燃烧，只要达到其氧化分解所需的热量，便能着火燃烧。其燃烧形式分为两类：可燃气体和空气或氧气预先混合成混合可燃气体的燃烧称为混合燃烧。混合燃烧由于燃料分子已与氧分子进行充分混合，所以燃烧时反应速度很快，温度也高，火焰的传播速度也快，通常混合气体的爆炸反应就属这种类型。另一类就是将可燃气体，如煤气，直接由管道中放出点燃，在空气中燃烧，这时可燃气体分子与空气中的氧分子通过互相扩散，边混合边燃烧，这各燃烧称为扩散燃烧。液体、固体的燃烧液体燃烧，许多情况下并不是液体本身燃烧，而是在热源作用下由液体蒸发所产生的蒸气与氧发生氧化、分解以至着火燃烧，这种燃烧称为蒸发燃烧。固体燃烧，如果是简单固体可燃物质，像沥青、硫磺等在燃烧时，先受热熔化（并有升华），继而蒸发生成蒸气而燃烧；而复杂固体物质，如木材在燃烧时先受热分解、生成气态和液态产物，然后气态和液态产物的蒸气再氧化燃烧。热值与燃烧温度不同的可燃物质燃烧时所放出的热量是不相同的，热值是指单位质量或单位体积的可燃物质完全燃烧时所发出的热量。可燃性固体和可燃性液体的热值以“kJ/kg”表示；可燃气体的热值以“kJ/m3”表示。可燃物质的热值是用量热法测定出来的，或者根据物质的元素组成用经验公式计算。热值与燃烧温度就石化企业的可燃物质来说，由于可燃物质的组成比较复杂，其热值可采用门捷列也夫经验公式计算其高热值和低热值。高热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸汽也全部冷凝成水时所放出的热量；低热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸汽不冷凝成水时所放出的热量。热值与燃烧温度可燃物质燃烧爆炸时所能达到的最高温度、最高压力及爆炸力等与可燃物质的热值有关。可燃物质燃烧的完全程度与可燃物质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。可见，实际燃烧温度不是固定的值，它受可燃物质的浓度和一系列外界因素的影响。燃烧速度可燃物质的燃烧速度在本质上是由可燃物质和氧发生化学反应的能力决定的，可燃物质和氧的反应能力越强，燃烧速度越快。气体的燃烧速度可燃气体燃烧不需要像固体、液体那样经过熔化、蒸发过程，而是在常温下就具备了气相的燃烧条件，所以燃烧速度较快。燃气燃烧速度可以用火焰传播速度来衡量，所以火焰在可燃介质中的传播速度也称燃烧速度，它是燃烧过程最重要的特征，决定着燃烧过程的强度，在火灾条件下也是决定火灾蔓延速度和损失严重程度的重要参数。气体的燃烧速度当可燃混合气体从管口或裂缝喷出并着火时，如流速大于火焰在管内的传播速度，则在管口或裂缝处就形成稳定的火焰锋。如可燃混合气体流出速度小于火焰在管内的传播速度，则会发生逆火。这种情况有可能引发或扩大火灾爆炸事故。气体燃烧速度的影响因素可燃气体的组成、浓度、初温、燃烧形式和管道尺寸对燃烧速度有重要影响。组成简单的气体比组成复杂的气体燃烧速度快，如氢的燃烧速度比乙烷的快；可燃混合气体的初始温度越高燃烧速度越快；混合燃烧速度要比扩散燃烧速度快。液体的燃烧速度液体燃烧的初始阶段是蒸发，然后蒸气分解、氧化达到自燃点而燃烧。液体蒸发需要吸收热量，它的速度是比较慢的，所以液体的燃烧速度主要取决于它的蒸发速度。液体的燃烧速度易燃液体的燃烧速度高于可燃液体的燃烧速度。多种组分混合液体的燃烧速度往往是先快后慢。例如，原油、汽油、煤油、重油及其它石油产品燃烧时，先蒸发出来的是燃烧速度快的低沸点组分，随着燃烧的进行，液体中高沸点组分含量相对增加，相对密度、粘度、闪点也相对增高，蒸发速度逐渐降低，燃烧速度也逐渐减慢。液体的燃烧速度在燃烧过程中，火焰主要以辐射形式向表层液体传入大量热，使表层液体蒸发，燃烧才能持续进行下去，同时，也提高了表层液体的温度，加快了液体燃烧速度。如果液体燃烧在罐内进行，当贮罐内液面较高时，因上部空间较少，燃烧时火焰根部离液面较近，辐射传热较多，所以贮罐液面较高时比液面较低时的燃烧速度快。固体物质的燃烧速度固体物质的燃烧速度一般小于可燃气体和可燃液体。不同的固体物质其燃烧速度也有很大差别。石蜡、沥青等固体物质其燃烧过程要经过受热熔化、蒸发、分解氧化着火燃烧等阶段，一般燃烧速度较慢。硝基化合物因含有不稳定的含氧基团，燃烧速度就较快。固体的比表面积越大，其燃烧速度也越快。爆炸的基本理论爆炸的定义爆炸现象的特征爆炸的分类爆炸极限爆炸的定义爆炸是物系自一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的一种现象，是系统的一种非常迅速的物理的或化学的能量释放过程。爆炸现象的特征：一是爆炸过程进行得很快，“瞬间”进行；二是爆炸点附近瞬间压力急剧上升；三是产生巨大声响；四是周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。爆炸的分类按照爆炸能量来源的不同，爆炸可分为：物理爆炸化学爆炸物理爆炸物理爆炸是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的。在物理爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。锅炉的爆炸是典型的物理爆炸，其原因是过热的水迅速蒸发出大量的蒸汽，使蒸汽压力不断提高，当压力超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。物理爆炸在石化企业