57燃烧基础知识

热烈祝贺陕西职业技能培训班开业燃烧基础知识主讲：陕西消防总队防火部高级讲师何生哲第一节燃烧的本质与条件一、燃烧的定义国家标准GB5907-86规定：可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。燃烧应具备三个特征，即化学反应、放热和发光。燃烧不仅在空气存在时能发生，有的可燃物在其他氧化剂中也能发生。燃烧不仅是化合反应，也有的是分解反应或分解反应。二、燃烧的本质近代连锁反应理论认为：燃烧是一种游离基的连锁反应也称链反应，即由游离基在瞬间进行的循环连续反应。1、什么是游离基----------游离基又称自由基基或自由原子，是化合物或单质分子中的共价键在外界因素光热的影响下，分裂而成含有不成对电子的原子或原子团，它们的化学活性非常强，在一般条件下是不稳定的，容易自行结合成稳定分子或其他物质的分子反应生成新的游离基。当反应物产生少量的活化中心-----游离基时，即可发生链反应。只要反应一经开始，就可经过许多链锁步骤自行加速发展下去，直至反应物燃尽为止。当活化中心全部消失（即游离基消失）时，链反应就会终止。1、链锁反应一般经历链引发、链传递、链终止三个步骤。（1）链引发-----即游离基(自由原子或自由基)的产生，使链锁反应开始。引发方式常见的有热离解，光照法、加入引发剂、氧化还原反应、催化法、放射线照射等。（2）链传递----即游离基作用于参加反应的分子，在生成产物的同时，产生新的游离基，使链反应自发地一个传一个，不断地进行下去。（3）链终止-----即游离基与器壁碰撞而成为稳定分子，或者两个游离基与第三个惰性分子（能量很低）相撞后失去能量而成为稳定分子，或反应物全部变完，游离基消失，使链反应终止。综上所述，物质燃烧是氧化发反应，而氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。三、燃烧的条件燃烧现象十分普遍，但任何物质发生燃烧，都有一个由未燃烧状态转向燃烧状态的过程。燃烧过程的发生和发展都必须具备以下三个必要条件即:可燃物助燃物(又称氧化剂)引火源上述三个条件通常被称为燃烧三要素。只有这三个要素同时具备的情况下可燃物才能发生燃烧，无论缺少哪一个，燃烧都不能发生。燃烧的三个必要条件可用燃烧三角形来表示。1、可燃物（1）什么是可燃物------凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物。可燃物的类型自然界中的可燃物种类繁多，若按其物理状态分，有固体、液体、气体三类可燃物。（2）可燃物的类型自然界中的可燃物种类繁多，若按其物理状态分类，有固体、液体和气体三类可燃物。固体可燃物--------凡是遇明火、热源能在空气（氧化剂）中燃烧的固体物质，都称为可燃固体。液体可燃物-------尽是在空气中能发生燃烧的液体，都称为可燃液体。气体可燃物-------凡是在空气中能发生燃烧的气体，都称为可燃气体。此外，有些物质在通常情况下不燃烧，但在一定的条件下又可以燃烧。如：赤热的铁在纯氧中能发生剧烈燃烧；赤热的铜能在纯氯中发生剧烈燃烧；铁、铝本身不燃，但把铁、铝粉碎成粉末，不但能燃烧，而且在一定条件下不能发生爆炸。2、助燃物什么是助燃物-----凡与可燃物质相结合能导致燃烧的物质称为助燃物。通常燃烧过程中的助燃物主要是氧，它包括游离基的氧或化合物中的氧。空气中含有大约21%的氧，可燃物在空气中的燃烧以游离的氧作为氧化剂，这种燃烧是最普遍的。此外，某些物质也可作为燃烧反应的助燃物，如氯、氟、手机链氯酸钾等。也有少数可燃物，如低氮硝化纤维、硝酸纤维的赛璐珞等含氧物质，一旦受热后，能自动释放出氧，不需要外部助燃物就可发生燃烧。3、引火源什么是引火源-----尽是物质开始燃烧的外部热源，统称为引火源。引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。根据引起物质着火的能量来源不同，在生产生活实践中引火源通常有：（1）明火（2）高温物体（3）化学热能（4）电热能（5）机械热能（6）生物能（7）光能和核能。（二）燃烧的充分条件具备了燃烧的必要条件，并不意味着燃烧必然发生。发生燃烧还应有量方面的要求，这就是发生燃烧或持续燃烧的充分条件。可见，三要素彼此要达到一定的量才能发生质变。燃烧发生的充分条件是:1、一定的可燃物浓度可燃气体或蒸气只有达到一定浓度，才会发生燃烧或爆炸。2、一定的氧气含量实践证明，各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固有的最低氧含量要求。低于这一浓度，虽然燃烧的其他条件全部具备，但燃烧仍然不能发生。汽油燃烧的最低含氧量要求为14·4%，煤油为15%。3、一定的点火能量不管何种形式的引火源，都必须达到一定的强度才能引起燃烧反应，所需引火源的强度，取决于可燃物质的最小点火能量即引燃温度，低于这一能量，燃烧便不会发生。不同可燃物质燃烧所需的引燃温度各不相同。例如汽油的最小点火能量0·2mj，醚最小点火能量0·19mj.4、相互作用燃烧不仅需具备必要和充分条件，而且还必须使燃烧条件相互结合、相互作用，燃烧才会发生或持续。否则，燃烧也不能发生。例如在办公室有桌、椅、门、窗帘等可燃物，有充满空间的空气，有火源（电源），存在燃烧的基本要素，可并没有发生燃烧现象，这就是因为这些条件没有相互结合、相互作用的缘故。第二节燃烧类型燃烧按其发生瞬间的特点不同，分为闪燃、着火、自燃、爆炸四种类型。一、闪燃（一）闪燃的含义1、什么是闪燃-----是指在液体表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象称为闪燃。2、为什么可燃液体会发生一闪即灭的闪燃现象？这是因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢,所蒸发出来的蒸气仅能维持短时间的燃烧,而来不及提供足够的蒸气补充维持稳定的燃烧,故闪燃一下就熄灭了.闪燃往往是可燃液体发生着火的先兆，从消防角度来说,闪燃就是危险的警告.（二）物质的闪点1、什么是闪点-----在规定的试验条件下，液体挥发的蒸气与空气形成混合物，遇火源能够产生闪燃的液体最低温度，称闪点，以℃表示。闪点是评定液体火灾危险性大小的主要依据。闪点越低，火灾危险性就越大。反之，则越小。2、闪点在消防上的应用（1）根据闪点，将能燃烧的液体分为易燃液体和可燃液体。（2）根据闪点，将液体生产、加工、储存场所的火灾危险性分为甲、乙、丙三大类别，以便根据其火灾危险性的大小采取相应的消防安全措施。甲类：指闪点小于28℃的液体。如汽油、苯、乙醇。乙类：指闪点大于等于28℃，但小于60℃的液体。如煤油、松节油等。丙类：指闪点大于等于60℃的液体。如柴油、桐油、润滑油等。我国规定，把闪点小于或等于61℃的液体，称为易燃液体。其中又分为：低闪点液体（闪点≤-18℃）中闪点液体（闪点-18℃---23℃）高闪点液体（闪点≤60℃）特别说明：两种完全互溶燃烧液体混合物的闪点，一般低于这两种可燃液体闪点的平均值。二、着火（一）什么是着火-----可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火源移去后仍能持续并不断扩大的燃烧现象，称为着火。着火就是燃烧的开始，且以出现火焰为特征，这是日常生产、生活中最常见的燃烧现象。（二）物质的燃点什么是燃点-----在规定的试验条件下，应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度，称为燃点或着火点，以℃表示。根据可燃物的燃点高低，可以衡量其火灾危险程度。物质的燃点越低，则越容易着火，火灾危险性也就越大。一切可燃液体的燃点都高于闪点。燃点对于可燃固体和闪点较高的可燃液体，具有实际意义。控制可燃物质的温度在其燃点以下，就可以防止火灾的发生，用水冷却灭火，其原理就是将着火物质的温度降低到燃点以下。三、自燃1、什么是自燃----可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的着火现象，称为自燃。即可燃物质在无外界引火源条件下，由于其自身所发生的物理、化学或生物变化而产生热并积蓄，使温度不断上升，自行燃烧起来的现象。由于热的来源不同，物质自燃可分为受热自燃和本身自燃两类。2、物质的自燃点什么是自燃点-------在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，称为自燃点。在这一温度时，物质与空气接触，不需要明火的作用，就能产生燃烧。自燃点是衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性的依据。可燃物的自燃点超低，发生自燃的危险性就越大。四、爆炸（一）什么是爆炸------由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象，称为爆炸。从广义上说，爆炸是物质从一种状态转变为另一状态，并在瞬间以机械功的形式放出巨大能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀的现象，称为爆炸。爆炸最重要的一个特征就是爆炸点周围发生剧烈地压力突跃变化。（二）爆炸的分类按爆炸过程的性质不同，通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种类型。1、物理爆炸物理爆炸是指装在容器内的液体或气体，由于物理变化（温度、体积和压力等因素）引起体积迅速膨胀，导致容器压力急剧增加，由于超压或压力变化使容器发生爆炸，且在爆炸前后物质的性质及化学成份均不改变的现象。如蒸汽锅炉、液化气钢瓶等爆炸，均属于物理爆炸。物理爆炸本身虽然没有进行燃烧反应，但它产生的冲击力有可能直接或间接地造成火灾。2、化学爆炸化学爆炸是由于物质本身发生化学反应，产生大量气体并使温度、压力增加或者同时增加而形成的爆炸现象。例如可燃气体、蒸汽或粉尘与空气形成的混合物遇火源而引起的爆炸，炸药的爆炸等都属于化学爆炸。化学爆炸的主要特点是什么？反应速度快，爆炸时放出大量的热能，产生大量气体和很大压力，并发出巨大的响声。化学爆炸能够直接造成火灾，具有很大的破坏性，是消防工作中预防的重点。3、核爆炸核爆炸是由于原子核裂变或聚变反应，释放出核能所形成的爆炸。如原子弹、氢弹、中子弹的爆炸就属于核爆炸。（三）爆炸极限1、爆炸浓度极限爆炸浓度极限（简称爆炸极限）是指可燃的气体、蒸气或粉尘与空气混合后，遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。气体、蒸气的爆炸极限，通常以体积百分比表示。粉尘通常用单位体积中的质量（g/m3）表示。什么是爆炸下限?遇火会产生爆炸的最低浓度，称为爆炸下限。什么是爆炸上限?遇火会产生爆炸的最高浓度，称为爆炸上限。爆炸极限是评定可燃气体、蒸汽或粉尘爆炸危险性大小的主要依据。爆炸上、下限值之间的范围越大，爆炸下限超低、爆炸上限超高、爆炸危险性越大。混合物的浓度低于下限或高于上限时，既不能发生爆炸也不能发生燃烧。2、爆炸温度极限什么是爆炸温度极限-----------可燃性液体受热蒸发出的蒸气浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围。由于液体的蒸气浓度是在一定温度下形成的，所以可燃液体除了有爆炸浓度极限外，还有一个爆炸温度极限。爆炸温度极限也有下限、上限之分。什么是爆炸温度下限------液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度。此时的温度称为爆炸温度上限(液体的爆炸温度下限就是液体的闪点)；什么是爆炸温度上限-----液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气浓度，此时的温度称为爆炸温度上限。爆炸温度上、下限值之间的范围越大，爆炸危险性就越大。通常所说的爆炸极限，如果没有标明，就是指爆炸浓度极限。（四）影响爆炸极限的主要因素不同的可燃气体和蒸气，由于其理化性质不同而具有不同的爆炸极限；就是同种可燃气体（蒸气），其爆炸极限也会因外界条件的变化而变化。1、初始温度。爆炸性混合物在遇到点火源之前的最初温度升高，爆炸下限降低，上限增高，爆炸危险性就增加。2、初始压力。多数爆炸性混合物的初始压力增加时，爆炸极限范围变宽，爆炸危险性增加。3、混合物中的含氧量。混合物中含氧量增加，爆炸极限范围扩大，爆炸危险性便增加。4、惰性介质。在混合物中掺入氮、二氧化碳等不燃惰性气体，爆炸极限范围变，一般是下限基本不变，上限降低；当加入的惰性气体超过一定量以后，任何比例的混合物均不再发生爆