消防安全技术实务

1第一篇消防基础知识引言火灾是失去控制的灾害性燃烧现象，是常发性灾害中发生频率较高的灾害之一。人们对火灾危害的认识由来已久，如何运用消防技术措施防止火灾发生、迅速扑灭已发生的火灾，一直是人们研究的一个重要课题。消防技术中涉及的火灾防治工程技术和消防安全设计与管理方法等内容，需要运用大量的自然科学知识和理论，这就要求从事消防专业技术工作的人员要认真研究火灾规律和特点，掌握必要的消防基础理论与技术手段，增强对火灾发生发展机制的科学认识，鉴别基本火灾现象，并能对消防基础知识的应用研究成果、工程应用领域和发展前景有较为全面的了解。本篇消防基础知识部分主要针对社会消防专业技术人员执业需求，以国家有关法律法规、火灾基础理论等为依据，介绍了火灾及消防科学的基础理论、应用基础理论和应用技术的基本情况等，全篇共分为四章十六节。其中，燃烧基础知识一章主要包括燃烧的条件，燃烧的类型，燃烧的方式与特点，燃烧产物等内容；火灾基础知识一章主要涉及火灾的定义、分类与危害，火灾发生的常见原因，建筑火灾蔓延的机理与途径，灭火的基本原理和方法等内容；爆炸基础知识一章中主要介绍了爆炸的概念及分类，爆炸极限的定义与应用，常见爆炸危险源等内容；易燃易爆危险品消防安全知识一章主要介绍了爆炸品，易燃气体，易燃液体，易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质，氧化性物质和有机过氧化物五类易燃易爆危险品的概念、分类及其火灾危险性。第一章燃烧基础知识学习要求通过本章学习，应了解燃烧的必要条件和充分条件,掌握燃烧的四种类型,熟悉气体、液体、固体燃烧的特点以及燃烧产物的概念和几种典型物质的燃烧产物。燃烧基础知识主要包括燃烧条件、燃烧类型、燃烧方式与特点及燃烧产物等相关内容，是关于火灾机理及燃烧过程等最基础、最本质的知识。第一节燃烧条件所谓燃烧，是指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）发烟现象。燃烧过程中，燃烧区的温度较高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定（或受激发）的中间物质分子内电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光；发光的气相燃烧区就是火焰，它是燃烧过程中最明显的标志；由于燃烧不完全等原因，会使产物中混有一些小颗粒，这样就形成了烟。一、燃烧的必要条件2燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。通常看到的明火都是有焰燃烧；有些固体发生表面燃烧时，有发光发热的现象，但是没有火焰产生，这种燃烧方式则是无焰燃烧，例如木炭的燃烧。燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件，即可燃物、氧化剂和温度（引火源）。当燃烧发生时，上述三个条件必须同时具备，如果有一个条件不具备，那么燃烧就不会发生或者停止发生。如图1-1-1图1-1-1着火三角形进一步研究表明，有焰燃烧的发生和发展除了具备上述三个条件以外，因其燃烧过程中还存在未受抑制的自由基（一种高度活泼的化学基团，能与其他自由基和分子起反应，从而使燃烧按链式反应的形式扩展，也称游离基）作中间体，因此，有焰燃烧发生和发展需要四个必要条件，即可燃物、氧化剂、温度和链式反应。（一）可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质，均称为可燃物，如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。可燃物按其化学组成，分为无机可燃物和有机可燃物两大类。按其所处的状态，又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。（二）氧化剂（助燃物）凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，称为助燃物，如广泛存在于空气中的氧气。普通意义上，可燃物的燃烧均指在空气中进行。（三）引火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源，统称为引火源。一般分直接火源和间接火源两大类。了解火源的种类和形式，对有效预防火灾事故的发生具有十分重要的意义。1．直接火源（1）明火。指生产、生活中的炉火、烛火、焊接火、吸烟火、撞击、摩擦打火、机动车辆排气管火星、飞火等。（2）电弧、电火花。指电气设备、电气线路、电气开关及漏电打火；电话、手机等通讯工具火花；静电火花（物体静电放电、人体衣物静电打火、人体积聚静电对物体放电打火）等。（3）雷击。瞬间高压放电的雷击能引燃任何可燃物。2．间接火源3（1）高温。指高温加热、烘烤、积热不散、机械设备故障发热、摩擦发热、聚焦发热等。（2）自燃起火。是指在既无明火又无外来热源的情况下，物质本身自行发热、燃烧起火，如黄磷、烷基铝在空气中会自行起火；钾、钠等金属遇水着火；易燃、可燃物质与氧化剂、过氧化物接触起火等。（四）链式反应很多燃烧反应不是直接进行的，而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。二、燃烧的充分条件可燃物、氧化剂和引火源是无焰燃烧的三个必要条件，但燃烧的发生需要三个条件达到一定量的要求，并且存在相互作用的过程，这就是燃烧的充分条件。对于有焰燃烧，还包括未受抑制的链式反应。（一）一定的可燃物浓度可燃气体或可燃液体的蒸气与空气混合只有达到一定浓度，才会发生燃烧或爆炸。例如，常温下用明火接触煤油，煤油并不立即燃烧，这是因为在常温下煤油表面挥发的煤油蒸气量不多，没有达到燃烧所需的浓度，虽有足够的空气和火源接触，也不能发生燃烧。灯用煤油在40℃以下、甲醇在低于7℃时，液体表面的蒸汽量均不能达到燃烧所需的浓度。（二）一定的助燃物浓度各种不同的可燃物发生燃烧，均有本身固定的最低氧含量要求。氧含量低于这一浓度，即使其他必要条件已经具备，燃烧仍不会发生。如：汽油的最低氧含量要求为14.4%，煤油为15%，乙醚为12%。（三）一定的点火能量各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固定的最小点火能量（见本篇第三章第三节）要求。达到这一能量才能引起燃烧反应，否则燃烧便不会发生。如：汽油的最小点火能量为0.2mJ，乙醚（5.1%）为0.19mJ，甲醇（2.24%）为0.215mJ。（四）燃烧条件的相互作用燃烧要发生，必须使以上三个条件相互作用。要求每种条件都要达到一定的量，而且其中一个量的变化又会影响燃烧时对其他条件量的要求。如氧浓度的变化就会改变可燃气体、液体和部分可燃物的燃点。在实际情况下，对燃烧产生影响的条件还有很多：比如液态和气态可燃物，压力和温度对燃烧的影响就较大，当点火能量是电火花时，还要考虑电极间隙距离。又比如一般情况下，相同质量的固态可燃物与空气接触的表面积越大，燃烧所需的点火能量就越小。（五）未受抑制的链式反应4对有焰燃烧，根据燃烧的链锁反应理论，因燃烧过程中存在未受抑制的游离基（自由基）作中间体，考虑游离基参加燃烧反应的附加维，从而形成着火四面体，如图1-1-2。自由基是一种高度活泼的化学基团，能与其他的自由基和分子起反应，从而使燃烧按链式反应的形式扩展。因此，有焰燃烧的发生需要未受抑制的链式反应。图1-1-2着火四面体第二节燃烧类型燃烧可从着火方式、持续燃烧形式、燃烧物形态、燃烧现象等不同角度做不同的分类。掌握燃烧类型的有关常识，对于了解物质燃烧机理、火灾危险性的评定，有着重要的意义。一、燃烧类型分类按照燃烧形成的条件和发生瞬间的特点，可分为四种类型。（一）闪燃闪燃是指易燃或可燃液体（包括可熔化的少量固体，如石蜡、樟脑、萘等）挥发出来的蒸气分子与空气混合后，达到一定的浓度时，遇火源产生一闪即灭的现象。发生闪燃的原因是：易燃或可燃液体在闪燃温度下蒸发的速度比较慢，蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，来不及补充新的蒸气维持稳定的燃烧，因而一闪就灭了。但闪燃却是引起火灾事故的先兆之一。闪点即是指易燃或可燃液体表面产生闪燃的最低温度。（二）着火可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与着火源接触即能引起燃烧，并在着火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。着火是日常生活中最常见的燃烧现象。如用火柴去点柴草、汽油、液化石油气等，就会引起它们着火。可燃物开始持续燃烧所需的最低温度称为着火点，即燃点。（三）自燃5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自然燃烧，称为自燃。即物质在无外界引火源条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升，自然燃烧起来的现象。自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。根据热的来源不同，可将自燃分为受热自燃和本身自燃两种。受热自燃是指没有外界明火的直接作用，而是受外界热源影响引起的自燃。引起受热自燃的主要原因有接触灼热物体、直接用火加热、摩擦生热、化学反应、绝热压缩、热辐射作用。本身自燃是指没有外界热源作用，靠物质内部发生生物、物理、化学等作用产生热量引起的自燃。引起本身自燃的原因有氧化生热、分解生热、聚合生热、吸附生热、发酵生热。黄磷暴露于空气中自燃是最典型的本身自燃现象。部分植物或其产物，如干草、谷草、麦秸、稻草、三叶草、树叶、麦芽、锯末、甘蔗渣、苞米芯、原棉、苎麻等，部分浸油物品，如浸有油脂的棉花、棉纱、棉布、纸、麻、毛、丝绸和金属粉末等，是常见的自燃物质。（四）爆炸爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生的剧烈膨胀等现象。爆炸最重要的一个特征是爆炸点周围发生剧烈的压力突变，这种压力突变就是爆炸产生破坏作用的原因。作为燃烧类型之一的爆炸主要指化学爆炸，关于爆炸的具体分类及其各自特点详见本篇第三章第一节。二、闪点、燃点、自燃点的概念气体、液体、固体物质的燃烧各有特点，通常根据不同燃烧类型，用不同的燃烧性能参数来分别衡量气体、液体、固体可燃物的燃烧特性。（一）闪点1．闪点的定义在规定的试验条件下，液体挥发的蒸气与空气形成的混合物，遇火源能够闪燃的液体最低温度（采用闭杯法测定），称为闪点。2．闪点的意义闪点是可燃性液体性质的主要标志之一，是衡量液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越低，火灾危险性越大，反之则越小。闪点与可燃性液体的饱和蒸气压有关，饱和蒸气压越高，闪点越低。当液体的温度高于其闪点时，液体随时有可能被火源引燃或发生自燃，若液体的温度低于闪点，则液体是不会发生闪燃的，更不会发生着火。常见的几种易燃或可燃液体的闪点如表1-1-1所示。表1-1-1常见的几种易燃或可燃液体的闪点名称闪点（℃）名称闪点（℃）6汽油－50二硫化碳－30煤油38～74甲醇11酒精12丙酮－18苯－14乙醛－38乙醚－45松节油353．闪点在消防上的应用闪点是判断液体火灾危险性大小以及对可燃性液体进行分类的主要依据。可燃性液体的闪点越低，其火灾危险性也越大。例如，汽油的闪点为－50℃，煤油的闪点为38～74℃，显然汽油的火灾危险性就比煤油大。根据闪点的高低，可以确定生产、加工、储存可燃性液体场所的火灾危险性类别：闪点＜28℃的为甲类；闪点≥28℃至＜60℃的为乙类；闪点≥60℃的为丙类（详见第二篇第二章）。（二）燃点1．燃点的定义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。2．常见可燃物的燃点可燃物的温度没有达到燃点时是不会着火的，物质的燃点越低，越易着火。某些常见可燃物的燃点如表1-1-2所示。表1-1-2几种常见可燃物的燃点物质名称燃点（℃）物质名称燃点（℃）蜡烛190棉花210～255松香216布匹200橡胶120木材250～300纸张130～230豆油2203．燃点与闪点的关系易燃液体的燃点一般高出其闪点1～5℃，且闪点越低，这一差值越小，特别是在敞开的容器中很难将闪点和燃点区分开来。因此，评定这类液体火灾危险性大小时，一般用闪点。对于闪点在100℃以上的可燃液体，闪点和燃点差值达30℃，这类液体一般情况下不易发生闪燃，也不宜用闪点去衡量它们的火灾危险性。固体的火灾危险性大小一般用燃点来衡量。（三）自燃点1．自燃点的定义7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（氧）接触，不需要明火的作用，就能发生燃烧。2．常见可燃物的自燃点自燃点是衡量可燃物质受热升温导致自燃危险的依据。可燃物的自燃点越低，发生自燃的危险性就越大。某些常见可燃物在空气中的自燃点如表1-1-3所示。表1-1-3某些常见可燃物在空气中的自燃点