第四章防火防爆安全技术。
第一节火灾**事故机理。
一、燃烧与火灾。
一)燃烧和火灾的定义、条件。
2．火灾定义。
火灾定义为：在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
以下情况也列入火灾的统计范围；
1)民用**物品引起的火灾。
2)易燃或可燃液体、可燃气体、蒸气、粉尘以及其他化学易燃易爆物品**和**引起的火灾(地下矿井部分发生的**，不列入火灾统计范围)。
3)破坏性试验中引起非实验体燃烧的事故。
4)机电设备因内部故障导致外部明火燃烧需要组织扑灭的事故，火灾引起其他物件燃烧的事故。
5)车辆、船舶、飞机以及其他交通工具发生的燃烧事故、火灾由此引起的其他物件燃烧的事故(飞机因飞行事故而导致本身燃烧的除外)。
3．燃烧和火灾发生的必要条件。
同时具备氧化剂、可燃物、点火源，即火的三要素。
(二)燃烧和火灾过程和形式。
1．燃烧过程。
除结构简单的可燃气体(如氢气)外，大多数可燃物质的燃烧并非是物质本身在燃烧，而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧。
可燃气体最容易燃烧，其燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到自燃点而燃烧；
可燃液体首先蒸发成蒸气，其蒸气进行氧化分解后达到自燃点而燃烧。
在固体燃烧中，如果是简单物质硫、磷等，受热后首先熔化，蒸发成蒸气进行燃烧，没有分解过程；
如果是复杂物质，在受热时首先分解为气态或液态产物，其气态和液态产物的蒸气进行氧化分解着火燃烧。
有的可燃固体如焦炭等，不能分解为气态物质，在燃烧时则呈炽热状态，没有火焰产生。
可燃物质的燃烧过程包括许多吸热、放热的化学过程和传热的物理过程。在燃烧发生的整个过程中，热量通过热传导、热辐射和热对流三种方式进行传播。在所有反应区域内，若放热量大于吸热量，燃烧则持续进行，反之燃烧则中断。
2．燃烧形式。
气态可燃物通常为扩散燃烧，即可燃物和氧气边混合边燃烧；
液态可燃物．(包括受热后先液化后燃烧的固态可燃物)通常先蒸发为可燃蒸气，可燃蒸气与氧化剂发生燃烧；
固态可燃物先是通过热解等过程产生可燃气体，可燃气体与氧化剂再发生燃烧。
根据可燃物质的聚集状态不同，燃烧可分为以下4种形式：
1)扩散燃烧。(2)混合燃烧。 (3)蒸发燃烧。 (4)分解燃烧。
三)火灾的分类。
火灾分类》(gb／t4968—2008)按物质的燃烧特性将火灾分为6类：
a类火灾：指固体物质火灾，如木材、棉、毛、嘛、纸张火灾等；
b类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、煤油、甲醇、沥青、石蜡火灾等；
c类火灾：指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等；
d类火灾：指金属火灾，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾等；
e类火灾：指带电火灾，是物体带电燃烧的火灾，如发电机、电缆、家用电器等；
f类火灾：指烹饪器具内烹饪物火灾，如动植物油脂等。
2．按照一次火灾事故造成的人员**、受灾户数和财产直接损失金额，火灾划分为3类：
1)具有以下情况之一的为特大火灾：死亡10人以上(含本数；下同)；重伤20人以上；死亡、重伤20人以上；受灾户数50户以上；烧毁财物损失100万元以上。
2)具有以下情况之一的为重大火灾：死亡3人以上；重伤10人以上；死亡、重伤10人以上；受灾户30户以上；烧毁财产损失30万元以上。
3)不具有前两项情形的燃烧事故，为一般火灾。
四)火灾基本概念及参数。
1．闪燃：可燃物表面或可燃液体上方在很短时间内重复出现火焰一闪即灭的现象。闪燃往往是持续燃烧的先兆。
2．阴燃：没有火焰和可见光的燃烧。
3．爆燃：伴随**的燃烧波，以亚音速传播。
4，自燃：是指可燃物在空气中没有外来火源的作用下，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。
5．闪点：在规定条件下，材料或制品加热到释放出的气体瞬间着火并出现火焰的最低温度。闪点是衡量物质火灾危险性的重要参数。一般情况下闪点越低，火灾危险性越大。
6．燃点：在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度。燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义，在控制燃烧时，需将可燃物的温度降至其燃点以下。
一般情况下燃点越低，火灾危险性越大。（一般情况下火灾的危险性与燃点成反方向变动）
7．自燃点：在规定条件下，不用任何辅助引燃能源而达到引燃的最低温度。液体和固体可燃物受热分解并析出来的可燃气体挥发物越多，其自燃点越低。
固体可燃物粉碎得越细，其自燃点越低。一般情况下，密度越大，闪点越高而自燃点越低。比如，下列油品的密度：
汽油《煤油《轻柴油《重柴油《蜡油《渣油，而其闪点依次升高，自燃点则依次降低。
8．引燃能、最小点火能：引燃能是指释放能够触发初始燃烧化学反应的能量，也叫最小点火能，影响其反应发生的因素包括温度、释放的能量、热量和加热时间。
9．着火延滞期(诱导期)
对着火延滞期时间一般有下列2种描述：着火延滞期时间指可燃性物质和助燃气体的混合物在高温下从开始暴露到**的时间；混合气着火前自动加热的时间称为诱导期，在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期，单位用ms表示。
五)典型火灾的发展规律。
典型火灾事故的发展分为初起期（冒烟和阴燃）、发展期（按照t平方特征火灾模型，火灾中的热量的释放速率与时间的平方成正比。发生轰然）、最盛期（火灾的大小由建筑物的通风情况决定）、减弱期和熄灭期。
六)燃烧机理。
1．活化能理论、2．过氧化物理论、3．链反应理论（引发阶段、发展阶段、终止阶段）
直连反应：每个自由基与其他分子反应后只生成一个新自由基。
支链反应：反应中一个游离基能生成一个以上的新的自由基。
二、**。一)**及其分类。
**是物质系统的一种极为迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。在这种释放和转化的过程中，系统的能量将转化为机械功以及光和热的辐射等。
**现象具有以下特征：
**过程高速进行；
**点附近压力急剧升高，多数**伴有温度升高；
发出或大或小的响声；
周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。
**最主要的特征是**点及其周围压力急剧升高。
按照能量的**，**可分为三类：物理**、化学**和核**。
按照**反应相的不同，**可分为以下3类。
1．气相**。
包括可燃性气体和助燃性气体混合物的**；气体的分解**；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的**，称喷雾**；飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的**等。
2．液相**。
包括聚合**、蒸发**以及由不同液体混合所引起的**。例如硝酸和油脂，液氧和煤粉等混合时引起的**；熔融的矿渣与水接触或钢水包与水接触时，由于过热发生快速蒸发引起的蒸汽**等。液相**举例见表4--2。
3．固相**。
包括**性化合物及其他**性物质的**(如乙炔铜的**)；导线因电流过载，由于过热，金属迅速气化而引起的**等。固相**举例见表4--2。
**过程表现为两个阶段：在第一阶段中，物质的(或系统的)潜在能以一定的方式转化为强烈的压缩能；第二阶段，压缩物质急剧膨胀，对外做功，从而引起周围介质的变化和破坏。
二)**破坏作用。
1．冲击波（冲击波的破坏程度与冲击波的能量的大小、建筑物的坚固程度、与冲击波的中心距离有关）、
2．碎片冲击、3．**作用、4．次生事故（倒塌、**、二次**等）
三)可燃气体**。
1．分解**性气体**。
某些气体如乙炔、乙烯、环氧乙烷等，即使在没有氧气的条件下，也能被点燃**，其实质是一种分解**。除上述气体外，分解**性气体还有臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氢、四氟乙烯等。
力)下遇火源即会发生**。分解热是引起气体**的内因，一定的温度和压力则是外因。
以乙炔为例，当乙炔受热或受压时，容易发生聚合、加成、取代或**性分解等反应。当温度达到200—300℃时，乙炔分子开始发生聚合反应，形成较为复杂的化合物(如苯)并放出热量，乙炔是常见的分解**气体，因火焰、火花引起分解**情况较多，也有因开关阀门所伴随的绝热压缩产生热量或其他情况下发火**的案例。当乙炔压力较高时，应加入氮气等惰性气体加以稀释。
此外。乙炔易与铜、银、汞等重金属反应生成**性的乙炔盐，这些乙炔盐只需轻微的撞击便能发生**而使乙炔着火。安全规程中规定：
不能用含铜量超过70％的铜合金制造盛乙炔的容器；在用乙炔焊接时，不能使用含银焊条。
分解**的敏感性与压力有关，分解**所需的能量，随压力升高而降低，，当压力低于某值时，就不再产生分解**，此压力值称为分解**的极限压力（临界压力）
2．可燃性混合气体**。
燃烧与化学**的区别在于燃烧反应(氧化反应)的速度不同。那么决定反应速度的条件是什么呢？
燃烧反应过程一般可以分为三个阶段。
1)扩散阶段。可燃气分子和氧气分子分别从释放源通过扩散达到相互接触。所需时间称为扩散时间；
2)感应阶段。可燃气分子和氧化分子接受点火源能量，离解成自由基或活性分子。所需时间称为感应时间；
3)化学反应阶段自由基与反应物分子相互作用。生成新的分子和新的自由基，完成燃烧反应。所需时间称为化学反应时间。
三段时间相比；扩散阶段时间远远大于其余两阶段时间，因此是否需要经历扩散过程，就成了决定可燃气体燃烧或**的主要条件。
四）物质**浓度极限。
1.**极限的基本理论及其影响因素。
**极限是表征可燃气体、蒸汽和可燃粉尘危险性的主要示性数。当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生**的浓度范围称为**浓度极限，简称**极限。
将这一浓度范围的混合气体(或粉尘)称作**性混合气体(或粉尘)。可燃性气体、蒸气的**极限一般用可燃气体或蒸气在混合气体中的所占体积分数来表示；可燃粉尘的**极限是以在混合物中的质量浓度(g／m3)来表示。
安全生产技术第四章 54道
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