覃定富-专项资料防火防爆安全工程培训

2016年 8月 7日 1 安全工程概论 2016年 8月 7日 2 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 第一节 燃烧要素和燃烧类别 第二节 燃烧过程和燃烧原理 第三节 燃烧的特征参数 第四节 爆炸及其类型 第五节 爆炸极限理论与计算 第六节 燃烧性物质的贮存和运输 第七节 爆炸性物质的贮存和销毁 第八节 燃烧和爆炸事故的调查与分析 第九节 火灾爆炸危险与防火防爆措施 第十节 有火灾爆炸危险物质的加工处理 第十一节 燃烧爆炸敏感性工艺参数的控制 第十二节 火灾和爆炸的局限化措施 第十三节 灭火剂与灭火设施 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 3/124 第一节 燃烧要素和燃烧类别 一、燃烧概述 燃烧是可燃物质与助燃物质 (氧或其他助燃物质 )发生的一种发光发热的氧化反应 。在化学反应中，失掉电子的物质被氧化，获得电子的物质被还原。所以，氧化反应并不限于同氧的反应。 燃烧的四个要点： 可燃物质存在 助燃物质存在 发生氧化反应 伴有发光发热 4要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯中燃烧。金属和酸反应非燃烧。灯泡中的灯丝非燃烧。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 4/124 可燃物质 (一切可氧化的物质 )、助燃物质 (氧化剂 )和火源 (能够提供一定的温度或热量 )，是可燃物质燃烧的三个基本要素。 缺少三个要素中的任何一个，燃烧便不会发生。此外， 燃烧反应在温度、压力、组成和点火能等方面都存在极限值。 只有达到相应条件，才会引发燃烧。如果可燃物质和助燃物质在某个浓度值以下，或者火源不能提供足够的温度或热量，即使表面上看似乎具备了燃烧的三个要素，燃烧仍不会发生。 对已发生的燃烧，若消除了 三个要素中的任何一个，燃烧便会中止，这就是灭火的原理。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 5/124 二、燃烧要素 燃料、氧和火源 1燃料：防火的一个重要内容是考虑燃烧的物质，即燃料本身。 处于蒸气或其他微小分散状态的燃料和氧之间极易引发燃烧 。多数固体研磨成粉状或加热蒸发极易起火。液体则显现出很大的不同。有些液体在远低于室温时就有较高的蒸气压，就能释放出危险量的易燃蒸气。另外一些液体在略高于室温时才有较高的蒸气压，还有一些液体在相当高的温度才有较高的蒸气压。很显然，液体释放出蒸气与空气形成易燃混合物的温度是其潜在危险的量度，这可以用闪点来表示，闪点愈低，愈危险。 排除潜在火险对于防火安全是重要的 。为此必须用密封的有排气管的罐盛装易燃液体，把易燃物料置于耐火建筑中。应用或贮存中度或高度易燃液体时进行通风。用爆炸或易燃蒸气指示器连续检测蒸气浓度。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 6/124 2氧和热 几乎所有的燃烧都需要氧。而且，反应气氛中氧的浓度越高，燃烧得就越迅速。 工业上很难调节加工区氧的浓度，特别是由于阻止发火的氧浓度远低于正常浓度，浓度太低，不适于供人员呼吸。工业上有时需要处理只是在通常温度下暴露在空气中就会起火的物料，把这些物料与空气隔绝是必要的安全措施，为此，加工物料需要在真空容器或充满惰性气体，如氩、氦和氮的容器内进行。 热是燃烧伴生的一个重要结果。为了使工业装置免受燃烧的破坏、 经常需要调节和控制释放出的热量。 不可忽略的是，只需要把很少量的燃料和氧的混合物加热到一定程度就能引发燃烧。由于小热源引发的小火向环境的供热大于引发小火本身的吸热，因而会点燃更多的燃料和氧的混合物。继续下去，可用的热量很快会超过蔓延成大火所需要的热量。 热量可以由不同的点火源提供，如高的环境温度、热表面、机械摩擦、火花或明火等等 。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 7/124 3火源 (1)明火 在易燃液体装置附近，严禁明火，如喷枪、火柴、电灯、焊枪、探照灯、手灯、手炉等，必须考虑裂解气或油品管线成为火炬的可能性。为了防火安全，常常用隔墙的方法实现充分隔离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或混凝土的隔墙。 易燃液体在应用时需要采取限制措施。在加工区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用安全罐盛装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的 。所有罐都应该设置通往 安全地的溢流管道，因而必须用拦液堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造成人员或财产的更大损失。除采取上述防火措施外，降低起火后的总消耗也是重要的。高位贮存易燃液体的装置应该通过采用防水地板、排液沟、溢流管等措施，防止燃烧液体流向楼梯井、管道开口、墙的裂缝等。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 8/124 (2)电源 电源在这里指的是电力供应和发电装置，以及电加热和电照明设施。在危险地域安装电力设施时，以下电力规范措施是应该认真遵守的公认的准则。 应用特殊的导线和导线管； 应用防爆电动机，特别是在地平面或低洼地安装时，更应该如此； 应用特殊设计的加热设备，警惕加热设备材质的自燃温度，推荐应用热水或蒸气加热设备， 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 9/124 电气控制元件，如热断路器、开关、中继器、变压器、接触器等，容易发出火花或变热，这些元件不宜安装在易燃液体贮存区。在易燃液体贮存区只能用防爆按钮控制开关； 在危险气氛中或在库房中，仅可应用不透气的球灯。在良好通风的区域才可以用普通灯。最好用固定的吊灯，手提安全灯也可以应用； 在危险区，只有在防爆的条件下，才可以安装保险丝和电路闸开关； 电动机座、控制盒、导线管等都应该按照普通的电力安装要求接地。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 10/124 (3)过热 过热是指超出所需热量的温度点。过热过程应避免在可燃建筑物中发生，并应该受到密切监视。推荐应用温度自动控制和高温限开关，虽然密切监视仍是需要的。 (4)热表面 易燃蒸气与燃烧室、干燥器、烤炉、导线管以及蒸气管线接触，常引发易燃蒸气起火。如果运行设备有时会达到高过一些材料自燃点的温度，要把这些材料与设备隔开至安全距离。这样的设备应该仔细地监视和维护防止偶发的过热。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 11/124 (5)自燃 许多火灾是由物质的自燃引起的，并被来自毗邻的干燥器、烘箱、导线管、蒸气管线的外部热量所加速。有时，在封闭的没有通风的仓库中积累的热量足以使氧化反应加速至着火点。加工易燃液体，特别是容易自热的易燃液体，要特别注意管理和通风。在所有设备和建筑物中，都应该避免废料、烂布条等的积累或淤积。 (6)火花 机具和设备发生的火花，吸烟的热灰、无防护的灯、锅炉、焚烧炉以及汽油发动机的回火，都是起火的潜在因素。在贮存和应用易燃液体的区域应该禁止吸烟。这种区域的所有设备都应该进行一级条件的维护，应该尽可能地应用防火花或无火花的器具和材料。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 12/124 (7)静电 由于摩擦而在物质表面产生电荷即所谓静电。在湿度比较小的季节或人工加热的情形，静电起火更容易发生。在应用易燃液体的场所，保持相对湿度在 40一 50之间，会大大降低产生静电火花的可能性。为了消除静电火花，必须采用电接地、静电释放设施等。所有易燃液体罐、管线和设备，都应该互相连接并接地。对于上述设施，禁止使用传送带，尽可能采用直接的或链条的传动装置。如果不得不使用传送带，者采用会降低产生静电火花可能性的传送带。 (8)摩擦 许多起火是由机械摩擦引发的，如通风机叶片与保护罩的摩擦，润滑性能很差的轴承，研磨或其他机械过程，都有可能引发起火。对于通风机和其他设备，应该经常检查并维持在尽可能好的状态。对于摩擦产生大量热的过程，应该和贮存和应用易燃液体的场所隔开。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 13/124 三、燃烧形式 可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃烧过程不尽相同，其燃烧形式是多种多样的。 1均相燃烧和非均相燃烧 按照可燃物质和助燃物质相态的不同，分： 均相燃烧是指可燃物质和助燃物质间的燃烧反应在同一相中进行 ，如氢气在氧气中的燃烧，煤气在空气中的燃烧。 非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相 ，如石油 (液相 )、木材 (固相 )在空气 (气相 )中的燃烧。与均相燃烧比较，非均相燃烧比较复杂，需要考虑可燃液体或固体的加热，以及由此产生的相变化。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 14/124 2混合燃烧和扩散燃烧 按照可燃气体的燃烧过程不同，分： 混合燃烧：可燃气体与助燃气体预先混合而后进行的燃烧。速度快、温度高，一般爆炸反应属于这种形式 扩散燃烧：可燃气体由容器或管道中喷出，与周围的空气 (或氧气 )互相接触扩散而产生的燃烧。在扩散燃烧中，由于与可燃气体接触的氧气量偏低，通常会产生不完全燃烧的炭黑。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 15/124 解燃烧和表面燃烧 蒸发燃烧 :可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸发出的蒸气进行燃烧。 分解燃烧：固体或不挥发性液体经热分解产生的可燃气体的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产生的可燃气体进行燃烧。而硫磺和萘这类可燃固体是先熔融、蒸发，而后进行燃烧，也可视为蒸发燃烧。 可燃固体和液体的蒸发燃烧和分解燃烧，均有火焰产生，属火焰型燃烧。 表面燃烧：当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体时，便没有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进行的燃烧。金属燃烧即属表面燃烧，无气化过程，无需吸收蒸发热，燃烧温度较高。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 16/124 四、燃烧类别、类型及其特征参数 1易燃物质燃烧类别 依据可燃物质的性质，燃烧一般可划分为四个基本类别，而每一类别还包含着不同类型的燃烧 (1) 维织品、纸张等普通可燃物质的燃烧。 此类燃烧都生成灼烧余烬， 如木炭。容易忽略的是木炭本身也是 要特别注意，水和基于碳氢盐的干燥化学品并不是有效的灭火剂。还有，橡胶和橡胶类的物质以及塑料，在燃烧的早期更像 后期肯定是 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 17/124 (2) 脂等的燃烧。工艺上易燃气体不届于任何燃烧类别，但实际上应当作 (3) 定义为供电设备的燃烧。 (4) 定义为可燃金属的燃烧。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 18/124 2燃烧类型及其特征参数 如果按照燃烧起因，燃烧可分为闪燃、点燃和自燃三种类型。闪点、着火点和自燃点外别是上述三种燃烧类型的特征参数。 (1)闪燃和闪点 可燃液体表而的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光的现象称为闪燃 。闪燃的最低温度称为闪点。如 60%的乙醇的闪点为 。可燃液体的温度高于其闪点时，随时都有被火点燃的危险。 闪点这个概念主要适用于可燃液体，某些可燃固体，如樟脑和萘等，也能蒸发或升华为蒸气，因此也有闪点。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 19/124 (2)点燃和着火点 可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达 5种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点 。如木材的着火点为295 。 可燃液体的着火点约高于其闪点 5 20 。但闪点在 以下时，二者往往相同。在没有闪点数据的情况下，也可以用着火点表征物质的火险。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 20/124 (3)自燃和自燃点 在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃 。 自燃的最低温 度称为自燃点 。如常压下汽油的自燃点为 480 。物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种类型。 受热自燃。可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到其自燃点而自行燃烧称之为受热自燃。 自热燃烧。可燃物质在无外部热源的影响下，其内部发生物理、化学或生化变化而产生热量，并不断积累使物质温度上升，达到其自燃点而燃烧，称为自热燃烧。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 21/124 第二节 燃烧过程和燃烧原理 一、燃烧过程 可燃物质的燃烧一般是在气相进行的。由于可燃物质的状态不同，其燃 烧过程也不相同。 气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火点。气体在极短的时间内就能全部燃尽。 液体在火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分解进行燃烧。与气体燃烧相比，液体燃烧多消耗液体变为蒸气的蒸发热。 固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受热时首 先 熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气着火燃烧。 可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 22/124 物质燃烧过程的温度变化如图示。 可燃物质开始加热的温度。初始阶段，加热的大部分热量用于可燃物质的熔化或分解，温度上升比较缓慢。 到达 可燃物质开始氧化。由于温度较低，氧化速度不快，氧化产生的热量尚不足以抵消向外界的散热。此时若停止加热，尚不会引起燃烧。 如继续加热，温度上升很快，到达 即使停止加热，温度仍自行升高，到达 就着火燃烧起来。这里， 理论上的自燃点， 是开始出现火焰的温度，为实际测得的自燃点。 物质的燃烧温度。 何的时间间隔称为燃烧诱导期，在安全上有一定实际意义 。 初T 燃TT第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 23/124 二、燃烧的过氧化物理论 在燃烧反应中，氧首先在热能作用下被活化成过氧键 O O， 可燃物质与过氧键加和成为过氧化物。过氧化物不稳定，在受热、撞击、摩擦等条件下，容易分解甚至燃烧或爆炸。过氧化物是强氧化剂，不仅能氧化可形成过氧化物的物质，也能氧化其他较难氧化的物质。如氢和氧的燃烧反应，首先生成过氧化氢，而后过氧化氢与氢反应生成水。 2H 222H 2O 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 24/124 三、燃烧的连锁反应理论 在燃烧反应中，气体分子间互相作用，往往不是两个分子直接反应生成 最后产物，而是活性分子自由基与分子间的作用。活性分子自由基与另一个分子作用产生新的自由基，新自由基又迅速参加反应，如此延续下去形成一系列连锁反应。连锁反应通常分为直链反应和支链反应两种类型。 的引发：光子第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 25/124 第三节 燃烧的特征参数 一、燃烧温度 可燃物质燃烧所产生的热量在火焰燃烧区域释放出来，火焰温度即为燃烧温度。 一般来说燃烧温度取决 于可燃物质的燃烧速度和燃烧程度。在同样条件下，可燃物质燃烧时，燃烧速度快的比燃烧速度慢的火焰温度高。在同样大小的火焰下，燃烧温度越高，它向周围辐射出的热量就越多，因而使可燃物质发生燃烧的速度就越快。 总之，可燃物质的焓值越大，燃烧时温度就越高，燃烧蔓延的速度就越快。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 26/124 二、燃烧速率 1、气体燃烧速率：单位时间内燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的距离，m/s。 管道中气体的燃烧速率与管径有关。 当管径小于某个小的量值时，火焰在管中不传播 ； 若管径大于这个小的 量 值火焰传播速率随管径的增加而增加，但当管径增加到某个量值时，火焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 27/124 2、液体燃烧速率 液体燃烧速率取决于液体的蒸发。两种表示方法 (1)质量速率：每平方米可燃液体表面，每小时烧掉的液体的质量， kg/ (2)直线速率： 每小时烧掉可燃液层的高度，单位为 m/h。 火焰沿液面蔓延的速率决定于液体的初温、热容、蒸发潜热以及火焰的辐射能力。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 28/124 3、固体燃烧速率 取决于燃烧比表面积 ,即燃烧表面积与体积的比值越大，燃烧速率越大，反之，则燃烧速率越小 三、燃烧热 单位质量的物质在 25的氧中燃烧释放出的热量。 可燃物质燃烧爆炸时所达到的最高温度、最高压力和爆炸力与物质的燃烧热有关。 从一般的物性数据手册中查阅。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 29/124 第四节 爆炸及其类型 一、爆炸概述 爆炸是物质发生急剧的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并伴有巨大声响的过程。在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，变为对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积内突然释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质形成急剧的压力突变并引起随后的复杂运动。爆炸介质在压力作用下，表现出不寻常的运动或机械破坏效应，以及爆炸介质受振动而产生的音响效应。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 30/124 爆炸常伴随发热、发光、高压、真空、电离等现象，并且具有很大的破坏作用。爆炸的破坏作用与爆炸物质的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。如果爆炸发生在均匀介质的自由空间，在以爆炸点为中心的一定范围内，爆炸力的传播是均匀的并使这个范围内的物体粉碎、飞散。 爆炸的威力是巨大的。在遍及爆炸起作用的整个区域内，有一种令物体震荡、使之松散的力量。爆炸发生时，爆炸力的冲击波最初使气压上升，随后气压下降使空气振动产生局部真空，呈现出所谓的吸收作用。由于爆炸的冲击波呈升降交替的波状气压向四周扩散，从而造成附近建筑物的展荡 破坏。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 31/124 化工装置、机械设备、容器等爆炸后，变成碎片飞散出去会在相当大的范同内造成危害。化工生产中属于爆炸碎片造成的伤亡占很大比例。爆炸碎片的飞散距离一般可达 100一 500 m。 爆炸气体扩散通常在爆炸的瞬间完成，对一般可燃物质不致造成火灾，而且爆炸冲击波有时能起灭火作用。但是爆炸的余热或余火，会点燃从破损设备中不断流出的可燃液体蒸气而造成火灾。 爆炸在化学工业中 一 般是以突发或偶发事件的形式出现的，而且往往伴随火灾发生。爆炸所形成的危害性严重，损失也较大。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 32/124 二、爆炸分类 1按爆炸性质分类 (1)物理爆炸：指物质的物理状态发生急剧变化而引起的爆炸。例如蒸汽锅炉、压缩气体、液化气体过压等引起的爆炸，都属于物理爆炸。物质的化学成分和化学性质在物理爆炸后均不发生变化。 (2)化学爆炸：指物质发生急剧化学反应，产生高温高压而引起的爆炸。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化。如乙炔铜、碘化氮、氯化氮等的爆炸。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 33/124 2按爆炸速度分类 (1)轻爆 爆炸传播速度在每秒零点几米至数米之间的爆炸过程； (2)爆炸 爆炸传播速度在每秒十米至数百米之间的爆炸过程； (3)爆轰 爆炸传播速度在每秒 1千米至数千米以上的爆炸过程。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 34/124 (1)纯组元可燃气体热分解爆炸 纯组元气体由于分解反应产生大量的热而引起的爆炸； (2)可燃气体混合物爆炸 可燃气体或可燃液体蒸气与助燃气体，如空气按一定比例混合，在引火源的作用下引起的爆炸； (3)可燃粉尘爆炸 可燃固体的微细粉尘，以一定浓度呈悬浮状态分散在空气等助燃气体中在引火源作用下引起的爆炸； (4)可燃液体雾滴爆炸 可燃液体在空气中被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸； (5)可燃蒸气云爆炸 可燃蒸气云产生于设备蒸气泄漏喷出后所形成的滞留状态。与空气混合达到其爆炸极限时，在引火源作用下即可引起爆炸。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 35/124 第六节 燃烧性物质的贮存和运输 一、燃烧性物质的贮存安全 1贮存安全的一般要求 燃烧性气体不得与助燃物质、腐蚀性物质共同贮存 。如氢、乙炔、等易燃气体不得与氧、压缩空气、氧化二氯等助燃气体混合贮存，易燃气体与助燃气体一旦泄漏，就会形成危险的爆炸混合物。 燃烧性液体较易挥发，其蒸气和空气以一定比例混合，会形成爆炸性混合物。故 燃烧性液体应该贮存于通风良好的清凉处，并与明火保持一定距离。严禁烟火 。 燃烧性固体着火点较低，燃烧时多数都能释放出大量有毒气体。所以 燃烧性固体贮存库，应该干燥、清凉、有隔热措施、忌阳光曝晒 。 自燃性物质有不稳定的性质，在一定的条件下会自发燃烧，可以引发其他燃烧性物质的燃烧。故 自燃性物质不能与其他燃烧性物质共同贮存 。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 36/124 2燃烧性物质的盛装容器 根据盛装的燃烧性物质的性质，对盛装容器的种类、材质、强度和气密性都有一定的要求。 有限量的应用，盛装于容量约 200 只有金属容器不适宜时才允许使用有限容量的玻璃和塑料容器。 金属制桶装容器有铁桶、马口铁桶、镀锌铁桶、铅桶等，规格一般为 200 属桶要求桶形完整，桶体不倾斜、不弯曲、不锈蚀，焊缝牢固密实，桶盖应该是旋塞式的，封口要有垫圈，以保证桶口的气密性。使用前应进行气密性检验。 耐酸坛用来盛装硝酸、硫酸、盐酸等强酸。耐酸坛表面必须光洁，无斑点、气泡、裂纹、凹凸不平或其他变形。坛体必须耐酸、耐压，经坚固烧结而成的。坛盖不得松动，可用石棉绳浸水玻 璃缠绕坛盖螺丝，旋紧坛盖后用黄沙加水玻璃或耐酸水泥加石膏封口。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 37/124 3大容量燃烧性液体贮罐 贮存大容量燃烧性液体采用大型贮罐。贮罐分地下、半地下、地上三种类型。为了安全，所有贮罐在安装前都必须试压、检漏，贮罐区要有充分的救火设施。 地下和半地下贮罐，要根据贮存液体的性质，选定的埋罐区的地形和地质条件， 确定埋罐的最佳尺寸和地点 ， 以及采用竖直的还是水平的贮罐 。埋罐选点时，还要结合同区中的建筑物、地下室、坑洞的地点，统筹考虑。罐体掩埋要足够牢固，以防洪水、暴雨以及其他可能危及罐体装配安全的事件发生。要考虑邻近工厂腐蚀性污水排放、存在腐蚀性矿渣或地下水的可能性，确有腐蚀性状况，在埋罐前就得采取必要的防腐措施。对罐要进行充分的遮盖，在罐区要建设混凝土围墙。 对于地上贮罐，为了周边的安全， 贮罐应该设置在比建筑物和工厂公用设备低洼的地区 。为了防止火焰扩散，贮罐间要有较大 的间隙，要有适宜的排液设施和充分的阻液渠。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 38/124 二、燃烧性物质的装卸和运输 1车船运输安全 燃烧性物质经铁路、水路发货、中转或到达， 应在郊区或远离市区的指定专用车站或码头装卸 。 装运燃烧性物质的车船，应悬挂危险货物明显标 记。车船上应设有防火、防爆、防水、防日晒以及其他必要的消防设施。车船卸货后应进行必要的清洗和处理。 火车装运应按铁道部 “ 危险货物运输规则 ” 办理。汽车装运应按规定的时间、指定的路线和车速行驶，停车时应与其他车辆、高压电线、明火和人 口稠密处保持一定的安全距离。船舶装运，在航行和停泊期间应与其他船只、码头仓库和人烟稠密区保持一定的安全距离。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 39/124 2管道输送安全 高压天然气、液化石油气、石油原油、汽油或其他燃料油一般采用管道输送。为保证安全输送，在管线上应安装多功能的安全设施 ，如有自动报警和关闭功能的火焰检测器、自动灭火系统以及闭路电视，远程监视管道运行状况。例如在正常情况下，管道中各处的流量读数应该相同，压力读数应该保持恒定，一旦某处的读数出现变化，可以立即断定该处发生泄漏立即采取应急措施，把损失降至最低限度。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 40/124 3装卸操作安全 装卸的普通安全要求是安全接近车辆的顶盖，这对于顶部装卸的情形特别重要。计量、采样等操作也是如此。这样就需要架设适宜的扶梯、装卸台、跳板，车辆上要安装永久的扶手。所有燃烧性物质的装卸都要配置相应的防火、防爆消防设施。 装卸燃烧性固体，必须做到轻装、轻卸，防止撞击、滚动、重压和摩擦。 燃烧性液体装卸时，液体蒸气有可能扩散至整个装卸区，因而需要有和整个装卸区配套的灭火设施。燃烧性液体车船如果采用气体压力卸料，压缩气体应该采用氮气等惰性气体。及压力略高，约 卸区应配置供水管和软管，冲洗装卸时的洒落液。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 41/124 第七节 爆炸性物质的贮存和销毁 爆炸性物质必须贮存在专用仓库内。贮存条件应该是既能保证爆炸物安全又能保证爆炸物功能完好。贮存温度、贮存湿度、贮存期、出厂期等，对爆炸物的性能都有重要的影响。爆炸性物质贮存时，必须考虑上述爆炸物 本身存在的状况。同时，爆炸性物质是巨大的危险源，贮存时必须考虑其对周边安全的影响。所以对于贮存仓库的位置、要有严格的要求。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 42/124 一、爆炸性物质的贮存 1贮存安全的一般要求 爆炸性物质仓库，不得同时存放性质相抵触的爆炸性物质 。如起爆器材和起爆药剂不得存入已经存有爆炸性物质的仓库内；一切爆炸性物质，不得与酸、碱、盐、氧化剂以及某些金属同库贮存。黑火药和其他高爆炸品也不能同库存放。 爆炸物箱堆垛不宜过高过密 ，堆垛高度一般不超过 墙距不小于 垛与垛的间距不少于1m。 这样有利于通风、装卸和出入检查。 爆炸物箱要轻举轻放 ，严防爆炸物箱滑落至其他爆炸物箱或地面上。只能用木制或其他非金属材料制的工具开启爆炸物箱。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 43/124 2贮存仓库及其防火 地板， 应该是木材或其他不产生电火花的材料制造的。如果仓库是钢制结构或铁板覆盖，仓库则应该建于地上，保证所有金属构件接地。 照明， 应该是自然光线或防爆灯，如果采用电灯，必须是防蒸汽的，导线应该置于导线管内，开关应该设在仓库外。 温湿度控制 ，采用通风、保暖措施，夏季库温一般不超过 30，相对湿度经常保持在 75以下。 周边环境 ，周围不得堆放用尽的空箱和容器以及其他可燃性物质。仓库四周 8m， 最好是 15草或其他可燃性物质。如果方便的话，仓库四周最好用防止杂草、灌木生长的材料覆盖。 火源， 仓库周围严禁吸烟、灯火或其他明火，不得携带火柴或其他吸烟物件接 近仓库。严禁非职能人员进入仓库。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 44/124 3贮存仓库的位置和安全距离 位置： 爆炸性物质仓库禁止设在城镇、市区和居民聚居的地区。 安全距离： 与周围建筑物、交通要道、输电输气管线应该保持一定的安全距离。爆炸性物质仓库与电站、江河堤坝、矿井、隧道等重要建筑物的距离不得小于 60 m。 爆炸性物质仓库与起爆器材或起爆剂仓库之间的距离，在仓库无围墙时不得小于 30 m。 在有围墙时不得小于 15m。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 45/124 二、爆炸性物质的销毁 除起爆器材和起爆剂以外的绝大多数爆炸性物质，推荐采用 焚烧销毁 。焚烧时，选择不会危及人身和财产的焚烧地点。焚烧地点与建筑物、交通要道以及任何可能会有人员暴露的地方，必须保持足够的安全距离。 各类爆炸物销毁时，都应该禁绝烟火，防止爆炸物提前引燃。 严禁起爆剂混入待焚毁的爆炸物中。 一次只能焚毁一种爆炸物，高爆炸性物质不得成箱或成垛焚毁。 硝化甘油、特别是胶质硝化甘油，点火前过热 会增加爆炸敏感度。每次普通硝化甘油的焚毁量不应该超过 45质硝化甘油则不应该超过 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 46/124 起爆器材，如雷管、电雷管和延迟电雷管等，由于老化、贮存不当变质、浸泡过水，应该销毁。起爆器材最常用的处理方法是爆炸销毁。 有引信的普通雷管，引爆销毁。每次销毁的雷管数量不得超过 100只。每次爆炸后都要仔细检查，在爆炸范围内还有没有未爆炸的雷管。 电雷管或延迟电雷管的销毁，后按普通雷管的销毁程序进行。 有些爆炸性物质能溶于水而失去爆炸性能，销毁这些爆炸性物质的方法是把它们置于水中使其永远失去爆炸性能。 有些爆炸性物质，能与某些化学物质反应而分解，失去原有的爆炸性能。如起爆剂硝基重氮二酚 (遇碱分解的特性 ， 常用 10一 15的碱溶液冲洗和处理。硝化甘油可以用酒精或碱液进行破坏处理。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 47/124 第八节 燃烧和爆炸事故的调查与分析 一、概述 在燃烧和爆炸的工艺技术领域，人们的认识往往滞后于通常是灾难性事件的经验。例如 1880年在英国伦敦，一条地下污水管道沼气泄漏偶发的火灾，使人类首次观察到燃烧波的作用。在这之前，人们普追认为燃烧的传播，并不比在本生灯的内焰中观察到的快多少。随后不久提出的理论，阐明了燃烧波的本质。这之后，人们对燃烧过程的认识、仍然停留在对无约束的蒸气云爆炸知之甚少的阶段。 调查的意义远远超越了事故本身。它不仅可以避免同类事故的再现，而且可以提供燃烧和爆炸作用的许多有价值的信息、有助于人类对于燃烧和爆炸本质的探 索和认识。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 48/124 二、事故的调查程序和步骤 1调查程序 对于任何事故的调查，在确定事故致因之前，都必须尽可能多的收集证据。 经过时间考验受到高度评价的正规调查程序包括以下七个步骤： (1)调查授权； (2)事故初步了解；(3)事故前实际情况调查 ； (4)事故损坏检查； (5)探访证人； (6)研究和分析， (7)准备调查报告。 步骤 (1)、 (2)和 (3)应该循序进行。步骤 (4)、 (5)和(6)不需要 排定任何特别的顺序，可以在这三个标题下分别进行。随着调查的进展，就可以开始步骤(7)的工作。前面步骤的进一步信息，应该不断补充进去。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 49/124 2调查授权和事故初步了解 调查授权是指调查者从上一级领导那里接受调查任务。 在这一阶段，调查者得到的只是事故调查的总体指令和笼统的事故描述，没有太多的事故细节。这一步骤的必要性仅在于，只有完成了这一步骤，调查者才能展开后续工作。 初步了解这一步骤的目的是，使调查者概括了解事故的全貌，以便更容易理解下一阶段收集到的信息的价值和意义。在这一阶段，调查者对事故还不会有中肯的恰当的评价。在许多情况下，初步了 解只需要消耗很短的时间就能完成。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 50/124 3事故前实际情况调查 可以把实际情况划分为 “ 硬件 ” 和 “ 工艺过程 ”两部分。 硬件： 工程设计图纸、事故前其他活动的旧照片等。从上述信息源可以厂解到设备和物料的状况。 工艺过程： 调查者可以考察设计几乎相同的邻近工厂类似的工艺过程，也可以与对工艺过程熟悉的证人进行讨论。石油炼厂和化学加工厂都是一天24他班的人员也可以提供硬件和工艺过程方面的帮助。 总之，调查者对于事故工厂的设备、工艺过程、有关物料的性质必须相当熟悉。只有这样，才能恰当地使用证据，形成 事故前实际情况的完整印象。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 51/124 4 损坏检查和探访证人 损坏详细检查 ： 首先找到 事故原发区 ，很可能还有 失误 所在。然而在重大灾难的情形还应该慎重考虑次生作用，这些信息只有在事故之后才能得到。对于爆炸的情形， 爆裂断片 区和还离爆炸源的 冲击波的作用 ，都有可能成为事故有价值的证据。这些证据的价值不会立即显现出来，但在没有发生任何扰动的时候，应该把这些证据拍照记录下来。还会有其他 一些存疑款项，标上地点后搁置一边，留待以后核查。应该仔细考察爆炸废 墟确定损坏的程度， 不能心存侥幸忽略目前还无法解释的任何现象 。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 52/124 探访证人： 目击者的证据是很有价值的。除去事故现场人员外，还应该从目睹事发的公众人员那里取得证据。 证人记录应该在证人间有机会议论事故之前完成。 预先不准备出证的证人，应该要求他们在没有探访者提示的条件下，给出他们自己的事故说明。 后来询问时的意见改变应该记录下来，但是原始记录永远不能销毁。 应该尽量把证人引至探访室外，鼓励证人在事故现场或重设的事故场景中，讲述他们的经历。 在许多情况下，目击者的证据是矛盾的。但仍然要把它们记录下来，留待借助技术资料分析鉴定。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 53/124 5调查分析和报告 调查分析： 随着证据的收集，必须考虑进一步的研究。如果试样需要化学分析，则应该尽快进行。 对于某些持定的试验，为了保证试验的真实性，只有证据收集全后才能进行。 对于需要长期试验的情形，调查者需等至试验完成后才能得到工作结论。 调查报告： 报告的形式因写作模式而异。但所有的报告都应该做到， 让读者能够从事前情况逐步深入事故，从事故证据逐步过渡到逻辑结论。 正文内容过多会分散读者对主要问题的注意力，次要内容应该归入附录中。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 54/124 三、燃烧和爆炸分析 1燃烧分析 损坏分布 可以提供火源区域的有力证据。木器燃烧持续的时间最长，炭化的程度也最深。经验指出，本材炭化 0 果从救火者那里了解到灭火的时间，就可以从炭化深度测定确定火源区域。 火灾后容器的状况 可以提供燃烧时间长短的有价值的证据。任何容器暴露在火焰中，所装载的液体都可以防止容器内油漆涂层的损坏，液面之上的容器壁涂层则会爆皮。如果容器内原来的液面是已知的，火灾后的液面结合容器的上述持征可以检查出来，从而不难确定液体的蒸发量和蒸发热。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 55/124 纯铜的熔点是 1080，一般纯铜能够承受燃烧的作用。铜合金，如黄铜和青铜，其熔点在 800一1000之间，通常在火灾中会熔化火灾后会有铜合金液滴粘附在其他金属表面上。如果在导体上发现纯铜液滴，这表明在火灾中有电流通过，强化了燃烧的热量。如果有电缆通过，电流在燃烧的早期由于电缆熔断而被切断，这时，纯铜液滴和纯铜导体上的电弧焰凹痕，成为火源区 的有力证据。 铁和钢的熔点在 1300一 1500之间，在火灾中一般不会熔化，在 550一 600之间，会产生惊人的扭曲变形。结构 钢制件扭曲变形现象在火灾中随处可见，在火灾调查中意义不大。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 56/124 2爆炸分析 (1)爆炸作用表现模式 多种因素影响着容器破裂的方式。 在静负荷超量的极限情形，压力下凝聚相的爆轰会产生脆性破裂。 对于气体爆燃比较缓慢的情形，断裂的方式则是纯粹弹性的，破裂的起始点在容器的薄弱点处。在爆燃断裂瞬间之后，压力仍继续上升，此时会产生更多的碎片。容器内缓慢的加压过程，最初会产生弹性断裂，继而会裂口，最后台加速至脆性断裂。 所以，找到初始断裂点是重要的。对于脆性破裂的情形，容器断片的断口标记会指回到初始点。对于绝大 多数弹性破裂的情形初始点通常都是在容器最薄的地方附近。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 57/124 (2)物理过压 容器，如锅炉或被火焰包围的其他密封容器，由于物理过压而破裂是常见的事情。过压中的压力指的是气压，或者是液压。 液压过压产生的发射物比气压过压产生的发射物要少。对于物理过压，破裂的起始点往往在容器潜在的薄弱点处。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 58/124 (3)单一容积系统气相爆炸 如果易燃气体混合物在一个加工容器中，如一个罐或室中燃烧燃烧过程会使压力不断升高，最后会引起器壁爆裂。对于单一的容器，火焰扩散通常是亚声速的。爆炸应力总是均匀分布的，容器会在其薄弱点破裂，这可能是由于容器中某处的砂眼或 夹层中的燃烧所致，但是从破裂模式无法推断出砂眼或火源的位置。这个原则同样适用于单一容器内的爆炸。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 59/124 (4)复合容积系统气相爆炸 当气相爆炸在互相连通的容器内扩散时，最严重的损坏总是发生在远离火源处。火焰从一个容器传播至下一个容器时被加速，从而压力升高的速率和破坏强度会相应增加。类似的，复合容积系统中的粉尘爆炸，最严重的损坏也是发生在远离初始火源处。在气体爆炸中，压力的堆积造成连通容积系统惊人的破坏，甚至会导致爆轰。依据上述机理，容器承受的压力会突然增至通常过程压力的 100倍以上。而单一容器的爆炸，压力很少超过初始压力的10倍。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 60/124 (5)气体爆轰 气体爆轰通常发生在管道或高径比较大的容器内，最大损坏也发生在远离火源处。化工厂气体爆轰最显著的特征是，爆轰本身会突然改变方向。在沿着爆轰波传播线的许多孤立点上，会发现爆裂和普通过压的证据。爆轰产 生爆裂是纵向的，所以管道的断片往往是长条形的。爆轰破裂会延伸到很远的距离，而简单的过压或爆燃产生的破裂，长度很少超过几倍管径的距离。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 61/124 3火源分析 如果木制品、纺织品、隔板、或其他某些固体物质最先起火，其初始点火源的识别要比识别气相起火容易。一般来说，固体物质起火，需要点火源持续一些时间，而能够点燃气体混合物的静电释放只有几分之一秒。 电动机或电缆的电力故障、隔板上的易燃液体玷污液以及人员的活动，是化工厂火灾的普通原因。 焊接和切割的火花其引火能力超过了人们的想像，如果这些火花被怀疑是火灾或爆炸的起因，应该考虑模拟实验，而且不应该忽略高浓度氧的可能作用。 初始火源的确定常被认为是所有调查的最终目的。对于火灾的情形，很可能是这样的。但对于偶发的气相爆炸事故，无法确认点火源占很大比例。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 62/124 第九节 火灾爆炸危险与防火防爆措施 防火防爆的基本目的： 把人员伤亡和财产损失降至最低限度。 防火防爆的基本原则： 预防发生、限制扩大、灭火熄爆。 防火防爆的基本内容： 对于易燃易爆物质的安全处理，以及对于引发火灾和爆炸的点火源的安全控制 。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 63/124 一、易燃易爆物质的安全处理 对易燃易爆气体混合物： (1)限制易燃气体组分的浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上； (2)用惰性气体取代空气； (3)把氧气浓度降至极限值以下。 对于易燃易爆液体，加工时应该避免使其蒸气的浓度达到爆炸下限采取下列措施； (1)在液面之上施加惰性气体覆盖； (2)降低加工温度、保持较低的蒸气压、使其无法达到爆炸浓度 对于易燃易爆固体，加工时应该避免暴热使其蒸气达到爆炸浓度，应该避免形成爆炸性粉尘。可采取下列措施： (1)粉碎、研磨、筛分时，施加惰性气体覆盖； (2)加工设备配置充分的降温设施，迅速移除摩擦热、撞击热； (3)加工场所配置良好的通风设施，使易燃粉尘迅速排除不至于达到爆炸浓度。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 64/124 二、点火源的安全控制 (1)明火 明火主要是指生产过程中的加热用火 、 维修用火及其他火源 。 加热易燃液体时 ， 应尽量避免采用明火 ，而采用蒸汽 、 过热水或其他热载体加热 。 如果必须采用明火 ， 设备应该 严格密闭 ， 燃烧室与设备应该 隔离设置 。 凡是用明火加热的装置 ， 必须与有火灾爆炸危险的装置相隔一定的距离 ， 防止装置泄漏引起火灾 。 在有火灾爆炸危险的场所 ， 不得使用普通电灯照明 ， 必须采用防爆照明电器 。 在有易燃易爆物质的工艺加工区 ， 应该尽量 避免切割和焊接作业 ， 最好将需要动火的设备和管段拆卸至安全地点维修 。 进行切割和焊接作业时 ， 应严格执行动火安全规定 。在积存有易燃液体或易燃气体的管沟 、 下水道 、 渗坑内及其附近 ， 在危险消除之前不得进行明火作业 。 第四章 燃烧和爆炸与防火防爆安全技术 65/124 (2)摩擦与撞击 机器轴承要及时加油，保持润滑并经常清除附着的可燃污垢。可能摩擦或撞击的两部分应采用不同的金属制造，摩擦或撞击时便不会产生火花。铅、铜和铝都不发生火花，而铍青铜的硬度不逊于钢。为避免撞击起火，应该使用铍青铜的或镀铜钢的工具，设备或管道容易遭受撞击的部位应该用不产生火花的材料覆盖起来。 搬运盛装易燃液体或气体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、震动，防止互相撞击，以免产生