防火防爆技术

《防火防爆技术》适用专业：安全工程专业

爆炸及防爆基本原理

第一节

爆炸机理

第二节

爆炸极限计算第三节

爆炸温度和爆炸压力

第四节

防爆技术基本理论第五节

防爆基本技术措施2.1

爆炸机理一、爆炸及其分类

二、爆炸的破坏作用三、分解爆炸四、可燃混合气体爆炸五、爆炸反应历程一、爆炸及其分类1、爆炸概念 爆炸——物质在瞬间以机械功的形式释放大量气体和能量，同时产生巨大声响的现象。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。

基本特征：压力的急骤升高爆炸现象一般具有如下特征：（1）爆炸过程进行得很快（2）爆炸点附近瞬间压力急剧上升（3）发出声响（4）周围介质发生震动或邻近物质遭到破坏⑴按爆炸反应性质分：可分为物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸。

①物理性爆炸——物质物理变化（to,V,P）而引起的爆炸，如锅炉爆炸、蒸气爆炸等。物理性爆炸是蒸气和气体膨胀力作用的瞬时表现，它们的破坏性取决于蒸气或气体的压力。

2、爆炸的种类②化学性爆炸——物质在瞬间完成化学反应，同时释放大量气体和热量引起的爆炸，如：2C2H2+5O24CO2+2H2O+Q

化学爆炸三要素：气体，Q，化学反应高速度。

1/100秒①轻爆：燃烧速度为数米/秒；无烟火药在空气中的快速燃烧，可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的爆炸即属于此类。②爆炸：燃烧速度为十几米~数百米/秒；可燃性气体混合物在多数情况下的爆炸，以及被压火药遇火源引起的爆炸等即属于此类。③爆轰：燃烧速度为1000~7000米/秒。爆轰时的特点是突然引起极高压力，并产生超音速的“冲击波”.⑵按爆炸速度分：爆轰时，由于在极短时间内发生的燃烧产物急速膨胀，象活塞一样挤压其周围气体，反应所产生的能量有一部分传给被压缩的气体层，于是形成的冲击波由它本身的能量所支持，迅速传播并能远离爆轰的发源地而独立存在，同时可引起该处的其它爆炸性气体混合物或炸药发生爆炸，从而发生—种“殉爆”现象。殉爆安全间距的计算：殉爆

按照爆炸反应的相的不同，爆炸可分为：

1)气相爆炸。包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸。称喷雾爆炸，飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的爆炸等。2.按照爆炸反应的相分类气相爆炸①可燃气体（纯）的分解爆炸：

C2H22C+H2+Q

②可燃气体混合物爆炸：2C2H2+5O24CO2+2H2O+Q③可燃粉尘爆炸：铝粉，面粉，煤粉等与空气（O2）混合物④可燃蒸气，可燃液体雾滴可爆炸。

受热，受压分解爆炸类别爆炸原理举例混合气体爆炸可燃性气体和助燃气体以适当的浓度混合，由于燃烧波或爆炸波的传播而引起的爆炸空气和氢气、丙烷、乙醚等混合气的爆炸气体的分解爆炸单一气体由于分解反应产生大量的反应热引起的爆炸乙炔、乙烯、氯乙烯等在分解时引起的爆炸粉尘爆炸空气中飞散的易燃性粉尘，由于剧烈燃烧引起的爆炸空气中飞散的铝粉、镁粉等引起的爆炸喷雾爆炸空气中易燃液体被喷成雾状物在剧烈的燃烧时引起的爆炸油压机喷出的油珠、喷漆作业引起的爆炸气相爆炸

2）液相爆炸。包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混合所引起的爆炸。例如硝酸和油脂，液氧和煤粉等混合时引起的爆炸；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爆炸等。3）固相爆炸。包括爆炸性化合物及其它爆炸性物质的爆炸(如乙炔铜的爆炸)；导线因电流过载，由于过热，金属迅速气化而引起的爆炸等。类别爆炸原因举例混合危险物质的爆炸氧化性物质与还原性物质或其他物质混合引起爆炸硝酸和油脂、液氧和煤粉、高锰酸钾和浓酸、无水顺丁烯二酸和烧碱等混合时引起的爆炸易爆化合物的爆炸有机过氧化物、硝基化合物、硝酸酯燃烧引起爆炸和某些化合物的分解反应引起爆炸丁酮过氧化物、三硝基甲苯、硝基甘油等的爆炸；偶氮化铅、乙炔铜等的爆炸导线爆炸在有过载电流流过时，使导线过热，金属迅速气化而引起爆炸导线因电流过载而引起的爆炸蒸气爆炸由于过热，发生快速蒸发而引起爆炸熔融的矿渣与水接触，钢水与水混合爆炸固相转化时造成爆炸固相相互转化时放出热量，而造成空气急速膨胀而引起爆炸无定形锑转化成结晶形锑时由于放热而造成爆炸液相、固相爆炸

二、爆炸的破坏作用爆炸常伴随发热、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震荡破坏。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围内造成危害。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100～500m。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。爆炸的破坏作用1.直接的破坏作用：设备容器被炸毁，碎片可在100-500米内分散，在大范围内造成危害。2.冲击波的破坏作用：爆炸产生的高压高温高能的气体象活塞一样挤压周围的空气，形成冲击波。对周围的建筑物，设备和人员的震荡作用，而造成破坏和伤害。3.造成火灾：爆炸产生的高温热量，容器破裂的静电放电能把周围的可燃性物体点燃，引起火灾。4.造成中毒和环境的污染。好多物质不仅可燃，而且有毒性。

1．爆炸物的数量和性质

主要表现为单位重量的爆炸物爆炸威力的相对比较。

2．爆炸时的条件

震动大小、受热情况、爆炸初期的压力、空气混合物的均匀程度等。

3．爆炸位置

在设备内部或均匀介质的自由空间，周围的环境和障碍物。当爆炸发生在均匀介质的自由空间时，从爆炸中心点起，在一定范围内，破坏力的传播是均匀的，并使这个范围内的物体粉碎、飞散。爆炸破坏作用的影响因素1.气体分解爆炸三、分解爆炸三、分解爆炸四、可燃混合气体爆炸五、燃烧和可燃物质化学性爆炸的关系比较两者的条件：燃烧化学性爆炸可燃物可燃物（可燃气，蒸汽，粉尘）氧化剂可燃物与空气混合或氧气混合，浓度达到爆炸极限着火源着火源五.燃烧和可燃物质化学性爆炸的关系1.燃烧和化学性爆炸两者的实质是相同的，都是可燃物质的氧化反应。主要区别是氧化反应的速度不同。例如：1千克煤块和1千克煤气燃烧的热值都是2931kj，但前者以10分钟释放，后者爆炸只需要0.2秒，表现为缓慢燃烧和爆炸。2、两者可随条件而相互转化。六、爆炸机理可燃气体、蒸气或粉尘预先与空气均匀混合并达到爆炸极限，这种混合物称为爆炸性混合物。燃烧和爆炸从化学反应的角度看并无本质区别。当混合气体燃烧时，燃烧波面上的化学反应可表示为A+B→C+D+Q

式中A、B为反应物；C、D为产物；Q为燃烧热。A、B、C、D不一定是稳定分子，也可以是原子或自由基。化学反应前后的能量变化可用下图表示

初始状态Ⅰ的反应物(A+B)吸收活化能正达到活化状态Ⅱ，即可进行反应生成终止状态Ⅲ的产物(C+D)，并释放出能量W，W＝Q+E。按照链式反应理论，爆炸性混合物与火源接触，就会有活性分子生成或成为连续反应的活性中心。爆炸性混合物在一点上着火后，热以及活性中心都向外传播，促使邻近的一层混合物起化学反应，然后这一层又成为热和活性中心的源泉而引起另一层混合物的反应，如此循环地持续进行，直至全部爆炸性混合物反应完为止。爆炸时的火焰是一层层向外传播的，在没有界线物包围的爆炸性混合物中，火焰是以一层层同心圆球面的形式向各方面蔓延的。

根据链式反应理论，增加气体混合物的温度可使连锁反应的速度增加，使因热运动而生成的游离基数量增加。在某一温度下，连锁的分支数超过中断数。这时反应便可以加速并达到混合物自行着火的反应速度，所以可认为气体混合物自行着火的条件是连锁反应的分支数等于中断数。当连锁分支数超过中断数时，即使混合物的温度保持不变，仍可导致自行着火。在一定的条件下，如当fs+fc十A(1—a)→0时，就会发生爆炸。当压力再升高超过c点(大于666610Pa)时，开始出现下列反应：

生成H.和OH.两个游离基，这两个反应是放热的．结果使反应释放出的热量超过从器壁散失的热量，从而使混合物的温度升高，进一步加快反应，促使释放出更多的热量，而导致发生了热爆炸。可燃物质的爆炸极限越宽，则爆炸危险性越大。据此，可燃物质（燃气，蒸汽，粉尘）化学性爆炸的条件为：

⑴可燃物质（燃气，蒸汽，粉尘）⑵助燃物质（氧化剂）⑶可燃物质与空气或氧气均匀混合，浓度达到爆炸极限

(4)混合物处于相对封闭空间里(5)足够能量的点火源爆炸发生的条件2.2

爆炸极限及其理论

可燃气体、可燃蒸气或可燃粉尘与空气构成的混合物，并不是在任何混合比例之下都有着火和爆炸的危险，而是必须在一定的浓度比例范围内混合才能发生燃爆。而且混合的比例不同，其爆炸的危险程度亦不相同。定义：可燃物质（可燃气体，蒸气或粉尘）与空气（氧气）的混合物，遇着火源能够发生爆炸的浓度范围。亦称着火极限。将可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限。可燃气体和蒸气爆炸极限的单位，是以其在混合物中所占体积的百分比(％)来表示的。可燃粉尘的爆炸极限是以在混合物中所占体积的质量比(g／m3)来表示的

CO空气混合物<12.5%不燃不爆=12.5%轻度燃爆燃爆逐渐增强=30%左右燃爆最强烈燃爆逐渐减弱=80%轻度燃爆>80%不燃不爆CO—空气混合的爆炸极限为：12.5%~80%H2—空气：4~75%C2H2—空气：2.2~81%NH3—空气：15~28%等可燃物质的爆炸极限受诸多因素的影响。如可燃气体的爆炸极限受温度、压力、氧含量、能量等影响，可燃粉尘的爆炸极限受分散度、湿度、温度和惰性粉尘等影响。可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大，这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多。爆炸下限越低，少量可燃物(如可燃气体积有泄漏)就会形成爆炸条件；爆炸上限越高，则有少量空气渗入容器，就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。2、爆炸极限理论及应用

在人们发现和掌握可燃物质的爆炸极限这一规律之前，认为所有可燃物质都是很危险的，因此防爆条例一概都比较严格。在认识爆炸极限规律之后，就可以：(1)划分可燃物质的爆炸危险程度，从而尽可能用爆炸危险性小的物质代替爆炸危险性大的物质。例如乙炔的爆炸极限为2．2—81％；液化石油气组分的爆炸极限为丙烷2.17～9．5％，丁烷1．15～8．4％，丁烯1．7—9.6％等。它们的爆炸极限范围比乙炔小得多，说明液化石油气的爆炸危险性比乙炔小，因而在气割时推广用液化石油气代替乙炔。(2)爆炸极限可作为评定和划分可燃物质的标准，如可燃气体按爆炸下限(＜10％或≥10％)分为一、二两级。(3)根据爆炸极限选择防爆电机和电器，例如生产或贮存爆炸下限≥10％的可燃气体，可选用任一防爆型电气设备；爆炸下限＜10％的可燃气体，应选用隔爆型电气设备。(4)确定建筑物的耐火等级、层数和面积等。例如生产爆炸下限小于10％的物质，厂房建筑最高层次限一层，并且必须是一、二级耐火等级。(5)在确定安全操作规程以及研究采取各种防爆技术措施——通风、检测、置换、检修等时，也都必须根据可燃气体或液体的爆炸危险性的不同，采取相应的有效措施，以确保安全。3、影响爆炸极限的因素：⑴初始温度升高，爆炸极限范围变宽。如：CH3COCH3在0℃为4.2---8%100℃为3.2—10%⑵初始压力增大，爆炸极限的范围变宽。如：CH4:0.1MP时为：5.6---14.3%5MP时为：5.4---29.4%⑶容器管道减小，爆炸极限的范围变小。如：H2,C2H2,d<0.1-0.2mm时爆炸不传播⑷火源能量越高，爆炸极限范围愈宽。如：CH4,100V,1A电火花不炸2A：5.9-13.6%3A:5.85-14.8%最小点火能量：能引起可燃性混合物爆炸的火源的最小能量。如：H2:0.017毫焦。C2H2:0.019毫焦⑸含氧量越高，爆炸极限变宽。如：H2——空气4-75%

H2——氧气4-95%⑹惰性介质含量越高，爆炸极限范围变窄，危险性小。如：水蒸气，N2,CO2,Ar等爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例为恰好能发生完全的化合反应时，爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大，实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度。当混合物中可燃物质超过化学反应当量浓度时，空气就会不足，可燃物质就不能全部燃尽，于是混合物在爆炸时所产生的热量和压力就会随着可燃物质在混合物中浓度的增加而减小；其爆炸现象与在爆炸下限时所产生的现象大致相同。因此，我们所说的可燃物质的完全反应浓度也就是如果可燃物质在混合物中的浓度增加到爆炸上限，那么理论上完全燃烧时在混合物中该可燃物质的含量。4、爆炸反应当量浓度的计算例：求一氧化碳在空气中的完全反应浓度。答：写出一氧化碳在空气中燃烧的反应式：

2CO+O2+3.76N2=2CO2+3.76N2根据反应式得知，参加反应的物质的总体积为：2+1+3.76＝6.76若以6.76这个总体积为100，则2个体积的一氧化碳在总体积中所占比例为:X=2/6.76=29.6%故一氧化碳在空气中的完全反应的浓度为29.6%。1）根据反应式计算反应当量浓度[例2]求乙炔在氧气中的反应当量浓度．[解]写出乙炔在氧气中的燃烧反应式：2C2H2十5O2＝4CO2十2H2O十Q 根据反应式得，参加反应物质的总体积为2十5＝7。若以7这个总体积为100，则2个体积的乙炔在总体积中占X0=2/7×100％＝28．6％答：乙炔在氧气中的反应当量浓度为28．6%

可燃气体或蒸气的化学当量浓度，可用以下方法计算：

燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1

mol气体所必需的氧的物质的量为n，则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+

nO2

→

生成气体

如果把空气中氧气的浓度取为20．9％，则在空气（氧气）中可燃气体完全反应的浓度x(％)一般可用下式表示：

上式表示出X和X。与n或2n之间的关系(2n表示反应中氧的原子数)。根据可燃物分子式，用公式：2n

=

2α+1/2β-γ，求出其2n值。由2n数值，直接从表2—5中分别查出它们在空气(或氧)中完全反应的浓度。由式2n

=

2α+1/2β-γ，依分子式分别求出如下物质的2n值：

H2

2n=1

CH30H

2n=3

C3H8

2n=10

C6H6

2n=15

(2)查表法求反应当量浓度例3表2—5可燃气体(蒸气)在空气中和氢气中的化学当量浓度氧分子数氧原子数2n化学当量浓度(%)在空气中x=20.9/(0.209+n)在氧气中x0＝100/(1+n)物质举例10.51.01.52.045.529.511.817.380.066.757.250.05、爆炸下限和爆炸上限计算

1)爆炸下限：可燃性混合物能发生爆炸的最低浓度.爆炸下限越小，发生爆炸的危险性就越大COH2C2H2NH312.5%4%2.2%15%2)爆炸上限：可燃混合物发生爆炸的最高浓度。爆炸上限越高，发生爆炸的危险性就越大。COH2C2H2NH380%75%81%28%[例4]

试求乙烷在空气中的爆炸浓度下限和上限。[解]写出乙烷的燃烧反应式：2C2H6十7O2====4CO2十6H2O

由反应式得N值:N＝7,将N值分别代入式公式得:

答：乙烷的爆炸下限为3.38％，爆炸上限为10.7％爆炸性混合气体完全燃烧时的化学当量浓度，可以用来确定有机物的爆炸下限和上限。计算公式如下：

注意：此计算公式用于链烷烃类，其计算值与实验值比较，误差不超过10％。例如甲烷爆炸极限的实验值为5．0～15％，与计算值非常接近。但用以估算H2、C2H2以及含N2、CO2等可燃气体时，出入较大，不可应用。

2)利用化学当量浓度计算爆炸极限[解]列出燃烧反应式：CH4十2O2→CO2十2H2O 甲烷在空气中的化学当量浓度计算公式为：x=20.9/(0.209+n) 将1mol甲烷完全燃烧所需的氧摩尔数n=2代入公式得：答：甲烷的爆炸极限为5.2~14.7%。

[例5]

试求甲烷在空气中的爆炸浓度下限和上限．因为闪点表示可燃液体表面蒸汽与空气构成一种能引起瞬时燃烧的混合物的最低浓度，而爆炸下限则表示该混合物能着火时的最低蒸汽浓度，所以易燃液体的闪点和爆炸极限可相互推算。根据闪点，查该温度（闪点）下易燃液体的饱和蒸汽压进行求取。

L下＝100×P闪/P总

式中：L下——爆炸下限，%P闪——闪点下液体的饱和蒸汽压，毫米汞柱；P总——混合气体总压力，一般取760毫米汞柱。例如苯闪点是-14℃，查得-14℃时苯的饱和蒸汽压力为11毫米汞柱，则苯的爆炸下限为L下＝100×11/760＝1.45%实验数据为1.4%3)根据闪点计算爆炸极限6、多种可燃气体组成混合物的爆炸极限计算

7、可燃气体和惰性气体混合物爆炸极限计算

在可燃气体混合物中混入氮、二氧化碳等惰性气体而计算其爆炸极限时，可将惰性气体和可燃气体混合分成若干组，每一组由一种可燃组分与另一种非可燃组分组成，然后分别进行计算。

例如进入净化系统的烟气中，除含有CO、H2等可燃气体之外，往往还会有相当比例的CO2、N2

等非燃性气体成分，这种含有数种非燃成分的可燃气体，其爆炸极限的计算方法如下：

首先将烟气组分分为若干个混合组分。根据各混合组分的混合比(即非燃气体：可燃气体体积)，由图2—4可查得各混合组分的爆炸极限(上限或下限)，然后再代入公式计算烟气的爆炸极限。(方法一)方法二： 由可燃性气体A、助燃气体B、惰性气体C三组分组成的三角坐标图如图2-5。在图内任何一点，即表示三成分不同百分比。其读法是交点上作三平行线，分别与三边平行，从三条平行线与相应边的交点可读出其含量。如图中M点A(50)、B(20)、C(30)，Q点A(20)、B(70)、C(10)，如点在AC线上，则B为0，余类推。

方法三：三角座标图示法

三组分三角坐标图三组分系爆炸范围的确定根据三角坐标图判断下列情况有无爆炸危险：A（O240%，NH350%，N210%）B（O20%，NH330%，N270%）2.3爆炸温度和压力一、爆炸温度的计算二、爆炸压力的计算一、爆炸温度的计算

物质的爆炸温度和爆炸压力是衡量爆炸破坏力的两个重要参数。

一、爆炸温度的计算

(一)根据反应热计算爆炸温度

理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。

例7(二)根据燃烧反应方程式与气体的内能计算爆炸温度。（例8）

可燃气体或蒸气的爆炸温度可利用能量守恒的规律估算，即根据爆炸后各生成物内能之和与爆炸前各种物质内能及物质的燃烧热的总和相等的规律进行计算.用公式表达为：

∑u2=∑Q十∑u1

式中，∑u2——燃烧后产物的内能之总和；

∑u1——燃烧前物质的内能之总和；

∑Q——燃烧物质的燃烧热之总和。二、爆炸压力的计算可燃混合物爆炸产生的压力与初始压力、温度、浓度；组分以及容器的形状、大小等因素有关。爆炸时产生的最大压力可按压力与温度及摩尔数成正比的规律确定，根据这个规律有下列关系：

P/P0＝T/T0×n/m

式中：P、T和n一爆炸后的最大压力、最高温度和气体摩尔数。

P0、T0

和m—爆炸前的原始压力、温度和气体摩尔数。

由此可以得爆炸压力计算公式：

P＝[Tn/(T0m)]P0

2.4防爆技术基本理论一、可燃物质化学性爆炸的条件二、燃烧和化学性爆炸的感应期三、防爆技术基本理论及应用一、可燃物质化学性爆炸的条件

可燃物质的化学性爆炸必须同时具备下列三个条件才能发生，

1．存在着可燃物质，包括可燃气体、蒸气或粉尘。

2．可燃物质与空气(或氧气)混合并且达到爆炸极限，形成爆炸性混合物。

3．爆炸性混合物在火源作用下。对于每一种可燃气体(蒸气)的爆炸性混合物，都有一个引起爆炸的最小点火能量，低于该能量，混合物就不爆炸。例如，引起烷烃爆炸的电火花的最小电流强度分别为：甲烷0．57A，乙烷0．45A，丙烷0．36A，丁烷0，48A，戊烷0．55A。

最小点火能量的单位通常以毫焦耳表示。可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能量见表3—4。二.燃烧和化学性爆炸的关系1.燃烧和化学性爆炸两者的实质是相同的，都是可燃物质的氧化反应。主要区别是氧化反应的速度不同。例如：1千克煤块和1千克煤气燃烧的热值都是2931kj，但前者以10分钟释放，后者爆炸只需要0.2秒，表现为缓慢燃烧和爆炸。2、两者可随条件而相互转化。燃烧和化学性爆炸的关系比较两者的条件：燃烧化学性爆炸性能可燃物可燃物（可燃气，蒸，粉尘）氧化剂可燃物与空气混合或氧气混合，浓度达到爆炸极限着火源着火源三、燃烧和化学性爆炸的感应期

可燃物质的温度在达到自燃点或着火点之后，并不立即发生自燃或着火，其间有段延滞的时间，称为感应期(或诱导期)。可燃物质的燃烧和可燃性混合物的爆炸之所以存在感应期，是因为要使化学反应的活性中心发展到一定的数目需要一定的时间，也就是说，这类燃烧和爆炸都需要经过连续发展过程所必须的一定时间才能发生。

感应期在安全问题上有着实际意义。例如煤矿中虽然有甲烷存在，但仍可用无烟火药进行爆破，这就是利用甲烷的感应期。因为甲烷的感应期为8—9秒，而无烟火药的发火时间仅为2—3秒，故可保证安全。又如应根据可燃气体或蒸气的感应期来选择防爆型电气设备等。五、防爆技术基本理论

防止产生化学性爆炸的三个基本条件的同时存在，是预防可燃物质化学性爆炸的基本理论．也可以说，防止可燃物质化学性爆炸全部技术措施的实质，就是制止化学性爆炸三个基本条件的同时存在。现代用于生产和生活的可燃物种类繁多，数量庞大，而且生产过程情况复杂，因此需要根据不同的条件采取各种相应的防护措施．但从总体来说，预防爆炸的技术措施，都是在防爆技术基本理论指导下采取的。1、为了消除可燃物形成爆炸性混合物而采取的惰化措施，即利用惰性介质氮气、二氧化碳和水等，排除容器设备或管道内的可燃物，使其浓度保持大大小于爆炸下限。2、防止泄漏也是防爆的重要措施，除了预防可燃物质从旋转轴滑动面、接缝、腐蚀孔和小裂纹等处的跑、冒、滴、漏之外，特别需要注意预防从阀门、盖子或管子脱节等处的大量泄漏．3、为预防形成爆炸性混合物，可采取措施严格控制系统的氧含量，使其降至某一临界值(氧限值或极限含氧量)以下。为了保证上述防爆条件采取的监测措施和报警装置，以及消除着火源的各种措施等等都是在防爆技术基本理论指导下采取的措施。应用2.5防爆基本技术措施一、爆炸发展过程的特点与预防原则

1、爆炸发展过程的特点 采取预防措施是战胜火灾和爆炸的根本办法。为此，应当分析有关火灾和爆炸发展过程的特点，从而采取相应的预防措施。

可燃混合物的爆炸虽然发生于倾刻之间，但它还是有个发展过程。首先是可燃物与氧化剂的相互扩散，均匀混合而形成爆炸性混合物，并且由于混合物遇着火源，使爆炸开始；其次是由于连锁反应过程的发展，爆炸范围的扩大和爆炸威力的升级；最后是完成化学反应，爆炸力造成灾害性破坏。 防爆的基本原则是根据对爆炸过程特点的分析，采取相应措施。阻止第一过程的出现，限制第二过程的发展，防护第三过程的危害。

防爆基本原则有以下几点，1．防止爆炸混合物的形成；2．严格控制着火源，3．燃爆开始就及时泄出压力，4．切断爆炸传播途径；5．减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏，6．检测报警。防爆的基本原则二、预防爆炸混合物的形成⑴防止泄漏（设备密闭）：防止危险物品的跑，冒，滴，漏；⑵惰性介质保护：N2,CO2,水蒸汽等；⑶通风换气；（4)用难燃和不燃的溶剂代替可燃溶剂

例题4）厂房通风5)危险物品的储存性质相互抵触的危险品如果储存不当，往往会酿成严重事故。不同危险品性质不同，储存条件也不同，为防止危险品相互抵触引起火灾和爆炸事故，应遵守危险品存储原则。表2-12、表2-13、表2-14三、消除着火源内容同第一章第五节四、测爆仪

爆炸事故是在具备一定的可燃气、氧气和火源这三要素的条件下出现的．其中可燃气的偶然泄漏和积聚程度，是现场爆炸危险性的主要监测指标，相应的测爆仪和报警器便是监测现场爆炸性气体泄漏危险程度的重要工具。

厂矿常用的可燃气测量仪表的原理有热催化、热导、气敏和光干涉等四种。(一)热催化原理

热催化检测原理如图4所示，在检测元件R1作用下，可燃气发生氧化反应，释放出燃烧热，其大小与可燃气浓度成比例。检测元件通常用铂丝制成。气样进入工作室后在检测元件上放出燃烧热，由灵敏电流计M指示出气样的相对浓度，这种仪表的满刻度值通常等于可燃气的爆炸下限。

(二)热导原理

利用被测气体的导热与纯净空气的导热性的差异，把可燃气体的浓度转换为加热丝温度和电路的变化，在电阻温度计上反应出来。其检测原理与热催化原理的电路相同。

(三)气敏原理

气敏半导体检测元件吸附可燃性气体后，电阻大大下降(可由50kΩ下降到10kΩ左右)，与检测元件串联的微安表可给出气样浓度的指示值，检测电路见图5。图中GS为气敏检测元件，由电源U1加热到200～300℃。气样经扩散到达检测元件，引起检测元件电阻下降，与气样浓度对应的信号电流在微安表M上指示出来。U2是测量检测元件电阻用的电源。五、防爆安全装置

防爆安全装置主要有阻火装置、泄压装置和指示装置等．

一、阻火装置

作用原理：

阻火装置的作用是防止火焰窜入设备、容器与管道内，或阻止火焰在设备和管道内扩展。其工作原理是在可燃气体进出口两侧之间设置阻火介质，当任一侧着火时，火焰的传播被阻而不会烧向另一侧。常用的阻火装置有安全水封、阻火器和单向阀。

阻火器的工作原理是：火焰在管中蔓延的速度随着管径的减小而减小，最后可以达到一个火焰不蔓延的临界直径。这一现象按照链式反应理论的解释是，管子直径减小，器壁对游离基(作用中心)的吸附作用的程度增加。按照热损失的观点来分析，管壁受热面积和混合气体积之比为：

当管径为10cm时，其比值等于0．4。当管径为2cm时；其比值等于2。由此可见，随着管子直径的减少，热损失就逐渐加大，燃烧温度和火焰传播速度就相应降低。当管径小到某个极限值时，管壁的热损失大于反应热，从而使火焰熄灭。阻火器就是根据上述原理制成的，即在管路上连接一个内装细孔金属网或砾石的圆筒，则可以阻止火焰从圆筒的一侧蔓延到另一侧。（1）阻火器金属网阻火器如图9所示，是用若干具有一定孔径的金属网把空间分隔成许多小孔隙。对于一般有机溶剂采用4层金属网已可阻止火焰扩展，通常采用6—12层。金属网阻火器（2）安全液封

安全液封的阻火原理是液体封在进出口之间，一旦液封的一侧着火，火焰都将在液封处被熄灭，从而阻止火焰蔓延。一般安装在气体管道与生产设备或气柜之间，一般用水作为阻火介质。 常用的安全液封有敞开式和封闭式两种。 水封井是安全液封的一种，使用在可燃气体和易燃液体蒸气管线与设备之间，可防止燃烧、爆炸沿管网蔓延扩展，水封井的水封液柱高度，不宜小于250mm。安全液封的设计计算水封井（3）单向阀

亦称止逆阀、止回阀。生产中常用于只允许流体在一定的方向流动，阻止在流体压力下降时返回生产流程。

泄压装置包括安全阀和爆破片。

(一)安全阀

安全阀的作用是为了防止设备和容器内压力过高而爆炸，包括防止物理性爆炸(如锅炉与压力容器、蒸馏塔等的爆炸)和化学性爆炸。当容器和设备内的压力升高超过安全规定的限度时，安全阀即自动开启，泄出部分介质，降低压力至安全范围内再自动关闭．从而实现设备和容器内压力的自动控制，防止设备和容器的破裂爆炸。安全阀在泄出气体或蒸气时，产生动力声响，还可起到报警的作用。

三、泄压装置 安全阀按其结构和作用原理分为静重式、杠杆式和弹簧式等。目前多用弹簧安全阀，其结构如图所示。它由弹簧1、阀杆2、阀芯3、阀体4和调节螺栓5等组成。1、压力容器的安全阀最好直接装设在容器本体上。液化气体容器上的安全阀应安装于气相部分，防止排出液态物料，发生事故。2．安全阀用于排泄可燃气体时，如直接排入大气，则必须引至远离明火或易燃物，而且是通风良好的地方，排放管必须逐段用导线接地以消除静电的作用。如果可燃气体的温度高于它的自燃点，应考虑防火措施或将气体冷却后再排入大气。3．安全阀用于泄放可燃液体时，宜将排泄管接入事故贮槽、污油罐或其它容器；用于泄放高温油气或易燃、可燃液体等遇空气可能立即着火的物质时，宜接入密闭系统的放空塔或事故贮槽。4．室内的设备如蒸馏塔、可燃气体压缩机的安全阀、放空口宜引出房顶，并高于房顶2m以上。设置安全阀时应注意下列几点

爆破片又称防爆膜、泄压膜。是一种断裂型的安全泄压装置。它的一个重要作用是当设备发生化学性爆炸时，保护设备免遭破坏。其工作原理是根据爆炸发展过程的特点，在设备或容器的适当部位设置一定大小面积的脆性材料(如铝箔片)；构成薄弱环节。当爆炸刚发生时，这些薄弱环节在较小的爆炸压力作用下，首先遭受破坏，立即将大量气体和热量释放出去，爆炸压力也就很难再继续升高，从而保护设备或容器的主体免遭更大损坏，使在场的生产人员不致遭受致命的伤亡．

(二)爆破片爆破片的安全可靠性决定于爆破片的厚度、泄压面积和膜片材料的选择。爆破片的厚度可按下式计算

：

S＝PD/K

式中：S—爆破片厚度，mm；

P—设计的爆破压力，Pa；

D—泄压孔直径，mm；K—应力系数，根据不同材料选择：

铝：2．4×103～2．9×103(温度＜100℃)

铜：7．7×103～8．8×103(温度＜200℃)

用于指示系统的压力、温度和水位的装置为指示装置。它使操作者能随时观察了解系统的状态，以便及时加以控制和妥善处理。常用的指示装置有压力表、温度计和水位计(或水位龙头)。图12所示为弹簧管压力表，当气体流入弹簧弯管时，由于内压作用，使弯管向外伸展，发生角位变形，通过阀杆6和扇形齿轮7带动小齿轮8转动．小齿轮轴上装有指针，指示设备或系统内介质的压力。三、指示装置4、抑爆装置第三章

可燃易爆危险化学品燃爆特性3.1

可燃气体和蒸汽3.2

可燃液体3.3

可燃固体3.4

其它危险物品燃爆危险品概述

燃爆危险品指遇火、受热、受潮、撞击、摩擦或与氧化剂接触容易燃爆的物质。其基本危险特性有6个类别：（1）遇水或潮湿空气会引起燃烧爆炸。（2）遇高温、明火或光照易燃烧爆炸。

（3）与酸发生反应，有燃烧爆炸危险。

（4）与碱发生反应，有燃烧爆炸危险。

（5）与氧化剂发生反应，有燃烧爆炸危险。

（6）遇强氧化剂会引起燃烧爆炸。

3.1

可燃气体凡是遇火，受热或与氧化剂接触能着火或爆炸的气体，统称为可燃气体。日常生活中遇到的可能导致火灾事故的气体主要是各种燃气，包括管道煤气、天然气、液化石油气等。一、可燃气体分类及燃烧形式1.分类:按照爆炸下限分为两级：一级可燃气体的爆炸下限≤10％，如氢气、甲烷、乙烯、乙炔、环氧乙烷、氯乙烯、硫化氢、水煤气、天然气等绝大多数气体均属此类。；二级可燃气体的爆炸极限>10％，如氨、一氧化碳、发生炉煤气等少数可燃气体属于此类。 在生产或贮存可燃气体时，将一级可燃气体划为甲类火灾危险，二级可燃气体划为乙类火灾危险。

气体的燃烧与液体和固体的燃烧不同，它不需要经过蒸发、熔化等过程，气体在正常状态下就可具有燃烧条件，所以比液体和固体都容易燃烧。有扩散燃烧和动力燃烧两种形式。

(1)扩散燃烧。如果可燃气体与空气的混合是在燃烧过程中进行的，则发生稳定式的燃烧，称为扩散燃烧，燃烧速度一般小于0．5m／s。由于可燃气体与空气是逐渐混合的，并逐渐燃烧消耗掉，因而形成稳定式燃烧，只要控制得当，就不会造成火灾。如火炬、气焊的火焰、燃气加热等属于这类扩散燃烧。2、燃烧形式(2)动力燃烧。如果可燃气体与空气是在燃烧之前按一定比例均匀混合的，形成预混气，遇火源则发生爆炸式燃烧，称动力燃烧。在预混气的空间里，充满了可以燃烧的混合气，一处点火，整个空间立即燃烧起来，发生瞬间的燃烧，即爆炸现象。此外，如果可燃气体处于压力而受冲击、摩擦或其他着火源作用，则发生喷流式燃烧。像气井的井喷火灾，高压气体从燃气系统喷射出来时的燃烧等。对于这种喷流燃烧形式的火灾，较难扑救，需较多救火力量和灭火剂，应当设法断绝气源，使火灾彻底熄灭。

1．燃烧性。可燃气体一般遇到明火极易发生燃烧，容易引起大面积的火灾。

2．爆炸性。可燃气体与空气以一定比例混合后，遇明火可发生爆炸。另外，液化可燃气体在容器中因受热等外界因素影响，体积迅速膨胀，也会引起爆炸。

3．受热自燃性。可燃气体有时不需要接触明火，只要受热达到一定温度就可能发生燃烧。

4．扩散性。可燃气体一旦泄漏很容易向四周扩散，一旦成灾，往往波及面较大。

5．毒害腐蚀性。可燃气体大部分有毒，人体吸入后能引起中毒。有的气体燃烧时消耗掉空气中的大量氧气，也会导致人因缺氧而窒息。3、可燃气体具有以下的危险性：二、影响气体爆炸极限的因素

爆炸极限不是一个固定值，它受各种外界因素的影响而变化。如果掌握了外界条件变化对爆炸极限的影响，在一定条件下测得的爆炸极限值，就有着重要的参考价值。影响爆炸极限的因素主要有以下几种。1．初始温度爆炸性混合物的初始温度越高，混合物分子内能增大，燃烧反应更容易进行，则爆炸极限范围就越宽。所以，温度升高使爆炸性混合物的危险性增加。2．初始压力爆炸性混合物初始压力对爆炸极限影响很大。一般爆炸性混合物初始压力在增压的情况下，爆炸极限范围扩大。这是因为压力增加，分子间更为接近，碰撞几率增加，燃烧反应更容易进行，爆炸极限范围扩大。下表列出了初始压力对甲烷爆炸极限的影响。在一般情况下，随着初始压力增大，爆炸上限明显提高。在已知可燃气体中，只有一氧化碳随着初始压力的增加，爆炸极限范围缩小。3．惰性介质或杂质爆炸性混合物中惰性气体含量增加，其爆炸极限范围缩小。当惰性气体含量增加到某一值时，混合物不再发生爆炸。惰性气体的种类不同对爆炸极限的影响亦不相同。如甲烷，氩、氦、氮、水蒸气、二氧化碳、四氯化碳对其爆炸极限的影响依次增大。再如汽油，氮气、燃烧废气、二氧化碳、氟里昂-21、氟里昂-12、氟里昂-11，对其爆炸极限的影响则依次减小。在一般情况下，爆炸性混合物中惰性气体含量增加，对其爆炸上限的影响比对爆炸下限的影响更为显著。这是因为在爆炸性混合物中，随着惰性气体含量的增加氧的含量相对减少，而在爆炸上限浓度下氧的含量本来已经很小，故惰性气体含量稍微增加一点，即产生很大影响，使爆炸上限剧烈下降。4．氧含量： 混合物中含氧量增加，爆炸极限范围扩大，尤其爆炸上限提高得更多。例如氢与空气混合的爆炸极限为4％～75％，而氢与纯氧混合的爆炸极限为4％～95％。(5)容器或管道直径。容器或管道直径越小，火焰在其中越难蔓延，混合物的爆炸极限范围则越小。当容器直径小到某一数值时，火焰不能蔓延，可消除爆炸危险，这个直径称为临界直径。如甲烷的临界直径为0．4～0．5mm，氢和乙炔为0．1～0．2mm等。容器直径大小对爆炸极限的影响，可以用链式反应理论解释。燃烧是自由基产生的一系列链锁反应的结果，管径减小时，游离基与管壁的碰撞几率相应增大，当管径减小到一定程度时，即因碰撞造成游离基的销毁的反应速度大于游离基产生的反应速度，燃烧反应便不能继续进行。6．能源火花能量、热表面面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响。如甲烷在电压100V、电流强度1A的电火花作用下，无论浓度如何都不会引起爆炸。但当电流强度增加至2A时，其爆炸极限为5．9％～13．6％；3A时为5．85％～14．8％。对于一定浓度的爆炸性混合物，都有一个引起该混合物爆炸的最低能量。浓度不同，引爆的最低能量也不同。对于给定的爆炸性物质，各种浓度下引爆的最低能量中的最小值，称为最小引爆能量，或最小引燃能量。表3—4列出了部分气体的最小引爆能量三、评价气体燃爆危险性的技术参数

评价生产与生活中广泛使用的各种可燃气体火灾爆炸危险性，主要依据以下技术参数。(1)爆炸危险度。可燃气体或蒸气的爆炸危险性可以用爆炸极限和爆炸危险度来表示，爆炸危险度即是爆炸浓度极限范围与爆炸下限浓度之比值：爆炸危险度说明，当气体或蒸气的爆炸浓度极限范围越宽，爆炸下限浓度越低，爆炸上限浓度越高时，其爆炸危险性就越大。(2)传爆能力。是爆炸性混合物传播燃烧爆炸能力的一种度量参数，用最小传爆断面表示。1)当可燃性混合物的火焰经过两个平面间的缝隙或小直径管子时，如果其断面小到某个数值，由于游离基的大量销毁而破坏了燃烧条件，火焰即熄灭，这种阻断火焰传播的原理称为缝隙隔爆。2)爆炸性混合物的火焰尚能传播而不熄灭的最小断面称为最小传爆断面。设备内部的可燃混合气被点燃后，通过25mm长的接合面，能阻止将爆炸传至外部的可燃混合气的最大间隙，称为最大试验安全间隙。可燃气体或蒸气爆炸性混合物，按照传爆能力的分级如表：表1可燃气体或蒸气爆炸性混合物按照传爆能力的分级(3)爆炸压力和威力指数 可燃性混合物爆炸时产生的压力为爆炸压力，它是度量可燃性混合物将爆炸时产生的能量用于作功的能力，如果爆炸压力大于容器的极限强度，容器便发生破裂。 气体爆炸的破坏性还可以用爆炸威力来表示，爆炸威力是反映爆炸对容器或建筑物冲击度的一个量，它与爆炸形成的最大压力有关，同时还与爆炸压力的上升速度有关。这两者的乘数为爆炸威力指数，因此，爆炸威力可用下式爆炸威力指数表示：

爆炸威力指数＝最大爆炸压力×爆炸压力上升速度。表3-9典型气体和蒸气的爆炸威力指数(4)自燃点。可燃气体的自燃点不是固定不变的数值，而是受压力、密度、容器直径、催化剂等因素的影响。

1)一般规律是：受压越高、自燃点越低，因此，可燃气体在压缩过程中(例如在压缩机中)较容易发生爆炸，其原因之一就是自燃点降低的缘故。密度越大，自燃点越低，容器直径越小，自燃点越高，在氧气中测定时，所得自燃点数值一般较低，而在空气中测定则较高。2)同一物质的自燃点随一系列条件而变化，这种情况使得自燃点在表示物质火灾危险性方面降低了作用。但在判定火灾原因时，就不能不知道物质的自燃点。所以在利用文献中的自燃点数据时，必须注意它们的测定条件。测定条件与所考虑的条件不符时，应该注意其间的变化关系。3)爆炸性混合气处于爆炸下限浓度或爆炸上限浓度的自燃点最高，处于反应当量浓度时的自燃点最低。在通常情况下，都是采用反应当量浓度的自燃点作为标准自燃点，例如硫化氢在爆炸下限时的自燃点为373℃，在爆炸上限时的自燃点为304℃，在反应当量浓度时的自燃点是246℃，故取用246℃作为硫化氢的标准自燃点。4)应当根据爆炸性混合气的自燃点选择防爆电器型式，控制反应温度，设计阻火器的直径，采取隔离热源的措施等。5)与爆炸性混合物接触的任何物体如电动机、反应缸、暖气管道等，其外表面的温度必须控制在相接触的爆炸性混合气的自燃点以下。为了使防爆设备的表面温度限制在一个合理的数值上，将在标准试验条件下的爆炸性混合物按其自燃点分为下列T1至T6六组，见表3-11：表3爆炸性混合物按自燃点分组(5)化学活泼性。可燃气体的化学活泼性越强，其火灾爆炸的危险性越大。化学活泼性强的可燃气体在通常条件下即能与氯、氧及其他氧化剂起反应，发生火灾和爆炸。 气态烃类分子结构中的价键越多，化学活泼性越强，火灾爆炸的危险性越大。例如乙烷、乙烯和乙炔分子结构中的价键分别为单键(H3C—CH3)、双键(H2C＝CH2)和叁键(HC≡CH)，它们的燃烧爆炸和自燃的危险性则依次增加。(6)比重（相对密度）

1)与空气比重相近的可燃气体，容易相互均匀混合，形成爆炸性混合物。

2)比空气重的可燃气体则沿着地面扩散。并易窜入沟渠、厂房死角处长时间聚集不散，遇火源则发生燃烧或爆炸。

3)比空气轻的可燃气体容易扩散。而且易顺风飘动，会使燃烧火焰蔓延扩散。

4)应当根据可燃气体的比重特点，正确选择通风排气口的位置，确定防火间距值以及采取防止火势蔓延等措施。(7)扩散性

1)扩散性是指物质在空气及其他介质中的扩散能力。

2)可燃气体(蒸气)在空气中的扩散速度越快，火灾蔓延扩展的危险性就越大。气体的扩散速度取决于扩散系数的大小。(8)可缩性和受热膨胀性

和液体比较，气体有很大的弹性，气体在压力和温度的作用下，容易改变其体积，受压时体积缩小，受热即体积膨胀。当容积不变时，温度与压力成正比，则气体受热温度越高，它膨胀后形成的压力也越大。据此，装盛压缩气体或液体的容器(液化钢瓶)，如受高温、日晒等作用，气体就会急剧膨胀，产生很大压力，当压力超过容器的极限强度时，就会引起容器的爆炸。3.2

可燃液体一、燃烧形式和液体火灾二、可燃液体的分类三、液体的燃爆危险性四、可燃液体的爆炸极限五、评价液体燃爆危险性的主要技术参数

1、沸溢 含有水份的、粘度较大的重质石油产品，如原油、重油、沥青油等发生燃烧时，有可能产生沸溢和喷溅现象。

原油中的水一般以两种形式存在：乳化水和水垫。所谓乳化水是原油在开采运输过程中，原油中的水由于强力搅拌形成细小的水珠悬浮于油中。放置久后，油水分离，因水比重大而沉降在底部形成水垫。

在热波向液体深层运动时，由于热波温度远高于水的沸点，因而热波会使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽就要穿过油层向液面逃去，在向上移动过程中形成油包气的气泡，即油的一部分形成了含有大量蒸汽气泡的泡沫。这样必然使液体体积膨胀，向外溢出；同时部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨胀力抛出罐外，使液面猛烈沸腾起来，就象"跑锅"一样，这种现象叫沸溢。

一、燃烧形式和液体火灾2、喷溅随着燃烧的进行，热波的温度逐渐升高，热波向下传递的速度也越快，当热波达到水垫时，水垫的水大量蒸发，蒸汽体积迅速膨胀，以至把水垫上面的液体层抛向空中，向罐外喷射，这种现象叫喷溅。

油罐火灾在出现喷溅前，通常会出现油面蠕动，涌涨现象；火焰增大、发亮，变白；出现油沫2-4次；烟色由浓变淡；发生剧烈的"嘶、嘶……"声。金属油罐会发生罐壁颤抖，伴有强烈的噪声（液面剧烈沸腾和金属罐壁变形所引起的），烟雾减少，火焰更加发亮，火舌尺寸更大，火舌形似火箭。

当油罐火灾发生喷溅时，能把燃油抛出70-120米。不仅使火灾猛烈发展，而且严重威胁扑救人员的生命安全，应及时组织撤退，以减少人员伤亡。

二、可燃液体分类系指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体,但不包括由于其危险特性列入其它类别的液体。其闭杯试验闪点等于或低于61℃。按闪点分为三类：

低闪点液体(liquidsinlowflashpointgroup)

指闭杯试验闪点低于－18℃的液体。

中闪点液体(liquidsinintermediateflashpointgroup)

指闭杯试验闪点在－18℃至＜23℃的液体。

高闪点液体(liquidsinhighflashpointgroup)

指闭杯试验闪点在23℃至61℃的液体。我国《建筑设计防火规范》中将能够燃烧的液体分成甲类液体、乙类液体、丙类液体三类。甲、乙、丙类液体按闭杯闪点划分。甲类液体(闪点＜28℃)有：二硫化碳、氰化氢、汽油、石油醚等乙类液体(28℃≤闪点＜60℃)有：正壬烷、正癸烷、二乙苯、煤油、松节油、芥籽油、松香水等丙类液体(闪点≥60℃)有：正十二烷、正十四烷、二联苯、亚麻仁油等了解闪点对防火工作的意义很大。液体的闪点越低，火灾危险性越大。根据物质的闪点可以区别各种可燃液体的火灾危险性。因此，人们把闪点作为决定液体火灾危险性大小的重要依据。目前，按照我国的划分标准：闪点在28摄氏度以下的为一级易燃液体：闪点在28摄氏度～45摄氏度的为二级易燃液体；闪点在45摄氏～120摄氏度的一级为可燃液体。闪点在120摄氏度以上的为二级可燃液体。常见的易燃液体有汽油、苯、乙醇、丙酮、甲醛、乙醚、甲胺、乙腈、香蕉水、二甲苯、二硫化碳等。这些物品用途广，但极易发生火灾事故，一旦着火，燃烧猛烈，延烧时间长，会造成严重后果。

三、易燃和可燃液体的燃爆危险性易燃液体之所以危险，主要具有以下特性：

1．易燃性。闪点低，比重小，挥发性较大，着火能量小。

2．易爆性。爆炸是瞬间发生的。易燃液体挥发出来的蒸气与空气混合，浓度达到一定程度时，遇明火往往发生爆炸，人们猝不及防，破坏性很大。

3．流动扩散性。如有渗漏，会很快向四周扩散，扩大其表面积，加快蒸发速度，提高在空气中的蒸气浓度，增加了燃烧爆炸的危险性。

4．带电性。醚类、酮类、酯类、芳香烃、石油及其产品、二硫化碳等大部分易燃和可燃液体都是电介质，具有荷电能力。在灌注、输送、喷流过程中能产生静电。

5．受热膨胀性。易燃液体的热膨胀系数比水大得多，受热易膨胀，蒸气压力增高。当液体贮存在密闭的容器里时，有可能会造成密封容器鼓胀，甚至爆裂。6．忌氧化剂和酸。易燃液体与氧化剂或酸类接触，容易发生剧烈反应以致引起燃烧爆炸。7．毒害性。易燃和可燃液体，大多有一定的毒性，有的毒性较大。四、可燃液体的爆炸极限可燃液体的爆炸极限有两种表示方法：

(1)可燃蒸气的爆炸浓度极限。有上、下限之分，以体积分数表示。

(2)液体的爆炸温度极限。也有上、下限之分，以“℃”表示。这是因为可燃蒸气的浓度是在液体一定的温度下形成的。因此，爆炸温度极限就体现着一定的爆炸浓度极限，两者之间有相应的关系，例如酒精的爆炸温度极限为11～40℃，与此相对应的爆炸浓度极限为3.3%～18%。液体的温度可随时方便地测出，比起通过取样和化验分析来测定蒸气浓度的方法，要简便得多。已知甲苯的爆炸浓度极限为1.27%~7.75%，试求标准大气压下甲苯的温度爆炸极限。P134

方法：1）先求甲苯的饱和蒸汽压Pz；2）内插法求与Pz对应的温度即爆炸极限。例4：五、评价液体燃爆危险性的技术参数

评价生产与生活中广泛使用的各种可燃液体火灾爆炸危险性，主要依据以下技术参数：(1)闪点(2)饱和蒸气压(3)沸点(4)相对密度(5)流动扩散性(6)带电能力(7)分子量(8)受热膨胀性(1)闪点闪点：是划分可燃液体危险等级的主要依据。

1)液体的闪点越低，则表示越易起火燃烧，因为在常温甚至在冬季低温只要遇到明火就能发生闪燃，所以具有较大的火灾爆炸危险性。

2)液体的闪点随其浓度而变化，例如乙醇水溶液中的乙醇含量为80%、40%、20%和5%时，其闪点分别为19℃、26.75℃、36.75℃、62℃。含量为3%时没有闪燃现象。3)两种液体混合物的闪点，一般是位于原来两液体的闪点之间，并且低于这两种可燃液体闪点的平均值。例如车用汽油的闪点为-36℃，照明用煤油的闪点为40℃，如果将汽油和煤油按1：1的比例混合，那么混合物的闪点应低于(-36+40)/2=2℃。

4)在易燃的溶剂中掺入四氯化碳，其闪点即提高，加入量达到一定数值后，则不能闪燃。例如在甲醇中加入41%的四氯化碳，即不会发生闪燃现象，这在安全上可以利用。利用饱和蒸汽压求闪点1）利用爆炸浓度极限求闪点。

例52）多尔恩顿公式求闪点。3）布里诺夫公式求闪点。n—燃烧1mol液体所需氧原子数β—燃烧1mol液体所需氧分子数D0—扩散系数A—仪器常数(2)饱和蒸气压饱和蒸气压：在单位时间内从液体蒸发出来的分子数，等于回到液体里的分子数的蒸气称饱和蒸气。在密闭容器中，液体都能蒸发成饱和蒸气。饱和蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压力，简称蒸气压力。

1)液体的蒸气压力越大，则蒸发速度越快，闪点越低，所以火灾危险性越大。

2)蒸气压力随着液体温度而变化的，即随着温度的升高而增加，超过沸点时的蒸气压力，能导致容器爆裂，造成火灾蔓延。根据液体蒸汽压，可求其在空气中的浓度C。与爆炸极限比较可判断是否具有爆炸危险p133例在标准大气压下：例1例2(3)沸点沸点:液体沸腾时的温度，亦即蒸气压等于大气压力时的温度。

1)沸点低的液体，蒸发速度快，闪点低，因而容易与空气形成爆炸性混合物。所以，液体的沸点越低，其火灾和爆炸危险性越大。

2)易燃液体在常温下，其蒸气与空气能形成爆炸性混合物。(4)相对密度(4)相对密度

1)液体的相对密度大多数小于1。相对密度越小，蒸发速度越快，闪点也越低，因而其火灾爆炸的危险性越大。

2)可燃蒸气的相对密度是以其克分子量和空气克分子量之比。大多数可燃蒸气都比空气重，能沿地面漂浮，遇着火源能发生火灾和爆炸。

3)可燃液体大多数是不溶于水的，但醇类、醛类、酮类能溶解于水。

4)相对密度小且不溶于水的液体着火时，不能用水直接扑救。比水轻且不溶于水的液体(如二硫化碳)可储存于水中，既能安全防火，又经济方便。(5)流动扩散性

1)流动性强的液体着火时，会促使火势的蔓延和扩大燃烧面积。

2)液体流动性的强弱与其黏度有关，黏度以“厘泊”表示，黏度越低，则液体的流动扩散性越强，反之就越差。

3)液体的黏度与自燃点有这样的关系，黏稠液体的自燃点比较低，不黏稠液体的自燃点比较高，例如，重质油料沥青是黏稠液体，其自燃点为280℃;苯是不黏稠透明液体，自燃点为580℃。黏稠液体的自燃点比较低是由于其分子间隔小，蓄热条件好的原因。(6)带电能力

1)大部分液体是高电阻率的电介质(电阻率在10～15Ω·cm)，具有带电能力，如醚类、酮类、酯类、芳香类、石油及其产品等。

2)有带电能力的液体在灌注、运输和流动过程中，都有因摩擦产生静电放电而发生火灾的危险。

3)醇类、醛类和羧类不是电解质，电阻率低，一般都没有带电能力，其静电火灾危险性小。(7)分子量

1)同一类有机化合物中，一般是分子量越小，沸点越低，闪点也越低，所以火灾爆炸危险性也越大。

2)分子量大的液体，其自燃点较低，易受热自燃。(8)受热膨胀性

1)热胀冷缩是一般物质的共性。可燃液体贮存于密闭容器中，由于体积的膨胀，蒸气压也会随之增大，有可能造成容器的鼓胀，甚至引起爆炸事故。

2)可燃液体受热后的体积膨胀值，可用下式计算：

V1=V0(1+βt)式中V1、V0——液体t℃和0℃时的体积(L);

t——液体受热后的温度(℃);

β——体积膨胀系数，即温度升高1℃时，单位体积的增量。六、易燃和可燃液体火灾的应急处理措施

易燃液体品种繁多，有化工原料、燃油、有机溶剂、添料、粘合剂等。易燃液体一般都比重小、沸点低、易燃、易挥发和易流动扩散。易燃液体挥发的蒸气与空气中氧混合达一定比例遇明火就会产生爆炸。易燃液体的火灾发展迅猛，常伴随爆炸，难以扑救。扑救易燃液体火灾有如下规律：对比水轻又不溶于水的烃基化合物如燃油、醚类、苯和苯系物的火灾可用干粉，火势初起可用二氧化碳扑救，但不可用水，否则会扩大火灾。对不溶于水比重又大于水的，如二硫化碳等可用水扑救，因水能覆盖在这类物质之上将火熄灭。能溶于水的易燃物如甲醇、丙酮等发生火灾时可用雾状水、化学泡沫、干粉，也可用1301、1211等卤代烷系列灭火剂扑救。3.3

可燃固体

一、固体燃烧过程和分类二、评价固体火灾危险性的主要技术参数

三、粉尘爆炸

一、可燃固体的分类指燃点低，对热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃，燃烧迅速，并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的物质。我国《建筑设计防火规范》中将能够燃烧的固体分成甲、乙、丙、丁四类，比照危险货物的分类方法，可将甲类、乙类固体划入易燃固体，丙类固体划入可燃固体，丁类固体划归入难燃固体。甲类固体(燃点与自燃点低，易燃，燃烧速度快，燃烧产物毒性大)有：红磷等；乙类固体(燃烧性能比甲类固体差，燃烧产物毒性也稍小)有：安全火柴、硫磺、镁粉等；丙类固体(燃点＞300℃的高熔点固体及燃点＜300℃的天然纤维，燃烧性能比甲、乙类固体差)有：石蜡、沥青、木材、木炭、煤

丁类固体(在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化、有自熄性)有：沥青混凝土、经防火处理的木材及纤维织物、水泥刨花板、酚醛塑料、聚氯乙烯塑料、脲甲醛塑料、三聚氰胺塑料等。

分类易燃固体多为化工原料及其制品，一般以燃点的高低作为燃烧危险程度的分级依据。凡燃点较低，遇火、受热、摩擦、撞击或与氧化剂接触能着火的固体物质统称为易燃固体。这类物质主要是一些化工原料及其制品，往往具有不同程度的毒性、腐蚀性、爆炸性等。可燃固体按燃点的高低、易燃性的大小等，分为两类。

1．一级易燃固体：属于这一级的易燃固体燃点低，易燃烧或爆炸，燃烧速度快，并能放出有毒气体。如红磷（赤磷）、五硫化磷、硝化纤维素（硝化棉、胶棉）、二硝基化合物（二硝基甲苯）等。

2．二级易燃固体：如硫磺、金属粉末（镁粉、铝粉）、硝化棉制品（如硝化纤维漆布、赛璐珞板等）、萘及其衍生物，如萘、甲基萘等。它们容易升华，其表面蒸气浓度较大，易着火。它们的燃烧性虽不如一级易燃固体好，但也容易燃烧，燃烧时也会放出有毒气体。二、影响可燃固体火灾危险性的因素影响可燃固体物质火灾危险性的主要理化性质有：

1．燃点。通常以燃点300摄氏度作为划分易燃固体和可燃固体的界线。燃点越低越易着火，火灾危险性就大，因为它们在能量较小的热源或撞击、摩擦的作用，能很快受热达到燃点。

2．熔点。绝大部分可燃物质的燃烧都是在蒸气和气体状态下进行的；许多低熔点的固体还能发生闪燃，其闪点大都在100摄氏度以下，故熔点越低，火灾危险性越大。

3．自燃点。有些固体物质的自燃点比可燃液体或气体的自燃点要低，一般在180摄氏度～350摄氏度之间，当它们接触热源达到一定的温度时，即使没有明火作用也能自燃。自燃点低的物质其受热自燃的危险性越大，具有较大危险性。还有许多可燃固体的粉尘在空气中浮游，可形成爆炸性混合物。

4．单位体积的表面积。同样的物质，其单位体积的表面积越大，氧化面积就越大，蓄热能力越强，越易引起燃烧，燃烧的速度也越快，火灾危险性就大。若可燃固体的粉末，飞扬悬浮在空气中，其浓度达到爆炸极限时就有爆炸危险。

5．受热分解速度。低温下受热分解速度较快的物质，由于分解时温度会自行升高以至达到自燃点，其火灾危险性越大。可燃固体燃烧的四点规律

1．一般可燃固体没有火源不会燃烧；

2．温度低于自燃温度时不会自动燃烧。

3．燃烧速度与氧含量成正比；

4．空气中的氧含量低于临界值时不会燃烧。可燃固体燃点越低，分散程度越大，危险性越大，尤其是粉状的易燃物与空气中的氧混合达到一定比例遇明火会产生爆炸。易燃固体燃烧迅猛，扑救困难，为此易燃固体存放要注意适量，一个库房存量不要过多，与相邻库房要有一定安全距离，特别是存放酸性物质的库房不允许混存易燃固体。发生火灾时可用雾状水、砂土、二氧化碳或干粉灭火剂灭火。三、可燃固体着火的应急措施四、粉尘爆炸1.分类：①金属：AL,Mg

②煤③粮食：面粉④合成材料：塑料，染料⑤饲料：鱼粉⑥农副产品：烟草，麻尘⑦林产品：纸，木粉等2、粉尘的性质

（1）粉尘的粒度。粉尘粒度是指粉尘颗粒大小的尺度。一般来说，尘粒越小，对人的

危害越大。

（2）粉尘的分散度。粉尘的分散度是指粉尘整体组成中各种粒级的尘粒所占的百分比。粉尘组成中，小于5um的尘粒所占的百分数越大，对人的危害越大。

（3）粉尘的浓度。粉尘的浓度是指单位体积空气中所含浮尘的数量。粉尘浓度越高，对人体危害越大。

（4）粉尘的吸附性。粉尘的吸附能力与粉尘颗粒的表面积有密切关系，分散度越大，表面积也越大，其吸附能力也增强。主要指标有吸湿性、吸毒性。

（5）粉尘的表面积。取决于粉尘的粒度。

（6）煤尘的燃烧和爆炸性。煤尘在空气中达到一定的浓度时，在外界明火的引燃下能发生燃烧和爆炸。（7）粉尘中游离二氧化硅的含量。粉尘中游离二氧化硅的含量是危害人体的决定因素，含量越高，危害越大。游离二氧化硅是引起矽肺病的主要因素。3.粉尘爆炸机理及特点1）粉尘爆炸的过程：⑴粉尘粒子受热作用，温度上升⑵粉尘表面受热挥发出可燃性气体⑶产生的可燃气体遇空气混合形成爆炸性混合气体⑷遇火源发生爆炸粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象，它也需要可燃物、助燃物和点火源三个条件：1）粉尘本身是可燃粉尘。2）粉尘必须悬浮在助燃气体（如空气中）3）并混合达到粉尘的浓度爆炸极限。4）有足以引起粉尘爆炸的点火源。粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量，只要外界的能量超过最小点火能量（多数在10mJ－100mJ）或温度超过其自燃点（多数在400℃－500℃），就会爆炸。（1）可燃粉尘飞扬悬浮于空中与空气混合，浓度到爆炸极限，遇火源才会炸。（2）爆炸极限通常以下限表示。例如：Al40g/m3,麻尘16.8g/m3，糖粉L上13500g/m3。（3）连续爆炸（二次爆炸）（4）不完全燃烧（5）点火能量大2）可燃粉尘爆炸的特点：⑹有毒气体（塑料等）。影响可燃粉尘爆炸危险性的因素：

d粉，L下，o2,燃气。