防火防爆知识

防火防爆知识二、燃烧条件

燃烧必须具备三个条件：有可燃物质存在(固体燃料如煤，液体燃料如汽油，气体燃料如甲烷)；有助燃物质的存在，通常的助燃物质有空气、氢、氯、氧等；有导致燃烧的能源，即点火源，如撞击、摩擦、明火、高温表面、发热自燃、绝热压缩、电火花、光和射线等。可燃物质、助燃物质和点火源也称为燃烧的三要素。三者只有同时存在，相互作用燃烧才有可能发生，缺少其中任一要素，燃烧都不能发生。燃烧的三要素只是燃烧的必要条件。要使燃烧能持续发生和蔓延，还必须达到另外两个条件。

(1)可燃物质和助燃物质达到一定的数量和浓度。对于一般可燃物质，空气中氧的浓度小于14％时，通常不会发生燃烧。甲烷在空气中的浓度小于1．4％或是空气中的氧浓度小于12％时，甲烷中国石化北京燕山分公司第2页,共102页，2024年2月25日，星期天都不会燃烧。对于固体物质，通常用氧指数来评价其可燃性。氧指数又称临界氧浓度(COC)，或极限氧浓度(LOC)。

(2)点火源必须具备一定的强度。电焊火花的温度可达1200℃，能点燃可燃气体与空气的混合物、易燃液体和油面纱等，但却不能点燃木材、煤炭等，这说明了可燃物质不同，需要的引燃火源的强度也不同。引起一定浓度可燃物质燃烧的最小能量称为该物质的最小点火能量。如点火源的能量小于该物质的最小点火能量，就不能引燃该物质。最小点火能量是衡量可燃气体、蒸气或粉尘燃烧爆炸的主要危险参数。

可燃物质、助燃物质和点火源必须同时存在、相互作用燃烧才有可能发生的基本理论，是防火技术的根本依据。一切防火技术措施都包括两个方面，一是防止燃烧必要条件的同时存在，二是避免其相互作用。中国石化北京燕山分公司第3页,共102页，2024年2月25日，星期天三、燃烧过程

可燃物质的聚集状态不同，其受热后所发生的燃烧过程也不同。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。

由可燃物质燃烧过程可以看出，可燃气体最容易燃烧，其燃烧所需要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和液态产物，其气态和液态产物的蒸气进行氧化分解着火燃烧。中国石化北京燕山分公司第4页,共102页，2024年2月25日，星期天如木材在火源作用下，在110℃以下只放出水分，130~C开始分解，到150℃变色。在150～200℃时分解，其产物主要是水和二氧化碳，不能燃烧。在200℃以上分解出一氧化碳、氢和碳氢化合物，故木材的燃烧实际是从此时开始的。到300℃时分解出的气体产物最多，因此燃烧也最激烈。各种物质的燃烧过程如图3—1所示。从中可知，任何可燃物的燃烧必须经过氧化、分解和燃烧等过程。中国石化北京燕山分公司第5页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第6页,共102页，2024年2月25日，星期天四、燃烧形式

一般来讲，可燃性气体、液体或固体在助燃性气体中燃烧时，总是采取下列几种形式中的某一种。

(1)气体的扩散燃烧。如同氢气、酒精蒸汽可燃性气体一边从管口流至空气中，一边燃烧那样，两种气体因为互相扩散而混合，进入燃烧范围的部分便形成局部的剧烈反应带(火焰)并继续燃烧。此时的火焰叫做扩散焰，这种燃烧形式的燃烧速度不决定于反应的本身，还决定于气体的扩散速度，因此比较缓慢。

(2)液体的蒸发燃烧。像在醚、苯等易燃性气体的燃烧中所看到的那样，由于液体的蒸发而在液面上生成的蒸汽和空气因扩散而混合，进入燃烧组成范围的部分就形成火焰而燃烧。因此，在各种液体中达到固有的闪点以上的温度，就会发生这种形式的燃烧。此时一旦发火，由于所产生的火焰的温度引起液体表面的加热而中国石化北京燕山分公司第7页,共102页，2024年2月25日，星期天促进其蒸发，因此其结果使燃烧持续到液体全部蒸发为止。即使像萘、硫这样常温下的固体，因加热而升华，或者熔融而蒸发时也同样会进行蒸发燃烧。

(3)固体的分解燃烧。纸、木材、煤等固体可燃物或像脂肪油那样分子量较大的液体可燃物燃烧时，都伴随着这些物质的热分解，例如把木材在空气中加热时，首先失去水分而干燥，随后产生热分解，放出可燃性气体，它被点着就会产生火焰，如果一旦着火，由于生成火焰的温度会促进木材的热分解使燃烧持续下去。

(4)固体的表面燃烧。像上述木材燃烧那样，热分解的结果产生炭化作用，在固体表面上生成的无定型碳与空气接触的部分着火，产生所谓“炭火”，燃烧就会持续下去，这种形式的燃烧特点是固体直接参与燃烧，不形成火焰，箔状和粉状的高熔点金属的燃烧也属此类。中国石化北京燕山分公司第8页,共102页，2024年2月25日，星期天(5)非均相燃烧。可燃物质和氧化剂处于不同相态而非单一相态的燃烧。与均相燃烧相比，其机理复杂得多。当发生非均相燃烧时，可燃物质分子与氧化剂分子的接触必须依靠不同相之间的扩散作用。其燃烧速度在很大程度上取决于物理扩散速度，且受传热情况的影响较明显。所有固体、液体可燃物在空气中的燃烧都属非均相燃烧，即使是气体在空气中燃烧，也会因分解生成炭粒(烟粒)而形成异相火焰，其中炭粒的燃烧仍属非均相燃烧。非均相燃烧及其引起的事故广泛存在于一般工业生产过程之中。

(6)扩散燃烧。指混合扩散因素起着控制作用的燃烧。扩散燃烧的主要特点：

①可燃物与空气分别送入燃烧室，边混合、边燃烧；

②可燃物与空气中的氧进行化学反应所需时间与通过混合扩散形成可燃混合气所需时间相比少到可以忽略不计的程度；中国石化北京燕山分公司第9页,共102页，2024年2月25日，星期天③燃烧时产生的火焰较长，且多呈红黄色。此时，燃料燃烧所需的时间主要取决于与混合扩散有关的因素，包括气流速度、流动状况(层流或湍流)、气流流经的物体形状和大小等。炭粒、油滴或液体燃料自由液面的燃烧均属于扩散燃烧的范畴。

(7)气体泄漏燃烧。气体泄露燃烧指可燃性气体或液化气体从生产、使用、贮存、运输等装置、设备、管线中泄漏引起的燃烧。可燃气体泄漏到环境中，是爆炸引起燃烧还是燃烧中导致爆炸，由泄漏与点火的先后顺序及燃烧中装置状态决定。如果气体在泄漏的同时被点燃，将会在泄漏处燃烧；如果泄漏到空气中达一定量与空气形成爆炸性混合系之后才遇到火源，将首先发生爆炸，泄漏部位在爆炸之后持续燃烧。气体如果被点燃，在一般情况下不会引起爆炸；但是如果火焰熄灭，而气体继续泄漏并分布在一定空间再次遇到火源或者系统气体突然大量泄漏时将会导致爆炸。中国石化北京燕山分公司第10页,共102页，2024年2月25日，星期天泄漏燃烧有两种情况：气体泄漏速度大于或等于气体燃烧速度，则会喷射燃烧；泄漏速度小于燃烧速度，则会回火以致系统内爆炸。

(8)绝热燃烧。绝热燃烧指燃烧形成的火焰未把热量传递给外界环境或周围其他物体的燃烧。因不存在传热、散热损失，故可燃物在绝热燃烧过程中所释出的燃烧生成热可全部用于加热燃烧产物本身，使之温度升达一般燃烧所无法达到的温度，在工程上有利于燃料的完全燃烧，使燃烧效率显著提高，而且还为燃烧生成热的充分利用创造了良好的热力学条件。绝热发动机之所以具有很高热经济性，其根本原因就在于基本上实现了绝热燃烧。为了使实际燃烧过程能大致接近绝热燃烧，要求燃烧室和其他耐热部件都必须采用耐热性能好、热导率小、膨胀系数低的高强度优质材料制造。事故状态下的绝热燃烧往往会导致爆炸。而由燃烧引中国石化北京燕山分公司第11页,共102页，2024年2月25日，星期天起的爆炸现象均可视为绝热燃烧过程。

燃烧的形式虽然多种多样，但并不是有害的。只要是在人的设计控制之中发生燃烧反应，就可以为生产、生活提供热能或转化为动力，为生产生活服务。因此，应该深入认识各种燃烧形式，加以控制利用。

五、燃烧种类

1．闪燃与闪点

当火焰或炽热物体接近易燃或可燃液体时，液面上的蒸气与空气混合物会发生瞬间火苗或闪光，此种现象称为闪燃。由于闪燃是在瞬间发生的，新的易燃或可燃液体的蒸气来不及补充，其与空气的混合浓度还不足以构成持续燃烧的条件，故闪燃瞬间即熄灭。中国石化北京燕山分公司第12页,共102页，2024年2月25日，星期天闪点是指易燃液体表面挥发出的蒸气足以引起闪燃时的最低温度。闪点与物质的饱和蒸气压有关，物质的饱和蒸气压越大，其闪点越低。如果易燃液体温度高于它的闪点，则随时都有触及火源而被点燃的危险。闪点是衡量可燃液体危险性的一个重要参数。可燃液体的闪点越低，其火灾危险性越大。

2．自燃与自燃点

自燃是可燃物质自发着火的现象。可燃物质在没有外界火源的直接作用下，常温中自行发热，或由于物质内部的物理(如辐射、吸附等)、化学(如分解、化合)、生物(如细菌的腐败作用)反应过程所提供的热量聚积起来，使其达到自燃温度，从而发生自行燃烧。中国石化北京燕山分公司第13页,共102页，2024年2月25日，星期天可燃物质在没有外界火花或火焰的直接作用下能自行燃烧的最低温度称为该物质的自燃点。自燃点是衡量可燃性物质火灾危险性的又一个重要参数，可燃物的自燃点越低，越易引起自燃，其火灾危险性越大。

一般说来，液体密度越小，闪点越低，而自燃点越高；液体密度越大，闪点越高，而自燃点越低。例如汽油、煤油、轻柴油、重柴油、蜡油、渣油、其闪点逐渐升高，但自燃点逐渐降低，如表3—1和表3—2所示。中国石化北京燕山分公司第14页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第15页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第16页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第17页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第18页,共102页，2024年2月25日，星期天中国石化北京燕山分公司第19页,共102页，2024年2月25日，星期天3.点燃与着火点

点燃亦称强制着火。即可燃物质与明火直接接触引起燃烧，在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。物质被点燃后，先是局部(与明火接触处)被强烈加热，首先达到引燃温度，产生火焰，该局部燃烧产生的热量，足以把邻近部分加热到引燃温度，燃烧就得以蔓延开去。

在空气充足的条件下，可燃物质的蒸气与空气的混合物与火焰接触而能使燃烧持续5秒钟以上的最低温度，称为燃点或着火点。对于闪点较低的液体来讲，其燃点只比闪点高1～5℃，而且闪点越低，二者的差别越小。通常闪点较高的液体的燃点比其闪点约高5～30℃，闪点在100℃以上的可燃液体的燃点要高出其闪点30℃以上，控制可燃液体的温度在其着火点以下，是预防发生火灾的主要措施。

中国石化北京燕山分公司第20页,共102页，2024年2月25日，星期天第二节爆炸及其特性

一、爆炸的概念

爆炸是指一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程，在此过程中，系统的内在势能转变为机械功及光和热的辐射等。爆炸做功的根本原因，在于系统爆炸瞬间形成的高温、高压气体或蒸气的骤然膨胀。爆炸的一个最重要的特征是爆炸点周围介质中发生急剧的压力突变，而这种压力突跃变化是产生爆炸破坏作用的直接原因。

二、爆炸的分类

1．按爆炸形成的原因

(1)物理爆炸。由物理变化、物理过程引起的爆炸称为物理爆炸。物理爆炸的能量主要来自于压缩能、相变能、运动能、流体能、热能和电能等。气体的非化学过程的过压爆炸、液相的气化爆炸、中国石化北京燕山分公司第21页,共102页，2024年2月25日，星期天液化气体和过热液体的爆炸、溶解热、稀释热、吸附热，外来热引起的超压爆炸、流体运动引起的爆炸、过流爆炸以及放电区引起的空气爆炸等都属于物理爆炸。

(2)化学爆炸。物质发生高速放热化学反应，产生大量气体，并急剧膨胀做功而形成的爆炸现象称为化学爆炸。化学爆炸的能量主要来自于化学反应能。化学爆炸变化的过程和能力取决于反应的放热性、反应的快速性和生成的气体产物。

2．按照爆炸时发生的化学变化

(1)简单分解爆炸。发生简单分解爆炸的爆炸性物质，爆炸时所需要的能量是由爆炸物本身分解产生的，爆炸时并不一定伴随着燃烧现象。属于这类物质的有叠氮铅、雷汞、雷银、三氯化氮、三碘化氮、三硫化三氮、乙炔银、乙炔铜等，这类物质非常危险，受到轻微震动就会发生爆炸。中国石化北京燕山分公司第22页,共102页，2024年2月25日，星期天(2)复分解爆炸。这类爆炸物质需要在外界强度较大的激发能源作用下，发生高速的放热反应并形成强烈压缩状态的气体作为引起爆炸的高温高压气体源。复分解爆炸伴有燃烧现象，燃烧所需要的氧由爆炸物质本身的分解产生，爆炸后可把附近的可燃物点燃，往往引起大面积的火灾。

(3)气体混合物的爆炸。可燃气体、蒸汽或粉尘与空气或氧气形成的混合物发生的爆炸都属于此类爆炸。爆炸性混合物的爆炸需要一定的条件，可燃气体与空气或氧气的混合物要达到爆炸的极限范围，并具有一定的激发能量，才能发生爆炸。

3．按照引起爆炸的相中国石化北京燕山分公司第23页,共102页，2024年2月25日，星期天(1)气相爆炸。包括可燃气体混合物的爆炸，单一气体的热分解爆炸，压缩气体压力超高引起的过压爆炸，液体被喷成雾状剧烈燃烧引起的雾滴爆炸，飞扬、悬浮与空气中的可燃粉尘引起的粉尘爆炸等。

(2)液相爆炸。包括聚合爆炸、蒸气爆炸和不同危险液体混合引起的爆炸。如液化气体钢瓶、贮罐破裂后引起的蒸气爆炸，锅炉的爆炸，硝酸和油脂、高锰酸钾和浓硝酸、无水顺丁二烯二酸和烧碱等氧化性和还原性物质混合后引起的爆炸等。

(3)固相爆炸。包括爆炸性物质的爆炸，固态物质混合、混熔引起的爆炸，电流过流引起的电爆炸等。

4．按照爆炸的速度

(1)轻爆：爆炸传播速度为每秒数十厘米至数米的过程。

(2)爆炸：爆炸传播速度为每秒10m至数百米的过程。中国石化北京燕山分公司第24页,共102页，2024年2月25日，星期天(3)爆轰：指传播速度为每秒1000m至数千米以上的爆炸过程。

三、爆炸极限及其影响因素

1．爆炸极限

可燃气体、蒸气与空气的混合物，遇到火源后并不是在所有的浓度范围内都发生爆炸，而是有一个浓度范围，当可燃气体混合物的浓度高于某一浓度或低于某一浓度时，都不会发生爆炸。可燃气体、蒸气与空气或氧气的混合物遇火源能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。爆炸上限与下限之间的范围，称为爆炸极限范围。

2．影响爆炸极限的因素

(1)初始温度。可燃气体混合物的初始温度越高，根据活化能理论，参加反应的分子的活性就越大，反应的速度就越快，反应时间缩短，放热速率增快，使爆炸下限降低，上限增高，爆炸极限范围增大，增加了火灾危险性。中国石化北京燕山分公司第25页,共102页，2024年2月25日，星期天(2)初始压力。压力对可燃气体混合物的爆炸极限有明显的影响。压力增大，一是可以降低气体混合物的自燃点，二是在高压下分子问距缩小，更易发生反应，加快了反应速度，因此爆炸上限明显增高，爆炸范围增大。在已知的可燃气体中，只有一氧化碳的爆炸极限范围随着压力的增大而减小。压力降低，爆炸极限范围会缩小，当压力降至一定数值时，爆炸的上限和下限可重合，气体混合物不会爆炸，此时的最低压力为临界压力。根据可燃物的临界压力，对于燃烧爆炸危险性特别大的物质的生产，采用密闭容器内的负压条件下进行，对安全就是有利的。

(3)含氧量。当可燃气体的浓度为下限时，此时爆炸性混合物的体系内的氧含量是过量的，可燃物的浓度少，因此再增加体系的氧含量，对其爆炸下限影响不大；但当可燃气体的浓度在其上限时，爆炸性混合体系内的可燃气体的浓度充足，氧含量明显不中国石化北京燕山分公司第26页,共102页，2024年2月25日，星期天足，此时增加体系内的氧含量，满足了体系爆炸对充足氧气的要求，因此使体系的爆炸上限明显增大，爆炸范围扩大。所以可燃气体混合物中含氧量增加，对爆炸下限的影响不大，爆炸上限显著增大。

(4)惰性气体含量。氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦、四氯化碳等惰性气体加入到爆炸性混合物中，就会使其爆炸范围缩小，惰性气体的浓度达到一定的数值时，可使混合物不发生爆炸。这是由于惰性气体加入到混合体系后，一是使可燃物分子与氧分子分离，在它们之间形成不燃的障碍层；二是惰性气体分子与活化中心作用，使链锁反应中断，降低了反应速度；三是加入的惰性分子吸收了已反应气体分子放出的热量，阻止了火焰向未反应分子的蔓延。惰性气体浓度的加大，对爆炸上限的影响更为显著。因为惰性气体浓度的加大，使体系中的氧含量更加不足，使爆炸上限明显下降。

中国石化北京燕山分公司第27页,共102页，2024年2月25日，星期天

水等杂质对气体反应的影响也很大。无水、干燥的氯气没有氧化性能；干燥的空气不能完全氧化钠、磷；干燥的氢、氧混合物在1000℃也不会自行爆炸；痕量水就会加速臭氧、氯氧化物等物质的分解；少量的硫化氢就会大大降低水煤气与空气混合物的燃点并增加其爆炸危险性。

(5)容器的材质与大小。容器的材质和大小对气体混合物的爆炸极限均有影响，容器尺寸很小时影响更大，这主要是容器的器壁效应的原因。当气体分子在容器中进行链式反应时，随着管道直径的减小，自由基与管壁碰撞消失的几率增大，与反应分子碰撞的几率减小，降低了反应的速度，当管道尺寸减小到一定程度时，自由基与其壁碰撞消失的几率大于新自由基的生成，使反应中国石化北京燕山分公司第28页,共102页，2024年2月25日，星期天不能再进行下去，火焰不能蔓延，燃烧停止。实验表明，容器管道的直径越小，其内可燃气体混合物的爆炸极限范围越小，当直径小到一定尺寸时，火焰便不能通过。火焰不能蔓延的最大通道尺寸，称为消焰距离。

(6)点火能量。点火源能量强度高，热表面积大，与混合物接触的时间长，都会使可燃气体混合物的爆炸极限范围扩大，增加其爆炸危险性。能引起一定浓度可燃物燃烧或爆炸所需要的最小能量，称为可燃物的最小点火能量，或最小引燃能量。点火源的能量小于可燃物的最小点火能量，可燃物就不能着火爆炸。对于摩擦撞击火花、静电火花等，其释放能量是否大于可燃物的最小点火能量，是判断其是否能成为点火源引发火灾爆炸事故的一个重要条件。中国石化北京燕山分公司第29页,共102页，2024年2月25日，星期天四、各种爆炸过程及其特性

1．分解爆炸

在热作用下，爆炸性物质、热敏感性物质、某些单一气体以及化合物可能在极短的时间内发生分解爆炸。

爆炸性物质，例如含碳、氢、氧、氮类的炸药等爆炸性物质，当受热气相分解时，就会发生C—N键、N—N键、O～N键的断裂。热分解是由分子中最不稳定的那部分键断开，生成分子碎片、自由基和气体分解产物。凡是热分解过程出现高热，产生大量气体且具有很快的速度时都可能引起爆炸。气体物质在分解过程中产生高热，就会引起分解爆炸，例如乙炔、乙烯、环氧乙烷、丙炔、臭氧等。

乙炔分解爆炸反应

C2H2—，2C(固)+H2△H一一226．7kJ／tool

中国石化北京燕山分公司第30页,共102页，2024年2月25日，星期天

乙炔分解爆炸时，终压为初压的11倍左右。压力升高，乙炔易发生分解爆炸，乙炔发生分解爆炸的临界压力为0．137MPa(表压)。

2．爆炸性混合物的爆炸

在化工生产过程中，发生的爆炸事故大多是爆炸性气体混合物的爆炸。可燃气体或蒸气与空气或氧气混合物的浓度达到爆炸极限范围，遇火源发生的爆炸称为爆炸性混合物爆炸。可燃性气体或蒸气从工艺装置、设备管线、阀门等泄漏出来，或者是空气进入可燃气体存在的设备管线内，遇到火源即可发生爆炸事故。可燃液体、液化气体从储罐、设备管道内泄漏、喷出后形成的蒸气，比空气轻的漂浮于上方，比空气重的滞留于地面、低洼阴井处，并可随风漂移与空气形成爆炸性混合物，遇到火源即可发生爆炸。中国石化北京燕山分公司第31页,共102页，2024年2月25日，星期天爆炸性混合物点火以后，即有活化自由基生成并成为活化作用中心，热及链锁反应都向外传播，与邻近的一层爆炸性混合物发生反应，这一层起反应的混合物作为作用中心又引起另一层混合物反应，随着反应的不断加快，就在火焰阵面前形成了压缩波，反应的进一步加速产生了更强的压缩波，使后面的压缩波超过前面的压缩波，导致压缩波的迭加形成冲击波。在自由的空间内，火焰以层层同心球面的形式传播蔓延。火焰的速度，在距着火点0.5～1m处是固定的，每秒数米或数十米。此后，逐渐加速到每秒数百米或数千米。当火焰的传播速度达到每秒1000m以上的时候，就形成了爆轰。火焰在传播的过程中如遇障碍物，气体温度的上升、压力的急剧增加就会造成极大的破坏作用。爆轰和爆炸的区别在于爆轰的传播速度是恒定的，爆炸的传播速度不恒定，是可变的，爆炸是不稳定的爆轰。中国石化北京燕山分公司第32页,共102页，2024年2月25日，星期天不仅是气体混合物能发生爆轰现象，臭氧、一氧化二氮、乙烯、乙炔等在高压下也有可能发生爆轰。混合气体的爆轰只发生在一定的浓度范围内，这一浓度范围称为爆轰范围，它小于气体混合物的爆炸范围。’

由于爆炸性气体混合物从点火到形成爆轰有一段发展过程，在自由空间内，一般不会形成爆轰。在密闭的小直径容器或管道中，爆轰的形成在常压非扰动的初始条件下，与管道或容器的长径比有关。巨大容器有小的长径比，但不能认为不会发生爆轰。由于目前在理论上和试验中对爆轰的认识有限，因此，在工业生产中预防爆轰的措施大体有两条：一是从工艺上消除爆炸性气体混合物的存在；二是避免有爆炸性气体混合物的长距离管线存在。中国石化北京燕山分公司第33页,共102页，2024年2月25日，星期天

可燃气体、蒸气与空气混合物的爆炸同可燃气体、蒸气的燃烧相比，区别在于：一是传播速度不同。这是燃烧与爆炸、爆轰的之间最本质的区别，爆炸速度取决于化学反应的速度，是在瞬间完成的，速度非常快；而燃烧的速度决定分子扩散的速度，比较缓慢。二是燃烧波内没有压力的变化，而爆轰波内的压力发生了突跃变化，压力可高达十万个大气压；三是燃烧能量的传播靠的是热传导、热辐射等，而爆炸或爆轰能量的传播主要是借助于冲击波的压缩冲击作用进行的。

3．雾滴爆炸

可燃性液体雾滴与助燃性气体形成爆炸性混合系引起的爆炸为喷雾爆炸。控制条件下的油雾按燃料气化性能与油滴尺寸大小，可能有以下3种方式：中国石化北京燕山分公司第34页,共102页，2024年2月25日，星期天①当燃料易于气化、油滴直径小于10～30µm且环境温度较高时，燃料基本上按气相预混可燃混合物的方式进行燃烧；

②当燃料气化性能较差、油滴直径又较大时，燃烧按边气化边燃烧的方式，各油滴之间的火焰传播将连成一片；

③当油滴直径大于10µm且空气供应比较充足时，在各滴周围形成各自的火焰前锋，整个燃烧区由许多小火焰组成。化工生产过程化工装置中液相或含液混合系由于装备破裂、密封失效、喷射、排空、泄压等过程都会形成可燃性混合雾滴，液体雾化、热液闪蒸、气体骤冷等过程也可以形成液相分散雾滴。喷雾爆炸需要比气体混合系爆炸更大的引燃能量，较小的雾滴只需要较小的引燃能量。

4．粉尘爆炸中国石化北京燕山分公司第35页,共102页，2024年2月25日，星期天(1)粉尘与分散体系。分散体系即一种物质以极小的颗粒(分散相)分散在另一种物质(分散介质)中所组成的体系。分散体系可以是均相的(单相)，也可以是非均相的(多相)。

粉尘是固体分散在气相中的一种分散体系，它的粒子直径较大，属粗分散体系。

凡是遇火源能发生燃烧或爆炸的粉尘，叫作可燃粉尘。

(2)粉尘的分散度(粒度)。任何粉尘，都是由大大小小的粒子组成的，不同的粉尘，粒度不同。一般说来，组成粉尘粒子的粒度越小，粉尘的分散度越大。

对于同样粒度的粉尘，其分散度不是固定的。它因外界条件(如空气温度、空气扰动速度等)不同而异。粉尘的分散度，在空间中不同高度处也不同。一般说，在地面附近的分散度最小，距地面越高，粉尘的分散度越大。

中国石化北京燕山分公司第36页,共102页，2024年2月25日，星期天粉尘的分散度对其火灾危险性有影响。分散度大的粉尘，其表面积大，化学活性强，因而火灾危险性大。

(3)粉尘的表面积。粉尘的表面积，主要取决于粉尘的粒度。同一体积的物体，粒度越小，表面积越大。

(4)粉尘的吸附性和活性。任何物质的表面都能把其他物质吸向自己，这种现象叫作(表面)吸附作用。

由于粉尘的粒度小，表面积大，因此它的表面吸附作用也大。如果粉尘本身具有化学活性(由构成粉尘的物质本身决定)，可以想象在粉尘表面将会发生化学反应，粉尘化学活性越高，粒度越小，反应越剧烈。

固体的燃烧是在固体与空气接触表面进行的。若其他条件相同，燃烧反应速度就取决于固体与空气接触表面积的大小。因此，由于粉尘的表面积较大，燃烧反应速度必然增大。很多金属，如铝、中国石化北京燕山分公司第37页,共102页，2024年2月25日，星期天镁、锌，在块状时不能燃烧；而呈粉状时，就能燃烧；若悬浮于空

气中，则可能爆炸。

(5)粉尘的自燃点。就同一种粉尘而言，粒度越小，自燃点越低；而且，堆积粉尘(一般以5mm厚度测试)的自燃点比悬浮粉尘的自燃点低。

(6)粉尘的动力稳定性。粒子始终保持分散状态而不向下沉积的稳定性称为动力稳定性，这是粒子同时受到重力作用和扩散作用相抗衡的结果。粒子受到的重力作用和扩散作用都与粒子大小有关，所以粒子大小是分散体系动力稳定性的决定性因素。分散体系的分散度不同，其动力稳定性也不同，分散度越大，动力稳定性越大。

粉尘与空气混合可以形成爆炸}昆合系。粉尘由于密度不同，在空中国石化北京燕山分公司第38页,共102页，2024年2月25日，星期天气中悬浮的条件也不同。粉尘爆炸是由于粉尘在助燃性气体中被点燃，其粒子表面快速气化(燃烧)的结果。粉尘爆炸的历程：

①粒子表面受热后表面温度上升被热解；

②粒子表面的分子发生热分解或干馏，产生气体在粒子周围；

③气体混合物被点燃产生火焰并传播；

④火焰产生的热量进一步促进粉尘分解，继续放出气体，燃烧持续下去。

粉尘爆炸不同于可燃气体混合系的爆炸，具有某些特殊性质：

(1)粉尘爆炸往往不是发生在一个均匀的气相混合系，这一点和可燃气体混合系不同。一旦被点燃爆炸，由于爆炸冲击波的作用，使散落、沉积的粉尘形成新的混合系，使爆炸可能持续下去，因此粉尘爆炸往往不是一次完成的。中国石化北京燕山分公司第39页,共102页，2024年2月25日，星期天(2)引燃后燃烧热以辐射热的形式进行传递。燃烧速度及爆炸压力虽比气体爆炸小，但是持续时间长，产生的能量大，所以破坏力及烧毁程度也大。粉尘爆炸时首先在局部空间形成一个爆压，紧接着可能形成火焰，火焰初始速度大约为2～3m／s，因燃烧粉尘的膨胀，继而压力上升，其速度以加速度增加。

粉尘爆炸所产生的压力是随着粉尘浓度的变化而变化的。影响粉尘爆炸压力的因素很多，如粉尘的化学成分、颗粒大小和温度、热源的温度、爆炸空间的容积等。

(3)爆炸粒子一面燃烧一面飞散，受其作用的可燃物产生局部严重炭化，特别是碰到人体，燃烧的炽热颗粒或碳化物会造成严重的烧伤。

(4)粉尘爆炸总是在缺氧的状态下发生，因此爆炸过程往往伴随有一氧化碳的中毒。中国石化北京燕山分公司第40页,共102页，2024年2月25日，星期天(5)由于粉尘的沉积性、堆积性的特点，粉尘着火时要避免采用气流喷射式的灭火设施，否则粉尘在扑火气流的作用下飞散悬浮会形成新的混合系。

(6)粉尘与空气的接触面积由于粒径、形状以及密度的不同差异很大，几乎不可能得到一定浓度条件下的爆炸极限值，即使在下限浓度，也可能产生不完全燃烧。

第三节防火防爆技术

一、火灾爆炸危险物的控制

1．根据物质的危险特性进行控制

首先在工艺上进行控制，以火灾爆炸危险性小的物质代替危险性大的物质；其次根据物质的理化性质，采取不同的防火防爆措施。

中国石化北京燕山分公司第41页,共102页，2024年2月25日，星期天对本身具有自燃能力的物质，遇空气能自燃，遇水能燃烧、爆炸的物质，应分别采取隔绝空气、防水防潮或采取通风、散热、降温等措施，防止发生燃烧或爆炸。

两种相互接触能引起燃烧爆炸的物质不能混存，更不准相互接触；遇酸碱能分解、燃烧、爆炸的物质要严禁与酸碱接触，对机械作用比较敏感的物质要轻拿轻放。

对易燃、可燃气体或蒸气要根据它们对空气的比重采用相应的排空方法和防火防爆措施。密度轻于空气的可燃气体可直接向高空排放，而相对密度重的丙烷(密度为1．51)，就要采用火炬的方式排空。对可燃液体，要根据物质的沸点、饱和蒸气压考虑设备的耐压强度、储存温度、保温降温措施，根据它们的闪点、爆炸范围，扩散性采取相应的防火防爆措施。中国石化北京燕山分公司第42页,共102页，2024年2月25日，星期天对于不稳定的物质，在贮存中应添加稳定剂。异戊二烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈等有聚合放热自燃爆炸的危险，储存中要加入对苯二酚、苯醌等作为阻聚剂。对受到阳光作用能生成具有爆炸性过氧化物的某些液体，必须存放在金属桶内或暗色的玻璃瓶中。

物质的带电性能，直接关系到在生产、储运过程中是否能产生静电危险，对能产生静电的物质要采取防静电措施。

2．防止可燃物外溢泄漏

密闭设备系统是防止可燃气体、蒸气、粉尘与空气形成爆炸性混合物的最有力措施之一。对于有压设备，更需要保持其密闭性，防止可燃气体、蒸气、粉尘溢出到空气中。负压操作可有效地防止系统中的爆炸性气体、有毒气体向系统外的逸散，但在负压条件下，要防止系统的密闭性差，导致空气吸入到系统内。特中国石化北京燕山分公司第43页,共102页，2024年2月25日，星期天别是在打开阀门时，外界空气通过缝隙进入负压系统，达到气体混合物的爆炸极限而导致爆炸。为了保证设备的密闭性，应注意以下几点安全要求：

(1)有燃烧爆炸危险的设备管道，少用法兰连接，尽量使用焊接。必须使用法兰连接的。应根据压力的要求，选用不同的法兰。密封垫圈的选用要符合温度、压力、介质的要求，一般工艺采用石棉橡胶垫圈；高温高压、腐蚀性介质的工艺，采用聚四氟乙烯塑料垫圈。

(2)输送可燃气体、液体的管道应采用无缝钢管，盛装腐蚀性介质的容器底部尽量不装设阀门，腐蚀性液体应从顶部抽吸排出。

(3)接触高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾、漂白粉等氧化剂的生产传动装置要严加密封，定期更换润滑油，防止粉尘进入变速箱中与润滑油混触引起火灾。中国石化北京燕山分公司第44页,共102页，2024年2月25日，星期天(4)对正压和负压的设备系统，要严格控制压力，防止超压。在定期检维修时，要做气密性检验和耐压强度实验。在设备运行过程中，可用皂液、pH试纸或其他方法检查密闭情况。

实际生产过程中发生的可燃物泄漏，包括正常运转中的泄漏，停水、电、气等异常情况下的泄漏，以及检维修开停车时引起的泄漏。按泄漏时的压力情况可分为高压喷出、常压流出和真空吸入。造成可燃物泄漏的原因很多，而预防泄漏的关键则是防止误操作，加强设备的维修保养，严禁超量、超温、超压。防止设备管道的泄漏，必须在设备管道的运行过程中做好各种安全检查，定期检维修，并制定好制止突然泄漏的应急措施。对危险大的装置，应设置远距离遥控断路阀，以备装置异常时立即和其他装置隔离。为防止误操作，重要的阀门应采取两级控制，并采取挂标志、加锁等措施。各种管线应涂不同颜色，不同管线上的阀门相中国石化北京燕山分公司第45页,共102页，2024年2月25日，星期天隔一定的距离。

3．惰性气体保护

化工生产中常用的惰性气体有氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等没有燃爆危险的气体，使用最为广泛的是氮气。惰性气体作为保护性气体可以阻止形成燃烧爆炸系统，常在以下几个方面使用：

①压碎、研磨、筛分、混合易燃固体物质及粉状物料输送时，用惰性气体作覆盖保护；

②在可燃气体或蒸气的物料系统中，充入惰性气体，使系统保持正压，防止形成爆炸性混合物；

③利用惰性气体进行正压输送易燃液体或高温物料；

④对能产生火花的电气、仪表采用充氮正压保护；

⑤对易燃易爆系统进行动火检维修时，用惰性气体吹扫，置换出系统中的可燃气体和蒸气；

中国石化北京燕山分公司第46页,共102页，2024年2月25日，星期天⑥有火灾爆炸危险的设备、贮槽、管线等与惰性气体管路相连，当发生危险时，可用惰性气体覆盖，进行保护和灭火。

惰性气体在危险生产场所中应用很广，输送惰性气体的管路往往与多种危险物质生产系统相连通，因此必须采取措施防止危险物料窜入惰性气体系统。若易燃易爆或具有腐蚀性的介质窜入惰性气体系统，不但起不到保护作用，反而能产生很大的危险。

4．通风置换

在有火灾爆炸危险的场所内，尽管采取很多措施使设备密闭，但总会有部分可燃气体、蒸气或粉尘泄漏出来。采用通风置换、除尘可以降低场所内可燃物的含量，是防止形成爆炸性混合物的一个重要措施。

用于通风措施的空气，如果空气中含有易燃易爆危险气体，不应循环使用。排风设备和送风设备应独立设置通风室，与易燃易中国石化北京燕山分公司第47页,共102页，2024年2月25日，星期天爆气体、粉尘隔绝，温度超过80℃的空气或其他气体的排风设备，应用非燃烧材料制成。有燃烧爆炸危险的粉尘排风系统，应采用不产生火花的除尘设备。当粉尘与水接触能生成爆炸性气体时，不应采用湿式除尘系统，通风管道不宜穿过防火墙，以免发生火灾时，火势顺管道通过防火墙而扩散蔓延。

5．安全监测及联锁

(1)信号报警。在化工生产中，出现危险状态时，信号报警装置可以警告操作人员并使其采取措施，消除事故隐患。通常发出的报警信号有声、光、颜色等形式，而报警装置一般都和测量仪表相联系，当有关测量参数超过控制指标时，该装置就会发出相应的报警信号。保险装置在信号装置发出危险信号时，能自动采取措施消除不正常状态或扑救危险状况。例如，气体燃烧炉当燃料压力降得太低时，便会熄火。此时可燃气仍继续流出，并扩散到中国石化北京燕山分公司第48页,共102页，2024年2月25日，星期天整个炉内，重新点火时就有可能发生爆炸。为防止这种事故，可在输气管上安装保险装置。当炉火熄灭时，自动切断气源。又如当可燃物发生局部燃烧时，信号系统把测出的信号传至保险装置，扑灭已点燃的小火，避免造成灾害。

(2)安全联锁。安全联锁是利用机械或电气控制依次接通各仪器或设备，并使之彼此发生联系，若不符合规定的程序，则仪器和设备便不能启动、运转或停车，以达到安全生产的目的。在化工生产中，联锁装置常被用于如下一些情况：

①同时或依次开启两种物料的阀门；

②在反应的一定程度需要用惰性气体保护时；

③打开设备前应预先解除压力或降温时；

④当两种或多种部件、设备、机器由于误操作而容易引发事故时；中国石化北京燕山分公司第49页,共102页，2024年2月25日，星期天⑤当工艺控制参数达到某一危险值，立即启动紧急处理装置时；

⑥危险部位或区域禁止无关人员入内时。

例如：酸和水的混合操作中，必须先往设备中注水后再注入硫酸，否则将会飞溅灼伤工人，为此可将注水阀和注酸阀进行联锁，这样可以防止疏忽颠倒操作顺序。

(3)火灾爆炸监测装置。火灾爆炸监测装置主要是指火灾监测仪和爆炸监测仪。

火灾监测仪，是发现火灾苗头的设备，它能测出火灾初期陆续出现的火灾信息。主要有感温式、感烟式、感光式、感气式等多种类型。利用以上各种探测组装成的火灾报警器、报警网、自动灭火系统。中国石化北京燕山分公司第50页,共102页，2024年2月25日，星期天爆炸监测仪，主要是指在生产和使用爆炸性气体的场所使用的监控爆炸性气体的泄漏和其在空气中的含量的监测仪。在易泄漏可燃气体或蒸气的部位，设置固定式可燃气体报警器，以随时监测泄漏情况。

二、点火源的控制

1．明火

明火包括加热用火、检维修用火、高架火炬、吸烟及机动车辆的排气管火星等。根据化工系统火灾爆炸重大事故的统计，明火引发的事故占50％以上，因此，严格控制管理好明火，对防火防爆十分重要。

生产用明火加热炉应集中布置在厂区的边缘，位于有易燃物料设备全年最小频率风向的下风侧，与露天布置的液化烃设备和甲类生产厂房的防火间距不小于15m。加热炉的燃料室与设备应分中国石化北京燕山分公司第51页,共102页，2024年2月25日，星期天开或隔离，加热炉的钢支架应覆盖耐火极限不小于1.5h的耐火层，烧燃料气的加热炉应设长明灯和火焰监测器。为防止烟筒飞火，炉膛内的燃烧要充分，烟筒要有足够的高度并安装熄火器。对熬炼设备要经常检查，防止烟道窜火和熬锅破漏。熬锅内物料不能过满，以防溢出并要严格控制加热温度。

使用气焊、电焊、喷灯进行安装和维修时，必须办理动火证，在采取了防护措施，确保安全后方能动火。在对生产、盛装易燃物料的设备、管道进行动火作业时，要严格执行隔离、置换、清洗、动火分析等规定，使用惰性气体进行吹扫置换并经气体分析合格后方可动火。化工企业动火前半小时的合格分析的标准：

①爆炸下限小于4％的可燃气体、蒸气，其含量不超过O．2％；

中国石化北京燕山分公司第52页,共102页，2024年2月25日，星期天②爆炸下限大于或等于4％的可燃气、蒸气，其含量不超过O．5％；

③混合气体则以爆炸下限最低的为合格标准；

④氧气设备的氧含量不超过22％。

当需要动火的系统与其他设备连通时，应将相连接的管道拆下断开或加堵金属盲板隔绝，防止易燃的物料进入检维修系统，在动火时发生燃烧或爆炸。金属盲板除保持严密不漏气外，还应能承受一的压力。

在积存有可燃气体或蒸气的管沟、深坑、下水道内及其附近区域，没有消除危险前，不能进行动火作业。电焊线破残应及时更换或修理，不能利用与有燃烧爆炸危险的生产设备相连接的金属件连接电焊地线，以防在电路接触不良的地方产生高温或电火花。在有爆炸危险的场所使用喷灯，应按动火制度将周围可燃物清理干净。中国石化北京燕山分公司第53页,共102页，2024年2月25日，星期天高架火炬应布置在生产区全年最小频率风向的上风侧，与相邻居住区、工厂的防火间距不小于120m，与厂区内的装置、储罐、设施不小于90m。火炬的顶部应有可靠的点火设施和防止下“火雨”的措施。严禁排入火炬的可燃气体携带可燃液体，火炬周围的30m范围内，禁止可燃气体放空。装置内火炬的高度应使火焰的辐射热不致影响到人身和设备的安全。

香烟的燃烧温度，在吸着时为650～800℃，点燃放下时为450～500℃。为防止吸烟引发火灾爆炸事故，化工企业禁止吸烟。可采取的措施包括设立明显的禁烟标志，建立严格的吸烟制度，生产区域内严禁吸烟；在使用易燃液体的场所，在大量易燃液体、挥发性物质存在的场所，严禁带入火柴、打火机和香烟等。中国石化北京燕山分公司第54页,共102页，2024年2月25日，星期天

汽车、拖拉机等机动车辆的排气管喷火，也能引起可燃物料的燃烧爆炸。为防止各种车辆排气管喷火引起火灾，进入厂区或生产区域的车辆，必须在排气管上安装火星熄灭器。

2．摩擦和撞击

机器上转动部分的摩擦，铁器的互相撞击或铁器工具打击混凝土地面等，都有可能产生高温火花，这种火花可以认为是撞击或摩擦下来的高温固体颗粒。如果火花微粒的直径是0.1mm，根据测试其携带的热量是1.76mJ；如果火花微粒的直径是1mm，其带有的热能就是176mJ。火花带有的能量超过了大多数可燃气体、蒸气、粉尘的最小点火能量，因此摩擦与撞击往往成为火灾爆炸的起因，在易燃易爆的场所，要避免发生摩擦和撞击，防止发生火灾爆炸的危险。中国石化北京燕山分公司第55页,共102页，2024年2月25日，星期天

机器上的轴承缺油、润滑不均时，会因摩擦而发热，引起附着的可燃物着火。因此对设备的轴承待传动部位要经常检查及时加油，保持良好润滑，并及时清除附着的可燃污垢。

易燃易爆场所内，避免使用铁器工具，应采用铍青铜合金制作的安全工具。具有燃烧、爆炸危险的生产厂房内，禁止穿带钉子的鞋，地面应使用不发生火花的材料铺设。

装运盛装易燃易爆危险品的金属容器时，不要拖拉、抛掷、震动，防止互相撞击产生火花。倾倒或抽取可燃液体时，用铜锡合金或铝皮等不发火的材料将容易摩擦撞击的部位覆盖起来。中国石化北京燕山分公司第56页,共102页，2024年2月25日，星期天为了防止钢铁零件随物料带入设备内发生撞击起火，可在粉碎机、搅拌机、混合机等设备上安装磁力离析器，吸出、剔出钢铁零件。在破碎、研磨特别危险物质(如碳化钙)的加工过程中，采用惰性气体保护。，

3．高温表面

危险化学品生产的加热、干燥装置，高温物料输送管线，高压蒸汽管路及某些反应设备的金属表面等，其表面温度都比较高，能成为燃烧爆炸的点火源。为防止发生事故，采取的主要措施是采用绝热材料对热表面进行保温隔热处理，防止易燃物料与高温设备、管道表面相接触。高温表面上的污垢和物料要经常清除，不准在高温管道或设备上搭晒衣物。中国石化北京燕山分公司第57页,共102页，2024年2月25日，星期天4．自燃发热

某些易燃易爆物质具有自燃发热的特性。如硝化棉、赛璐珞、黄磷及一些含油物质等。硝化棉、赛璐珞的自燃一般发生在高温潮湿的条件下，因此它们应存放在通风阴凉干燥处。黄磷应存放在水中与空气隔绝，防止发生自燃。油布、油纸应放入铁桶内，放置在安全地方，并应及时清理，以防自燃。

5．电气、静电火花

电火花是引起可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合物燃烧爆炸的重要着火源。在具有爆炸、火灾的危险场所，如果电气设备不符合防爆规程的要求，则电气设备所产生的火花、电弧和危险温度就可能导致火灾爆炸事故的发生。静电火花也可引起可燃性气体、蒸气及可燃性粉尘的燃烧或爆炸。在化工生产中，物料泄漏喷出、中国石化北京燕山分公司第58页,共102页，2024年2月25日，星期天摩擦搅拌，液体以及粉体物料的输送均可因产生静电而导致火灾爆炸事故的发生。

三、限制火灾爆炸的蔓延扩散

限制火灾爆炸蔓延扩散是防止已发生的火灾爆炸扩展到其他邻近部位，是防灾的一条重要措施。这项措施必须从建厂设计开始时就要认真考虑。

1．阻火装置

阻火装置是为了防止外部火焰或火星进入有燃烧爆炸危险的设备、管道、容器，或阻止火焰在设备和管道之问扩展，防止火灾爆炸发生。常用的阻火装置主要包括阻火器、回火防止器、安全液封及火星熄灭器等。

中国石化北京燕山分公司第59页,共102页，2024年2月25日，星期天(1)阻火器。在容易引起燃烧爆炸的高热设备、燃烧室、高温氧化炉、高温反应器上，输送可燃气体、易燃液体蒸气的管线之间，以及易燃液体、可燃气体的容器、设备、管道的排气管末端，常用阻火器阻火。其阻火原理是根据火焰在管中蔓延的速度随着管径的减小而降低，同时随着管径的减小，热损失的增大，导致火焰熄灭。阻火器有金属网、波纹金属片、砾石等多种形式。

(2)回火防止器。回火防止器是在气焊或气割作业时，防止火焰进入容器并阻止火焰在管路中蔓延的阻火装置。它的作用原理和阻火器相同。回火阻火器通常安装在乙炔发生器、乙炔瓶、乙炔管道上。乙炔站要安装容量大的集中式回火阻止器，操作岗位通常配置容量小的岗位回火阻火器，只供一把焊枪或气割枪使用。中国石化北京燕山分公司第60页,共102页，2024年2月25日，星期天(3)单向阀。单向阀也称止逆阀、止回阀，仅允许液体向一定的方向流动，遇有回流时即自动关闭，可防止高压窜入低压，引起管道、容器和设备的爆裂；也可作为可燃气体管线上的防止回火的安全装置，如液化石油气瓶上的调压阀就是单向阀的一种。生产中常用单向阀的有升降式、摇板式、球式单向阀等。如果水、水蒸气、空气、氮气等辅助管线与可燃气体、液体的设备、管线相连接，为防止在不正常条件下出现的倒流造成事故，在辅助管线上也应设置单向阀。气体压缩机、油泵等，在停电、停汽和不正常条件下可能出现倒流造成事故，应在压缩机和油泵出口管线上设置单向阀。在高、低压系统之间，为防止高压窜入低压造成事故，在低压系统上要设置单向吲。中国石化北京燕山分公司第61页,共102页，2024年2月25日，星期天(4)安全液封。安全液封用于低压系统的阻火，一般装在气体管线与生产设备之间，或设置在污水管道之间，有敞开式和封闭式两种。液封阻火的基本原理是由于有液体封在进出气管之间，在液封两侧的任何一侧着火，火焰都将在液封处被熄灭，从而阻止火势蔓延。在化工、石化企业，在有可燃气体、易燃液体蒸汽或污油的污水管网上常设置水封井，水封井内的水封高度不得小于240mm水柱。安全水封的使用过程中要注意检查水位，冬季要

防止结冻。

2．阻火设施

阻火设施，是指把火灾限定在一定范围内，阻断火势蔓延的安全构件或设施。常用的阻火设施有防火门、防火墙、防火堤、事故存油罐、防火集流坑等几种。中国石化北京燕山分公司第62页,共102页，2024年2月25日，星期天4．隔离

对火灾、爆炸危险性大的装置，采取分区隔离和远距离操作等措施，一旦发生火灾爆炸可大大减少灾害带来的损失。

总体设计时，应合理安排工厂布局，装置与装置、装置与库区以及生活区之间要留出足够的安全距离。

各生产工序之间，也要按照危险程度采取适当的隔离措施。对个别危险程度大的设备可以采用隔离操作和设置防爆墙等措施，将操作人员和生产设备隔离，以保护人员和其他设施。

爆炸危险特别突出的装置应远距离隔离，将其设置在单独的特殊构造的建筑物内，操作人员通过各种仪表远距离操纵。这样，即使发生爆炸也不至于给工作人员和其他生产装置带来危害。中国石化北京燕山分公司第63页,共102页，2024年2月25日，星期天

四、工艺参数的安全控制

温度是化工生产中的主要控制参数之一。不同的化学反应都有其最适宜的反应温度，正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗有重要意义，而且也是防火防爆所必须的。温度过高，能引起剧烈的反应而发生冲料或爆炸，也可能引起反应物的分解着火；温度过低，有时会造成反应减慢或停滞，而一旦反应温度恢复正常时，往往会由于未反应的物料过多而发生剧烈反应甚至爆炸。同时，温度过高还会使降温设施发生故障，液化气体和低沸点介质气化，发生超压爆炸；而温度过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物泄漏发生火灾和爆炸。

为了严格控制温度，应当采取合理措施。中国石化北京燕山分公司第64页,共102页，2024年2月25日，星期天(1)移走反应热。化学反应过程一般都伴有热效应，对放热反应，为了使放出的热量及时传出，防止超温，既要控制传热介质的温度，又要保持适当的传热速度。移走反应热量的常用方法有夹套冷却法、内蛇管冷却法、夹套内蛇管兼用冷却法等。

(2)防止搅拌中断。在化学反应过程中，搅拌可以加速热量的传导，使物料进行均匀的}昆合反应。如果搅拌中断，能导致散热不良或局部反应剧烈而发生危险。例如，苯与浓硫酸进行磺化反应时，物料加入后若迟开搅拌，会造成物料分层，搅拌开动后反应剧烈，冷却系统来不及将大量的反应热移走，导致热量积聚、温度升高，未反应完的苯受热气化，造成管线超压爆裂。为此，加料前必须开动搅拌，防止物料积存。因此生产过程中，对能引发火灾爆炸事故的生产设施，为防止停电、机械故障等引起的搅拌中断，可采取双路供电、增设人工搅拌装置等措施防止搅拌中断。中国石化北京燕山分公司第65页,共102页，2024年2月25日，星期天(3)正确选用传热介质。生产中常用的传热介质有热水、水蒸气、甘油、矿物油、联苯醚、熔盐、汞和熔融金属、烟道气等。正确选择载热体对加热过程的安全也很重要。在选择载热体时，要考虑使用的温度范围和传热速率，避免使用与反应物料性质相抵触的物质作为传热介质。环氧乙烷很容易与水发生剧烈反应，甚至极微量的水分渗到液体环氧乙烷中，也容易引起自聚发热导致发生爆炸。因此对这类物料冷却或加热时，不能选择水或水蒸气作为传热介质，而应选择液体石蜡作为传热介质。同样，在常压下加热裂解、蒸馏易燃、可燃液体时，不能用明火加热而应采用水蒸气加热。中国石化北京燕山分公司第66页,共102页，2024年2月25日，星期天

在正确选择了传热介质之后，还要注意防止传热壁面的结疤。传热壁面结疤不仅影响传热效率，更危险的是物料局部过热分解引起爆炸事故，这种情况易发生在用火直接加热的设备和管道上。硝基苯甲醚的生产。加热分离中间产物时，物料易在蛇管上结疤，并能引起分解爆炸。为了防止结疤引发事故，除了定期清洗除垢、测量壁厚外，最好不用加热方式而用加酸、加盐或吸附等方式分离。

2．投料控制

(1)控制投料速度。对于放热反应，投料速度不能超过设备的传热能力，否则会引起温度急剧升高，并引发副反应或引起物料的分解、突沸而冲料着火、爆炸。如果投料速度突然减小，能引发两种情况：一是加料量太少，使温度计接触不到液面而导致误判中国石化北京燕山分公司第67页,共102页，2024年2月25日，星期天断，造成事故；二是导致物料温度降低，反应物不能完全反应而积累下来，若此时采取了不适当的升温措施，会使积聚物同时参与反应，温度和压力突然升高而造成事故。

(2)控制投料配比。反应物料的配比关系要严格控制，反应物料的浓度、含量、流量、重量等影响配比的因素都要准确地进行分析和计量。

对连续化程度较高，危险性较大的生产，尤其要注意投料的配比。例如环氧乙烷生产中乙烯和氧的混合反应，硝酸生产中氨和空气的氧化反应，丙烯腈生产中丙烯、氨、空气的氧化反应等，其投料配比临近爆炸下限，反应温度接近或超过其自燃点，一旦比例失调，就能引发爆炸火灾事故。特别是在开停车过程中，反应物的浓度在发生变化，开车时催化剂活性较低，容易造成反应中国石化北京燕山分公司第68页,共102页，2024年2月25日，星期天器出口氧浓度过高而引发事故。为了保证安全，应尽量减少开停车次数，经常分析核对气体含量，并设置联锁装置，控制好原料的投料配比。

催化剂对化学反应速度的影响很大，如果配比失误，催化剂过量，就可能发生危险。可燃或易燃物与氧化剂的反应，要严格控制氧化剂的投料量和投料速度。在某一比例下能形成爆炸性混合物的生产过程，其物料配比应严格控制在爆炸极限范围以外。如工艺条件允许，可添加水、水蒸气或惰性气体进行稀释保护。

(3)控制投料顺序。化工生产中，按照规定的顺序进行投料既是工艺的需要，也是安全的要求。氯化氢的合成，必须先加氢后加氯，三氯化磷的生产是先加磷后加氯，否则就有燃爆危险。又如，用2，4一二氯酚、对硝基氯苯加碱生产除草醚时，三种原料必须同时加入反应罐。如只加2，4一二氯酚和碱，就会生成二氯中国石化北京燕山分公司第69页,共102页，2024年2月25日，星期天酚钠盐，在240℃下能分解爆炸；若只加硝基氯苯和碱，则反应后生成对硝基氯酚钠盐，在2()O℃下也能分解爆炸。为了防止顺序颠倒，应将进料阀门进行互相联锁。

(4)控制原料纯度和副反应。有许多化学反应，往往由于反应物料中含有危险性杂质而造成副反应或过反应，以致造成燃烧或爆炸事故。因此，对生产原料、中问产品及成品应有严格的质量检验，以保证其纯度和含量。

例如：以乙炔和氯化氢为原料生产聚氯乙烯过程中，氯化氢中游离氯一般不允许超过0.005％。因为过量游离氯与乙炔反应会生成四氯乙烷而立即爆炸，同样，乙炔生产中要求电石中含磷不超过0．08％，因为电石中的磷是以磷化钙的形式存在的，它遇水后生成磷化氢，遇空气即燃烧，可导致乙炔与空气混合气体的爆炸。中国石化北京燕山分公司第70页,共102页，2024年2月25日，星期天反应原料中的少量有害成分未清除干净，在生产的初始阶段可能没有太大的影响。但随着物料的不断循环，就会越积越多，最终导致事故的发生。所以在生产过程中，可以采用定期排空或其他处理办法来防止爆炸性气体的积累。在高压法合成甲醇的生产中，在甲醇分离器之后的气体管道上设置放空管，通过控制放空量来保证系统中甲烷和氯气的含量在13％～15％的范围内。

有时有害杂质来源于未清除干净的设备。所以对此类设备一定要清除干净，符合要求后才能投料生产。

3．紧急情况下的停车处理

生产中若发生停电、停汽、停水等紧急情况时，生产装置就必须进行紧急停车处理。此时从生产调度控制到原料、气源、蒸汽、冷却水等都存在一个平衡的问题，而这种平衡必须能保证生产装置的安全。理想的情况是企业有一套完整可靠的自动测控系统，当发生中国石化北京燕山分公司第71页,共102页，2024年2月25日，星期天停电、停汽、停水等紧急情况时，能将生产系统各部位的参数变化迅速测出，指挥控制系统在电、汽、水不足的情况下，切断某些部位的供应，对重点保护装置或部位继续保持高比例的供给或控制某些装置停车。

在生产装置的自动化程度不高的情况下，就要靠现场操作人员的手动调节和控制，这就要求进行事故演练，提高应对突发事故的本领，调度人员要正确果断指挥，操作人员具有判断排除故障的能力。

(1)停电。为防止因突然停电而发生事故，关键生产装置或设备一般都采用双电源联锁自控装置。如因电路发生故障，装置全部停电时，要及时汇报和联系，查明原因，要特别注意重点设备的温度、压力的变化，保持必要的物料畅通。某些设备的手动搅拌、中国石化北京燕山分公司第72页,共102页，2024年2月25日，星期天紧急排空等安全装置要专人看管。如发现因停电造成冷却水系统停车时，要及时将放热反应中的物料进行妥善处理，避免超温超压事故。

(2)停水。局部停水可视情况减量或维持生产，如果大面积停水，则应立即停止生产进料，注意反应温度、压力的变化，如压力超过正常值，视具体情况采取放空降压措施。

(3)停汽。停汽后，加热设备温度下降，汽动设备停运，应防止一些在常温下呈固态而操作温度下为液态的物料凝结堵塞管道。另外，应及时关闭物料连通的阀门，防止物料倒流至蒸汽系统。

(4)停风。当停风时，所有以气为动力的仪表、阀门都不能动作，此时必须立即改为手动操作。有些充气防爆型电气设备和仪表也处于不安全状态，必须加强厂房内通风换气，以防止可燃气体进入电器和仪表内。中国石化北京燕山分公司第73页,共102页，2024年2月25日，星期天

第四节火灾与爆炸性火灾的扑救措施

一、灭火的基本原理

根据物质燃烧的原理，燃烧必须同时具备三个条件：有可燃物质存在；有助燃物质存在；有能导致燃烧的能源即点火源的存在。对已经燃烧的过程，若消除其中任何一个条件，燃烧便会终止，这就是灭火的基本原理，可采用下列方法消除燃烧的基本条件。

1．冷却灭火法

冷却灭火法是根据可燃物质发生燃烧时必须达到一定温度这个条件，将灭火剂直接喷洒在燃烧的物体上，使可燃物的温度降低到燃点以下，从而使燃烧停止。

在火场上，除了用冷却的方法直接扑灭火灾外，还经常用水冷却尚未燃烧的可燃物和建筑物、构筑物，以防止可燃物燃烧或建筑物、构筑物变形损坏，防止火势扩大。中国石化北京燕山分公司第74页,共102页，2024年2月25日，星期天2．隔离灭火法

隔离灭火法是根据发生燃烧必须具备可燃物这一条件，将燃烧物与附近的可燃物隔离或疏散开，使燃烧停止。

采用隔离灭火法的具体措施很多，例如将火源附近的可燃物和助燃物移出燃烧区；关闭阀门，阻止可燃物(气体或液体)流入燃烧区；排除生产设备及容器内可燃物；阻拦流散的易燃、可燃液体或扩散的可燃气体；排除与火源相连的易燃建筑物；造成阻止火焰蔓延的空间地带。

3．窒息灭火法

窒息灭火法是根据可燃物需要足够的助燃物质(如氧气)这一条件，采取阻止助燃气体(如空气)进入燃烧区的措施；或用惰性气体降低燃烧区的氧气含量，使燃烧物因缺乏助燃物而熄灭。中国石化北京燕山分公司第75页,共102页，2024年2月25日，星期天

在火场上可以使用石棉布、湿棉被、湿帆布等不燃或难燃材料覆盖燃烧物或封闭孑L洞；用水蒸气、二氧化碳、氮气等惰性气体充入燃烧区内；利用建筑物上原有的门、窗以及生产设备上的部件，封闭燃烧区，阻止新鲜空气进入。此外，在无法采用其他扑救办法而条件又允许的情况下(如燃烧物质不是遇水燃烧物)，可以采用用水淹没的方法进行扑救。

采用窒息法灭火时应当注意，只有当燃烧区内无氧化剂存在，且燃烧部位较小，容易堵塞封闭时才能使用此法。在用惰性气体灭火时，一定要保证通入燃烧区内的惰性气体量充足以迅速降低空气中的氧含量。

采用窒息法灭火时，必须在确认火已经熄灭后，方可打开覆盖物或封闭的门、窗、孔、洞等，严防因过早打开封闭系统，使新鲜空气进入，造成复燃或爆炸。中国石化北京燕山分公司第76页,共102页，2024年2月25日，星期天4．抑制灭火法

在近代的燃烧研究中，有一种叫连锁反应的理论。根据连锁反应理论，气态分子间的作用不是两个分子直接作用得出最后产物，而是活性分子自由基与另一分子起作用，结果产生新的自由基，新自由基参加反应，如此延续下去，形成一系列的连锁反应。抑制灭火法就是以灭火剂参与燃烧的连锁反应，并使燃烧过程中产生的自由基消失，形成稳定的分子或低活性的游离基，从而使连锁反应中断，使燃烧停止。

二、灭火剂的选用

1．水和水蒸气

水是常用的灭火剂，它资源丰富，取用方便。水的热容量大，1kg水温度升高1℃，需要1kcal的热量；1kglOO℃的水气化成水蒸气则需要吸收539cal的热量。因此水能从燃烧物中吸收很多的中国石化北京燕山分公司第77页,共102页，2024年2月25日，星期天热量，使燃烧物的温度迅速下降，以至使燃烧终止。水在受热汽化时，体积增大1700多倍，当大量的水蒸气笼罩于燃烧物的周围时，可以阻止空气进入燃烧区，从而大大减少氧的含量，使燃烧因缺氧而窒息熄灭。在用水灭火时，加压水流能喷射到较远的地方，具有较大的冲击作用，能冲过燃烧表面而进入内部，从而使未着火的部分与燃烧区隔离开来，防止燃烧物继续分解而熄灭。

水能稀释或冲淡某些液体或气体，降低燃烧强度。水能浸湿未燃烧的物质，使之难以燃烧。水还能吸收某些气体、蒸汽和烟雾，有助于灭火。

不能用水扑灭下列物质和设备的火灾：

(1)比重小于水和不溶于水的易燃液体。如汽油、煤油、柴油等油品。(比重大于水的可燃液体，如二硫化碳，可以用喷雾水扑救，或用水封阻止火势的蔓延。)中国石化北京燕山分公司第78页,共102页，2024年2月25日，星期天苯类、醇类、醚类、酮类、酯类及丙烯腈等大容量储罐，如用水扑救，则水会沉在液体下层，被加热后会引起爆沸形成可燃液体的飞溅和溢流，使火势扩大。

(2)遇水燃烧物不能用水或含水的泡沫液灭火，而应用沙土灭火。如金属钾、钠及碳化钙等。

(3)盐酸和硝酸不能用强大的水流冲击。因为强大的水流能使酸飞溅，流出后遇可燃物质，有引起爆炸的危险。酸溅在人身上，能烧伤人。

(4)电气火灾未切断电源前不能用水扑救。因为水是良导体，容易造成触电。

(5)高温状态下的化工设备不能用水扑救，防止遇冷水后骤冷引起变形或爆炸。

中国石化北京燕山分公司第79页,共102页，2024年2月25日，星期天2．泡沫灭火剂

泡沫灭火剂是扑救可燃液体的有效灭火剂，它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。

3．二氧化碳灭火剂

二氧化碳在通常状态下是无色无味的气体，相对密度1．529，比空气重，不燃烧也不助燃。经过压缩液化的二氧化碳灌人钢瓶内，制成二氧化碳灭火剂(MT)。从钢瓶里喷射出来的固体二氧化碳(干冰)温度可达一78·5℃，干冰气化后，二氧化碳气体覆盖在燃烧区内，除了窒息作用之外，还有一定的冷却作用，火焰就会熄灭。

由于二氧化碳不含水、不导电，所以可以用来扑灭精密仪器和一般电气火灾，以及一些不能用水扑灭的火灾。中国石化北京燕山分公司第80页,共102页，2024年2