防火防爆原理与技术.ppt

化工安全工程,2 防火防爆原理与技术,基本要求,（1）了解火灾爆炸危险物质的分类分级及主要特点； （2）熟悉火灾分类及相应的灭火剂选用； （3）熟悉可燃物质浓度控制原理和方法； （4）了解忌水物质、混合爆炸物质和自然物质的基本特性； （5）熟悉助燃物质浓度控制原理和方法； （6）熟悉惰化技术的基本原理与应用； （7）熟悉点火源的控制原理和方法； （8）掌握爆炸抑制技术的基本原理与应用方法； （9）掌握隔爆技术的基本原理与应用方法； （10）掌握泄爆技术的基本原理和方法。,减灾技术，即尽量避免或减小爆炸发生后的灾害。常用技术：抑爆、隔爆、泄爆、抗爆等。,防火 防爆,管理,技术,预防技术，即在生产过程中防止出现爆炸发生的条件；常用技术：混合物浓度控制、氧气含量控制、工艺参数（尤其是温度）控制、泄漏控制、储存控制、惰性气体保护等。,建立健全管理制度和操作程序、培训相关人员等,2.1 火灾爆炸危险物质,危险品：具有易燃、易爆、毒害、腐蚀、放射性，在生产、储存、运输中容易造成重大事故的物品。 控制与合理使用危险品是防止发生事故的关键规范、标准,国际公约: (International Convention) 是指国际间有关政治、经济、文化、技术等方面的多边条约。 国家法规:全国人民代表大会及其常务委员会制定的法律和决定，国务院制定的行政法规、发布的决定和命令。 部门法规、地方法规：安监局、辽宁省、大连市规定 国际标准：由国际标准化组织统一组织编制、审批、发布。 国家标准：由国务院标准化统一组织编制、审批、发布。 行业标准：由国务院有关行政主管部门组织编制、审批、发布。,2.1.1 危险化学品相关法规和标准,2.1.2 危险化学品火灾爆炸危险性分类分级,危险化学品名录是由国务院安全生产监督管理部门会同国务院工业和信息化、公安、环境保护、卫生、质量监督检验检疫、交通运输、铁路、民用航空、农业主管部门，根据化学品危险特性的鉴别和分类标准确定、公布，把危险化学品分为8类，即 爆炸品 压缩气体和液化气体 易燃液体 易燃固体 自燃物品和遇湿易燃物品 氧化剂和有机过氧化物 放射性物品 有毒品和腐蚀品,2.1 火灾爆炸危险物质,GB6944危险货物分类和品名编号中把危险化学品分为9类: 爆炸品 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 毒性物质和感染性物质 放射性物质 腐蚀性物质 杂项危险物质和物品,2.1 火灾爆炸危险物质,GB13690化学品分类和危险性公示通则中把危险化学品分为16类: 爆炸物 自燃固体 易燃气体 自热物质和混合物 易燃气溶胶 遇水放出易燃气体的物 氧化性气体 质或混合物 压力下气体 氧化性液体 易燃液体 氧化性固体 易燃固体 有机过氧化物 自反应物质或混合物 金属腐蚀剂 自燃液体,2.1 火灾爆炸危险物质,GB 50160石油化工企业设计防火规范 可燃气体的火灾危险性分类,2.1 火灾爆炸危险物质,液化烃、可燃液体的火灾危险性分类,2.1 火灾爆炸危险物质,可燃固体的火灾危险性分类,2.1 火灾爆炸危险物质,生产的火灾危险性分类,2.1 火灾爆炸危险物质,2.1 火灾爆炸危险物质,储存物品的火灾危险性分类,2.1 火灾爆炸危险物质,2.1 火灾爆炸危险物质,2.1.3 忌水性物质,一级物质遇水后，发生激烈化学反应，产生大量易燃气体，放出大量的热量，易引起燃烧或爆炸。 如化学性质活泼的碱金属及其合金、碱金属的氢化物、硼氢化合物、碳化钾、碳化钙、磷化钙、镁铝粉等。 二级物质遇水后发生化学反应比较缓慢，释放出热量也较少，产生的可燃气体较难发生燃烧或爆炸。 如铝粉、锌粉、氢化铝、硼氢化钠、碳化铝、磷化锌等。,某些物质遇到水或潮湿空气中的水分会发生剧烈的分解反应，产生可燃气体，放出热量，这类物质统称为忌水性物质。,遇水后根据发生化学反应的激烈程度、产生可燃气体以及放出热量分两个级别,2.1 火灾爆炸危险物质,金属与水的反应能力取决于金属化学活泼性的强弱。金属活泼性强，容易失去电子，也就容易与水发生化学反应。金属活泼性最强的碱金属与水反应激烈，而金属活泼性差一些的碱土金属和重金属在高温下才与水反应，活泼性很差的贵金属则不能与水反应。,2.1 火灾爆炸危险物质,活泼金属及其合金，遇水即发生剧烈反应，生成氢气，并放出大量的热，其热量能使氢气自燃或爆炸。如钾、钠、锂、铷、钠、汞齐、钾钠合金等。 2Na+2H2O=2NaOH+H2+371.5kJ 2H2+O2=2H2O+483.6 kJ,常见忌水性物质分类：,2.1 火灾爆炸危险物质,金属氢化物，如氢化钠等活泼金属的氢化物遇水反应剧烈并放出氢气；氢化钙、 氢化铝的反应剧烈程度稍差。 2NaH+H2O=2NaOH+H2+132.2 kJ 硼氢化合物，如二硼氢、十硼氢、硼氢化钠等。二硼氢和十硼氢与水反应激烈，放出氢气和大量热，能发生燃烧和爆炸。 B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2+418.4 kJ NaBH4+6H2O=NaBO3+5H2,2.1 火灾爆炸危险物质,金属碳化物，其中碱金属的碳化物遇水即发生分解爆炸。碳化钙（电石）、碳化铝遇水反应，放出可燃的乙炔、甲烷气体，它们接触火源能导致燃烧。 K2C2+2H2O=2KOH+C2H2 CaC2+2H2O=Ca (OH)2+C2H2 Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4 金属磷化物，如磷化钙、磷化锌等。它们与水作用生成磷化氢，磷化氢在空气中容易自燃。 Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3 Zn3P2+6H2O=3Zn(OH)2+2PH3,2.1 火灾爆炸危险物质,金属粉末，如铝粉、镁粉、铝镁粉等。铝镁粉混合物与水反应则同时生成氢氧化铝和氢氧化镁，这两者又能起反应生成偏铝酸镁，偏铝酸镁能溶于水，从而破坏了氢氧化镁和氢氧化铝的保护膜作用，使铝镁粉不断地与水发生剧烈反应，放出氢气和大量的热，引起燃烧和爆炸。 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 Mg(OH)2+2Al(OH)3=Mg(AlO3)2+4H2O,2.1 火灾爆炸危险物质,保险粉，学名为低亚硫酸钠（Na2S2O4）。分子中的硫原子易于失去电子，所以保险粉是一种强还原剂。它在潮湿的空气中会自行分解放热，使可燃物质着火。保险粉遇水呈赤热状态，并分解出氢气和硫化氢气体，有燃烧爆炸危险。 生石灰，无水氯化铝，过氧化钠、苛性钠、发烟硫酸、氯磺酸、三氯化磷等与水接触时，虽不产生可燃气体，但放出大量热量，能将邻近的其他可燃物质引燃。,2.1 火灾爆炸危险物质,一般来说，遇到水发生燃烧爆炸的物质，也能与酸类或氧化剂发生剧烈的反应，而且比与水的反应更剧烈，所以发生燃烧爆炸的危险性就更大。 存放遇水发生燃烧爆炸的物质时，必须严密包装，置于通风干燥处，切忌和其他可燃物混合堆放。当它们着火时，严禁用水、酸碱灭火机、泡沫灭火机灭火，必须针对着火物质的性质有针对性的选用灭火剂和采取灭火措施。,2.1 火灾爆炸危险物质,2.1.4 混合危险性物质,因混合发生燃烧爆炸的两种典型情况 物质混合时，即发生化学反应，形成不稳定的物质或敏感的爆炸性物质。 物质混合后，形成了与混合炸药相类似的爆炸性混合物，遇到空气就可能爆炸。,两种或两种以上的物质，由于混合或接触而发生燃烧爆炸的物质称为混合危险性物质。,2.1 火灾爆炸危险物质,常见的混合燃烧爆炸有 (1) 氧化剂和还原剂混合 当强氧化剂与还原剂混合时，极其容易形成爆炸危险性混合物。 无机氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、亚氯酸盐、高锰酸盐、过氧化物、发烟硫酸、浓硫酸、浓硝酸、发烟硝酸、液氧、氧、液氯、溴、氯、氟、氧化氮等； 还原剂有苯胺类、醇类、醛类、有机酸、石油产品、木炭、金属粉等以及其他有机高分子化合物。,2.1 火灾爆炸危险物质,氧化剂和还原剂混合形成的常见爆炸性混合物有： 黑火药（硝酸钾、硫磺和木炭）、高氯酸铵混合炸药（高氯酸铵、硅铁粉、木粉、重油）、铵油炸药（硝酸铵、矿物油）、液氧炸药（液氧、炭粉），照明用闪光剂（硝酸钾，镁粉）。 硝酸和苯胺也是混合危险性物质，二者混合，极易着火且激烈地燃烧，故常用作液体火箭燃料。,2.1 火灾爆炸危险物质,氧化剂的氧化性越强，形成混合物的危险性也越大。无机氧化剂氧化性的强弱如下：,非金属物质的非金属性越强，得到电子的能力也越强，其氧化能力就越强。 卤族元素中氟、氯及其含氧酸盐的氧化能力较强，而溴、碘及其含氧酸盐的氧化能力较弱。 含氧酸盐类氧化剂，氧化能力除了和分子中的非金属元素有关外，还和其中的金属元素有关。在同一类氧化剂中，分子中所含金属元素的金属性越强，其氧化性就越强。 金属锂、钠、钾等硝酸盐和氯酸盐都为强氧化剂，而活泼性差一些金属的盐类（如氯酸镁、硝酸铁、硝酸铅等）氧化能力则较弱 。,2.1 火灾爆炸危险物质,同一种元素在不同的化合物中可以有多种化合价，具有高化合价的元素的化合物往往氧化能力较强。,-3 +3 +5 NH3 NaNO2 NaNO3,氮的化合价升高 氧化性增强,有机氧化剂，如过氧化二苯甲酰(C6H5CO)2O2和过蚁酸（ ）等，它们大都含有过氧基（-O-O-），可作强氧化剂，同时在分子中含有可作还原剂的其他原子，因此它们极不安定，遇热、撞击、摩擦就能爆炸。若它们和有机物接触，经摩擦、撞击也能立即发生燃烧爆炸。,2.1 火灾爆炸危险物质,(2) 不安定物质的混合 大多数氧化剂会遇酸分解，反应常常是很猛烈的，往往能引起燃烧或爆炸。如强酸（硫酸）和氯酸盐，过氯酸盐等混合时，能够生成HClO3，HClO4等游离酸或污水的Cl2O5，Cl2O7等。它们显出极强的氧化性，若与有机物接触，则会发生爆炸。 3KClO3+3H2SO4=3KHSO4+HClO4+2ClO2+H2O 2ClO2=Cl2+2O2,2.1 火灾爆炸危险物质,(3)生成敏感性化合物 有些物质尽管本身不是强氧化剂或强还原剂，但相互接触会生成敏感性化合物。 如乙炔与铜、银、汞盐反应能生成敏感而易爆炸的乙炔铜（银或汞），所以在乙炔发生器上禁用铜的器件。,2.1 火灾爆炸危险物质,2.1.5 自燃性物质,受热自燃：可燃物质温度被加热到其自燃点以上,本身自燃：由于自身的生物或物理化学作用引发自行燃烧或爆炸自燃性物质,自燃,空气中自燃的物质狭义 遇水发生自燃的物质 混合或接触发生自燃的物质,自燃 物质,广义,2.1 火灾爆炸危险物质,自燃性物质可分为两级,2.1 火灾爆炸危险物质,氧化放热引发自燃:化学性质极其活泼的强还原性物质在空气中易于自燃 黄磷，自燃点为34，极易被氧化生成P2O5，放出大量热量 烟煤、褐煤、泥煤都会自燃，无烟煤难以自燃,挥发性物质含量 不饱和化合物含量 硫化铁含量,2.1 火灾爆炸危险物质,分解放热引发自燃。某些化学稳定性差的物质，遇到振动、撞击、摩擦等易于发生分解放热反应，从而引发自燃。 硝化纤维、赛璐珞、有机过氧化物、硝化甘油等。 水解放热引发自燃。烷基铝类物质与空气中的水分发生水解生成烷烃并放出大量热量，而烷基铝自燃点又低，容易自燃。 发酵放热引发自燃。堆积在潮湿处的植物和农副产品会发酵放热，蓄热时间长会引起温升引发自燃。 稻草、麦芽、木屑、甘蔗渣、籽棉、玉米芯、树叶 吸附放热引发自燃。活性炭，还原镍，还原铁、镁、铝、锆、锌、锰、锡及其合金粉末等对氧气具有很强的吸附性，从而有利于发生氧化反应。 聚合放热引发自燃 本身自燃还会作为一种点火源,2.1 火灾爆炸危险物质,2.2 火灾分类,火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 过失起火成灾是指责任人麻痹大意、不负责任、违反防火安全管理制度或机械操作规程，致使物质引燃起火成灾。 特点是：可以预防而没有防止。 故意纵火成灾是指敌对势力或破坏分子乘机放火成灾。 特点是：蓄意破坏、构成放火罪。 自然火灾是指建筑物或可燃物遭受台风、地震、雷电等自兢现象侵袭高热引起火成灾。 特点是：无法预防、不可抗拒、而无责任。,依我国国家标准(GB4968)的规定，火灾的种类可分为6类： A类，即普通火灾，指由木材、纸张、棉、布、塑胶等固体物质所引起的火灾； B类，即油类火灾，指由引火性液体及固体油脂物体所引起的火灾，如汽油、石油、煤油等； C类，即气体火灾，指由气体燃烧、爆炸引起的火灾，如天然气、煤气等； D类，即金属火灾，指钾、钠、镁、锂及禁水物质引起的火灾； E类，即电器火灾，指由电器走火漏电打火引起的火灾，主要是指发电机、变压器、配电盘、开关箱、仪器仪表和电子计算机等在燃烧时仍旧带电的火灾，必须用能达到电绝缘性能要求的灭火器来扑灭。 F类，即烹饪物火灾，指烹饪器具内的烹饪物引起的火灾。,2.2 火灾分类,2.3 防火灭火原理,防火灭火依据：破坏燃烧三个条中一个或两个条件。 基本方法主要有 隔离法：将正在燃烧的物质与未燃烧的物质分开。 窒息法：阻止助燃的氧化剂进入。 必须注意，因炸药不需外界供氧即能燃烧与爆炸，所以窒息法对炸药不起作用。 冷却法：将灭火剂喷洒在火源附近的物质上，降低燃烧的温度于燃点之下，或者使其不因火焰热辐射作用而形成新的火点 化学抑制：让灭火剂参与燃烧的连锁反应，使燃烧过程中产生的游离基消失，形成稳定分子，从而使燃烧反应停止。 灭火过程还要考虑次生灾害，如二次燃烧或爆炸、触电、环境污染等。,2.4 灭火剂选用,2.4.1 水 水是最常用的灭火剂，它资源丰富，取用方便，热容量大 降温和窒息双重作用； 能浸湿未燃烧的物质，使之难以燃烧； 能吸收某些气体、蒸气和烟雾，有助于灭火。 经水泵加压由直流水枪喷出的柱状水流（直流水）和由开花水枪喷出的滴状水流（开花水）可用于扑救一般固体物质的火灾(如煤炭、木制品、粮草、棉麻、橡胶、纸张等)，还可扑救闪点大于120、常温下呈半凝固状态的重油火灾。 由喷雾水枪喷出雾状水可大大提高水与燃烧物或火焰的接触面积，降温快、灭火效率高。可用于扑灭可燃粉尘、纤维状物质、谷物堆囤等固体物质的火灾，也可用于电气设备火灾的扑救。 与直流水相比，开花水和雾状水的射程均较近，不能远距离使用。,2.4 灭火剂选用,水不能用于扑灭下列火灾。 密度小于水和不溶于水的易燃液体的火灾，如汽油、煤油、柴油、苯类、醇类、醚类、酮类、酯类及丙烯腈等。 对于密度大于水的可燃液体，如二硫化碳，可以用喷雾水扑救，或用水封阻止火势的蔓延。 遇水产生燃烧物的火灾，如金属钾、钠、碳化钙等，不能用水，而应用砂土灭火。 硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾，不能用水流冲击，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，能灼伤人。 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。 高温状态下化工设备的火灾不能用水扑救，以防高温设备遇冷水后骤冷，引起形变或爆裂。,2.4 灭火剂选用,2.4.2 泡沫灭火剂 泡沫灭火剂是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。 化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体，它与发泡剂作用便生成许多气泡。 6NaHCO3+A12(SO4)32Al(OH)3+3Na2SO4+6CO2 化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。 空气泡沫灭火剂(MPE)即普通蛋白质泡沫，是一定比例的泡沫液、水和空气经过机械作用相互混合后生成的膜状泡沫群。 空气泡沫不适用于扑救醇、酮、醚类等有机溶剂的火灾，对于忌水的化学物质也不适用。 抗溶性泡沫灭火剂(MPK)是在蛋白质水解液中添加有机酸金属络合盐。 可以扑救一般液体烃类和水溶性有机溶剂的火灾。,2.4 灭火剂选用,氟蛋白泡沫灭火剂(MPF)是在空气泡沫液中加入氟碳表面活性剂，使之生成氟蛋白泡沫。当该泡沫通过油层时，油不能向泡沫内扩散而被泡沫分隔成小油滴。即使泡沫中含汽油量高达25也不会燃烧，而普通空气泡沫层中含有10的汽油时即开始燃烧。这种氟蛋白泡沫灭火剂适用于较高温度下的油类灭火，并适用于液下喷射灭火。 水成膜泡沫灭火剂(MPQ)又称“轻水”泡沫灭火剂，或氟化学泡沫灭火剂。它由氟碳表面活性剂、无氟表面活性剂(碳氯表面活性剂或硅酮表面活性剂)和改进泡沫性能的添加剂(泡沫稳定剂、抗冻剂、助溶剂以及增稠剂等)及水组成。根据泡沫灭火剂溶液成泡后发泡倍数(膨胀率)的大小，泡沫灭火剂可以分为低倍数、中倍数和高倍数3种。发泡倍数（泡沫体积溶液体积）在20倍以下称为低倍数；2040倍的为中倍数；100倍以上的为高倍数。通常使用的泡沫灭火剂的发泡倍数为68倍，低于4倍的就不能再用了。,2.4 灭火剂选用,2.4.3干粉灭火剂 干粉灭火剂(MF)的主要成分是碳酸氢钠和少量的防潮剂硬脂酸镁及滑石粉等。用干燥的二氧化碳或氮气作动力，将干粉从容器中喷出，形成粉雾喷射到燃烧区，干粉中的碳酸氢钠受高温作用发生分解，其化学反应方程式为 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 以碳酸氢钠(钾)为基料的干粉，用于扑灭易燃液体、气体和带电设备的火灾； 以磷酸三铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵及其混合物为基料的干粉，用于扑灭可燃固体、可燃液体、可燃气体及带电设备的火灾； 以氯化钠、氯化钾、氯化钡、碳酸钠等为基料的干粉，用于扑灭轻金属火灾。 不适用于扩散性很强的易燃气体，如乙炔、氢气，也不宜用于精密机械、仪器、仪表的灭火。,2.4.4水型灭火剂 水型灭火剂(MS)也叫酸碱灭火剂，它是用碳酸氢钠与硫酸相互作用，生成二氧化碳和水，其化学反应方程式为 2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2 不适用于扑救忌水物质的火灾，它在低温下易结冰，天气寒冷的地区不适合使用。 2.4.5哈龙灭火剂 哈龙灭火剂即卤代烷烃灭火剂(MY)，它具有灭火效率高、不留痕迹、绝缘性能好、腐蚀性小、久存不变质等优点，适用于扑救易燃液体、气体、电气火灾，特别适用于精密仪器、仪表及重要文献资料的灭火。 经常使用的卤代烷灭火剂主要有1211(二氟一氯一溴甲烷，CF2C1Br)、1202(二氟二溴甲烷，CF2Br2)和1301 ( 三氟一溴，CF3B r)。 不宜扑灭自身能供氧的化学药品、化学活泼性大的金属、金属的氢化物和能自燃分解的化学药品的火灾。,2.4 灭火剂选用,1985年3月，联合国环境规划署(UNEP)在召开了保护臭氧层外交大会，通过了“保护臭氧层维也纳公约”，要求各国采取法律、行政、技术等方面的措施减少对臭氧层的破坏。为促使各国采取有实质性的控制措施，UNEP又于1987年9月在加拿大蒙特利尔召开了大会，通过了“关于消耗臭氧物质的蒙特利尔议定书”，明确规定，发达国家淘汰哈龙灭火剂的时间为2000年1月1日，发展中国家淘汰哈龙灭火剂的时间为2010年1月1日。我国政府于1989年9月11日正式加入“保护臭氧层维也纳公约”，于1991年加入了“关于消耗臭氧物质的蒙特利尔议定书”，并承诺自2006年1月1日起全部停止生产哈龙1211灭火剂，自2010年1月1日起全部停止生产哈龙1301灭火剂。 衡量对臭氧层的破坏程度通常用臭氧消耗潜值（Ozone Depletion Potential，简称ODP）。规定R11的臭氧破坏影响作为基准，取R11的ODP值为1，其他物质的ODP是相对于R11的比较值。,2.4 灭火剂选用,为了人类免受气候变暖的威胁，1992年6月4日在巴西里约热内卢举行的联合国环发大会（地球首脑会议）上通过了联合国气候变化框架公约（United Nations Framework Convention on Climate Change，简称框架公约，英文缩写UNFCCC) ，它是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约，也是国际社会在对付全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。1997年12月，联合国气候变化框架公约第三次缔约方大会在日本京都举行。149个国家和地区的代表通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的京都议定书。衡量温室效应的指标是温室效应值( Global Warming Potential，简称GWP)，它是单位时间内（通常是100年）该温室气体对于温室效应的作用效果，以二氧化碳的GWP取1为基准，其他气体的GWP值是相对于二氧化碳的值的倍值。,2.4 灭火剂选用,在选用哈龙灭火剂替代物时，应满足以下基本要求： 对环境（大气）无危害。不破坏臭氧层，要求O D P0.05，最好ODP=0。 不产生温室效应或温室效应不明显，要求GWP0.1。 对人体无毒害，或仅有轻微影响。 不燃，灭火效能高，设计灭火浓度低。 应属可液化的气体或具有与液化气体相类似的物化特性，可液态储存。 存储稳定性（包括其耐热稳定性和化学稳定性）良好。 成本低，有利于广泛推广。,2.4 灭火剂选用,2.4 灭火剂选用,2.4.6 哈龙替代品 现在已经开发的哈龙替代品主要有四类: 卤代烃类、惰性气体类、气溶胶类和细水雾灭火剂。 卤代烃类灭火剂 卤代烃类灭火剂有氢氟碳类、卤化碳和氟碘烃类等。 氢氟碳类灭火剂，如广泛使用的FM -200（七氟丙烷）。七氟丙烷气体灭火剂不破坏臭氧层, 但温室效应值GWP为0.6，大气存留时间为31年。 七氟丙烷气体灭火剂密度较空气轻,扑灭表面火灾后, 很快就向上漂浮, 对深位火灾灭火效果不好。 七氟丙烷气体灭火剂可用于扑救液体火灾或可熔化的固体火灾, 灭火前能断气源的气体火灾, 适用于有人占用场所, 对电子仪器设备、磁带资料等不会造成损害。,卤化碳是由含溴烯烃、含碘烯烃组成的混合物，分子中至少有六个碳原子，含C=C 双键或C-I键、一定量的氯或溴原子，组成并不固定。通过与氢氯氟烃、氢氟碳化物和全氟化碳等物质混合形成共沸物，从而改变其物理特性，以达到最佳灭火性能。该类灭火剂以化学灭火为主，多应用于封闭空间，采用全淹没方式。 氟碘烃（FICs）物质是指含有氟、碘的烃类物质，通过化学催化作用（惰化火焰中的高活性自由基）和物理吸热作用灭火，在我国使用的有三氟一碘甲烷（CF3I）。氟碘烃（FICs）类物质具有灭火效率高、低毒、清洁、良好的热稳定性和材质相容性、对环境无不良影响等特点，但由于其粘度系数大，输送距离受限，只能采用单元独立系统和无管网装置，综合造价远大于1301、FM 200、SD E、气溶胶等，同时在喷放时形成“白雾”，在一定程度上会影响人员疏散。,2.4 灭火剂选用,2.4 灭火剂选用,惰性气体灭火剂目前主要有五种：IG - 541、IG - 55、IG- 01和IG- 100、二氧化碳和SDE气体灭火剂， 其中应用最为广泛的是IG- 541和二氧化碳灭火剂。 IG- 541也称为烟烙尽( Inergen)， 它由氮气、氩气、二氧化碳按照52: 40: 8的比值组合而成，该材料可以降低空气中的氧含量，并且释放的二氧化碳具有物理平衡作用, 刺激人类呼吸。当氧含量降至12%时，人类仍有足够的氧气呼吸，但火已经没有足够的氧气来维持燃烧。因此人类在充满“烟烙尽”气体的区域不需要任何呼吸器，而点燃的火柴或纸张进入封闭区则迅速被熄灭。,二氧化碳灭火剂(MT)是灌入钢瓶内的被压缩液化的二氧化碳。从钢瓶里喷射出来的固体二氧化碳(干冰)温度可达-78.5C，干冰汽化后，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。 主要适合于B、C类火灾。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。 不宜用来扑灭金属钾、钠、镁、铝等及金属过氧化物(如过氧化钾、过氧化钠)、有机过氧化物、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、亚硝酸盐、重铬酸盐等氧化剂的火灾，因为当二氧化碳从灭火器中喷出时，温度降低，使环境空气中的水蒸气凝集成小水滴，上述物质遇水发生化学反应，释放大量的热量，抵制了冷却作用，同时放出氧气，使二氧化碳的窒息作用受到影响。,2.4 灭火剂选用,SDE气体灭火剂及灭火系统由我国研制成功的一种新型气体灭火产品，灭火剂在常温常压下以固体形态储存，工作时经电子气化启动器激活催化剂启动灭火剂，并立即气化，气态组分约为Co、占35%、N2占25%、气态水占39%，雾化金属氧化物占1.2%。因不含F、Cl、Br、I等卤族元素，故对臭氧层破坏指数ODP=0，且温室效应潜能值GWP0.35。是目前国内唯一拥有自主知识产权的一个气体灭火新产品。,2.4 灭火剂选用,气溶胶灭火剂( Pyrotechnically Generated Aerosols, 简写为PGAs)是介于固体灭火剂和液体灭火剂之间的一类新型灭火剂。主要用于图书馆、档案馆、交通运输工具、机房等封闭场所。气溶胶灭火剂主要包括: 热气溶胶灭火剂, 冷气溶胶灭火剂和细水雾灭火剂。 热气溶胶灭火剂灭火装置中安装有智能型感烟探测器和感温探测器。火灾发生时，灭火装置可自动探测到火警并点燃气溶胶灭火药剂，燃烧产生大量的气溶胶烟雾迅速弥漫整个火灾空间，实施灭火。 适合于扑灭A、B、C、E类火灾。,2.4 灭火剂选用,显著的优点: 气溶胶的扩散没有方向性无论喷射方向或喷口的位置如何,在很短的时间内能很快扩散到保护空间的各个部位，以全淹没的方式灭火，并可以绕过障碍物在火灾空间有较长的驻留时间； 灭火所需时间短,灭火速度快； 灭火装置为模块化组合； 气溶胶灭火剂储存期为5-10年，成本低廉； 不损耗大气臭氧层。 不足之处 热气溶胶灭火剂属于自反应性物质，反应后产生的高温容易引起二次灾害； 热气溶胶灭火剂的配方中含有易吸湿的药品，对灭火剂药柱的贮存和使用极为不利。,2.4 灭火剂选用,冷气溶胶灭火剂是在热气溶胶的基础上发展起来的，与热气溶胶不同的是, 冷气溶胶是用物理方法将灭火剂的固体组分粉碎、研磨成微粒制成超细颗粒，再用压缩气体（如氮气）作为动力源及气体源，将固体微粒予以分散形成气溶胶。其灭火机理主要是在密闭空间内靠单位质量中80%的灭火组分微粒的化学抑制作用来达到灭火的目的，其中较小的微粒保证了在空间的停留时间，有效的与火焰中活性物质反应，抑制燃烧；较大的微粒保证了灭火剂组分穿过火焰的动量和密度, 实现快速灭火。主要适合于扑灭A、B、C类火灾。,2.4 灭火剂选用,细水雾气溶胶灭火剂一般指粒径在20-120m之间的小水滴。由于细水雾雾滴直径很小，相对同样体积的水，其表面积剧增，从而加强了热交换的效能，起到了非常好的降温效果。细水雾吸收热量后迅速被汽化，使得体积急剧膨胀，通常达到1700多倍，从而降低了空气中的氧气浓度，抑制了燃烧中的氧化反应的速度，起到了窒息的作用。 细水雾的灭火机理： 降温效能，吸收热量； 窒息作用，阻断氧化反应； 有效地阻断强烈的热辐射。 细水雾灭火系统具有水喷淋和气体灭火的双重作用和优点，既有水喷淋系统的冷却作用，又有气体灭火系统的窒息作用，所以是一项非常好的值得推广的灭火技术。,2.4 灭火剂选用,2.4.7四氯化碳灭火剂 四氯化碳是无色透明液体，不自燃、不助燃、不导电、沸点低(76.8C)。当它落入火区时迅速蒸发，由于其蒸气密度大(约为空气的5.5倍)，很快密集在火源周围，起到隔绝空气的作用。当空中含有10的四氯化碳蒸气时，火焰就将迅速熄灭，故它是一种很好的灭火剂，特别适用于电气设备的灭火。 四氯化碳有一定的腐蚀性，对人体有毒害，在高温时能生成光气，所以近年来已日渐被卤代烷取代。,2.4 灭火剂选用,2.4.8 7501灭火剂 7501灭火剂是一种无色透明的液体，主要成分为三甲氧基硼氧烷，其化学式为(CH3O)3B2O3，是扑灭镁铝合金等忌水性物质火灾的有效灭火剂。当它以雾状被喷到炽热的烧着的轻金属上面时, 会发生以下两种化学反应: 分解反应 即三甲氧基硼氧六环分解为硼酸三甲脂和硼酐。硼酐在轻金属燃烧的高温下熔化为玻璃状液体，流散于金属表面及其缝隙中, 在金属表面形成一层硼酐隔膜, 使金属与大气(氧气) 隔绝，从而使燃烧窒息。 燃烧反应 消耗金属表面附近的大量氧气，这就能够降低轻金属的燃烧强度。,2.4 灭火剂选用,2.4.8烟雾灭火剂 烟雾灭火剂是在发烟火药基础上研制的一种特殊灭火剂，呈深灰色粉末状。烟雾灭火剂中的硝酸钾是氧化剂，木炭、硫磺和三聚氰胺是还原剂，它们在密闭系统中可维持燃烧而不需外部供氧。碳酸氢钠为缓燃剂，可降低发烟剂的燃烧速度，使其维持在适当的范围内不致引燃或爆炸。烟雾灭火剂燃烧产物为85以上的二氧化碳和氮气等不燃气体。,2.4 灭火剂选用,2.4.9 灭火器选用,2.4 灭火剂选用,2.4 灭火剂选用,从爆炸威力形成的角度出发，把工业介质发生爆炸的必要条件细化为5个因素，即 可燃介质 氧化剂 两者混合（对于粉体来说，还必须是悬浮状态） 点火源 相对封闭的空间。 控制其中任何一个因素都很有效。,2.5 混合物浓度控制,可燃物质浓度控制,单一气体，投料前要注意设备和管道的置换； 多种气体，注意投料配比关系、投料速度、投料程序 催化剂投料量的影响； 操作参数的影响。,预防爆炸控制方法,自动检测 报警 调节与控制措施,控制混合物浓度的主要方法有：可燃物质浓度控制、防止物料泄漏、减少粉尘产生、防止粉尘飞扬等。,2.5.1 操作参数控制,2.5 混合物浓度控制,防止泄漏,按流向，泄漏可分为由设备内部向大气泄漏、设备内部之间泄漏和大气被吸入设备内部。 按操作状态，泄漏可分为正常运行时泄漏、开停车期间泄漏、辅助系统异常引发泄漏和突发事件（如停电）引发泄漏。,泄漏的可燃物质活性、密度，对气体爆炸影响,活性越高、泄漏空间内气体密度与被泄漏空间内气体密度越接近、泄漏量越大，危险性越高。,2.5 混合物浓度控制,除尘,除尘设备按其作用原理分成以下五类； 机械力除尘器有重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等。 洗涤式除尘器有水浴式除尘器、泡沫式除尘器，文丘里管除尘器、水膜式除尘器等。 过滤式除尘器有布袋除尘器和颗粒层除尘器等。 静电除尘器。 磁力除尘器。,2.5 混合物浓度控制,2.5.2 助燃物质浓度控制 如果能够控制混合物中的实际氧含量低于其极限氧含量，就不会发生燃烧爆炸事故。一般来说，如果系统内氧化剂含量受到连续监测，则当极限氧含量不低于5%时，惰化后氧含量应低于极限氧含量2个百分点；当极限氧含量低于5%时，惰化后氧含量应低于极限氧含量的60%；如果系统内氧化剂含量不能受到连续监测而是定期监测，则当极限氧含量不低于5%时，惰化后氧含量应低于极限氧含量60%；当极限氧含量低于5%时，惰化后氧含量应低于极限氧含量的40%。,2.5 混合物浓度控制,采用惰化方法的关键有 采用恰当方法形成惰化氛围，确保惰化介质喷洒均匀，使得在被保护的所有区域的介质浓度和氧含量符合惰化要求； 有正确的方法维持惰化氛围，确保惰化过程不会有潜在危险，不会对工艺过程、设备、设施、构成危害，也不会对人员健康构成危害； 对惰化氛围有准确的监测和控制手段；要特别注意生产装置运行的可靠性和检测元件的可靠性，避免出现数据错误从而导致操作失误。,惰化系统的基本构成包括惰化介质源、介质输送与分配管网、介质喷洒机构、氧含量检测装置、控制系统。,2.6 惰化技术,惰化技术按惰化介质相态可分为气体惰化技术和固体惰化技术。 气体惰化技术-指在可燃物所处环境中充入氮气、二氧化碳、卤代烃、氩气、氦气、水蒸汽等惰性气体或灭火粉、化学干粉、矿岩粉等惰性粉尘，以稀释可燃组分并降低环境中氧含量，使之难以形成爆炸性混合物。 固体惰化技术-指利用粉体进行惰化，即把碳酸钙、硅藻土、硅胶等耐燃惰性粉体混入可燃粉体中，防止其爆炸。这是因为添加的粉体具有冷却效果和抑制悬浮性效果，有时候还有负催化作用。,2.6 惰化技术,惰化技术按惰化作用原理可分为降温缓燃型和化学抑制型。 降温缓燃型-主要惰化介质有有氦气、氩气、氮气、水蒸汽、矿岩粉等，它们不参与燃烧反应，主要起到稀释作用，一旦发生燃烧，它们会吸收反应热，使温度降低，反应速度减慢甚至使反应停止。 化学抑制型-主要惰化介质有卤代烃、碱金属盐类干粉、铵盐类干粉等，它们的分子或其分解产物可与燃烧反应的活化中心原子态的氢和氧发生作用，形成稳定化合物，达到抑制燃烧的作用。,2.6 惰化技术,惰化技术可用于以下几种场合 易燃固体物质的粉碎、筛选、混合与输送； 有燃烧爆炸危险的储存设备内进行惰性气体正压保护； 易燃液体的惰性气体充压输送； 处理易燃介质的设备或管路检修前惰性气体置换； 对泄漏的可燃气体进行稀释； 设置阻爆装置，发生燃烧爆炸危险时，及时激发启动开关，喷出惰性气体，起到抑制和阻断作用。,2.6 惰化技术,惰化介质应具有合理的纯度和充足的数量储备，其用量与以下因素有关,被保护介质的爆炸下限或极限氧含量； 要有足够的安全裕度； 泄漏损失； 操作条件； 操作方法，即间断操作还是连续操作； 处理量。,2.6 惰化技术,2.7 点火源控制,按点火能量的大小，点火源分为强点火源和弱点火源。 强点火源直接引发爆轰， 弱点火源引发爆燃。 按点燃形式，点火源可分为电点火源（包括电火花、雷电、静电等）、化学点火源（包括明火、自然着火等）、冲击点火源（包括撞击火花、摩擦火花、压缩引起温度升高等）、高温点火源（包括高温表面、热辐射等）,2.7.1 防止明火,明火是指一切可见的发光发热物体，例如看得见的火焰、火星或火苗之类。 防止明火的措施 （1）加强加热用火和维修用火火源管理。加热可燃物料时严禁使用明火，可采用中间载体（如水、蒸汽、重油、联苯等）。如果必须采用明火加热，则必须做好隔离措施，避免明火与可燃物料接触。明火加热装置（如锅炉）应与易燃物料区相隔足够的安全距离，并设置在物料区的上风向。,2.7 点火源控制,（2）维修动火时，应将设备或管道拆卸到安全的场所维修。如果必须直接在设备上动火，应将设备内的物料清除，并利用惰性气体置换，达到要求后才能动火。同时采取措施防止焊渣和割下的铁块落到设备内。当维修设备与其他设备连通时，必须采取隔断措施，防止物料进入检修设备。在不停车的条件下动火检修时，必须保持良好通风，设备内处于正压状态，设备内易燃组分处于爆炸上限以上，含氧量处于极限氧含量之下。同时周围备有足够的灭火装置。,2.7 点火源控制,（3）在爆炸危险环境应禁止使用电热电器。电炉、电锅等的加热丝表面温度可达800，足以点燃各种可燃气体和粉尘。200W的白炽灯泡可以点燃纸张，100W的白炽灯泡可以烤着10cm之外的聚氨酯泡沫塑料。,（4）电气设备过热也是常见火源。 严禁在燃烧爆炸危险场所产生烟火的电气设备。各类电器在设计和安装过程中都采取了一定的通风或散热措施，正常运行时，发热量和散热量是平衡的，最高温度都会得到有效控制。例如，橡皮绝缘线最高温度不超过60，变压器油温不超过80。但一旦散热措施失灵，导致散热不良，设备就会过热，成为引发事故的火源。引发电气设备过热主要因素有短路、过载和接触不良。,2.7 点火源控制,（5）加强设备维护，防止出现碰撞、摩擦等产生火花。防止皮带机皮带和发生故障的托辊摩擦发热会导致火灾或爆炸。,（6）电火花是更常见的点火源。电火花的温度可达3000以上。大量电火花汇聚在一起就是电弧，它不仅能点燃可燃气体和粉尘，甚至会使金属熔化。常见的电火花有：开关、启动器、继电器闭合或断开时产生的火花、电气设备接线端子与电线接触产生的火花、电线接地或短路产生的火花等。,为了控制电器火源，应根据有关防火防爆规范，例如爆炸性粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆电气设备，选择使用防爆电气设备。,2.7 点火源控制,2.7.2 防止静电,电子脱离原来的物体表面需要能量（通常称为逸出功或脱出功）。物质不同，逸出功也不同。当两种物质紧密接触时，逸出功小的物质易失去电子而带正电荷，逸出功大的物质增加电子则带负电荷。各种物质逸出功的差异是产生静电的基础。,静电的产生与物质的导电性能有很大关系。电阻率越小，则导电性能越好。,电阻率为1012cm的物质最易产生静电；而大于1016cm或小于109cm的物质都不易产生静电。如物质的电阻率小于106cm，因其本身具有较好的导电性能，静电将很快泄漏。电阻率是静电能否积聚的条件。,2.7 点火源控制,物质的介电常数是决定静电电容的主要因素，它与物质的电阻率同样密切影响着静电产生的结果，通常采用相对介电常数来表示。,相对介电常数是一种物质的介电常数与真空介电常数的比值（真空介电常数为8.8510-12F/m）。介电常数越小，物质的绝缘性越高，积聚静电能力越强。,2.7 点火源控制,静电的产生形式主要有 （1）接触起电，即两种不同的物体在紧密接触、迅速分离时，由于相互作用，使电子从一个物体转移到另一个物体的现象。其主要表现形式除摩擦外，还有撕裂、剥离、拉伸、撞击等也都同样如此。在工业生产过程中，如粉碎、筛选、滚压、搅拌、喷涂、过滤、抛光等工序，都会发生类似的情况。 （2）破断起电，即材料破断过程可能导致的正负电荷分离现象。固体粉碎、液体分裂过程的起电都属于破断起电。 （3）感应起电，即导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。,2.7 点火源控制,为防止静电引发燃烧爆炸事故，应依照标准防止静电事故通用导则进行防静电设计。一般来说，如果介质的最小点燃能力小于10 mJ，就应该考虑采用防静电措施。对工艺流程中各种材料的选择、装备安装和操作管理等过程应采取预防措施，控制静电的产生和电荷的聚集。,（4）电荷迁移，即当一个带电体与一个非带电体相接触时，电荷将按各自导电率所允许的程度在它们之间分配。当带电雾滴或粉尘撞击在固体上（如静电除尘）时，会产生有力的电荷迁移。当气体离子流射在初始不带电的物体上时，也会出现类似的电荷迁移。带电的物体还能使附近与它并不相连接的另一导体表面的不同部分也出现极性相反的电荷现象。,2.7 点火源控制,防静电技术需遵循三项原则：抑制、疏导、中和。 抑制方法：将设备管道尽量做到光滑平整，避免出现棱角,增大管道直径进而控制流速、减少弯道、避免振动等均可以防止或减少静电的产生等等。 疏导：若抑制不了就设法疏导即向大地泄放，如将工作场所的空气增湿，将一切导体接地，在工作台及地面铺设导静电材料。盛装粉体的移动式容器应由金属材料制造，并良好接地,袋式除尘器和收尘器应采用防静电滤袋,防静电滤袋通过在普通滤布中织入金属丝的方法增强滤袋的导电性能，然后通过滤袋架将静电导入大地等等。 中和：若疏导不了就设法在原地中和，如采用感应式消电器、高压静电消电器、离子风消电器等；对塑料类等电阻率大的粉尘，利用静电消除器产生异性离子中和静电荷等。,2.7 点火源控制,实现全方位全环境静电防治关键技术： 在相对封闭的生产或工作环境中对地面、墙壁、天花板采取相应措施使其具有良好的导静电性能。 对所有设备工作台面坐椅等采取表面处理措施，有效地改变各种材料的表面阻抗使其受到摩擦作用时不产生静电或静电荷不能聚集。 对该环境中的操作或工作人员采取全面的防静电保护，使其人体静电达到最小程度。,2.7 点火源控制,2.7.3 防雷,防雷技术的选用需要考虑被保护设施的特点以及所处地理位置、气象条件和环境条件等具体情况。 以石油储存设施为例： 对于贮存易燃、可燃油品的金属油罐，当其顶板厚度小于4mm时，要求装设防雷击装置；当其顶板厚度大于或等于4mm时，在多雷区或贮存高硫易燃品时，宜装设防雷击装置。金属油罐必须防雷接地， 其接地点不能少于两处；接地点沿油罐周长的间距，不应大于30mm，接地点（体）距罐壁的距离应大于3m。金属油罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔等金属附件要保持等电位。当采用避雷针或用罐体作接闪器时，规定了其冲击接地电阻不能大于10。,2.7 点火源控制,浮顶油罐可不装设避雷装置，但需用截面25mm2的两根软铜线将浮船与罐体作电气连接。密封结构采用耐油导静电材料制品。非金属油罐需有独立避雷装置，且有独立接地装置，其冲击接地电阻不大于10。 采用避雷网保护时，直径 8mm圆钢或截面 244mm2扁钢，网格66m，引线不少于两根并沿四周均匀或对称布置，间距 18m，接地点 2。避雷网应高出罐顶至少0.3m，在油罐呼吸阀、量油孔等金属附件处，局部至少高出这些附件0.5m。避雷网的所有交叉点必须保持良好的电气连接。 非金属油罐钢筋混凝土结构中的钢筋，应相互做电气连接，钢筋与接地网相连接点 3。非金属油罐必须装设阻火器和呼吸阀，油罐阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔、法兰等金属附件必须接地良好。,2.7 点火源控制,人工洞石油库动力照明和通讯线路采用锴装电缆引入时，由进入点至转换处的距离 50m。 架空线与电缆连接处应装低压阀型避雷器。避雷器、电缆外皮和绝缘子铁脚作电气连接且与管路一起接地，接地电阻 10。 汽车槽车和铁路槽车装运易燃、可燃油品时，需装阻火器。 铁路装卸油品设施，包括钢轨，管路、栈桥等应作电气连接并接地。接地电阻 10。 金属油船和油驳，其金属桅杆或其他凸出金属物与水线以下的铜板相连接。其所用无线电天线应装设避雷器。输油管路可以用自身作接闪器，法兰、阀门连接处，应设金属跨接线。 管路系统所有金属件、包括护套的金属包覆层必须接地。管路两端和每隔200-300m处，应有一处接地，接地点最好设在管墩处，其冲击接地电阻 10。 可燃性气体放空管路须装设避雷针，并安装在放空管支架上。避雷针保护范围应高出管口2m，避雷针距管口水平距离3m。,2.7 点火源控制,2.8 爆炸抑制技术,2.8.1 爆炸抑制技术的有效性和局限性,抑爆技术是在具有可燃介质爆炸危险环境（如料仓、煤矿巷道）中安装传感器，通过及时向爆炸区喷射灭火剂，在爆炸初期约束和限制爆炸燃烧范围，避免大规模爆炸发生。,爆炸抑制技术即在可燃气体或粉尘一旦发生燃烧，传感器即可感应并发出抑爆系统动作指令，从而在爆炸的初始阶段（压力尚未升高、火焰尚未加速）的情况下向着火处喷射灭火剂，使之熄灭或抑制燃烧的范围和强度。采用爆炸抑制系统后，可以有效地使密闭空间内的爆炸压力不超过其耐压强度，避免财产损失和人员伤亡。,爆炸抑制系统主要由爆炸探测器、爆炸控制器和爆炸抑制器等三部分组成。 爆炸探测器是在爆炸刚刚发生时能及时探测到爆炸危险信号的装置。探测灵敏度是其关键参数。 控制器是接收探测器信号并能控制抑爆器动作的装置。 抑爆器是装有抑爆剂并能迅速把抑爆剂送入被保护对象的装置。,2.8 爆炸抑制技术,2.8.2 爆炸探测器的工作原理,爆炸探测器是敏感感应爆炸所引起的这些参数中的一个或多个参数（例如光、压力、温度、辐射能等）变化的装置。,光敏探测器响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。,温敏探测器工作原理主要是利用热敏元件来探测爆炸。在爆炸初始阶段,，燃烧过程中释放出大量的热量，周围环境温度急剧上升。探测器中的热敏元件发生物理变化，从而将温度信号转变成电信号，并进行报警处