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消防基础知识 公安消防部队2010年接收地方大学生入警培训 目录 第一章燃烧第二章火灾第三章危险化学品 第一章燃烧 第一节燃烧的本质与条件一 燃烧的本质燃烧是一种放热发光的化学反应 燃烧过程中的化学反应十分复杂 有化合反应 有分解反应 燃烧是可燃物质与氧或其他氧化剂反应的结果 剧烈的氧化反应 瞬时放出大量的热和光 近代连锁反应理论认为燃烧是一种游离基的连锁反应 二 燃烧的必要条件任何物质发生燃烧 都必须具备三个条件 即 可燃物 助燃物 氧化剂 着火源 1 可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生化学反应的物质称可燃物 可燃物按其物理状态分为气体 液体和固体三类 气体可燃物 凡是在空气中能燃烧的气体都称为可燃气体 如煤气 液化石油气等 可燃气体在空气中燃烧 同样要求与空气的混合比在一定范围 并需要一定的温度引发反应 液体可燃物 液体可燃物大多数是有机化合物 如汽油 煤油 其分子中都含有碳 氢原子 有些还含有氧原子 液体可燃物中有不少是石油化工产品 固体可燃物 凡遇明火 热源能在空气中燃烧的固体物质称为可燃固体 如木材 纸张等 在固体物质中 有一些燃点较低 燃烧剧烈的称为易燃固体 2 助燃物 氧化剂 能帮助支持可燃物燃烧的物质 即能与可燃物发生反应的物质称为助燃物 氧化剂 它们是空气或氧气或其他氧化剂 3 着火源着火源是指供给可燃物与氧或助燃物发生燃烧反应的能量 常见的是热能 其他还有化学能 电能 机械能和核能等转变成的热能 根据着火的能量来源不同 着火源可分为 明火 高温物体 化学热能 电热能 机械热能 生物能 光能和核能 用 燃烧三角形 来表示无焰燃烧的基本条件是非常确切的 三 燃烧的充分条件在某些情况下 虽然具备了燃烧的三个必要条件 但由于可燃物的数量不够 氧气不足 着火源的热量不大 温度不够 燃烧也不能发生 因此 燃烧的充分条件是 1 一定的可燃物浓度可燃气体 蒸气 只有达到一定浓度 才会发生燃烧 爆炸 如有可燃气体 蒸气 但浓度不够 燃烧 爆炸 也不会发生 如在20 时 用明火接触煤油 煤油并不立即燃烧 这是因为煤油在20 时的蒸气量还没有达到燃烧所需的浓度 因而虽有足够的氧及着火源 也不能发生燃烧 2 一定的氧气含量虽有氧气存在 但浓度不够 燃烧也不会发生 3 一定的着火能量4 相互作用以上三个条件要相互作用 燃烧才会发生和持续 燃烧的发生需要四个必要条件 即 可燃物 氧化剂 温度和未受抑制的链式反应 四 燃烧条件在消防中的应用掌握发生燃烧的条件 就可以了解预防和控制火灾的基本原理 根据燃烧的条件 防火和灭火最根本的原理就是防止燃烧条件的形成和破坏已形成的燃烧条件 根据燃烧的条件 可以提出以下防火方法 1 控制可燃物在可能的情况下 用难燃或不燃材料代替易燃材料 对工厂易产生可燃气体的地方 可采取通风 在森林中采用防火隔离林等 2 隔绝空气涉及易燃易爆物质的生产过程 应在密闭设备中进行 对有异常危险的 要充入惰性介质保护 隔绝空气储存某些物质等 3 消除点火源 根据燃烧的条件 可以得出以下灭火方法 1 隔离法将尚未燃烧的可燃物移走 使其与正在燃烧的可燃物分开 断绝可燃物来源等 燃烧区得不到足够的可燃物就会熄火 2 窒息法用不燃或难燃物捂住燃烧物表面 用水蒸气或惰性气体灌注着火的容器 密闭起火的建筑物的孔洞等 使燃烧区得不到足够的氧气而熄火 3 冷却法用水等降低燃烧区的温度 当其低于可燃物的燃点时 燃烧就会停止 4 化学抑制法 着火四面体为另一种灭火方法 抑制法提供了理论依据 这种方法的原理是 使灭火剂参与到燃烧反应中去 它可以销毁燃烧过程中产生的游离基 形成稳定分子或低活性游离基 从而使燃烧反应终止 第二节燃烧过程一 不同状态物质的燃烧方式可燃物的聚集状态不同 供氧情况不同 受热后发生不同的变化 其燃烧的方式和速度也都不同 绝大多数可燃物质燃烧都是在蒸气或气态下进行 并出现火焰 也有些物质不呈气体燃烧 而是呈炽热状 则不出现火焰 1 气体物质的燃烧可燃气体 如 煤气 氢 液化石油气 甲烷 乙炔 丙烷等 燃烧不需要像固体 液体那样经熔化 蒸发过程 容易燃烧 燃烧速度较快 扩散燃烧预混燃烧 2 液体物质的燃烧易燃和可燃液体在燃烧过程中 并不是液体本身在燃烧 而是液体受热时蒸发出来的气体被分解 氧化达到燃点而燃烧 称为蒸发燃烧 燃烧速度取决于液体的蒸发速度 3 固体物质的燃烧固体可燃物由于其分子结构的复杂性 物理性质的不同 其燃烧方式也不同 有蒸发燃烧 分解燃烧 表面燃烧和阴燃四种 蒸发燃烧 蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体 受热后熔融 然后像可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧 硫 磷 钾等单质固体物质先熔融而后燃烧 沥青 石蜡 松香等先熔融 后蒸发成蒸气 分解 氧化燃烧 分解燃烧 分子结构复杂的固体可燃物 在受热分解出其组成成分及与加热温度相应的热分解产物 这些分解产物再氧化燃烧 成为分解燃烧 例如 天然高分子材料中的木材 纸张 棉 麻 毛 丝的功能以及合成高分子的热固塑料 合成橡胶 纤维等燃烧均属分解燃烧 表面燃烧 有些固体可燃物的蒸气压非常小或者难于发生热分解 不能发生蒸发燃烧或分解燃烧 当氧气包围物质的表层时 呈炽热状态发生无火焰燃烧 它属于非均相燃烧 即表面燃烧 其特点是表面发红而无火焰 木炭 焦炭以及铁 铜 钨的燃烧均属表面燃烧 阴燃 阴燃是指某些固体可燃物在空气不流通 加热温度较低或可燃物含水分较多等条件下发生的只冒烟 无火焰的燃烧现象 如成捆堆放的棉 麻 纸张及大量堆放的煤 杂草 湿木材等 受热后易发生阴燃 有焰燃烧和阴燃在一定条件下会相互转化 二 完全燃烧和不完全燃烧在燃烧反应过程中 如果生成的燃烧产物不能再燃烧 则称为完全燃烧 其燃烧产物为完全燃烧产物 如果生成的燃烧产物还能继续燃烧 则这种燃烧称为不完全燃烧 其燃烧产物为不完全燃烧产物 三 燃烧产物物质在燃烧时生成的气体 蒸气和固体物质称为燃烧产物 其中能被人们看见的燃烧产物叫烟雾 它实际上是燃烧产生的悬浮固体 液体粒子和气体的混合物 其粒径一般在0 01 10微米之间 1 不同物质的燃烧产物单质燃烧产物一般化合物的燃烧产物木材燃烧产物木材主要由碳 氢 氧元素组成的化物 主要以纤维素 c6h10o5 x 分子形式存在 木材在受热之后即产生热裂解反应 生成小分子产物 在200 左右 主要生成二氧化碳 水蒸气 甲酸 乙酸及各种易燃气体 在200 280 产生少量水汽及一氧化碳 在280 500 产生可燃蒸气及颗粒 在500 以上则主要是碳 产生的游离基对燃烧有明显的加速作用 2 燃烧产物对灭火工作有利方面在一定条件下有阻燃作用为火情侦查提供依据 3 燃烧产物对灭火工作的不利方面引起人员中毒 窒息 河南洛阳东都商厦火灾 会使人员受伤影响视线成为火势发展 蔓延的因素 洛阳东都商厦火灾视频链接 四 火焰1 火焰的定义 正在燃烧的可燃气体 蒸气 所占据的发光 放热的空间范围称为火焰 俗称火苗 它是可燃物产生有焰燃烧的基本特征 2 火焰的构造 气态 本生灯火焰 液态 蜡烛火焰 3 火焰的颜色可燃物的化学组成不同 燃烧供氧条件不同 火焰会发出不同的颜色 含氧量50 以上的可燃物质燃烧时 发出不显光 光暗或呈浅蓝色光 火焰 含氧量50 以下的 发出显光 光亮或发黄光 的火焰 含碳量在60 以上的 则发出显光 并带有大量黑烟的火焰 可燃物质名称碳 氧 氢 火焰特征甲酸2669 54 5不显光一氧化碳4357 不显光乙酸4053 36 7不显光甘油39 152 178 73不显光糖42 151 56 4不显光木材49 544 26 3显光乙醇52 234 813显光丙酮6227 6510 35显光 黑烟 硬脂酸7513 211 8显光 黑烟 苯92 3 7 7显光 黑烟 乙炔92 3 7 7显光 黑烟 第三节燃烧类型一 闪燃在一定温度下 易燃 可燃液体 也包括能蒸发出蒸气的少量固体 如萘 樟脑 石蜡等 表面上产生的蒸气 当与空气混合后 一遇着火源 就会发生一闪即灭的燃烧 这种现象叫做闪燃 1 闪点易燃与可燃液体表面能够发生闪燃的最低温度称为闪点 2 闪点在消防上的应用在消防工作中 以闪点的高低作为评价液体火灾危险性的依据 因为通常认为 液体的闪点就是可能引起火灾的最低温度 根据闪点将能燃烧的液体分为两类 闪点小于或等于45 称为易燃液体 闪点大于45 的液体称为可燃液体 根据闪点可评定液体火灾危险性的大小 闪点越低的液体其火灾危险性就越大 根据闪点可确定液体生产 加工 储存的火灾危险性分类 进而采取相应的安全措施 液体的分类液体火灾危险性分类及分级是根据其闪点来划分的 见下表 甲类液体如汽油 苯 甲醇 丙酮 乙醚 石脑油等 乙类液体如煤油 松节油 丁醚 溶剂油 樟脑油 蚁酸等 丙类液体如柴油 润滑油 机油 菜籽油等 二 着火可燃物质与空气氧化剂共存 达到某一温度时与火源接触即发生燃烧 将火源移去后 仍能继续燃烧 直至可燃物燃尽为止 这种持续燃烧的现象叫做着火 可燃物质开始持续燃烧时所需要的最低温度叫做燃点 物质名称燃点 物质名称燃点 豆油220布匹200松节油53松木粉196石蜡158195赛璐铬100蜡烛190醋酸纤维320樟脑70涤纶纤维390萘86粘胶纤维235纸张130尼龙6395棉花210耀255腈纶355麻绒150聚乙烯341麻150耀200有机玻璃260蚕丝250耀300聚丙烯270木材250耀300聚苯乙烯345耀360松木250聚氯乙烯391 一切可燃液体的燃点都高于其闪点 一般的规律是 易燃液体的燃点比其闪点高出1 5 而且液体的闪点越低 这一差别越小 三 自燃自燃分为受热自燃和本身自燃 可燃物质在空气中 连续均匀地加热到一定的温度 在没有外部火花 火焰等火源的作用下 能够发生自动燃烧的现象叫做受热自燃 有些可燃物质在空气中 在远低于自燃点的温度下自然发热 并且这种热量经长时间的积蓄使物质达到自燃点而燃烧的现象 叫做本身自燃 物质本身自燃发热的原因有是物质氧化生热 分解生热 吸附生热 聚合生热和发酵生热 物质本身自燃和受热自燃 两种现象的本质是一样的 只是热的来源不同 前者是物质本身的热效应 后者是外部加热的作用 因此 二者可以统称为自燃 1 自燃点可燃物质受热发生自燃的最低温度叫自燃点 在这一温度时 可燃物质与空气接触 不需要明火源的作用 就能自动发生燃烧 压力 压力越高 自燃点越低 例如 汽油在1x105pa自燃点是480 在10 x105pa时为310 在25x105pa时为250 浓度氧含量催化剂 四 爆炸爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态 并在瞬间放出大量能量 同时产生声响的现象 爆炸是由物理变化和化学变化引起的 1 爆炸的分类按爆炸物质在爆炸过程中的变化 可分为化学爆炸 物理爆炸和核爆炸 化学爆炸 由于爆炸性物质本身发生了化学变化 产生出大量气体和较高温度而形成的爆炸叫化学爆炸 例如 炸药 可燃气体 粉尘与空气的混合物发生的爆炸就是化学爆炸 物理爆炸 物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸 例如 蒸汽锅炉 压缩和液化气钢瓶的爆炸 属于物理爆炸 核爆炸 由于原子核裂变或核聚变引起的爆炸叫核爆炸 如原子弹 氢弹的爆炸就属于核爆炸 按照爆炸的变化传播速度 化学爆炸可分为爆燃 爆炸 爆震 2 可燃气体和蒸气与空气混合物的爆炸 爆炸浓度极限 可燃气体和液体蒸气与空气的混合物 遇着火源能够发生爆炸的最低浓度叫做爆炸浓度下限 也称为爆炸下限 遇火源能发生爆炸的最高浓度叫爆炸浓度上限 也叫爆炸上限 爆炸温度极限 最小点火能量 每一种气体爆炸混合物 都有起爆的最小点火能量 低于该能量 混合物就不爆炸 目前都采用mj作为最小点火能量的单位 西安3 5煤气公司液化石油气爆炸视频 3 可燃粉尘与空气混合物的爆炸 二战英国及美国案例 粉尘是指分散的固体物质 粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象 可燃粉尘爆炸应具备三个条件 即 粉尘本身具有爆炸性 粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度 有足以引起粉尘爆炸的火源 能够发生爆炸的悬浮粉尘的浓度 也有一个浓度下限和一个浓度上限 通常用g m3来表示 可燃粉尘爆炸浓度上限 因为太大 以致在多数场合都不会达到 所以没有实际意义 通常只应用粉尘的爆炸下限 粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的 第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体 第二步是可燃气体与空气混合而燃烧 第三步是粉尘燃烧放出的热量 以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘 这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去 粉尘爆炸实验 第二章火灾 凡在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害 都称为火灾 第一节火灾的分类一 按燃烧对象分类1 a类火灾a类火灾是指固体可燃物燃烧而引起的火灾 固体物质是火灾中最常见的燃烧对象 木材及木制品 纤维板 胶合板 纸张 纸板 家具 棉花 棉布 服装 被褥 粮食 谷类 豆类 合成橡胶 合成纤维 合成塑料 电工产品 化工原料 建筑材料 装饰材料等 种类极其繁杂 央视北配楼火灾 2 b类火灾b类火灾是指可燃液体燃烧引起的火灾 可燃液体如原油 汽油 煤油 柴油 重油 动植物油 酒精 苯 乙醚 丙酮等各种有机溶剂 原油罐 汽油罐是b类火灾的重点保护对象 原油罐火灾的喷溅和可燃液体的蒸气云爆炸 是b类火灾中的两种特殊燃烧现象 破坏极其严重 3 c类火灾c类火灾是指可燃气体燃烧引起的火灾 可燃气体燃烧分为预混燃烧和扩散燃烧 预混燃烧由于混合均匀 燃烧充分 完全 不产生碳粒子 燃烧速度快 失去控制的预混燃烧会产生爆炸 这是c类火灾最危险的燃烧方式 扩散燃烧由于是边混合边燃烧 混合不均匀 燃烧不充分 不完全 会产生碳粒子 火焰呈黄色 燃烧速度受混合快慢及混合比控制 4 d类火灾d类火灾是指可燃金属燃烧引起的火灾 如锂 钠 钾 钙 锶 镁 铝 钛 锆 锌 铪 钚 钍和铀火灾 可燃金属燃烧引起的火灾之所以从a类火灾中分离出来 单独作为d类火灾 是因为这些金属燃烧时 燃烧热很大 为普通燃料的5 20倍 火焰温度很高 有的甚至达到3000 以上 并且在高温下金属性质特别活泼 能与水 二氧化碳 氮 卤素及含卤化合物发生化学反应 使常用灭火剂失去作用 必须采用特殊的灭火剂灭火 5 带电火灾指带电的电气设备及其他物体燃烧的火灾 不同类型火灾 具有不同特点 应采取不同的灭火措施 二 按火灾损失严重程度分类 1 特别重大火灾 死亡30人以上 重伤100人以上 直接财产损失1亿元以上 2 重大火灾 死亡10人以上 重伤50人以上 直接财产损失5000万元以上 3 较大火灾 死亡3人以上 重伤10人以上 直接财产损失1000万元以上 4 一般火灾 死亡3人以下 重伤10人以下 直接财产损失1000万元以下 注 以上 包括本数 以下 不包括本数 三 按起火直接原因分类 1 放火 刑事犯放火 精神病人 智障人放火 自焚 北京蓝极速网吧火灾 韩国大邱地铁火灾 2 违反电气安装安全规定 电气设备安装不合规定 导线保险丝不合格 避雷设备 排除静电设备未安装或不符合规定要求 3 违反电气使用安全规定 电气设备超负荷运行 导线短路 接触不良 静电放电以及其他原因引起电器设备着火 4 违反安全操作规定 5 吸烟 乱扔烟头 火柴杆 吉林中百商厦火灾 吉林中百商厦火灾视频 6 生活用火不慎 炉灶 燃气用具 煤油炉发生故障或使用不当 7 玩火 小孩玩火 燃放烟花 爆竹 8 自燃 物质受热 植物 涂油物 煤堆垛过大 过久而又受潮 受热 化学危险品遇水 遇空气 相互接触 撞击 摩擦自燃 9 自然灾害 雷击 风灾 地震及其他自然灾害 10 其他 不属于以上九类的其他原因 如战争 第二节火灾的发展一 热的传播1 热传导热量通过直接接触的物体 从温度较高部位传递到温度较低部位的过程 叫热传导 影响热传导的主要因素是 温差 导热系数和导热物体的厚度和截面积 热传导与火灾 热可以通过物体从一处传到另一处 有可能引起与其接触的可燃物燃烧 导热系数大的物体 如金属 更易成为火灾发展蔓延的途径 在火灾扑救中 应对被加热的金属物体 管道进行冷却 清除与被加热金属材料 物体靠近的可燃物质 或用隔热材料将可燃材料与被加热的金属物隔开 2 热对流热通过流动介质 由空间的一处传播到另一处的现象 叫做热对流 影响热对流的主要因素是 温差 通风孔洞面积 高度和通风孔洞所处的高度 热对流是热传播的重要方式 是影响初期火灾发展的最主要因素 热对流与火灾 热对流是热传递的重要方式 它是影响早期火灾发展的最主要因素 高温热气流能加热在它流经途中的可燃物 引起新的燃烧 热气流能够往任何方向传递热量 但一般总是向上传播 引起上层楼板 天花板燃烧 由起火房间延烧至楼梯间 走廊 主要是热对流的作用 通过通风孔口进行热对流 使新鲜空气不断流进燃烧区 供应持续燃烧 为了防止火势通过热对流发展蔓延 主要应控制通风口冷却热气流 包括重质油品罐 或把热气流导向没有可燃物或火灾危险较小的方向 3 热辐射以电磁波形式传递热量的现象 叫做热辐射 热辐射的主要特点是 任何物体 气体 液体 固体 都能把热以电磁波的形式辐射出去 也能吸收别的物体辐射出来的热能 而且 热辐射不需通过任何介质 通过真空也能进行辐射 通过热辐射传播的热量和火焰温度的四次方成正比 因此 当火灾处于发展阶段时 热辐射成为热传播的主要形式 热辐射与火灾热辐射的热量和火灾温度的4次方成正比 当火灾处于发展阶段 火灾温度高时 辐射热成为热传播的主要形式 为了减弱受到的辐射热量 可增加受辐射物体与辐射源的距离和夹角 灭火人员水枪阵地要选择适当角度 以减少受到辐射热的影响 灭火时 可利用移动式屏障或水枪喷射的水幕 遮断或减少辐射热 对受到辐射热影响的建筑 储罐等进行冷却 降低其温度 防止蔓延扩大 二 火灾的发展过程1 室内火灾的发展过程室内火灾发展过程一般用温度表示 不同结构的建筑 火灾时其温度变化情况是不一样的 一般建筑火灾 温度变化过程如图 图中轰燃 目前对它尚无通用的定义 但一般认为 它是由局部可燃物燃烧迅速转变为系统内所有可燃物表面同时燃烧的火灾特性 实验结果表明 在室内的上层温度达到400 600 时会引起轰燃 达州通州百货商场火灾 火灾初起阶段 火灾初起时 随着火苗的发展 燃烧产物中有水汽 二氧化碳产生 还产生少量