燃爆.doc

绪论1、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。C+O2=CO2 （在空气中） H2+Cl2=2HCl（在其他氧化剂存在时）2、爆炸是物质发生剧烈的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并伴由巨大声响的过程。3、根据爆炸发生原因的不同，可将其分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。4、化学爆炸的主要特点是：反应速度极快、放出大量热量、产生大量气体。5、燃烧与爆炸的区别：爆炸的能量释放速率快（微妙级的）。6、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）：如果装有温度高于其在大气压下的沸点温度的液体的储罐破裂，就会发生BLEVE。第一章 燃烧及其灾害1、燃烧的本质因素（三要素）：燃料、氧化剂、引燃源。是燃烧发生的必要条件，而不是充分条件。2、燃烧四面体：可燃物、助燃物、点火源、自由基。3、防火方法（燃烧三角形）：控制可燃物：燃料是燃烧发生最根本的要素，一般对于气态可燃物，可根据燃料的燃烧极限、比重等特性控制，使其不形成爆炸性混合气体；对于液态可燃物，可利用其闪点、燃点等特性进行控制；对于固态可燃物，则可根据其气化温度、分解温度、燃点、自燃点等特性参数来控制。隔绝空气：将空气、氧气、或其他助燃物质与可燃性气体、液体和固体隔绝，避免相互接触，可以避免发生燃烧或爆炸。消除或控制点火源：针对产生点火源的条件和点火源释放能量的特点，采取控制和消除点火源的技术及管理措施。比如远离可燃物、电接地或静电释放设备消除静电、高温表面有隔热措施、防止日光照射等。4、灭火方法（燃烧四面体）：隔离法：将可燃物质同燃烧火场隔离开，燃烧就会停止；窒息法：在燃烧过程中消除氧或者其他助燃剂成分，使燃烧反应因缺少助燃物质而停止燃烧；冷却法：对燃烧物体进行降温，使其降低至着火温度以下，使燃烧停止；抑制法：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。 5、任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。6、由理论上的自燃点T自到开始出现火焰的温度T自间的时间间隔称为燃烧诱导期。7、燃烧形式：均相燃烧（氢气在氧气中燃烧、煤在空气中燃烧）和非均相燃烧（石油、木材在空气中燃烧）；预混燃烧（爆炸）和扩散燃烧（产生炭黑）；蒸发燃烧（液体本身并不燃烧而是由液体蒸发出的蒸气进行燃烧）、分解燃烧（木材和煤由热分解产生可燃气体进行燃烧）和表面燃烧（金属燃烧）。8、闪燃：可燃液体表面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。闪燃的最低温度称为闪点。闪点是用来描述液体火灾爆炸危险性的主要参数之一。燃烧极限是用来描述气体火灾爆炸危险性的主要参数。9、测量闪点时的影响因素：点火源的大小与距离液面的距离（火焰越大，闪点越小）、加热速率（越快，闪点越大）、试样的均匀程度、试样的纯度（含水量越多，闪点越大）、测试容器（闭杯值开杯值）、大气压力的影响（1atm,闪点偏大）。10、开杯闪点测定过程存在的问题是开杯上方的空气流动可能改变蒸气浓度而使实验测定的闪点值偏高。11、可燃物质与火源接触产生有火焰燃烧，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为燃点。燃点越低越危险。12、在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。13、物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件 。自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速率必须大于向环境散发的速率。 14、自热自燃的类型：由于氧化热积蓄（亚麻油、动物油、煤、硫化铁）分解发热（硝化棉）聚合热、发酵热（环氧丙烷、丁二烯、未完全干燥的木屑麦草）化学品混合接触（黄磷、磷化氢接触空气；碱金属接触水）而引起的自燃。15、自燃点的测定及影响因素可燃物浓度（化学计算量时自燃点最低）；压力（越大，自燃点越低）；容器（越大，自燃点越低）；添加剂或杂质（+过氧基化合物，自燃点降低；+卤素，自燃点升高）；固体物质的粉碎度（越碎，自燃点越低）。16、链式反应理论（支链、直链）：氯和氢（直链）链的引发 Cl22Cl链的传递 Cl+H2HCl+H H+Cl2HCl+Cl链的终止 H+ClHCl Cl+ClCl2 H+HH217、燃烧极限的概念：可燃气体或蒸气与空气（或氧）组成的混合物在点火后可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该气体或蒸气的燃烧下限；同理，能使火焰蔓延的量高浓度称为燃烧上限。18、燃烧极限的影响因素：起始温度（温度上升，下限减小上限增大，范围变宽）、起始压力（下降范围变小；临界值后再降压，不燃不爆）、惰性介质（临界值后，不燃不爆）、容器（直径约小，范围越小）、点火源（变大，范围变宽，变化不太大）、火焰传播方向（向上传播，下限最小）、含氧量（上升，范围变宽，对上限影响较大）。19、火灾是火失去控制蔓延的一种灾害性燃烧现象。20、工业火灾分为池火灾和喷射火灾。（环境氧浓度低时，火焰拉长，增大氧的接触面积）池火灾是在可燃物的液池表面上发生的火灾。（高温危害、辐射危害）喷射火灾:加压气体和/或液体由泄漏口释放到非受限空间（自由空间）并立即被点燃，形成喷射火灾。第三章 物质的燃烧1、正常火焰传播特点：燃烧后气体压力减小或接近不变、燃烧后气体密度减小、燃烧波以亚声传播。爆轰的特点：压力增大、密度增大、燃烧波以超声速传播。2、火焰前沿：火焰在预混气中传播时，区分已燃区和未燃区的一层薄薄的化学反应发光区。 特点：由预热区和化学反应区组成，其中存在强烈的导热物质扩散。3、 沸溢：热波在有品种传播时，乳化水或自由水蒸发，形成大量油包气气泡，最后向外溢出。条件：热液、沸程宽原油中含有乳化水或自由水原油黏度较大。时间：含水重1%的石油，经4560min燃烧就会发生沸溢。征兆：火焰由红变白变亮，高度突然增加；烟气由浓黑变稀白；油面蠕动，有轻微呼隆和嘶嘶声响。 喷溅：热波下降到水垫层，是其中的水大量蒸发，蒸汽压迅速上升，把上部油品跑出罐外。条件：原油具有热波特性原油底部存在水垫层高温层与水垫层接触。时间：与油层厚度、热波移动速度、油燃烧线速度有关。征兆：火焰由红变白变亮，高度突然增加；罐体发生轻微振动沸溢；至少出现油沫2-4次；火舌尺寸变大，噪声更强烈。4、阴燃是指可燃固体在堆捆或空气不足的条件下，发生的无可见光的缓慢燃烧。发生阴燃的内部条件：可燃物必须是受热分解后能产生刚性结构的，多孔可燃固体物质（炭），具备多孔蓄热和大面积吸附氧。引起阴燃的热源：自燃热源、先阴燃热源、有焰燃烧熄火后阴燃、物质内部热点或外部热流。5、 阴燃与有焰燃烧的区别是无火焰；与无焰燃烧的区别是能热分解出可燃气。在一定条件下阴燃可以转换成有焰燃烧。 6、 区域I：热解区：温度急剧上升 区域II：炭化区：温度最大值（纤维素600750，多数有机材料250300） 区域III：残余灰/炭区：温度缓慢下降 第四章 预混气体的着火理论 着火半岛1、在热着火理论中，着火感应期的定义是：当混气系统已达着火条件的情况下，由初始状态达到温度开始骤升的瞬间所需的时间，用表示。2、谢苗诺夫热自燃理论适用于解释可燃气体混合物的热自燃过程。第五章 爆炸及其灾害1、爆燃：是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体的声速，反应阵面主要通过传到和扩散而进入未反应气体中。 爆轰：反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。2、 气相爆燃最大超压：1.5atm(产生碎片少，延性破坏) 气相爆轰最大超压：15atm（产生大量碎片，脆性破坏）3、 影响爆轰的因素：浓度范围强氧化剂压力反应热初始温度管径或容器的长径比催化剂4、 可燃蒸气云：发生泄漏事故时，可燃气体蒸气或液雾与空气混合而形成的。5、 蒸气云爆炸：可燃蒸气云点燃后，火焰速度加速到足够高并产生显著的超压，从而形成。（破坏作用：爆炸波、一次破片作用、抛掷物、火球热辐射）6、 常见的四类泄漏物：气体、温度高于其常压沸点的液体、温度低于其常压沸点的液体、沸点低于常温的液体。7、 蒸气云爆炸发生条件：泄漏物必须可燃点燃之前必须形成足够尺寸的蒸气云在点燃前要有足够量的空气混合进入蒸气云，以便混合物浓度在可燃范围蒸气云燃烧是火焰必须加速传播，否则会形成闪火。8、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）实质是一种物理性爆炸。外部热源持续加热导致容器强度破坏，管内残余的加压燃气液体和气体迅速与空气混合，混合气体被引燃，上飘形成火球，被卷入空气中加剧，火球继续膨胀扩大，直至燃气烧尽为止。 BLEVE破坏能量来源：一是容器本身是高压容器，它的突然破裂能够释放出巨大的能量，产生爆炸波并且将容器破片抛向远方；二是液化气剧烈燃烧能够释放出巨大的能量，产生巨大的火球和强烈的热辐射。9、雾滴的燃烧速率不是决定于蒸气压力，而是决定于是微滴到达它的沸点和液体蒸发所需的热量。 10、粉尘爆炸的特点：燃烧速率或爆炸压力上升速率比气体爆炸小，但燃烧时间长，产生能量大，破坏和焚烧程度大发生爆炸时有燃烧粒子废除有点燃元就会产生第一次爆炸，再由飞散火花辐射热引起二次爆炸及时粉尘量很小，也会产生大量CO2，引起人中毒。11、粉尘爆炸影响因素：化学物质与组分（过氧基、硝基会增加爆炸危险；燃烧热越高、爆炸下限浓度低、点火能越小的，越易爆炸；含灰量15%30%，不易爆炸；煤会发分11%以上，极易爆炸）直径越大越危险(400um时，不爆；加入510%细粉，引爆)可燃气体共存时，越易爆炸最小点火能：连续20次试验，刚好不点燃时的能量值爆炸极限：工业可燃粉尘爆炸下限2060mg/m3，上限26kg/m3.12、粉尘爆炸和气体爆炸：混合物的均匀性：粉尘：受湍流影响，只能维持较短时间 气体：不受湍流影响，分散均匀颗粒度（越细越危险）：粉尘：由固体物质组成 气体：由分子组成 燃料对大气的稀释：粉尘：压缩空气射入，氧量增加 气体：加入燃料，氧的损失通过人工加氧补偿初始湍流和初始压力：气体比粉尘更严重的爆炸爆炸浓度：粉尘爆炸的上、下限浓度范围比气体宽爆炸后大气组分：粉尘燃烧的燃料远小于气体点火温度：粉尘层点火温度可用312mm厚的粉尘测得，越厚，点或温度越小 粉尘层低于气体点火温度气体爆炸采用体积百分数（）表示；粉尘爆炸常用单位是g/m3或mg/L。 13、 爆炸强度：压力上升速度dp/dt是衡量燃烧速度的尺度，也就是衡量爆炸强度的尺度。14、 最大压力上升速率：容器中心最大，边缘会逐渐下降，氢气甲烷15、 爆炸压力：一般7*1055*105Pa，乙炔10*105Pa；容器容积越大，爆炸强度越小（横坐标后移）第六章 火灾爆炸的预防及控制1、在有火灾爆炸危险场所的贮槽和管道内部不得用蜡烛或普通照明灯具，必须采用防爆电器。2、在动火前必须进行动火分析，一般不要早于动火前半小时。如动火中断半小时以上，应重做分析。化工企业的动火标准是，爆炸下限4的，动火地点可燃物浓度0.2为合格；爆炸下限4的，则现场可燃物含量0.5为合格。3、在爆炸性物质的处理中，如果其中含有微小气泡时，有可能受到绝热压缩，导致意想不到的爆炸事故。 4、爆炸性物质按他们物态分为三大类，I类：矿井甲烷，类：工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾；类：爆炸性粉尘、易燃纤维。 5、隔爆型防爆电气设备是根据最大不传爆间隙的原理设计的。6、可使用几种惰化方法来将初始氧气浓度降至低设置点：真空惰化、压力惰化、压力-真空联合惰化、使用不纯的氮气进行真空和压力惰化、吹扫惰化和虹吸惰化。7、带电体上静电电量泄漏到原来的一半所需要的时间叫静电消散半衰期，值越大，危险性越大。8、各种压力和真空惰化的优缺点：压力：优：惰化较快（压力差大） 缺：使用较多惰性气体 真空：优：惰性气体用量少，由抽真空减少氧浓度 缺：大型储罐不适用 真空-压力：氮气使用少9、阻火装置：防止外部火源窜入由火灾爆炸危险性的设备装置。10、常见的阻火装置有：阻火器、安全液封、单向阀 阻火器的工作原理：使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 11、防爆泄压装置包括安全阀、防爆片、防爆门和放空管等。12、安全液封一般安装在气体管道与生产设备或气柜间。一般用水作为阻火介质。结构：敞开、封闭式13、爆炸防