火灾爆炸的形成与预防

火灾爆炸的形成与预防火灾爆炸的形成与预防 一 火灾发生的条件一 火灾发生的条件 1 燃烧的条件 从前面的知识我们已经知道 燃烧是有条件的 它必须是可燃物 助燃物和点 火源这三个基本条件同时存在并且相互作用才能发生 1 可燃物质物质被分成可燃物质 难燃物质和不可燃物质三类 一般来说 可燃物质是指在火源作用下能被点燃 并且移去火源后能继续燃烧 直到燃尽 的物质 如汽油 木材 纸张等 难燃物质是指在火源作用下能被点燃并引燃 当火源移去后不能继续燃烧的物质 如聚氯乙烯等 不可燃物质是指在正常情 况下不会被点燃的物质 如钢筋 水泥 砖 石等 可燃物质是防爆与防火的 主要研究对象 可燃物的种类繁多 按其组成可分为无机可燃物和有机可燃物 两大类 其中 绝大部分可燃物是有机物 小部分是无机物 按常温状态来分 又可分为气态 液态和固态三类 一般是气体较易燃烧 其次是液体 再次是 固体 不同状态的同一种物质燃烧性能是不同的 同一状态但组成不同的物质 其燃烧能力也是不同的 在一定条件下 可燃物只有达到一定的含量 燃烧才会发生 例如在同样温度 20 下 用明火瞬间接触汽油和煤油时 汽油会立刻燃烧而煤油则不会燃烧 这是因为汽油的蒸气量已经达到了燃烧所需的浓度量 而煤油蒸气量没有达到 燃烧所需的浓度量 由于煤油的蒸发量不够 虽有足够的空气 氧气 和点火源 的作用 也不会发生燃烧 2 助燃物人们常常又把助燃物质称为氧化剂 氧化剂的种类很多 氧气是一 种最常见的氧化剂 它存在于空气中 所以一般可燃物质在空气中均能燃烧 此外 生产中的许多元素和物质 如氯 氟 溴 碘以及硝酸盐 氯酸盐 高 锰酸盐 双氧水等 都是氧化剂 它们的分子中含氧较多 当受到光 热或摩 擦 撞击等作用时 都能发生分解放出氧气 使可燃物质氧化燃烧 要使可燃物质燃烧 或使可燃物质不间断地燃烧 必须供给足够数量的空气 氧 气 否则燃烧不能持续进行 实验证明 氧气在空气中的浓度降低到 14 18 时 一般的可燃物质就不能燃烧 3 点火源点火源是指具有一定能量 能够引起可燃物质燃烧的能源 有时也 叫着火源或火源 点火源这一燃烧条件的实质是提供一个初始能量 在这一能 量的激发下 使可燃物质与氧气发生剧烈的氧化反应 引起燃烧 可燃物 助 燃物和点火源是构成燃烧的三个要素 缺一不可 但仅仅有这三个条件还不够 还要有 量 的方面的条件 如可燃物的数量不够 助燃物不足或点火源的能 量不够大 燃烧也不能发生 因此 燃烧条件应做进一步明确的叙述 要使可燃物发生燃烧 点火源必须具有能引起可燃物燃烧的最小着火能量 对 不同的可燃物来说 这个最小着火能量也不同 如一根火柴可点燃一张纸而不 能点燃一块木头 又如电气焊火花可以将达到一定浓度的可燃气与空气的混合 气体引燃爆炸 但却不能将木块 煤块引燃 总之 要使可燃物发生燃烧 不仅要同时具有三个基本条件 而且每一个条件 都必须具有一定的 量 并彼此相互作用 缺少其中任何一个 燃烧便不会 发生 火灾发生的条件实质上就是燃烧的条件 一切防火与灭火的基本原理就 是防止燃烧的三要素同时存在 相互结合 相互作用 2 火灾发展的阶段 通过对大量的火灾事故的研究分析得出 一般火灾事故的发展过程可分为四个 阶段 即初期阶段 发展阶段 猛烈阶段和衰灭阶段 1 初期阶段指物质在起火后的十几秒里 可燃物质在着火源的作用下析出或 分解出可燃气体 发生冒烟 阴燃等火灾苗头 燃烧面积不大 用较少的人力 和应急的灭火器材就能将火控制住或扑灭 2 发展阶段在这个阶段 火苗蹿起 燃烧面积扩大 燃烧速度加快 需要投 入较多的力量和灭火器才能将火扑灭 3 猛烈阶段在这个阶段 火焰包围所有可燃物质 使燃烧面积达到最大限度 此时 温度急剧上升 气流加剧 并放出强大的辐射热 是火灾最难扑救的阶 段 4 衰灭阶段在这个阶段 可燃物质逐渐烧完或灭火措施奏效 火势逐渐衰落 终止熄灭 从火势发展的过程来看 初期阶段易于控制和消灭 所以要千方百计抓住这个 有利时机 扑灭初期火灾 如果错过了初期阶段再去扑救 就会付出很大的代 价 造成严重 二 火灾与爆炸事故二 火灾与爆炸事故 1 火灾及其分类 凡是在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害 都叫火灾 1 国家标准对火灾的分类在国家技术标准 火灾分类 gb 4968 85 中 根 据物质燃烧特性将火灾分为 4 类 a 类火灾指固体物质火灾 如木材 棉 毛 麻 纸张火灾等 b 类火灾指液体火灾和可熔化的固体物质的火灾 如汽油 煤油 柴油 乙 醇 沥青 石蜡火灾等 c 类火灾指气体火灾 如燃气 甲烷 乙烷 氢气火灾等 d 类火灾指金属火灾 如铝合金火灾等 2 按照一次火灾事故损失划分火灾等级按照一次火灾事故损失的严重程度 将火灾等级划分为三类 具有下列情形之一的 为特大火灾 死亡 10 人以上 含本数 下同 重伤 20 人以上 死亡 重伤 20 人以上 受灾户 50 户以上 直接财产损失 100 万元 以上 具有下列情形之一的火灾 为重大火灾 死亡 3 人以上 重伤 10 人以上 死亡 重伤 10 人以上 受灾户 30 户以上 直接财产损失 30 万元以上 不具有前列两项情形的火灾 为一般火灾 2 爆炸事故及其特点 常见爆炸事故类型 气体分解爆炸 粉尘爆炸 危险性混合物的爆炸 蒸气爆炸 雾滴爆炸 爆炸性化合物的爆炸 爆炸事故的特点 1 严重性爆炸事故的破坏性大 往往是摧毁性的 造成惨重损失 2 突发性爆炸往往在瞬间发生 难以预料 3 复杂性爆炸事故发生的原因 灾害范围及后果各异 相差悬殊 爆炸事故的破坏作用有冲击波破坏 灼烧破坏 由于爆炸而飞散的固体碎片砸 坏人员或砸坏物体 由于爆炸还可能形成地震波的破坏等 其中冲击波的破坏 最为主要 作用也最大 以丙烷 c3h8 为例 喷泻出的液化石油气质量为 w kg 可以近似的用下式来计 算燃烧后的高温混合气体以半球状向外扩散的半径为 根据式 2 1 计算 50kg 装液化石油气钢瓶爆炸燃烧时 其燃 烧范围至少可达 28m 的半球区 利用经验公式来估算爆炸产生的冲击波能量 估算公式 式中 u 爆炸时产生冲击波能量的 tnt 当量 kg r 破坏物与爆炸中心的距离 m c0 计算产生冲击波能量的系数 查表 2 1 表 2 1 计算产生冲击波能量的系数 c0 值 破坏情况系数 c0 值破坏情况系数 c0 值 厚 hm 的砖墙破口 0 4 h1 2 窗栏 门 板壁破坏 2 8 厚 hm 的砖墙建筑物裂缝和崩落 0 6 h1 2 窗框中的玻璃完全破坏 8 o 木板墙破坏 o 7 若距爆炸中心 50m 的房屋玻璃完全破损 查表 2 1 得系数 c0 值为 8 0 根据式 2 2 计算产生的冲击波能量可相当于 244kg tnt 由此可见 爆炸一旦产生 其危害性相当巨大 由于引起爆炸起火的点火能只 有约 0 1 0 3mj 加之液化石油气爆炸下限相比其他燃气偏低 因此 解决好 这类问题十分不易 3 火灾与爆炸事故的关系 一般情况下 火灾起火后火势逐渐蔓延扩大 随着时间的增加 损失急剧增加 对于火灾来说 初期的救火尚有意义 而爆炸则是突发性的 在大多数情况下 爆炸过程在瞬间完成 人员伤亡及物质损失也在瞬间造成 火灾可能引发爆炸 因为火灾中的明火及高温能引起易燃物爆炸 如油库或炸药库失火可能引起密 封油桶 炸药的爆炸 一些在常温下不会爆炸的物质 如乙酸 在火场的高温 下有变成爆炸物的可能 爆炸也可以引发火灾 爆炸抛出的易燃物可能引起大 面积火灾 如密封的燃料油罐爆炸后由于油品的外泄引起火灾 因此 发生火 灾时 要防止火灾转化为爆炸 发生爆炸时 又要考虑到引发火灾的可能 及 时采取防范抢救措施 三 预防火灾与爆炸事故的基本措施三 预防火灾与爆炸事故的基本措施 预防事故发生 限制灾害范围 消灭火灾 撤至安全地点是防火防爆的基本原 则 根据火灾 爆炸的原因 一般可以从以下两方面加以预防 1 火源的控制与消除 引起火灾的着火源一般有明火 冲击与摩擦 热射线 高温表面 电气火花 静电火花等 严格控制这类火源的使用范围 对于防火防爆是十分必要的 1 明火主要是指生产过程中的加热用火 维修焊割用火及其他火源 明火是 引起火灾与爆炸最常见的原因 一般从以下几方面加以控制 加热用火的控制加热易燃物料时 要尽量避免采用明火而采用蒸汽或其他载 热体加热 明火加热设备的布置 应远离可能泄漏易燃液体或蒸汽的工艺设备 和储罐区 并应布置在其上风向或侧风向 如果存在一个以上的明火设备 应 将其集中布置在装置的边缘 并有一定的安全距离 维修焊割用火的控制焊接切割时 飞散的火花及金属熔融温度高达 2000 左右 高空作业时飞散距离可达 20m 远 此类用火除停工 检修外 还往往被 用来处理生产过程中临时堵漏 所以这类作业多为临时性的 容易成为起火原 因 因此 使用时必须注意在输送 盛装易燃物料的设备与管道上 或在可燃 可爆区域应将系统和环境进行彻底的清洗或清理 动火现场应配备必要的消防 器材 并将可燃物品清理干净 气焊作业时 应将乙炔发生器放置安全地点 以防止爆炸伤人或将易燃物引燃 电焊线破残应及时更换或修理 不得利用与 易燃易爆生产设备有关的金属构件作为电焊地线 以防止在电路接触不良的地 方产生高温或电火花 其他明火用明火熬炼沥青 石蜡等固体可燃物时 应选择在安全地点进行 要禁止在有火灾爆炸危险的场所吸烟 为防止汽车 拖拉机等机动车排气管喷 火 可在排气管上安装防火帽 对电瓶车应严禁进入可燃可爆区 2 摩擦与冲击机器中轴承等转动的摩擦 铁器的相互撞击或铁制工具打击混 凝土地面等都可能发生火花 因此 对轴承要保持良好的润滑 危险场所要用 铜制工具替代铁器 在搬运盛有可燃气体或易燃液体的金属容器时 不要抛掷 要防止互相撞击 以免产生火花 在易燃易爆车间 地面要采用不发火的材质 铺成 不准穿带钉子的鞋进入车间 3 热射线紫外线有促进化学反应的作用 红外线虽肉眼看不到 但长时间局 部加热也会使可燃物起火 直射阳光通过凸透镜 圆形烧瓶会发生聚焦作用 其焦点可成为火源 所以遇阳光曝晒有火灾爆炸危险的物品 应采取避光措施 为避免热辐射 可采用喷水降温 将门窗玻璃涂上白漆或采用磨砂玻璃 4 高温表面要防止易燃物质与高温的设备 管道表面接触 高温物体表面要 有隔热保温措施 可燃物料的排放口应远离高温表面 禁止在高温表面烘烤衣 物 还要注意经常清洗高温表面的油污 以防止它们分解自燃 5 电器火花电器火花分高压电的火花放电 短时间的弧光放电和接点上的微 弱火花 电火花引起的火灾爆炸事故发生率很高 所以对电器设备及其配件要 认真选择防爆类型和仔细安装 特别注意对电动机 电缆 电缆沟 电器照明 电器线路的使用 维护和检修 6 静电火花在一定条件下 两种不同物质相互接触 摩擦就可能产生静电 比 如生产中的挤压 切割 搅拌 流动以及生活中的起立 脱衣服等都会产生静 电 静电能量以火花形式放出 则可能引起火灾爆炸事故 消除静电的方法有 两种 抑制静电的产生 迅速把产生的静电排出 2 爆炸控制 爆炸造成的后果大多非常严重 科学防爆是非常重要的一项工作 防止爆炸的 主要措施如下 1 惰性介质保护化工生产中 采取的惰性气体主要有氮气 二氧化碳 水蒸气 烟道气等 一般有如下情况 需考虑采用惰性介质保护易燃固体物质的粉碎 筛选处理及其粉末输送时 采用惰性气体进行覆盖保护 处理可燃易爆的物料 系统 在进料前 用惰性气体进行置换 以排除系统中原有的气体 防止形成 爆炸性混合物 将惰性气体通过管线与有火灾爆炸危险的设备 储槽等连接起 来 在万一发生危险时使用 易燃液体利用惰性气体充压输送 在有爆炸性危 险的生产场所 对有可能引起火灾危险的电器 仪表等采用充氮气保护 易燃 易爆系统检修动火前 使用惰性气体进行吹扫置换 发现易燃易爆气体泄漏时 采用惰性气体 也可用水蒸气 冲淡 用惰性气体进行灭火 2 系统密闭 防止可燃物料泄漏和空气进入为了保证系统的密闭性 对危险 设备及系统应尽量采用焊接接头 少用法兰连接 为防止有毒或爆炸性危险气 体向容器外逸散 可以采用负压操作系统 对于在负压下生产的设备 应防止 空气吸入 根据工艺温度 压力和介质的要求 选用不同的密封垫圈 特别注 意检测试漏 设备系统投产前和大修后开车前应结合水压试验 用压缩氮气或 压缩空气做气密性检验 如有泄漏应采用相应的防泄漏措施 还要注意平时的 维护保养 发现配件 填料