第4章-火灾与爆炸事故的预防.ppt

化工安全与环保,材料科学与工程,授课教师：李婧,1,化工安全与环保,化工安全与环保,Chapter4,第四章火灾与爆炸事故的预防,2,教学要求,化工安全与环保,教学要求：主要内容包括燃烧与爆炸的基本知识、火灾的特点和分类、火灾预防措施和火险扑救、消防设施与消防器材。要求学生了解火灾的特点及分类、火灾自动报警系统、消火栓系统、防火与安全疏散设施；掌握燃烧的条件、类型、产物及危害，爆炸、爆炸极限及防爆的基本措施，预防火灾的基本措施、灭火的基本方法、灭火器的使用方法、火灾报警、安全疏散和逃生自救、火灾现场的保护。重点：预防火灾的基本措施、灭火的基本方法、安全疏散和逃生自救措施、灭火器的使用方法。,3,化工安全与环保,Contents,4,化工安全与环保,1.1燃烧与爆炸的基础知识,5,6,1.1燃烧与爆炸的基础知识,一、燃烧的基本知识燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴有发光、发热激烈的氧化反应。其特征是发光、发热、生成新物质。1、燃烧的条件燃烧必须具备以下三个条件：可燃物质、助燃物质、燃点（点火源）;*每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能发生.,化工安全与环保,7,凡能帮助和维持燃烧的物质统称为助燃物.常见的助燃物有空气和氧气氯气和氯酸钾等氧化剂。,凡能引起可燃物燃烧的能源统称可燃物。包括明火雷电电火花高温体磨擦与撞击,凡能和空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质.可燃物质包括可燃液体可燃固体可燃气体。,助燃物,可燃物,点火源、燃点,1.1燃烧与爆炸的基础知识,化工安全与环保,1.1燃烧与爆炸的基础知识,燃烧的过程,8,化工安全与环保,9,灭火的基本原理：要使可燃物质燃烧，不仅要具备燃烧的三个条件，而且每一个条件都要具有一定的量，并且彼此相互作用，否则就不会发生燃烧。对于正在进行着的燃烧，若消除其中任何一个条件，燃烧便会终止。,1.1燃烧与爆炸的基础知识,化工安全与环保,10,燃烧温度和热值可燃物质燃烧时所放出的热量，部分被火焰辐射散失，而大部分则消耗在加热燃烧上，由于可燃物质所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的，因而火焰温度也就是燃烧温度。热值:单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。可燃性固体/液体：J/Kg，可燃气体：J/m3,1.1燃烧与爆炸的基础知识,化工安全与环保,化工安全与环保,闪燃和闪点闪燃：当可燃液体表面蒸气达到一定浓度，且与空气混合成可燃性气体混合物时，若有明火与该液体表面接近，液体表面的可燃性气体混合物即自行着火，产生瞬时燃烧。闪点：发生闪燃现象的最低温度引发火灾最低温度。自燃和燃点自燃：可燃物在与空气或氧化剂混合后，在不接触火源的情况下而自行燃烧的现象。自燃点：可燃物质不需要火源即自行着火，并能继续燃烧的最低温度。,燃烧的类型,1.1燃烧与爆炸的基础知识,11,1.1燃烧与爆炸的基础知识,点燃和着火点点燃：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（强制点火）。燃点：物质能被点燃的最低温度。,燃烧的类型,12,化工安全与环保,可燃液体的闪点和自燃点（）,13,化工安全与环保,化工安全与环保,一些油品的闪点和自燃点（）,14,化工安全与环保,液体根据闪点分类分级表,15,化工安全与环保,一些常见可燃物质的燃点（）,16,17,1.1燃烧与爆炸的基础知识,二、爆炸的基础知识爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。物理爆炸-是指由物理因素（如温度、体积、压力）变化而引起的爆炸现象。例如蒸汽锅炉、压缩气体、液化气体过压等引起的爆炸。化学性爆炸-是指使物质在短时间内完成化学反应，同时产生大量气体和能量而引起的爆炸现象。如乙炔铜、碘化氮、氯化氮等的爆炸。,化工安全与环保,化工安全与环保,二、爆炸的基础知识,1.1燃烧与爆炸的基础知识,爆炸极限：可燃气体与空气的混合物，必须是在一定的浓度范围内遇火源才能发生爆炸。这个遇火源能发生爆炸的可燃气浓度范围（包括爆炸下限和爆炸上限）。在爆炸下限和爆炸上限范围之间才能发生爆炸！爆炸下限低于下限，体系内含有过量空气，其冷却作用阻止火焰蔓延；爆炸上限高于上限，含有过量可燃性物质，氧气不足，火焰也不能蔓延。,18,化工安全与环保,一些气体或液体蒸气的爆炸极限,19,化工安全与环保,一氧化碳在空气中所占不同体积比例组成的混合物燃爆情况,1.1燃烧与爆炸的基础知识,20,化工安全与环保,某些可燃气体在空气中和纯氧中的爆炸极限范围,1.1燃烧与爆炸的基础知识,21,22,粉尘爆炸粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。当粉尘表面达到一定温度时，由于热分解或干馏作用，粉尘表面会释放出可燃性气体，这些气体与空气形成爆炸性混合物，而发生粉尘爆炸。粉尘爆炸的影响因素a、物理化学性质(燃烧热越大的、越易带静电的、粉尘所含的挥发分越大的）b、粉尘颗粒大小c、粉尘的悬浮性d、空气中粉尘的浓度案例：2014年8月2日江苏昆山金属粉尘爆燃事故,1.1燃烧与爆炸的基础知识,化工安全与环保,化工安全与环保,粉尘爆炸的必要条件燃料：各种可燃性固体微粒达到一定浓度即可。空气：促使与固体微粒发生氧化反应而生热，继而引起爆炸。混合度：一般混合分散度都好。点火源：提供能量。容器的密闭性：密闭有助于爆炸。,1.1燃烧与爆炸的基础知识,23,化工安全与环保,24,化工安全与环保,1.2防火防爆的基本技术措施,25,引起燃爆因素分析：1、外界因素：明火、电火花、静电放电、雷击等。2、物质本身的化学性质因素：易燃易爆化学品。3、生产过程和设备设计不合理因素：如错误工艺、不合格防护装置、密闭不良、违规操作、生产设备及通风、照明设备久用失修等。,1.2防火防爆的基本技术措施,26,化工安全与环保,防火防爆基本原理：预防性措施：杜绝燃爆条件限制性措施：阻火卸压、防火墙消防措施：消防设施齐全疏散性措施：安全出口、通道,1.2防火防爆的基本技术措施,27,化工安全与环保,一、火灾及爆炸的危险性分析,火灾及爆炸的分类、分级建筑设计防火规范（GB500162006）将火灾危险性分为5类；爆炸及火灾危险场所分为3类8级；爆炸性混合物分为3级6组。,1.2防火防爆的基本技术措施,28,化工安全与环保,生产中的火灾危险性分类,29,化工安全与环保,爆炸及火灾危险场所分类,30,化工安全与环保,爆炸性混合物分级,注：最大实验安全间隙（MaximumExperimentalSafeGap，GB3836.12-1991）指空气中混合物在任何浓度下不使爆炸传至周围介质外壳之间的最大间隙，即把可燃性混合气体常用25.4mm的狭窄间隙分隔成两个部分，一方混合气体着火时，能使另一方混合气体着火的最大间隙，又称火焰逸走极限。通过这个间隙，火焰面变成舌状，火焰的热损增加，且通过间隙后产生涡流运动，在达到着火之前，混合物中的热量被吸收，火焰传播被阻止。,爆炸性混合物分组,1.2防火防爆的基本技术措施,31,化工安全与环保,二、点火源控制,明火：加热明火的控制：加热易燃液体时，明火设备的布置。检修用火的控制：办理动火审批手续。流动火花或飞火的控制。高热物料及高温表面：可燃物应远离高温物体或高温表面。摩擦与撞击电气火花及静电,1.2防火防爆的基本技术措施,32,化工安全与环保,33,点火源的控制是防止燃烧和爆炸的重要环节:明火、高温物体、电火花、电弧、静电、撞击和摩擦*主要的火灾引燃源的统计表：,1.2防火防爆的基本技术措施,化工安全与环保,三、消除导致燃爆的物质条件,尽量不用或少用可燃物：阻燃织物代替可燃织物；水泥或金属支护代替木质品；不燃溶剂代替易燃溶剂等。生产设备及系统密闭化：因材料强度不够；因外界负荷；因内压升高；焊缝开裂或密封部位不严；操作人员误操作。采取通风除尘措施安装报警装置惰性气体保护：氮气、水蒸气、烟道气对燃爆危险品的防护,1.2防火防爆的基本技术措施,2006年大庆石油管理局化工集团甲醇分公司2-20氮气窒息事故,34,化工安全与环保,四、工艺参数的安全控制,温度控制：除去反应热；防止搅拌中断；正确选用传热介质；防止传热面结疤；对不稳定物质的处理。控制投料速度和料比超量杂质和副反应的控制自动控制系统和安全保险装置；自动监测系统、自动调节系统、自动操纵系统；,1.2防火防爆的基本技术措施,35,化工安全与环保,化工安全与环保,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,36,一、隔离、露天布置、远距离操纵,分区隔离露天布置远距离操纵,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,在化工生产中，火灾爆炸事故一旦发生，就必须采取局限化措施，限制事故的蔓延和扩散，把损失降低到最低限度。多数火灾爆炸事故，伤害和损失的很大一部分不是在事故的初阶段，而是在事故的蔓延和扩散中造成的。,正确选址与安全距离,37,化工安全与环保,二、防火与防爆安全装置安全阻火装置安全液封；阻火器；单向阀；阻火闸门。防爆泄压装置安全阀；爆破片；防爆门；放空管,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,38,化工安全与环保,安全液封示意1-验水栓；2-气体出口；3-进气管；4-安全管；5-单向阀；6-爆破片；7-外壳,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,39,化工安全与环保,金属网阻火器示意1-进口；2-壳体；3-垫圈；4-金属网；5-上盖；6-出口,水封井示意1-气体进口；2-井盖；3-气体出口,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,40,化工安全与环保,砾石阻火器示意1-壳体；2-下盖；3-上盖；4-网格；5-砂粒；6-进口；7-出口,波纹金属片阻火器示意1-上盖；2-出口；3-轴芯；4-波纹金属片；5-外壳；6-下盖；7-进口,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,41,化工安全与环保,跌落式自动阻火闸门1-易熔合金元件；2-阻火闸门,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,42,化工安全与环保,43,三、密闭和通风措施密闭措施通风措施,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,化工安全与环保,44,四、惰性介质保护化工生产中常用的惰性介质有氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等。防止人员窒息,1.3燃爆扩散及蔓延的控制,化工安全与环保,化工安全与环保,1.4消防安全技术,45,46,1.4消防安全技术,一、灭火方法及原理灭火的方法主要有四种：1、即减少空气中的含氧量窒息灭火法；2、降低燃烧物的温度冷却灭火法；3、隔离与火源相近的可燃物隔离灭火法；4、消除燃烧中的游离基化学抑制灭火法,化工安全与环保,47,1、窒息灭火法采用石棉布、湿棉被、湿帆布等不燃或难燃材料，覆盖燃烧物或封闭孔洞；用水蒸气、惰性气体(二氧化碳、氮气等)充入燃烧区域内；,1.4消防安全技术,化工安全与环保,48,2、冷却灭火法采取喷水或喷射二氧化碳等其它灭火剂，将燃烧物的温度降到燃点以下。必要情况下，可用水冷却尚未燃烧的物质，防止达到燃点而起火,1.4消防安全技术,化工安全与环保,49,1.4消防安全技术,3、隔离灭火法将火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物质，从燃烧区内转移到安全地点；关闭阀门，阻止气体、液体流入燃烧区；排除生产装置、设备容器内的可燃气体或液体；设法阻拦流散的易燃、可燃液体或扩散的可燃气体；拆除与火源相毗连的易燃建筑结构，造成防止火势蔓延的空间地带；,化工安全与环保,50,1.4消防安全技术,4、化学抑制灭火法将化学灭火剂喷入燃烧区使之参与燃烧的化学反应，从而使燃烧反应停止。采用哪种灭火方法实施灭火，应根据燃烧物质的性质、燃烧特点和火场的具体情况，以及消防技术装备的性能进行选择。有些火灾，往往需要同时使用几种灭火方法。这就要注意掌握灭火时机，搞好协同配合，充分发挥各种灭火剂的效能，迅速有效地扑灭火灾。,化工安全与环保,化工安全与环保,二、灭火剂,1.水（及水蒸气）,2.泡沫灭火剂,3.二氧化碳及惰性气体灭火剂,4.卤代烷灭火器,5.干粉灭火剂,6.其他,1.4消防安全技术,51,52,1、水来源丰富、取用方便、价值低廉的灭火剂。1）灭火原理：a、冷却作用；b隔绝作用；c、窒息作用；2）灭火用水的几种形式：a、普通无压力水b、加压的密集水流c、雾化水,二、灭火剂,1.4消防安全技术,化工安全与环保,53,2、泡沫灭火剂凡能与水混溶，并能通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火剂，称为泡沫灭火剂。1）按发泡方法分类可分为两大类：即化学泡沫灭火剂（维护费用高）和空气机械泡沫灭火剂2）按发泡倍数分类可分为三大类：发泡倍数在20倍以下为低倍泡沫；发泡倍数在于20500倍之间称为中倍泡沫；发泡倍数在5001000倍之间的称为高倍数泡沫。,二、灭火剂,1.4消防安全技术,化工安全与环保,54,3.二氧化碳及惰性气体灭火剂主要灭火作用是窒息作用及冷却作用。适用范围：二氧化碳灭火剂不导电、不含水分、灭火后很快散逸，不留痕迹，不污损仪器设备。主要适用于扑救封闭空间的火灾扑救。适用于扑救A、B、C类初期火灾。特别适用于扑救600V以下的电气设备、精密仪器、图书、资料档案类火灾。,二、灭火剂,1.4消防安全技术,化工安全与环保,55,4、干粉灭火剂普通干粉灭火剂(又称B、C类干粉灭火剂)多用途干粉灭火剂(又称ABC通用型干粉灭火剂)化学抑制作用（对燃烧的链式反应的化学抑制作用来实现的。自由基的急剧减少，导致燃烧反应中断。)隔绝作用；冷却、窒息作用；,二、灭火剂,1.4消防安全技术,化工安全与环保,56,5、其他用沙、土等作为覆盖物也可以灭火.覆盖在燃烧物上，主要起到与空气隔离的作用；沙、土也可起到燃烧物吸收热量的作用。(检验室、研发化验室等都备有）,二、灭火剂,1.4消防安全技术,化工安全与环保,57,三、消防设施,1、消防站：大中型化工企业都有自己消防站。2、消防给水设施：专门为消防灭火而设置的给水设施，主要有消防给水管道和消火栓两种。另外化工生产装置区的消防给水设施：1）消防供水竖管；2）冷却喷淋设备；3）消防水幕；4）带架水枪；,1.4消防安全技术,化工安全与环保,1.灭火器种类泡沫灭火器；酸碱灭火器；二氧化碳灭火器；干粉灭火器；1211灭火器,四、灭火器材,1.4消防安全技术,58,化工安全与环保,常用灭火器的性能与使用保养,59,化工安全与环保,化工安全与环保,干粉灭火器是目前使用最普遍的灭火器，其有两种类型。一种是碳酸氢钠干粉灭火器，又叫BC类干粉灭火器，用于灭液体、气体火灾。另一种是磷酸铵盐干粉灭火器，又叫ABC类干粉灭火器，可灭固体、液体、气体火灾，应用范围较广。,主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电气设备的初起火灾。,1.4消防安全技术,干粉灭火器,60,干粉和1211灭火器的使用方法,4拔掉保险销,灭火器正确使用方法：提、拔、瞄、压,61,化工安全与环保,化工安全与环保,在扑救容器内可燃液体火灾时，应注意不能将喷嘴直接对准液面射，防止射流的冲击力使可燃液体溅出而扩大火势，造成灭火困难。,1.4消防安全技术,62,泡沫灭火器的使用方法,1、右手握着压把，左手托着灭火器底部，轻轻地取下灭火器,2、右手提着灭火器到现场,3、右手捂住喷嘴，左手执筒底边缘,63,化工安全与环保,4、把灭火器颠倒过来呈垂直状态，用劲上下晃动几下，然后放开喷嘴,1.4消防安全技术,64,化工安全与环保,化工安全与环保,二氧化碳是窒息性气体，、在空气中二氧化碳含量达到8.5%，会发生呼吸困难，血压增高；二氧化碳含量达到20-30%时，呼吸衰弱必须及时通风。在灭火时，要连续喷射，防止余烬复燃，不可颠倒使用。使用时液体迅速气化吸收本身的热量，使自身温度急剧下降到-78.5左右在使用中要戴上手套，动作要迅速，以防止冻伤。如在室外，则不能逆风使用。,1.4消防安全技术,65,二氧化碳灭火器的使用方法,4、拔掉保险销,66,化工安全与环保,推车式干粉灭火器使用方法,67,化工安全与环保,化工安全与环保,1.4消防安全技术,68,化工安全与环保,1.4消防安全技术,69,化工安全与环保,1.4消防安全技术,70,化工安全与环保,灭火器的维修、再充装应由已取得维修许可证的专业单位承担。灭火器一经开启，必须重新充装。在每次使用后，必须送到维修单位检查，更换已损件，重新充装灭火剂和驱动气体。灭火器不论已经使用过还是未经使用，距出厂的年月已达到规定期限时，必须送维修单位进行水压试验检查。灭火器的报废年限干粉灭火器：10年；二氧化碳灭火器：12年。,灭火器的检查,1.4消防安全技术,71,72,五、常见初起火灾的扑救,火灾通常都有一个从小到大、逐步发展、直至熄灭的过程。一般可分为初起、发展、猛烈、下降和熄灭五个阶段。原则：（1）先控制，后消灭；（2）救人重于救灾；（3）先重点，后一般。,1.4消防安全技术,事故案例：2008年上海商学院宿舍火灾事故,化工安全与环保,1.生产装置初起火灾的扑救,1.迅速查清