化工安全工程2(32学时)

1、化工安全工程2(32学时)第一页，共400页。第一章 绪论1.1 安全工程概述1.2 化工生产与安全1.3 事故的预防第二页，共400页。国防化工产品农业轻工纺织建筑第一章 绪论第三页，共400页。 第一章 绪论 18世纪，现代化学工业起源于的法国 。 19世纪，德国迅速发展了以煤为基本原料的有机化学工业。 19世纪末20世纪初，美国开始现代化学工业的发展期。石油的开采和大规模石油炼油厂的兴建为石油化学工业的发展和化学工程技术的产生奠定了基础。 美国产生了以“单元操作”为主要标志的现代化学工业的背景。 第四页，共400页。第一章 绪论 1888年，美国麻省理工学院开设了世界上最早的化学工程专业

2、，基本的教学内容是工业化学和机械工程。 1915年麻省理工学院的 正式提出了单元操作的概念。 20世纪20年代石油化学工业的崛起推动了各种单元操作的研究。 20世纪20年代，李寿恒先生从美国留学归来，在浙江大学开设了化工原理课程，开创了中国的化工 专业。第五页，共400页。第一章 绪论 第二次世界大战刺激了世界石油工业的高速发展，直到20世纪 70年代，世界化学工业的重点是石油工业。 20世纪40年代，美国实施了三项重大开发：流化床催化裂化制取高级航空燃油、丁苯橡胶的乳液聚合，制造首批原子弹的曼哈顿工程。 20世纪50年代中期，提出了传递过程原理，把化学工业中的单元操作进一步解析为三种基本操作

3、过程，即动量传递、热量传递和质量传递以及三者之间的联系。 20世纪60年代初，新型高效催化剂的发明，新型高级装置材料的出现，以及大型离心压缩机的研究成功，开始了化工装置大型化的进程，把化学工业推向一个 新的高度。第六页，共400页。第一章 绪论 20世纪70年代后，现代化学工程技术渗入到各个加工领域，生产技术面貌发生了显著变化。化学工业还同时面临来自能源、原料和环保三大方面的挑战，进入一个新的更为高级的发展阶段。 20世纪70年代末，美国、德国和日本首先把精细化工作为化学工业的发展重点。 中国从20世纪80年代初开始大力发展精细化学工业，现在，精细化工的水平标志着一个国家化学工业的整体水平。第

4、七页，共400页。第一章 绪论 随着新技术、新产品的不断开发和利用，潜在的危险因素随之增加，尤其是化工生产由于具有易燃、易爆、有毒有害、腐蚀性强等特点，危险性比其它行业要大，一旦发生事故其后果也往往比较严重。 1930年12月，比利时发生了“马斯河谷事件”。该地区由于铁工厂、金属工厂、玻璃厂和锌冶炼厂排出的污染物被封闭在逆温层下，浓度急剧增加，使人感到胸疼、呼吸困难，一周之内造成60人死亡。 1975年美国联合碳化合物公司比利时公司安特卫普厂，年产15万吨高压聚乙烯装置，因为一个反应釜填料盖泄漏，受热爆炸，发生连锁反应，整个工厂被毁。第八页，共400页。第一章 绪论 1984年12月3日凌晨，

5、印度博帕尔市美国联合碳化物公司农药厂，由于储罐上安全装置有缺陷，管理上也存在问题，致使45吨剧毒甲基异氰酸酯及其反应物在2小时内冲向天空，几乎全部泄漏，顺着7.4 km/h 西北风向东南方向飘荡，瞬时间毒气弥漫，覆盖了相当部分市区（大约 64.7 km2）。高温且密度大于空气的甲基异氰酸酯蒸汽，在当时17的大气中迅速凝结成毒雾，贴近地面层飘逸，使许多人在睡梦中离开了人世。在短短几天内死亡3300余人，造成5000余人双目失明，150000余人终身残废，20多万人受到不同程度的中毒。据统计，总共死亡3500多人，生态环境受到严重破坏，灾难震 惊世界。第九页，共400页。第一章 绪论 1978年3

6、月，江苏省某化肥厂碳四液化气爆燃，一台2吨碳四计量罐受热也发生爆炸，将一套2000吨合成氨系统全部摧毁。设备损失严重，死亡6人，重伤8人，轻伤47人。 2004年4月22日上午7点五十分左右浙江善高化学有限公司双氧水装置发生起火爆炸，现场大小爆炸共有上百次，死亡2人。 2005年11月13日中石油旗下吉林化工公司双苯车间发生爆炸事件，导致松花江水体受到严重污染。第十页，共400页。第一章 绪论 2009年9月13日上午9时15分左右，位于杭州文星桥南路8号的杭州恒瑞精细化工有限公司发生爆炸事故，并引发大火，过火面积约800平方米。经过消防官兵英勇扑救，到1115左右，火势才被完全控制住 。事故

7、造成一死一重伤。 据现场工人介绍，事发时，两名工人正在一楼储槽车间添加原料，因一输料泵在工作过程中产生电火花，引起易燃蒸气爆燃，继而引燃了主原料，发生大火。 第十一页，共400页。 2010年11月20日19时10分，山西省晋中市榆社化工股份有限公司聚合工段聚合岗位发生爆炸事故。至21日9时15分，爆炸事故明火已经扑灭，事故造成4人死亡， 2人重伤， 3人轻伤；另有34人被震碎玻璃轻微划伤。 第一章 绪论第十二页，共400页。第一章 绪论 2011年5月2日中午12时52分，位于衢州巨化集团北二道的锦纶厂发生大火，火势窜到空中达数十米之高。衢州消防支队接到报警后，先后调集八个消防中队以及巨化集

8、团专职消防队共24辆消防车100余名官兵赶到事故发生地展开灭火战斗，经过7个多小时紧张有序的抢险救援工作。经初步调查，事故发生在锦纶厂环己酮车间氧化烷塔区域，过火面积约150平方米，起火物为生产环己酮的原料环己烷，环己酮车间的环己烷管道泄漏遇热起火。而车间的西面50米是就是该厂的360吨环己烷储存槽罐。第十三页，共400页。第一章 绪论 血的教训充分说明了在化工生产中如果没有完善的安全防护设施和严格的安全管理，即使有先进的生产技术，现代化的设备，也难免发生事故。而一旦发生事故，人民的生命和财产将遭到重大损失，生产也无法正常进行，甚至整个装置会毁于一旦。因此，安全在化工生产中有着非常重要的作用，

9、安全是化工生产的前提和关键，没有安全作保障，生产就不能顺利进行。第十四页，共400页。1.1安全工程概述 安全工程是安全科学的工学门类，是研究生产过程中各种事故和职业性伤害发生的原因，以及防止事故和职业病发生的一门科学技术。 化工安全工程则针对化工生产中存在的主要危险和有害因素，研究其发生事故的原因及防范措施。 化工安全工程涉及： 数学、物理、化学、生物、天文、地理等基础科学； 电工学、材料力学、劳动卫生学等应用科学； 化工、机械、电力、冶金、建筑、交通运输等工程技术科学。第十五页，共400页。 1.1安全工程概述 化工安全的理论和技术取得了较大进展： 火灾、爆炸、静电、辐射、噪声、职业病和职

10、业中毒等研究不断深入。 系统工程学的理论和方法应用于安全领域，派生出安全系统工程学。 化工装置和控制技术的可靠性，化工设备故障诊断技术、化工安全评价技术， 防火、防爆和防毒的技术都有了很大发展。第十六页，共400页。1.1.1 安全工程的任务和目的安全工程：从保护人、发展生产的角度出发，针对伴随生产过程可能发生的不安全因素和职业性危害进行科学分析和研究，并考虑人的因素，探讨如何改善生产过程，以实现高效率和高可靠性的一门学科。安全工程的任务：研究工业灾害发生的原理及规律，分析、评价生产中可能发生的事故，采用工程技术方法和科学管理手段控制生产中的危险有害因素，防止伤亡事故、职业病、职业中毒以及其他

11、各种事故发生，创建安全、卫生、舒适的劳动条件。安全工程的目的：保护人的生命安全以及在生产活动中的身心健康，使职工在劳动中保持持久的劳动能力，提高劳动效率；保护设备财产不受损坏，使生产能安全、稳定、顺利地进行，以提高经济效率。、第十七页，共400页。1.1.2 安全工程研究的对象 人：包括从事生产活动的操作人员和各级管理人员。 人的行为受生理因素和社会环境的影响容易产生差错。 当技术不熟练、精神不集中、疲劳、身体不适、心情不愉快或素质差时，发生误操作、误判断或违章指挥、违章作业等。 物：生产中所用的物质（含原材料、辅助材料、催化剂、半成品、产品以及作为动力的能源）和机器设备(如机械设备、电气设备

12、、控制系统和仪器仪表等)。 生产中所用原材料和产品，因其有燃烧、爆炸、腐蚀、毒害等危险性，在生产、使用、储存和运输中如缺乏安全防范措施或管理不善而发生意外事件。第十八页，共400页。1.1.2 安全工程研究的对象 设备因设计、制造时有缺陷或维修保养不良、腐蚀、老化而导致磨损、松脱、变形、强度下降、破损、发热、移位以及短路、断路等危险状态，运行时常常造成人员伤亡或设备破坏。 环境：每个生产过程所处的作业环境和社会环境。 作业环境中的噪声、震动、粉尘、有毒气体和蒸汽、温度、湿度、色彩照明、通风采暖、射线等因素，会影响人的心理情绪，导致误操作，长期接触还会危害人体健康，甚至引起职业病。管理制度、工时

13、定额、人际关系等社会因素也会影响人的心理状态和行为方式。第十九页，共400页。1.1.2 安全工程研究的对象 人、物、环境三种因素相互联系、相互制约和相互影响，构成一有机整体。 人对设备设计、制造有缺陷或维修保养不良，使设备存在不安全状态； 物的不安全状态又会在客观上造成人有不安全行为的环境条件； 社会环境和作业环境影响着人的心理、生理特征，某些环境因素也会使物的性能发生变化，如机器寿命和精度下降。 因此，安全工程要从系统的观念出发，研究人、物、环境三个方面潜在的危险因素以及出现的条件和形成事故的规律，探讨控制危险、预防事故的有效对策和手段，提高系统的安全可靠性。第二十页，共400页。1.1.

14、3 安全工程研究的基本内容 1.安全技术 安全技术是职业安全卫生管理的重要组成部分，针对劳动过程中存在着的各种危险因素，研究采取怎样的技术措施将其消灭在事故发生之前，预防和控制工伤事故和其它各类事故的发生。包括工艺（流程和操作方法从不安全变为安全）、设备（安装防护和保险装置） 、控制（设置安全连锁、紧急停车等控制手段）。 安全技术寓于生产技术之中， 它和生产技术是紧密相关的。第二十一页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容 2.劳动卫生技术 劳动卫生技术是针对劳动过程中存在着对人体健康有害的因素，长期作用于人体会引起人体器官发生病变，导致职业中毒和职业病，研究如何消除 生产过程和劳动

15、环境中一切有害有毒因素， 防治职业危害发生的技术措施。包括 防尘、防毒、治噪、消振、通风、采暖 和照明等。第二十二页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容 3.安全卫生管理 安全卫生管理是指对安全生产所进行的计划、组织、指挥、协调和控制的一系列活动。它是从立法上和组织上采取措施，保护职工在劳动过程中的安全和健康。研究的主要内容有：制订安全 生产的方针政策、法令法规，使安全 生产做到有法必依，有章可循， 用法制的手段实施安全。第二十三页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容 3.安全卫生管理 我国的安全生产方针: 安全第一，预防为主。 安全和生产的“三同时”原则： 生产经营单

16、位在新建、改建、扩建工程项目的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。 安全和生产的“五同时”原则： 在计划、布置、检查、总结、评比生产的时候，同时计划、布置、检查、总结、评比安全工作。第二十四页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容3.安全卫生管理 当事故发生后，为及时吸取教训，采取有效措施，防止同类事故再次发生，我国在处理伤忙事故时提出了“四不放过”原则： 事故原因分析不清不放过，事故责任者没有受到处理不放过，群众没有受到教育不放过，没有防范措施不放过。第二十五页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容 各种法规、制度对防止灾害，保证安全生产起了很

17、重要的作用。但是随着新技术、新材料、新能源的不断出现，工艺过程日趋复杂化、大型化，生产中潜在的危险性也随之增加。法规的制定和修改往往需要一个过程，法规范围以外不一定就没有危险。因此，只是单纯强调遵守现行法规，显然不能完全满足安全生产的需要，必须在研究开发先进安全技术的同时，还要探索现代安全管理方法，采用系统的思想方法进行安全管理。第二十六页，共400页。1.1.3 安全工程研究的基本内容 系统的思想方法就是把事物当作一个整体来研究，从整体出发分析其各组成部分之间的有机联系和与外部环境的相互关系，是一种综合的研究方法。 把系统的思想用于安全管理可使安全管理走向科学化、现代化。这种管理方法与传统的

18、安全管理不同，不是在事故发生之后就事论事地解决安全问题，而是用系统工程的原理和方法预先分析、评价系统中存在的危险因素及可能造成的损失，从而制定出相应的安全措施控制危险，预防事故，实现系统安全。第二十七页，共400页。1.2 化工生产与安全1化工生产的特点2. 安全在化工生产中的重要地位第二十八页，共400页。1.2.1 化工生产的特点 化工生产特点： 1.化工生产的物料绝大多数具有潜在危险性 2.生产工艺过程复杂、工艺条件苛刻 3.生产规模大型化、生产过程连续性强 4.生产过程自动化程度高第二十九页，共400页。 安全在化工生产中 的重要地位 安全是人类赖以生存和发展的最基本需要之一。但因为化

19、工生产具有易燃、易爆、易中毒、高温、高压、腐蚀性等特点，与其它行业相比潜在的不安全因素更多，危险性和危害性更大，所以对安全生产的要求也更加严格。 一些发达国家的统计资料表明，在工业企业发生的爆炸事故中，化工企业占三分之一。第三十页，共400页。1.2.2 安全在化工生产中 的重要地位马斯洛理论：生理需要安全需要社交需要尊重需要自我实现第三十一页，共400页。 化工生产由于具有易燃、易爆、易腐蚀、高温、高压等特点，与其他行业相比，化工生产潜在的不安全因素更多，危险性更大，一般来说发生事故的可能性及其后果比其他行业要大，而发生事故必将威胁人身的安全和健康，有的甚至给社会带来灾难性破坏。 因此，安全

20、在化工生产中有着非常重要的作用，是化工生产的前提和关键，没有安全保障，生产就不能顺利进行。安全第一，安全生产必须放在企业一切工作的首位 1.2.2 安全在化工生产中 的重要地位第三十二页，共400页。1.3 事故的预防1.事故的特性2.伤亡事故致因理论3.预防事故的基本原则第三十三页，共400页。1.3 事故的预防 事故：指人们在进行有目的的活动过程中，突然发生违犯人们意愿，并可能使有目的的活动发生暂时性或永久性中止，造成人员伤亡或（和）财产损失的意外事件。 自然事故：由自然灾害造成的事故，这类事故在目前条件下受科学知识的限制还不能做到完全防止，只能通过研究预测预报技术，尽量减轻灾害所造成的破

21、坏和损失。 人为事故：由人为因素而造成的事故，这类事故既然是人为因素引起的，原则上都能预防。第三十四页，共400页。 1.3.1 事故的特性 1.因果性(继承性)：一切事故的发生都是有一定原因引起的，而这些原因就是潜在的危险因素。事故因果性是事故必然性的反映。因果关系具有继承性，因果继承性说明事故的原因是多层次的，决不是某一个原因就能造成事故的，而是诸多不利因素相互作用促成的。因此，只要把危险因素都识别出来，事先加以控制和消除，事故就可以预防。23因果关系示意图时间事故构成要素第三十五页，共400页。 2.偶然性(随机性)：指事故的发生是随机的。同样的前因事件随时间的进程导致的后果不一定完全相

22、同。但从哲学观点看，偶然当中有必然，必然性存在于偶然性之中。随机事件服从于统计规律，可用数理统计方法对事故进行统计分析，从中找出事故发生、发展的规律，从而为预防事故提供依据。1.3.1 事故的特性 29 12930055万166648334海因里希事故法则第三十六页，共400页。1.3.1 事故的特性 3.潜伏性(隐患)：指事故在尚未发生或未造成后果时，是不会显现出来的，好象一切都处在“正常”和“平静”状态。但生产中的危险因素是客观存在的，只要这些危险因素未被消除，事故总会发生的，只不过时间早晚而已。根据事故的潜伏性，我们必须克服麻痹思想，加强安全意识，居安思危，切实做好安全工作。第三十七页，

23、共400页。1.3.2 伤亡事故致因理论 1. 海因里希的因果连锁： 遗传及社会环境 遗传因素造成人的性格鲁莽、固执、贪婪；社会环境如缺乏教育等也会使人性格上有缺点。 人的缺点 性格过激、暴躁、轻率、素养差、缺乏安全知识等先天或后天因素是产生不安全行为或造成物的不安全状态的直接原因。 人的不安全行为或物的不安全状态 人的过失或缺点产生不安全动作或促成机械或物的不安全状态。 事故 由于人的不安全行为或物的不安全状态导致失去控制的事件。 伤害 事故造成人员伤害。 事故因果链锁理论强调，安全工作的重点就是防止人的不安全行为，消除机械的或物的不安全状态，使链锁中断，从而预防伤害事故发生。第三十八页，共

24、400页。 2. 轨迹交叉论： 在人机系统中，人的不安全行为和物的不安全状态是人机双方共同存在于一个系统中能量逆流的两个系列，其交叉点就会构成事故。 1.3.2 伤亡事故致因理论人的方面 生理遗传社会环境管理缺陷 心理、生理缺陷缺乏安全知识和安全技能等 不安全行为 物的方面 设计、制造缺陷 使用、检修维护保养过程中有缺陷 物的不安全状态第三十九页，共400页。1.3.2 伤亡事故致因理论 3.能量转移论： 任何生产过程都离不开能量。在正常生产过程中，能量受约束和限制，按人的意图有序流动。若能量外溢则失控，作用于人体并超出人承受能力，则发生人身伤亡事故。 能量逆流于人体而引起伤亡事故的原因，主要

25、是器械和设备本身有缺陷或安全防护设施缺乏，或者人机接触时发生失误。第四十页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 根据伤亡事故的致因理论得知，造成事故的主要原因是人的不安全行为和物的不安全状态，它们的背景原因是管理上有缺陷。要预防事故的发生，必须从这三个方面进行控制，采取安全技术措施，加强安全管理和安全教育，并将三者有机结合，综合利用，才能取得预期效果。第四十一页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 1.安全技术措施： 消除生产过程中各种不安全不卫生因素，防止伤害和职业性危害，改善劳动条件和保证安全生产而在工艺、设备、控制等各方面采取一些技术上的措施，是提高设备装置本质安全性的重

26、要手段。 安全技术措施包括预防事故发生和减少事故损失两方面 ： （1）减少潜在危险因素 源头着手，新工艺、新产品开发时，不用危险性物质、工艺和设备，尽量用不燃和难燃物料代替可燃物料，采用无毒或低毒物料代替有毒物料，消除火灾、爆炸和中毒事故的隐患。 第四十二页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则（2）降低潜在危险因素的数值 潜在危险因素达到一定程度或强度时才能施害。只要降低危险因素的数值，使其处于安全范围之内就能防止事故发生。（3）连锁 当设备或装置出现危险时，以某种方法强制一些元件相互作用，以保证安全操作。如放热反应器，温度超过设定值，控制元件发出指令，停止加料，增加冷却液流量，以强制

27、降低反应器内的温度，有效防止飞温和爆炸事故的发生。（4）隔离和远距离操作 由事故致因理论得知，把人和施害物隔开或者保持一定距离，就会避免人身伤害事故的发生或减弱对人体的伤害。第四十三页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则（5）设置薄弱环节 在设备或装置上安装薄弱元件，当危险因素达到危险值之前，该元件预先破坏，将能量释放，从而防止重大破坏事故的发生。（6）坚固或加强 在工程设计时，为了提高设备的安全程度，有意识地增加设备的安全系数，加大安全裕度，提高结构的强度，防止因结构的破坏而导致事故的发生。（7）封闭 封闭就是把危险物质和危险能量局限在一定的范围之内，防止能量逆流，以有效地预防事故发

28、生或减少事故的损失。（8）警告牌示和信号装置 警告可以提醒人们注意，及时发现危险因素或危险部位，以便及时采取措施，防止事故发生，警告牌示是利用人们的视觉引起注意，警告信号是利用声音、灯光、色彩等引起人们的注意。第四十四页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 2.安全教育措施 目的：增强安全生产责任感、提高执行安全法规的自觉性、 掌握安全生产科学知识，提高安全操作技能。 内容： 安全思想政治教育：思想教育、劳动纪律、国家安全生产方针、政策、 法规法纪。 安全技术知识教育：一般安全技术知识和专业性安全技术知识。 一般安全技术知识： 生产过程中各种原料、产品危险有害特性，可能出现的危险，形成

29、事故的规律，安全防护的基本措施，尘毒危害的防治方法，异常情况下的紧急处理方案，事故发生时的紧急救护和自救措施。第四十五页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 专业安全技术知识：对特殊工种而言，锅炉、压力容器、电气、焊接、化学危险品管理、尘毒作业，要有针对性的特殊安全教育。 安全技能教育：应做到应知应会，不仅懂得方法原理，还学会熟练操作，加强处理异常情况的训练，提高突发事件的应变能力。 安全管理知识教育：安全管理体制、安全组织机构、基本安全管理方法和现代安全管理方法。第四十六页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 2.安全教育措施 安全教育不仅在企业里要进行，学校也应开展这方面的

30、工作。我国在国发198385号文中明确规定，“各理工科大专院校，应设有安全技术课程”，使学生系统地掌握安全知识，了解各种危害因素发生事故的原理及防止方法，学会保护自己、保护他人，保护设备财产不受损失。在开发新技术、新产品时既要研究正常的生产过程，也要考虑可能出现的异常情况，并探索控制危险的方法和手段。只有保证新技术、新产品在技术上先进，生产时安全可靠，才能使之得以应用，创造出预期的经济效益。第四十七页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 3.安全管理措施 职业安全管理体制：企业负责、行业管理、国家监察、群众监督、劳动者遵章守纪。 （1）贯彻执行国家有关安全生产的方针、政策、法律和法规；

31、 （2） 树立“安全第一，预防为主”指导思想，安全工作放首位； （3）建立和健全安全组织机构； （4）结合本单位实际，制定和完善各项安全管理规章制度，编制和实施安全技术措施；组织安全检查和宣传教育。 第四十八页，共400页。1.3.3 预防事故的基本原则 在安全技术、安全教育、安全管理三个方面措施中，技术措施主要是提高工艺过程、机械设备本身安全可靠程度，控制物的不安全状态，由于人的差错难以控制，所以技术措施是预防事故的根本措施；安全管理是保证人们按照一定的方式从事工作并为采取安全技术措施提供依据和方案，同时还要对安全防护设施加强维护保养，保证性能正常，否则再先进的安全技术措施也不能发挥有效作用

32、；安全教育是提高人们安全素质，掌握安全技术知识、操作技能和安全管理方法的手段，没有安全教育就谈不上采取安全技术措施和安全管理措施。 三者相辅相成，必须同时进行，缺一不可 ！第四十九页，共400页。第二章 燃烧与爆炸 2.1 燃烧及其特性 2.2 燃烧机理 2.3 燃烧速度 2.4 爆炸及其特性第五十页，共400页。第二章 燃烧与爆炸 任何火灾、爆炸事故都具有很大的破坏作用，而化工、石油化工企业由于生产中使用的原物料、中间体及产品多为易燃易爆物质，一旦发生火灾、爆炸事故，会造成严重后果。所以研究燃烧和爆炸的基本原理，掌握火灾、爆炸事故发生的一般规律，从而采取防止工业生产中发生火灾、爆炸事故的措施

33、，对保护劳动者和人民群众的人身安全，保护国家财产免遭损失具有重要意义。第五十一页，共400页。2.1 燃烧及其特性2.1.1 燃烧与氧化 燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。 燃烧反应必须具有以下三个特征： 1.是一个剧烈的氧化还原反应 2.放出大量的热 3.发出光 第五十二页，共400页。2.1.2 燃烧条件 燃烧必须同时具备三个必要条件(三要素) 1.有可燃物存在 2.有助燃物存在 3.有着火源 燃烧还必须有二个充分条件 可燃物和助燃物要达到一 定的比例；点火源要有一 定的强度。第五十三页，共400页。2.1.2 燃烧条件 近代燃烧理论用连锁反应理论来解释物质燃烧的本质，认为燃

34、烧是一种自由基的连锁反应，即多数可燃物质的氧化反应不是直接进行的，而是经过游离基团和原子这些中间产物，通过连锁反应进行。并由此提出了燃烧四面体学说。燃烧四面体学说指出，燃烧除了具备上述三要素外，还必须使连锁反应不受抑制，即自由基反应能继续下去，这是燃烧的第四个要素，并由此而奠定了某些灭火技术理论基础。第五十四页，共400页。2.1.3 燃烧过程及燃烧形式 可燃物质可以是气体、液体或固体，绝大多数可燃物质的燃烧是在气体（蒸气）状态下进行的，燃烧过程随可燃物质聚集状态的不同而异。 气体最易燃烧，只要提供相应气体的最小点火能便能着火燃烧。气体燃烧分：混合燃烧：可燃气体和空气或氧气预告混合成可燃气 体

35、的燃烧。扩散燃烧：可燃气体直接由管道中放出点燃，在空气中边混合边燃烧。 液体燃烧许多情况下并不是液体本身燃烧，而是在热源作用下由液体蒸发所产生的蒸气与氧发生氧化、分解以致着火燃烧，这种燃烧为蒸发燃烧 第五十五页，共400页。2.1.3 燃烧过程及燃烧形式 固体燃烧情况比较复杂，简单固体可燃物质，先受热熔化（并有升华），继而蒸发生成蒸气而燃烧；复杂固体物质，燃烧时先是受热分解，生成气态和液态产物，然后气态和液态产物的蒸气再氧化燃烧，这种燃烧称为分解燃烧。其依靠气体扩散来进行，有火焰出现，属火焰型燃烧。 燃烧在固体炭的表面进行， 看不出扩散火焰，这种燃烧称 为表面燃烧。第五十六页，共400页。 2

36、.1.3 燃烧过程及燃烧形式 按产生燃烧反应相的不同，可分为均一系燃烧和非均一系燃烧。 均一系燃烧指燃烧反应在同一相中进行；非均一系燃烧正好与此相反，燃烧不是在同一相中进行的。与均一系燃烧比较，非均一系燃烧较为复杂，必须考虑到可燃液体及固体物质的加热，以及由此而产生的相变化。第五十七页，共400页。 2.1.3 燃烧过程及燃烧形式 物质在燃烧时，其温度变化是很复杂的。第五十八页，共400页。2.1.4 燃烧种类1.着火：在有空气存在的环境中，可燃物质与明火接触能引起燃烧，并且在移去火源后仍能保持继续燃烧的现象。能引起着火的最低温度叫着火点或燃点。2.闪燃：可燃液体表面的蒸汽与空气形成的混合可燃

37、气体，遇到明火以后，只出现瞬间闪火而不能持续燃烧的现象。 引起闪燃时液体的最低温度叫闪点。闪点是评价可燃液体危险程度的重要参数之一。可燃液体的闪点随其浓度的变化而变化。乙醇水溶液中乙醇含量为80%、40%、20%、5%时，其闪点分别为19.5、25.5、35.5、 60.0，当含量为3%时，没有闪点。由此可见浓度越高其闪点越低，危险性也越大。第五十九页，共400页。2.1.4 燃烧种类 2.闪燃： 互溶的两元可燃混合液体的闪点，一般介于原来两液体闪点之间，但闪点与组分并不一定呈线性关系；按某比例混合后具有最高或最低沸点的两元混合液体，则可能具有最高或最低闪点，即混合液的闪点可能比两纯组分的闪点

38、都高或都低。对出现最低闪点的互溶液体，在使用时应引起特别的注意。当易燃液体与不燃液体混合时，由于易燃液体的蒸气压下降，闪点就相应提高。第六十页，共400页。2.1.4 燃烧种类 闪点的测定及其影响因素： 闪点测定方法：开杯式和闭杯式。其值可随测定条件变化而变化。影响因素有： a.点火源的大小与离液面的距离：点火火焰大闪点值偏低，火源离液面距离越近，闪点值越低。 b.加热速率：加热过快，闪点值偏高。 c.试样的均匀程度： d.试样的纯度：溶于水的试样，水分增加闪点升高。 e.测试容器： f.大气压力的影响：0.1MPa，闪点值偏低； 0.1MPa ，闪点值偏高。所以在测试时应按实际气压做温度修正

39、。第六十一页，共400页。2.1.4 燃烧种类 3.自燃：可燃物质在助燃性气体中，在无外界明火的直接作用下，由于受热或自行发热能引燃并持续燃烧的现象。 可燃物质产生自燃的最低温度叫自燃点。物质自燃可分为： 受热自燃：当有空气或氧存在时，可燃物虽未与明火直接接触，但在外部热源的作用下，由于传热而使可燃物温度上升，达到自燃点而着火燃烧。物质发生受热自燃取决于两个条件：一是要有外部热源；二是要有热量积蓄。 第六十二页，共400页。2.1.4 燃烧种类 3.自燃： 自热自燃：某些物质在没有外部热源的作用下，由于物质内部发生的物理、化学或生化过程而产生热量，这些热量在适当的条件下会逐渐积聚，以致使物质温

40、度升高，达到自燃点而着火燃烧。引起自热自燃要有三个条件：一必须是较易产生反应热的物质；二必须是有较大的比表面积或呈多孔隙状的物质，并有良好的绝热和保温性能；三必须是热量产生的速度大于向环境散发的速度。第六十三页，共400页。2.1.4 燃烧种类 影响可燃物质自燃点的因素主要有压力、组成、催化剂、物质的结构等。一般有以下规律： 1.压力越高，自燃点越低。 2.固体粉碎的越细，自燃点越低。 3.活化催化剂使自燃点降低，纯化催化剂使自燃点升高。 4.当混合物的组成符合该物质氧化反应的化学计算量时，自燃点最低；混合气体中氧的浓度增高，自燃点降低。 5.液体和固体可燃物受热后分解并析出的可燃气体挥发物越

41、多，其自燃点越低。 6.液体的相对密度越大，闪点越高而自燃点越低。第六十四页，共400页。2.1.4 燃烧种类 自热自燃的类型： 1.由氧化热积蓄引起的自燃 2.由分解发热而引起的自燃 3.由聚合热、发酵热引起的自燃 4.由化学品混合接触而引起的自燃 a.接触空气自燃的：如黄磷、磷化氢等 b.接触水分自燃的：如金属钾、钠及三氯化磷等 c.相互混合自燃的：如氯和乙炔等第六十五页，共400页。2.1.4 燃烧种类 自燃点的测定及其影响因素 自燃点可用仪器进行测定，它不是一个恒定值，可随条件变化而变化。其影响因素有： 1.可燃物浓度：当可燃气与空气的混合比例在可燃极限范围内，其组分为化学计算量时自燃

42、点最低。 2.压力：压力与自燃点成反比 3.容器：直径、材质以及表面的物理状态对自燃点的测定值有影响 4.添加剂或杂质 5.固体物质的粉碎度第六十六页，共400页。2.1.5 氧指数 氧指数又叫临界氧浓度（COC）或极限氧浓度（LOC），它是用来对固体材料可燃性进行评价和分类的一个特性指标。材料的氧指数越高其阻燃性能越好。 由于实际的火灾大都发生在大气条件下，大气中含氧量为21%，所以在实验条件下凡氧指数大于21的固体材料若在空气中点燃后，都会自行熄灭。但是，材料燃烧时所需的最低氧气浓度受环境温度的影响较大，环境温度升高，最低氧气浓度就要降低。第六十七页，共400页。2.1.6 最小点火能量

43、在处于爆炸范围内的可燃气体混合物中产生电火花，从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。它是使一定浓度可燃气（蒸气）空气混合气燃烧或爆炸所需要的能量临界值。如引燃源的能量低于这个临界值，一般情况下不能引燃。 可燃混合气点火能量的大小取决于该物质的燃烧速度、热传导系数、可燃气在可燃气-空气（或氧）系混合气中的浓度（体积分数）、混合气的温度和压力以及电极间隙和形状。可燃气浓度对点火能量的影响较大，一般在稍高于化学计算量时，其点火能量最小。第六十八页，共400页。 2.2 燃烧机理2.2.1 燃气燃烧的连锁反应 燃气燃烧反应是一种化学反应，符合基本的化学定律。近代用连锁反应机理来解释燃烧机理。 连

44、锁反应由链的引发、链的传递、链的终止三个阶段组成。连锁反应又分为： 直链反应：其特点是自由基与价饱和的分子反应时活化能很低，反应后仅生成一个新的自由基。如氯和氢反应 支链反应：其特点是一个自由基能生成一个以上自由基活性中心。如氢和氧反应第六十九页，共400页。2.3 燃烧速度 物质的燃烧速度在本质上是由可燃物质和氧发生化学反应的能力决定的，可燃物和氧的反应能力越强，燃烧速度越快。 2.3.1 可燃气体的燃烧速度 可燃气体的燃烧不需要像可燃固体、可燃液体那样经过熔化、蒸发等过程，所以燃烧速度较快。可燃气体的燃烧速度随其结构、组成的不同而异。简单的可燃气体，燃烧只需受热、氧化等过程；而复杂气体，如

45、天然气，则需经过热分解和氧化过程才开始燃烧。因此，简单构成的可燃气比复杂构成的可燃气燃烧速度快。 第七十页，共400页。2.3 燃烧速度 2.3.1 可燃气体的燃烧速度 在可燃气体燃烧中，不同的燃烧方式，其燃烧速度也不同。扩散燃烧速度取决于气体的扩散速度；而混合燃烧速度则取决于燃烧的化学反应速度。一般情况下，混合燃烧速度要比扩散燃烧速度快得多。 火焰的传播速度被称为气体的燃烧速度。 燃烧速度是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向末燃烧部分传播的速度。 混合气性质、成分、原始压力和温度等都会影响可燃混合气体火焰的传播速度。第七十一页，共400页。2.3.2 可燃液体的燃烧速度 可燃液体可细分为易

46、燃液体和可燃液体。易燃液体在常温下蒸气分压就很高，点火源接近时就容易着火燃烧；而可燃液体，由于液体表面上蒸气分压较低，就不易着火燃烧。因此不同液体其着火燃烧的速度是不同的。 液体的燃烧速度有以下两种表示方法： 质量速度：指每平方米可燃液体表面每小时烧掉的液体质量(公斤/平方米小时)。 直线速度：指每小时烧掉可燃液体层的高度(厘米/小时)。 液体燃烧速度与液体初温、热容、蒸发潜热、火焰的辐射强度、液面的高低、液体中水分的含量、储罐 直径大小等因素有关。第七十二页，共400页。 2.3.3 可燃固体的燃烧速度 固体的燃烧速度一般小于可燃气体和可燃液体。不同的固体物质其燃烧速度也有很大差别。如石蜡、

47、三硫化磷、松香等固体物质，其燃烧过程要经过受热熔化、蒸发、分解、氧化着火燃烧等阶段，一般燃烧速度较慢。硝基化合物、硝 化纤维及其制品，因含有不稳定的含 氧基团，燃烧速度就较快。固体的比 表面积越大，其燃烧速度越快。第七十三页，共400页。2.4 爆炸及其特性 物系自一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现象称为爆炸。 爆炸现象特征： a.爆炸过程进行得很快； b.爆炸点附近瞬间压力急剧上升； c.发出声响； d.周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。第七十四页，共400页。2.4 爆炸及其特性 爆炸常伴随发热、发光、高压、真空、电离等现象，并且具有很大的破坏作用

48、。 爆炸气体的扩散通常在爆炸的瞬间完成，对一般的可燃物质不致造成火灾，而且爆炸冲击波有时能起灭火作用。但爆炸的余热或余火，会点燃从破损设备中不断流出的可燃液体的蒸气而造成火灾。第七十五页，共400页。 2.4.1 爆炸分类 1.按爆炸发生的物理、化学原理分： a.物理爆炸：是由物理变化造成的，指物质的物理状态发生急剧变化而引起的爆炸。其特征是爆炸前后系统内物质的化学组成及化学性质均不发生变化。 b.化学爆炸：是由化学变化造成的，指物质发生急剧化学反应，产生高温、高压而引起的爆炸。其特征是爆炸前后系统内物质的化学组成及化学性质都发生了变化。 c.核爆炸：第七十六页，共400页。2.4.1 爆炸分

49、类 化学爆炸按爆炸时所发生的化学变化的不同又可分为 简单分解爆炸：引起简单分解爆炸的爆炸物，在爆炸时并不一定发生燃烧反应，爆炸所需的能量，是由于爆炸物质本身分解时产生的。 复杂分解爆炸：这类物质爆炸时有燃烧现象，燃烧所需的氧由自身供给。 爆炸性混合物爆炸：爆炸性混合物是至少由两种化学上不相联系的组分所构成的系统。混合物之一通常为含氧相当多的物质；另一组分则为根本不含氧或含氧量不足以发生分子完全氧化的可燃物质。爆炸性混合物可以是气态、液态、固态或多相系统。这类物质爆炸需要一定的条件，如爆炸前物质的含量、氧气含量及激发能源等。第七十七页，共400页。2.4.1 爆炸分类 2.按爆炸速度分类： a.

50、轻爆：爆炸传播速度在每秒零点几米至数米之间的爆炸过程。 b.爆炸：爆炸传播速度在每秒十米至数百米之间的爆炸过程。 c.爆轰：爆炸传播速度在每秒一千米至数千米以上的爆炸过程。第七十八页，共400页。2.4.1 爆炸分类 3.按爆炸反应的相分类： a.气相爆炸：包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸，物质的热分解爆炸，可燃性粉层引起的爆炸及可燃性液体的雾滴引起的爆炸等。 b.液相爆炸：包括聚合爆炸、蒸发爆炸及由不同液体混合所引起的爆炸。 c.固相爆炸：包括爆炸性物质的爆炸、固体物质的混合、混融所引起的爆炸，以 及由于电流过载所引起的电缆爆炸等。第七十九页，共400页。 2.4.1 爆炸分类 4.按

51、爆炸反应物质分类： a.纯组元可燃气体热分解爆炸：纯组元气体由于分解反应产生大量的热而引起的爆炸。 b.可燃气体混合物爆炸：可燃气体或可燃液体蒸气与助燃气体，如空气按一定比例混合，在引火源的作用下引起的爆炸。 c.可燃粉层爆炸：可燃固体的徽细粉尘，以一定浓度呈悬浮状态分散在空气等助燃气体中，在引火源作用下引起的爆炸。 第八十页，共400页。2.4.1 爆炸分类 4.按爆炸反应物质分类： d.可燃液体雾滴爆炸：可燃液体在空气中被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸。 e.可燃蒸气云爆炸：可燃蒸气随风漂移形成连续气流，与空气混合达到其爆炸极限时，在引火源作用下引起的爆炸。第八十一页，共400页。2.4.1

52、 爆炸分类 5.按爆炸事故过程分类：可分为三类六种：类：需要有点火源的爆炸着火破坏型爆炸泄漏着火型爆炸由于快速燃烧引起的爆炸粉尘喷雾爆炸爆炸性混合气体爆炸气体的分解爆炸爆炸性物质以及混合危险物质的爆炸管道材料的燃烧材料强度下降外部载荷内压上升阀门操作盖子打开第八十二页，共400页。2.4.1 爆炸分类类：化学反应热蓄积引起的爆炸自燃着（发）火型爆炸自燃着火混合接触吸水氧化吸附反应失控型爆炸聚合合成分解类：过热液体蒸发引起的爆炸传热型蒸汽爆炸平衡破坏型蒸汽爆炸蒸汽压平衡的破坏水蒸气爆炸低温液化气爆炸第八十三页，共400页。2.4.1 爆炸分类 根据事故过程的三类六种情况，针对各种形成爆炸的原因，

53、可分别采取如下预防措施：类：需要有点火源的爆炸着火破坏型爆炸泄漏着火型爆炸惰性气体置换混合气的成分控制与管理点火源的管理防止不稳定物质的生成防泄漏防阀门误操作泄漏物质的检测报警点火源管理（各种点火源）第八十四页，共400页。2.4.1 爆炸分类类：化学反应热蓄积引起的爆炸自燃着（发）火型爆炸对自燃着火特性进行调研（发热原因）对蓄热条件（环境）进行分析强化温度控制系统分散、冷却、焚烧防混合接触反应失控型爆炸针对放热反应特性采取措施确保冷却和搅拌失控时处置：及时调整、急冷、放空、中止正确测量、控制工艺参数，控制反应速度第八十五页，共400页。2.4.1 爆炸分类防止水进入高温炉内高温废弃物的安全处

54、理水碎设备的安全设计作业地方要干燥深冷液化气体的处理防止容器因外力而引起破坏类：过热液体蒸发引起的爆炸传热型蒸汽爆炸平衡破坏型蒸汽爆炸点火源的管理防止因火灾而引起加热防止反应失控保持容器的耐压强度第八十六页，共400页。 2.4.2 爆炸极限及其计算 1.爆炸极限 爆炸极限：指在常温常压的条件下该物质在空气中能燃烧的最低至最高浓度范围，即在该浓度范围内，火焰能在空气混合物中传播。 第八十七页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 1.爆炸极限 爆炸性混合气：可燃气体或蒸气与空气（或氧）的混合物。这种混合气并不是在任何混合比例下都可燃烧或爆炸的，而且混合的比例不同，燃烧的速度也不同。当混合物

55、中可燃气体的含量接近化学当量时，燃烧最快或最剧烈；若含量减少或增加，燃烧速度均下降；当浓度高于或低于某一极限值时，火焰便不再 蔓延。第八十八页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 1.爆炸极限 爆炸极限一般用可燃性气体或蒸气在混合物中的体积百分数表示，有时也用单位体积气体中可燃物的含量来表示。 爆炸下限（燃烧下限）：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。当浓度在下限以下时，体系内含有过量的空气，由于空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延，此时活化中心的销毁数大于产生数，所以不会引起爆炸。 爆炸上限（燃烧上限）：可燃气体或蒸气与空气（或氧）组成的混合物在点火后

56、可以使火焰蔓延的最高浓度。当浓度在上限以上时，含有过量的可燃性物质，空气（氧）不足，火焰也不能蔓延，但此时若补充空气，是有火灾或爆炸的危险的。故对上限以上的可燃气（蒸气）空气混合气不能认为是安全的。第八十九页，共400页。 2.4.2 爆炸极限及其计算 2.影响爆炸极限的因素 a.原始温度：温度越高爆炸极限范围越宽。 b.原始压力：压力增加爆炸极限范围扩大，且上限随压力增加较为显著。 c.惰性介质：混合物中加入惰性介质爆炸极限范围缩小。 d.容器：直径越小爆炸极限范围越窄。 e.点火能源：能量加大爆炸极限范围变宽。 f.火焰的传播方向(点火位置)：在垂直的测试管中于下部点火，火焰由下向上传播时

57、，爆炸下限最小，上限值最大；当于上部点火时，火焰由上向下传播时，爆炸下限值最大，上限值最小；在水平管中测试时，爆炸上下限介于两者之间。 g.含氧量：含氧量增加爆炸极限范围变宽。第九十页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 3.爆炸极限的计算 a.闪点法：易燃液体的爆炸下限与该液体的闪点是互相联系的。可燃液体在闪点时的饱和蒸气分压正好对应着火的最低体积分数，利用这种关系下式可互相推算可燃液体的闪点或爆炸下限。第九十一页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算a.闪点法：p总：混合气的总压力，Pap闪：闪点时该液体的蒸汽分压，Pa 第九十二页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 b.

58、按可燃气体完全燃烧时的化学当量浓度计算 可燃气（液）体完全燃烧时的化学当量浓度可用来确定链烷烃类的爆炸下限，其计算公式如下： L下 = 0.55C0 式中C0气体在完全燃烧时的物质的当量浓度 第九十三页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 利用算出的爆炸下限计算爆炸上限。对碳氢化合物，在常压和25条件下，在空气中的爆炸上限与爆炸下限有如下关系： 第九十四页，共400页。 2.4.2 爆炸极限及其计算c.复杂组成的可燃性气体混合物的爆炸极限其计算方法可根据Le Chatelier方程来计算： 式中：Lm混合气的爆炸 上限或下限 Li混合气中某一 组分爆炸上限 或下限 yi某一可燃组分的摩尔

59、分数或体积分数 n可燃组分数量 当求混合气爆炸上限时， Li全部以上限值代入；求下限值时，则Li全部以下限值代入。第九十五页，共400页。2.4.2 爆炸极限及其计算 d.可燃气体和惰性气体混合物的爆炸极限 可用下面的经验公式进行计算： 式中：Lm：含有惰性气体的可燃混合气的爆炸上 限或下限。 Lm：混合可燃部分的爆炸上限或下限 B： 惰性气体体积分数 第九十六页，共400页。2.4.3 粉层爆炸 粉层爆炸：悬浮在空气中的可燃性固体微粒接触到火源时发生的爆炸现象。1.粉层爆炸的必要条件：燃料：各种可燃性固体微粒且在空气中达到一 定的浓度空气：空气中的氧与可燃性固体微粒发生氧化反应产生热量混合：

60、堆积的可燃粉层只能在界面产生燃烧，只有与空气中的氧充分混合可燃粉层燃烧后才可能发生爆炸点火源：要具有一定的能量容器的密闭性：爆炸产生的环境要有一定的密闭性，如在敞开的空间只能形成燃烧第九十七页，共400页。热 源热 源热 源热 源升 温分 子气 化 燃 烧爆炸！粒子2.可燃粉尘着火爆炸的机理空气混合第九十八页，共400页。2.4.3 粉层爆炸3.粉尘爆炸的特征其燃烧速度、爆炸压力均比混合气体小。其爆炸多为不完全燃烧，所产生的一氧化碳等有毒物质也相当多。堆积的可燃粉尘通常不会爆炸，但如果爆炸波使堆积粉尘飞扬形成粉尘雾，也可能产生二次、三次的连续爆炸。第九十九页，共400页。2.4.3 粉层爆炸