第三章化工防火防爆

第三章防火防爆安全技术

第一节燃烧的基础知识第二节爆炸的基础知识第三节防火防爆的基本技术措施第四节燃爆扩散及蔓延的控制第五节消防安全技术第六节常见火灾的扑救第七节案例分析与讨论

一、燃烧概述

燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应。

a)有可燃物存在；

b)有助燃物存在；

c)有点火源。1.燃烧：2.

燃烧条件（必要）:

第一节燃烧的基础知识

放热燃烧特征：发光生成新物质

燃烧充分条件：三个必要条件达到足够的量才能发生。

1.气体的燃烧情况简单，比较容易燃烧

第一节燃烧的基础知识2.液体的燃烧通常先蒸发成气态，而后蒸气氧化分解开始燃烧。3.固体的燃烧

熔化蒸发或分解蒸气燃烧分解燃烧二、燃烧的过程

固体液体气体

熔化蒸发蒸发或分解

氧化分解

着火

燃烧图3-2燃烧时间与温度的变化曲线三、燃烧的类型1.闪燃和闪点2.自燃和燃点3.点燃和着火点

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，即为闪燃。发生闪燃现象的最低温度为该液体的闪点。

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。

燃点是物质能被点燃的最低温度。

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。又称为强制点火。注意！！！（二）闪点与燃点的区别

（一）自燃与点燃的区别：

燃点时燃烧的不仅是蒸气，还有液体，移去火源能够继续燃烧。闪点时移去火源后闪燃即行熄灭。

自燃时可燃物由于受到外界热源间接加热，受热比较均匀，发生燃烧时可燃物整体温度较高，燃烧几乎是在整个可燃物或相当大的范围内同时发生。点燃时，可燃物整体温度一般不高，只有在与明火直接接触处局部温度很快升高而引起燃烧，可是燃烧时旨在热边界发生，然后依据火焰传播特性向可燃物的其他部分传播。表3-1

可燃液体的闪点和自燃点（℃）物质名称闪点自燃点物质名称闪点自燃点物质名称闪点自燃点丁烷-60365苯11.1555四氢呋喃-13.0230戊烷<-40.0285甲苯4.4535醋酸38己烷-21.7233邻二甲苯72.0463醋酐49.0315庚烷-4.0215间二甲苯25.0525丁二酸酐88辛烷36对二甲苯25.0525甲酸甲酯<-20450壬烷31205乙苯15430环氧乙烷428癸烷46.0205萘80540环氧丙烷-37.2430乙烯425甲醇11.0455乙胺-18丁烯-80乙醇14422丙胺<-20乙炔305丙醇15405二甲胺-6.2异戊间二烯-53.8220戊醇32.7300二丙胺7.2环戊烷<-20380乙醚-45.0170氢560环己烷-20.0260丙酮-10硫化氢260氯乙烷510丁酮-14二硫化碳-30102表3-2

一些油品的闪点和自燃点（℃）油品名称闪点自燃点油品名称闪点自燃点汽油<28510～530重柴油>120300～330煤油28～45380～425蜡油>120300～380轻柴油45～120350～380渣油>120230～240种类级别闪点/℃举例易燃液体Ⅰt≤28汽油、酒精、甲醇、乙醇、乙醚、苯、甲苯、丙酮、二硫化碳Ⅱ28≤t≤45煤油、丁醇可燃液体Ⅲ45＜t≤120苯酚、戊醇、柴油、重油

Ⅳ＞120润滑油、桐油、植物油、矿物油、甘油液体根据闪点分类分级表

表3-3

一些常见可燃物质的燃点（℃）物质名称燃点物质名称燃点物质名称燃点赤磷160聚丙烯400吡啶482石蜡158～195醋酸纤维482有机玻璃260硝酸纤维180聚乙烯400松香216硫磺255聚氯乙烯400樟脑70

第二节爆炸的基础知识一、爆炸概述

物质由一种状态迅速地转变成为另一种状态，并在瞬时以机械功的形式放出大量能量的现象。特点：

1.爆炸过程进行得很快；2.爆炸点附近压力急剧升高，产生冲击波；3.发出或大或小的响声；4.使周围建筑物或者装置发生震动或遭受破坏。二、爆炸的类型1.物理性爆炸

2.化学性爆炸

3.核爆炸

特点是造成发生爆炸的介质化学性质不变。（变化的是介质状态参数，如锅炉爆炸）

特点是经过化学反应转变成另外的物质，在极短的时间内产生大量的热和气体产物（冲击波）。

简单分解爆炸：叠氮银爆炸分类：复杂分解爆炸：硝化甘油

爆炸性混合物爆炸：

三、爆炸极限1.定义可燃气体（蒸气）与空气的混合物，并不是在任何浓度下，遇到火源都能爆炸，而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，称为可燃气的爆炸极限（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。表3-4

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CO在混合气中所占体积/%<12.512.512.5～303030～74>74燃爆情况不燃不爆轻度燃爆燃爆逐步加强燃爆最强烈燃爆逐渐减弱不燃不爆表3-5一些气体或液体蒸气的爆炸极限物质名称爆炸极限（体积分数）/%物质名称爆炸极限（体积分数）/%下限上限下限上限天然气4.513.5丙醇1.748.0城市煤气5.332丁醇1.410.0氢4.075.6甲烷5.015.0氨15.028.0乙烷3.015.5一氧化碳12.574.0丙烷2.19.5二硫化碳1.060.0丁烷1.58.5乙炔1.582.0甲醛7.073.0氰化氢5.641.0乙醚1.748.0乙烯2.734.0丙酮2.513.0苯1.28.0汽油1.47.6甲苯1.27.0煤油0.75.0邻二甲苯1.07.6乙酸4.017.0氯苯1.311.0乙酸乙酯2.111.5甲醇5.536.0乙酸丁酯1.27.6乙醇3.519.0硫化氢4.345.02.爆炸极限在安全管理中的作用①可以用来评定可燃气体或可燃液体燃爆危险程度（H）的大小；②可以作为设计建筑物耐火等级、厂房通风系统等级等的依据；③可以作为制定安全生产操作规程的依据。（3-1）式中X1—爆炸下限值；

X2—爆炸上限值；

H—危险程度。3.影响爆炸极限的主要因素

①初始温度；t↑爆炸极限范围↑危险性↑②初始压力；p↑爆炸极限范围↑危险性↑③惰性介质及杂质；惰性介质↑爆炸极限范围↓杂质影响复杂④容器的材质和尺寸；传热好，尺寸小，热损失小，爆炸极限范围↓⑤氧含量（见下页表3-6！！！）；⑥点火源；各种爆炸性混合物都有一个最低引爆能量，即点火能量。表3-6某些可燃气体在空气中和纯氧中的爆炸极限范围物质名称在空气中爆炸极限/%在纯氧中的爆炸极限/%物质名称在空气中爆炸极限/%在纯氧中的爆炸极限/%甲烷5.0～15.05.0～61.0乙炔1.5～82.02.8～93.0乙烷3.0～15.53.0～66.0氢4.0～75.64.0～95.0丙烷2.1～9.52.3～55.0氨15.0～28.013.5～79.0丁烷1.5～8.51.8～49.0一氧化碳12.5～74.015.5～94.0乙烯2.7～34.03.0～80.0四、粉尘爆炸1.粉尘爆炸的必要条件

①燃料；各种可燃性固体微粒达到一定浓度即可。②空气；促使与固体微粒发生氧化反应而生热，继而引起爆炸。③混合度；一般混合分散度都好。④点火源；提供能量。

⑤容器的密闭性；密闭有助于爆炸。2.影响粉尘爆炸的主要因素

①粉尘化学性质和组分：可燃烧、燃烧热高、点火能低有助爆炸。②粉尘颗粒大小及分布：粒径越小，比表面积越大。③粉尘的悬浮性：悬浮停留时间长，危险性越大。④空气中粉尘的浓度大小：达到下限即可爆炸。表3-7一些粉尘的爆炸下限粉尘名称云状粉尘的引燃温度/℃云状粉尘的爆炸下限/（g/m3）粉尘名称云状粉尘的引燃温度/℃云状粉尘的爆炸下限/（g/m3）铝粉59037～50聚丙烯酸酯50535～55铁粉430153～240聚氯乙烯59563～86镁粉47044～59酚醛树脂52036～49炭黑>69036～45硬质橡胶36036～49锌粉530212～284天然树脂37038～52萘57528～38砂糖粉36077～99萘酚染料415133～184褐煤粉49～68聚苯乙烯47527～37有烟煤粉59541～57聚乙烯醇45042～55煤焦炭粉>75037～50

第三节防火防爆的基本技术措施引起燃爆因素分析：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（使用不当）、生产设备及通风、照明设备久用失修等。

第三节防火防爆的基本技术措施防火防爆基本原理：1、预防性措施：杜绝燃爆条件2、限制性措施：阻火卸压、防火墙3、消防措施：消防设施齐全4、疏散性措施：安全出口、通道一、化工生产中火灾与爆炸的危险性分析

1.火灾及爆炸的危险性分析气体：爆炸极限和自燃点液体：闪点和爆炸极限固体：燃点、自燃点2.火灾及爆炸的分类、分级

《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）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。见表3-8、表3-9、表3-10、表3-11表3-8

生产中的火灾危险性分类生产类别火灾危险性特征甲使用或产生下列物质的生产：1．闪点<28℃的液体；2．爆炸下限<10%的气体；3．常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质；4．常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质；5．遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇到有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；6．受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质；7．在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产乙使用或产生下列物质的生产：1．闪点≥28℃且<60℃的液体；2．爆炸下限≥10%的气体；3．不属于甲类的氧化剂；4．不属于甲类的化学易燃危险固体；5．助燃气体；6．能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维，闪点≥60℃的液体雾滴丙使用或产生下列物质的生产：1．闪点≥60℃的液体；2．可燃固体丁具有下列情况的生产：1．对非燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产；2．利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧做其他用的各种生产；3．常温下使用或加工难燃烧物质的生产戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产表3-9

爆炸及火灾危险场所分类类别特

征分级特

征1有可燃气体或蒸气与空气混合形成爆炸混合物的场所Q-1正常情况下能形成爆炸混合物的场所Q-2正常情况下不能形成，仅在不正常情况下才能形成爆炸混合物的场所Q-3不正常情况下整个空间形成爆炸混合物可能性较小的场所2有粉尘或纤维爆炸混合物的场所G-1正常情况下能形成爆炸性混合物的场所G-2仅在不正常情况下才能形成爆炸混合物的场所3有火灾危险性的场所H-1在生产过程中，生产、使用、储存和运输闪点高于环境温度的可燃液体的数量和配置上能引起火灾危险性的场所H-2在生产过程中，不可能形成爆炸混合物的可燃粉尘或可燃纤维的数量和配置上能引起火灾危险性的场所H-3有固体可燃物质在数量和配置上能引起火灾危险性的场所表3-10爆炸性混合物分级级

别ⅡAⅡBⅡC最大实验安全间隙（MESG）/mmMESG≥0.90.5≤MESG＜0.9MESG＜0.5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的外壳法兰之间的最大间隙，即把可燃性混合气体常用25.4mm（1英寸）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。由于通过这个间隙，火焰面变成舌状，火焰的热损增加，且由于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，火焰的传播被阻止。表3-11

爆炸性混合物分组组

别123456引燃温度t/℃450<t300<t≤450200<t≤300135<t≤200100<t≤13585<t≤100二、点火源控制2.高热物料及高温表面：加强妥善保护。3.摩擦与撞击：4.电气火花及静电：1.明火：加热明火的控制；检修用火的控制；流动火花或飞火的控制。三、消除导致燃爆的物质条件2.生产设备及系统密闭化；3.采取通风除尘措施；4.安装报警装置；1.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。5.惰性气体保护；6.对燃爆危险品的防护；四、工艺参数的安全控制2.控制投料速度和料比；3.超量杂质和副反应的控制；4.自动控制系统和安全保险装置；1.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。

第四节燃爆扩散及蔓延的控制一、隔离、露天布置、远距离操纵1.分区隔离2.露天布置3.远距离操纵二、防火与防爆安全装置1.安全阻火装置

安全液封；阻火器；单向阀；阻火闸门。2.防爆泄压装置

安全阀；爆破片；防爆门；放空管图3-4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-外壳图3-6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-出口图3-5水封井示意1-气体进口；2-井盖；3-气体出口图3-8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-出口图3-7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-进口图3-9跌落式自动阻火闸门1-易熔合金元件；2-阻火闸门一、灭火的基本原理和方法1.窒息灭火法2.冷却灭火法3.隔离灭火法4.化学抑制灭火法

第五节消防安全技术二、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.其他三、灭火器材和消防给水设施1.灭火器（见后页）

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2.消防给水设施表3-13

常用灭火器的性