防火防爆安全技术.ppt

1、火灾爆炸安全技术(石油化工)，2005年2月21日，火灾爆炸事故的特点、严重性、复杂性和突发性，以及火灾爆炸事故造成的后果是严重的。在我国石化行业，无论是设备事故还是生产事故，都有可能危及员工的人身安全或给国家财产造成一定的损失。然而，火灾爆炸事故造成的后果往往极其严重，容易造成重大人员伤亡。火灾爆炸事故的复杂性，火灾爆炸事故的原因往往更加复杂。就火灾爆炸事故的条件而言，有明火、硫化亚铁自燃、撞击或摩擦、电火花、静电放电、雷电等；至于可燃物，在我们的石化企业中更多，几乎所有的都是可燃物，无论是原材料、中间产品还是成品。另外，火灾爆炸事故发生后，由于现场设备损坏、人员伤亡和严重损坏，很难对事故原

2、因进行调查和分析。火灾爆炸事故的突然发生往往发生在人们意想不到的时候。虽然事故的发生在一定程度上是不可避免的，但目前我们对事故的监控手段还不完善，工人的事故意识不强，管理机制不落实，为突发事故留下了空间。火灾爆炸事故的原因虽然复杂，但总的来说，生产过程中的事故主要是由于违章操作、操作失误、管理不善等不安全行为，以及设备缺陷、环境和材料的不安全条件造成的。因此，火灾爆炸事故的主要原因可以从人、设备、材料、环境和管理等方面进行基本分析。燃烧的基本理论，燃烧的必要条件，燃烧的类型，燃烧的机理，燃烧的过程，热值和燃烧温度，燃烧速度，燃烧的必要条件，燃烧是一种强烈的氧化反应，同时伴随着发光和放热的作用，

3、而放热，发光和新物质的形成是燃烧现象的三个基本特征。燃烧必须同时具有可燃物、燃烧室和点火源三个基本元素，但只有这三个基本元素不能引起燃烧，它们必须都有足够的量，并且在燃烧发生之前相互作用。燃烧的必要条件，在生产过程中，所有超出燃烧有效范围的东西都称为火。例如，当在建筑和生产加热炉中使用火时，周围的可燃物(油、电缆、竹架等。)将被点燃，然后设备、管道和结构将被烧毁，人将被烧毁，这超出了在建筑和生产加热炉中使用火的有效范围，并构成火灾。燃烧的类型有闪火、自燃和爆燃、闪火，液体表面有一定量的蒸汽，而蒸汽的浓度取决于液体的温度，而且温度越高，蒸汽的浓度越大。在一定的温度下，当易燃和可燃液体表面的蒸汽和

4、空气的混合物接触到火焰时，火花会闪出来，但随后熄灭。这种瞬时燃烧过程称为快速燃烧。液体能够闪蒸的最低温度称为闪点。闪蒸，液体低于闪点温度，蒸发速度慢，表面积聚的蒸汽在遇到火的瞬间就被烧尽了，新蒸发的蒸汽还不能补充，所以不会发生连续燃烧。当温度略高于闪点时，遇火源，易燃、可燃液体可随时点燃。因此，闪点是液体可能引起火灾的最低温度。液体的闪点越低，其火灾风险就越大。闪烁是可燃液体点燃的前奏，从火灾的角度来看，闪烁是危险的警告。因此，研究可燃液体火灾危险性的时效性，闪速燃烧是必须掌握的燃烧类型。消防设计规范根据闪点对易燃和可燃液体的火灾危险性进行分类。在fir上火灾是日常生产生活中最常见的燃烧现象，

5、许多火灾都是由火灾逐渐发展而来的。可燃材料开始点燃的最低温度称为燃点。可燃材料的燃点越低，越容易着火。可燃液体闪点和燃点的区别在于，在燃点燃烧的不仅是蒸汽，还有液体(也就是说，液体已经达到燃烧温度，可以提供保持稳定燃烧的蒸汽)。此外，当火源在闪点被移除时，闪点被熄灭，而燃烧可以在燃点继续。将可燃材料的温度控制在燃点以下是预防火灾的措施之一。在火灾现场，如果在相同条件下有两种不同燃点的物质，低燃点的物质受火源影响时会先着火。因此，储存低燃点物质通常是火灾蔓延的主要方面。采用冷却方法灭火，其原理是将燃烧物质的温度降低到燃点以下，从而停止燃烧。自燃。可燃物质不会受到外部火源的直接影响。由于热量或自热

6、，以及由于散热的阻碍，热量积聚，温度逐渐升高。当达到一定温度时，自燃现象称为自燃。可燃物质在没有火源直接作用的情况下自发燃烧的最低温度称为自燃点。自燃点越低，火灾风险越大。根据促进可燃材料升温的热源不同，自燃可分为加热自燃和自热自燃。加热自燃是指可燃材料在外部热源的作用下温度逐渐升高，当达到自燃点时会着火燃烧的现象。可燃固体和液体受热时会自燃，浓度在爆炸范围内的混合气体受热时也会自燃。加热自燃是火灾事故的重要原因之一。在火灾情况下，很多都是由于受热自燃引起的，而高温油(温度已经超过了自燃点)就是一种现象。自热自燃是指可燃物质由于内部的化学、物理或生化过程而放出热量，在适当的条件下逐渐积累，导致

7、可燃物质温度上升，达到自燃点而燃烧的现象。在正常情况下，自燃的特征是碳化和从可燃材料内部燃烧。由于可燃材料的自加热和自燃不需要外部热源，所以在常温下甚至低温下都会发生自燃，这是非常隐蔽的。因此，自燃的可燃物质比其他可燃物质具有更大的火灾风险。在石化企业中，最常见的自热自燃火灾事故是硫化铁。爆燃时，可燃物质和空气或氧气的混合物被火源点燃，火焰立即从火源自动膨胀到混合物以膨胀的同心球体形式存在的所有空间。这种通过热传导在空间中自动传播的燃烧现象称为爆燃。混合物的燃烧速度低于声速是爆燃的一个重要特征，通常称为爆炸。当爆燃发生时，燃烧空间中的气体除了产生热量外，还会由于高温膨胀而产生很大的压力，这使得

8、未燃烧区域压缩并升温，增加了单位空间的能量储存密度，加快了燃烧速度。这种现象在封闭和半封闭空间中尤为明显。在石化企业中，这种由可燃混合气爆燃引起的爆炸事故是危害最大的事故。燃气燃烧反应的机理是符合某些基本化学规律的化学反应。目前，燃烧机理通常用链式反应理论来解释。在某些燃烧反应条件下，反应物会产生自由基(自由基)，这是一种短暂且不稳定的化学物质。自由基有非常链式反应通常分为两类：直链反应和支链反应。直链反应的基本特征是：当自由基与反应物分子反应时，参与反应的自由基消失，但同时产生新的自由基，它可以作为链载体回收。支链反应的基本特征是：一个自由基可以生成一个以上的新自由基作为链载体；生成的氧原子

9、有两个单电子，它们被称为双自由基。由于支链反应产生的自由基成倍增加，反应速度会加快，导致燃烧和爆炸。在燃烧过程中，可燃物质可以是固体、液体或气体，但大多数可燃物质的燃烧是在蒸汽或气体中进行的，燃烧过程随可燃物质的聚集状态而变化。气体最容易燃烧，只要它达到氧化和分解所需的热量，它就会着火燃烧。燃烧有两种类型：可燃气体与空气或氧气预混合形成混合可燃气体的燃烧称为混合燃烧。由于燃料分子和氧分子在混合燃烧中已经充分混合，反应速度快，温度高，火焰传播速度快。通常，混合气体的爆炸反应属于这种类型。另一种是可燃气体，如煤气，直接从管道中排出，在空气中点燃燃烧。这时，空气中的可燃气体分子和氧气分子相互扩散，在

10、混合的同时燃烧，这就是所谓的扩散燃烧。在许多情况下，不是液体本身燃烧，而是液体在热源作用下蒸发产生的蒸汽氧化、分解，甚至着火燃烧。这种燃烧称为蒸发燃烧。固体燃烧，如果是简单的固体可燃物质，如沥青、硫磺等。燃烧时，它首先被加热和熔化(并升华)，然后蒸发产生蒸汽并燃烧；然而，复杂的固体物质，如木材，受热分解产生气体和液体产品，然后气体和液体产品的蒸汽被氧化并再次燃烧。热值不同于燃烧温度。热值是指单位质量或体积的可燃物质完全燃烧时发出的热量。可燃固体和可燃液体的热值用“千焦/千克”表示；可燃气体的热值表示为“千焦/立方米”。可燃物质的热值由量热法测定，或根据物质的元素组成用经验公式计算。热值和燃烧温

11、度，就石油化工企业中的可燃物质而言，由于可燃物质的成分复杂，它们的热值可以用门捷列夫经验公式计算。高热值是指单位质量的燃料完全燃烧，产生的水蒸气完全凝结成水时释放的热量；低热值是指当单位质量的燃料完全燃烧并且产生的水蒸气没有冷凝成水时释放的热量。热值与燃烧温度、最高温度、最高压力以及可燃材料燃烧和爆炸时可达到的爆炸力有关。可燃材料燃烧的完全程度与空气中可燃材料的浓度有关，燃烧释放的部分热量也散失到周围环境中。燃烧产物的实际温度称为实际燃烧温度，也称为火焰温度。可见，实际燃烧温度不是一个固定值，它受可燃物质浓度和一系列外部因素的影响。本质上，可燃材料的燃烧速度是由可燃材料和氧气之间的化学反应能力

12、决定的。可燃物质与氧气之间的反应能力越强，燃烧速度越快。可燃气体燃烧不需要像固体和液体那样经历熔化和蒸发过程，但在常温下具有气相燃烧条件，因此燃烧速度较快。气体的燃烧速度可以用火焰传播速度来衡量，所以火焰在可燃介质中的传播速度也叫燃烧速度，它是燃烧过程中最重要的特征，决定着燃烧过程的强度，是气体的燃烧速度，当可燃混合气体从喷嘴或裂纹喷出并着火时，如果流量大于火焰在管内的传播速度，在喷嘴或裂纹处将形成稳定的火焰锋。如果可燃混合气的流出速度小于火焰在管道中的传播速度，就会发生回火。这种情况可能导致或扩大火灾和爆炸事故。气体燃烧速度的影响因素、可燃气体的组成、浓度、初始温度、燃烧形式和管道尺寸对燃烧

13、速度有重要影响。成分简单的气体比成分复杂的气体燃烧得快，例如氢气比乙烷燃烧得快；可燃混合气的初始温度越高，燃烧速度越快。混合燃烧比扩散燃烧快。液体燃烧的初始阶段是蒸发，然后蒸汽分解和氧化达到自燃点并燃烧。液体的蒸发需要吸收热量，其速度相对较慢，所以液体的燃烧速度主要取决于其蒸发速度。可燃液体的燃烧速度高于可燃液体。多组分混合液体的燃烧速度通常先快后慢。例如，当原油、汽油、煤油、重油和其他石油产品燃烧时，燃烧速度快的低沸点组分首先蒸发。随着燃烧，液体中高沸点组分的含量相对增加，相对密度、粘度和闪点也相对增加。蒸发速度逐渐降低，燃烧速度也逐渐减慢。在燃烧过程中，火焰主要以辐射的形式将大量的热量传递

14、给表面液体，使表面液体蒸发，燃烧得以继续。同时，它也提高了表面液体的温度，加速了液体的燃烧速度。如果在储罐中进行液体燃烧，当储罐中的液位较高时，储罐中的液位较高时燃烧速度比液位较低时更快，因为上部空间较小，燃烧时火焰根部更靠近液位，并且有更多的辐射传热。固体物质的燃烧速度一般低于可燃气体和可燃液体。不同的固体物质有不同的燃烧速率。石蜡、沥青等固体物质的燃烧过程经历了加热、熔化、蒸发、分解、氧化、点火和燃烧等阶段。通常，燃烧速度很慢。硝基化合物燃烧更快，因为它们含有不稳定的含氧基团。固体的比表面积越大，燃烧越快。爆炸的基本理论，爆炸的定义，爆炸的特征，爆炸的分类，爆炸的定义，爆炸是一个系统从一种

15、状态迅速变化到另一种状态，并在瞬间以外部机械功的形式释放大量能量的现象，是系统非常迅速的物理或化学能量释放过程。爆炸现象的特征如下：第一，爆炸过程进行得非常迅速和“瞬间”；第二，爆炸点附近的瞬时压力急剧上升；第三是制造巨大的噪音；第四，周围的建筑物或设备受到震动或损坏。根据爆炸能量来源的不同，爆炸可分为物理爆炸、化学爆炸和物理爆炸，物理爆炸是由物理变化(如温度、体积和压力)引起的。物理爆炸前后，爆炸材料的性质和化学成分没有变化。锅炉爆炸是一种典型的物理爆炸，它是由过热水中大量蒸汽快速蒸发，使蒸汽压力不断升高而引起的。当压力超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。物理爆炸，在石化企业的生产中，最常见

16、的锅炉爆炸是由于锅炉缺水和干烧造成的。在判断失误的情况下，供水的盲目运行导致锅炉产生大量蒸汽，压力突然增大，导致爆炸。此外，氧气瓶被加热，导致气体压力增加。当压力超过钢瓶的极限强度时，它也会爆炸。因此，在日常动火作业中，如果乙炔气瓶和氧气瓶化学爆炸，在石油化工企业的生产中，最常见的化学爆炸是可燃物质和空气混合物的爆炸，这是因为在生产中有很多机会形成爆炸性混合物，而且往往不易察觉。因此，石化生产中的防火防爆是安全工作中非常重要的一部分。化学爆炸和爆炸性混合物的爆炸需要一定的条件，即可燃物质与空气或氧气达到一定的混合浓度并具有一定的激发能量。激发能量通常来自明火、电火花、静电放电或其他能源。在石化企业中，常见的爆炸性混合物有两种：一种是气体混合物，如甲烷、氢气、乙炔、一氧化碳、烯烃等可燃气体的混合物。和空气或氧气；一种是蒸汽混合物，例如由可燃液体如汽油、苯、乙醚、甲醇等的蒸汽形成的混合物。和空气或氧气。爆炸极限，可燃气体、可燃蒸气和空气的混合物在任何混合比下都没有着火和爆炸的危险，但必须在一定浓度范围内均匀混合形成预混气体，只有遇到火源才会爆炸。这个浓度范围是爆炸极限。可燃混合物能爆炸的最低浓度和最高浓度分别为爆炸下限和爆炸上限。当浓度低于爆炸下限而高于爆炸上限时，既不爆炸也不着火。这是因为