化工安全学第四章：防火防爆.ppt

第四章 燃烧和爆炸与防火 防爆安全技术 火灾、爆炸事故具有很大的破坏作用，化工企业由于生产中使用的原料、中间产品及产品多为易燃、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，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。 第一节 燃烧要素和燃烧类别 一、燃烧概述 燃烧是可燃物质与助燃物质(氧或其他助燃物质)发生的一种发光发热的氧化反应。在化学反应中，失掉电子的物质被氧化，获得电子的物质被还原。所以，氧化反应并不限于同氧的反应。（思考：燃烧与氧化之间的关系？） 燃烧的四个要点： 可燃物质存在 助燃物质存在 发生氧化反应 伴有发光发热 4要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯中燃烧。金属和酸反应非燃烧。灯泡中的灯丝非燃烧。 可燃物质(一切可氧化的物质)、助燃物质(氧化剂)和火源(能够提供一定的温度或热量)，是可燃物质燃烧的三个基本要素（也称燃烧三角形的三条边）——是燃烧的必要条件。缺少三个要素中的任何一个，燃烧便不会发生。（思考：1、是否三要素都同时存在就一定会发生燃烧现象？ 2、燃烧的充分条件是什么？） 对于正在进行的燃烧，只要充分控制三个要素中的任何一个，燃烧就会终止。 所以，防火防爆安全技术可以归纳为这三个要素的控制问题。 因此，燃烧反应在温度、组成和点火能等方面都存在极限值。只有达到相应条件，才会引发燃烧。如果可燃物质和助燃物质在某个浓度值以下，或者火源不能提供足够的温度或热量，即使表面上看似乎具备了燃烧的三个要素，燃烧仍不会发生。 对已发生的燃烧，若消除了三个要素中的任何一个，燃烧便会中止，这就是灭火的原理。 二、燃烧要素 —— 燃料、氧和火源 1．燃料：防火的一个重要内容是考虑燃烧的物质，即燃料本身。（包括物性、化性） 处于蒸气或其他微小分散状态的燃料和氧之间极易引发燃烧。(如：多数固体研磨成粉状或加热蒸发极易起火) 液体则显现出很大的不同。有些液体在远低于室温时就有较高的蒸气压，就能释放出危险量的易燃蒸气。另外一些液体在略高于室温时才有较高的蒸气压，还有一些液体在相当高的温度才有较高的蒸气压。 很显然，液体释放出蒸气与空气形成易燃混合物的温度是其潜在危险的量度，这可以用闪点来表示，闪点愈低，愈危险。 2．氧和热：几乎所有的燃烧都需要氧。而且，反应气氛中氧的浓度越高，燃烧得就越迅速。 工业上很难调节加工区氧的浓度，特别是由于阻止发火的氧浓度远低于正常浓度，浓度太低，不适于供人员呼吸。工业上有时需要处理只是在通常温度下暴露在空气中就会起火的物料，把这些物料与空气隔绝是必要的安全措施，为此，加工物料需要在真空容器或充满惰性气体，如氩、氦和氮的容器内进行。 热是燃烧伴生的一个重要结果。为了使工业装置免受燃烧的破坏、经常需要调节和控制释放出的热量。不可忽略的是，只需要把很少量的燃料和氧的混合物加热到一定程度就能引发燃烧。由于小热源引发的小火向环境的供热大于引发小火本身的吸热，因而会点燃更多的燃料和氧的混合物。继续下去，可用的热量很快会超过蔓延成大火所需要的热量。热量可以由不同的点火源提供，如高的环境温度、热表面、机械摩擦、火花或明火等等。 3．火源： 这里介绍几种生活中常见火源及相对应的防火措施： (1)明火 在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的。所有罐都应该设置通往安全地的溢流管道，因而必须用拦液堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造成人员或财产的更大损失。除采取上述防火措施外，降低起火后的总消耗也是重要的。高位贮存易燃液体的装置应该通过采用防水地板、排液沟、溢流管等措施，防止燃烧液体流向楼梯井、管道开口、墙的裂缝等。 (2)电源 包括电力供应和发电装置，以及电加热和电照明设施。在危险地域安装电力设施时，以下电力规范措施是应该认真遵守的公认的准则。 ①应用特殊的导线和导线管； ②应用防爆电动机，特别是在地平面或低洼地安装时，更应该如此； ③应用特殊设计的加热设备，警惕加热设备材质的自燃温度，推荐应用热水或蒸气加热设备； ④电气控制元件，如热断路器、开关、中继器、变压器、接触器等，容易发出火花或变热，这些元件不宜安装在易燃液体贮存区。在易燃液体贮存区只能用防爆按钮控制开关； ⑤在危险气氛中或在库房中，仅可应用不透气的球灯。在良好通风的区域才可以用普通灯。最好用固定的吊灯，手提安全灯也可以应用； ⑥在危险区，只有在防爆的条件下，才可以安装保险丝和电路闸开关； ⑦电动机座、控制盒、导线管等都应该按照普通的电力安装要求接地。 (3)过热