3防火防爆技术讲解

化工安全技术第三章防火防爆技术第一节燃烧与爆炸的基础知识第二节火灾爆炸危险性分析第三节点火源的控制第四节火灾爆炸危险物质的处理第五节工艺参数的安全控制第六节火灾及爆炸蔓延的控制第七节消防安全化工安全技术2第一节燃烧与爆炸的基础知识一、燃烧的基础知识1、什么是燃烧？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。化工安全技术32、燃烧的条件（1）可燃物质凡能与空气、氧气或其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都可称为可燃物质。可燃物质种类繁多，按物理状态可分为气态、液态和固态三类。化工安全技术4（2）助燃物质凡是具有较强的氧化能力，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助燃物。化工安全技术5（3）点火源凡能引起可燃物质燃烧的能源均可称之为点火源。常见的点火源有明火、电火花、炽热物体等。化工安全技术6注意：可燃物、助燃物和点火源是导致燃烧必要非充分条件。上述“三要素”同时存在，燃烧能否实现，还要看是否满足量上的要求。在燃烧过程中，当“三要素”的量发生改变时，也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧。化工安全技术73、燃烧过程化工安全技术8a.混合燃烧可燃性气体预先同空气(或氧气)混合，而后进行的燃烧即为混合燃烧b.扩散燃烧若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧，则称为扩散燃烧。1）、可燃性气体的燃烧化工安全技术9a.蒸发燃烧液体蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧。b.分解燃烧难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧，称为分解燃烧。2)、可燃液体的燃烧化工安全技术10a.火焰型燃烧固体燃烧一般有火焰产生，故又称火焰型燃烧。b.表面燃烧当可燃固体燃烧到最后，分解不出可燃气体时，就剩下炭，此时没有可见火焰，燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。3)、可燃固体燃烧化工安全技术11b.表面燃烧当可燃固体燃烧到最后，分解不出可燃气体时，就剩下炭，此时没有可见火焰，燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。化工安全技术124、燃烧的特征参数1）燃烧温度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。化工安全技术132）燃烧速度a、气体的燃烧速度气体的燃烧性能常以火焰传播速率来表征，火焰传播速率有时也称为燃烧速率。燃烧速率是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的速率。化工安全技术14管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时，火焰在管中不传播。若管径大于这个小的量值，火焰传播速率随管径的增加而增加，但当管径增加到某个量值时，火焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。表某些气体在空气中的火焰传播速度化工安全技术15b.液体的燃烧速度液体燃烧速率取决于液体的蒸发。化工安全技术16表不同液体的燃烧速率化工安全技术17c.固体的燃烧速率固体燃烧速率，一般要小于可燃液体和可燃气体。不同固体物质的燃烧速率有很大差异。化工安全技术183）热值指单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。可燃物质燃烧爆炸时所达到的最高温度、最高压力及爆炸力等均与物质的热值有关。化工安全技术19表某些可燃气体的热值化工安全技术20二、爆炸的基础知识爆炸指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。化工安全技术211、爆炸的分类1）按爆炸能量来源分a.物理爆炸指由物理因素（如温度、体积、压力）变化而引起的爆炸现象。化工安全技术22b.化学性爆炸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。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化。化工安全技术232）按爆炸的瞬时燃烧速度分①轻爆物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米，爆炸时无多大破坏力，声响也不大。②爆炸物质爆炸时的燃烧速度为每秒数十几米至数百米，爆炸时能在爆炸点引起压力激增，有较大的破坏力，有震耳的声响。化工安全技术24③爆轰物质爆炸的燃烧速度为每秒1000~7000m。爆轰时的特点是突然引起极高压力，并产生超音速的“冲击波”。化工安全技术252、化学性爆炸物质依照爆炸时所进行的化学变化，化学性爆炸物质可分为以下几种：1）简单分解的爆炸物这类物质在爆炸时分解为元素，并在分解为元素的反应过程中产生热量。化工安全技术26（2）复杂分解的爆炸物这类物质包括各种含氧炸药，其危险性较简单分解的爆炸物稍小。含氧炸药在发生爆炸时伴有燃烧反应，燃烧所需的氧由物质本身分解供给。如苦味酸、TNT、烟花爆竹等都属于此类。化工安全技术273）可燃性混合物是指由可燃物质与助燃物质组成的爆炸物质。所有可燃气体、蒸气和可燃粉尘与空气(或氧)组成的混合物均属此类。化工安全技术283、常见爆炸类型1）气体爆炸①纯组元气体分解爆炸具有分解爆炸特性的气体分解时可以产生相当数量的热量。C2H2→2C(固)+H2+226kJN2O→N2+0.5O2+81.6kJ化工安全技术29②混合气体爆炸可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀混合，而后点燃，在这样的条件下，气体的燃烧就有可能达到爆炸的程度。这时的气体或蒸汽与空气的混合物，称为爆炸性混合物。化工安全技术30（2）粉尘爆炸粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。（3）熔盐池爆炸大多是由于管理和操作人员对熔盐池的潜在危险疏于认识引起的。机械故障、人员失误、或者两者的复合作用，都有可能导致熔盐池爆炸。化工安全技术31第二节火灾爆炸危险性分析一、生产和贮存的火灾爆炸危险性分析化工生产中的火灾爆炸危险性分为五类：甲、乙、丙、丁、戊。生产或贮存物品的火灾危险性分类，是确定建构筑物的耐火等级、布置工艺装置、选择电气设备类型以及采取防火防爆措施的重要依据。化工安全技术32类别特征甲闪点28℃的易燃液体；爆炸下限10％的可燃气体；常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致自燃或爆炸的物质；常温下受到水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并能引起燃烧或爆炸的物质；遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂；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；在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产。乙28℃闪点60℃的易燃、可燃液体；爆炸下限≥10％的可燃气体；助燃气体和不属于甲类的氧化剂；不属于甲类的化学易燃危险固体；能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的可燃纤维或粉尘，闪点≥60℃的液体雾滴。丙闪点≥60℃的易燃液体；可燃固体。丁对非燃烧物质加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花、火焰的生产；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生产；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。表火灾爆炸危险性分类化工安全技术33二、爆炸和火灾危险场所的区域划分类别特征分级特征1有可燃气体或易燃液体蒸汽爆炸危险的场所0区1区2区正常情况下能形成爆炸性混合物的场所正常情况下不能形成但不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所不正常情况下整个空间形成爆炸性混合物可能性较小的场所2有可燃粉尘或可燃纤维爆炸危险的场所10区11区正常情况下能形成爆炸性混合物的场所仅在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所3有火灾危险性的场所21区22区23区生产过程中，生产、使用、贮存和输送闪点高于场所环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾的场所生产过程中，不可能形成爆炸性混合物的可燃性混合物的可燃粉尘或可燃纤维在数量和配置上能引起火灾的场所有固体可燃物质在数量和配置上能引起火灾的场所化工安全技术34第三节点火源的控制点火源指能够使可燃物与助燃物(包括某些爆炸性物质)发生燃烧或爆炸的能量来源。根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：明火、高温物体、电火花及电弧、静电火花、撞击与摩擦、绝热压缩、光线照射与聚焦、化学反应放热。化工安全技术35一、明火的点燃及其控制对策1、加热用火的控制加热易燃液体时，应尽量避免采用明火；如果必须采用明火，则设备应严格密闭，并定期检查，防止泄漏。工艺装置中明火设备的布置，应远离可能泄漏的可燃气体或蒸汽(气)的工艺设备及贮罐区；在积存有可燃气体、蒸气的地沟、深坑、下水道内及其附近，没有消除危险之前，不能进行明火作业。化工安全技术362、维修用火的控制在有火灾爆炸危险的厂房内，应尽量避免焊割作业，必须进行切割或焊割作业时，应严格执行动火安全规定。化工安全技术37二、高温物体及其控制对策所谓高温物体一般是指在一定环境中向可燃物传递热量，能够导致可燃物着火的具有较高温度的物体。化工安全技术38对高温物体的常见控制对策1、铁皮烟囱应避免烟囱靠近可燃物，烟囱通过可燃材料时应用耐火材料隔离。化工安全技术392、发动机排气管在汽车进入棉、麻、纸张、粉尘等易燃物品储存场所时，应保证路面清洁，防止排气管高温表面点燃易燃物品。化工安全技术403、烟头在储运或加工易燃物品的场所，应采取有效的管理措施，设置禁止吸烟安全标志，严防有人吸烟，乱扔烟头。化工安全技术414、焊割作业金属熔渣在动火焊接检修设备时，应办理动火证。动火前应撤除或遮盖焊接点下方和周围的可燃物品和设备，以防焊接飞散出的熔渣点燃可燃物。化工安全技术425、照明灯在有易燃物品的场所，照明灯下方不应堆放易燃物品；在散发可燃气体和可燃蒸气的场所，应选用防爆照明灯具。化工安全技术43三、电火花及其控制对策常见的电火花有：电气开关开启或关闭时发出的火花、短路火花、漏电火花、接触不良火花、继电器接点开闭时发出的火花、电动机整流子或滑环等器件上接点开闭时发出的火花、过负荷或短路时保险丝熔断产生的火花、电焊时的电弧、雷击电弧、静电放电火花等。化工安全技术441、防雷电主要对策1)对直击雷采用避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等，引导雷电进入大地，使建筑物、设备、物资及人员免遭雷击，预防火灾爆炸事故的发生。化工安全技术452)对雷电感应，应采取将建筑物内的金属设备与管道以及结构钢筋等予以接地的措施，以防放电火花引起火灾爆炸事故。化工安全技术463)对雷电侵入波应采用阀型避雷器、管型避雷器、保护间隙避雷器、进户线接地等保护装置，预防电气设备因雷电侵入波影响造成过电压，避免击毁设备，防止火灾爆炸事故，保证电气设备的正常运行。化工安全技术472、防静电火花的主要对策1)采用导电体接地消除静电。2)在爆炸危险场所，可向地面洒水或喷水蒸气等，通过增湿法防止电介质物料带静电。3)绝缘体(如塑料、橡胶)中加入抗静电剂，使其增加吸湿性或离子性而变成导电体，再通过接地消除静电。化工安全技术483、防爆电气设备类型及标志化工安全技术49四、静电及其控制对策1、静电引发火灾和爆炸的条件：(1)空间有爆炸混合物存在；(2)有产生静电的工艺条件或操作过程；(3)静电得以积累并达到相当程度，以使介质间的局部电场被击穿；(4)静电放电火花能量达到爆炸混合物的最小点燃能量。化工安全技术502、静电控制间接措施消除周围环境的爆炸危险性是通常采用的防爆措施，用不可燃介质取代易燃介质，并改善加强通风条件，以降低爆炸性混合物的浓度，或者充填不活泼气体，以降低含氧量等措施。化工安全技术51直接措施适当选择材料，改革制造工艺设备和降低生产工具磨擦速度或相对运动的速度，消除杂质以消除附加静电等；接地、增湿、应用抗静电剂、采用各种静电消除器等。化工安全技术52第四节火灾爆炸危险物质的处理为了防火防爆安全，对火灾爆炸危险性比较大的物料，应该采取安全措施。应首先考虑通过工艺改进，用危险性小的物料代替火灾爆炸危险性比较大的物料。如果不具备上述条件，则应该根据物料的燃烧爆炸性能采取相应的措施，如密闭或通风、惰性介质保护、降低物料蒸气浓度、减压操作以及其他能提高安全性的措施。化工安全技术53一、用难燃或不燃溶剂代替可燃溶剂在萃取、吸收等单元操作中，用燃烧性能较差的溶剂代替易燃溶剂，会显著改善操作的安全性。化工安全技术54二、根据燃烧性物质的特性分别处理遇空气或遇