第4章 火灾与爆炸事故的预防

TCU化工安全与环保材料科学与工程授课教师：李婧1化工安全与环保化工安全与环保Chapter4第四章火灾与爆炸事故的预防2教学要求化工安全与环保教学要求：主要内容包括燃烧与爆炸的基本知识、火灾的特点和分类、火灾预防措施和火险扑救、消防设施与消防器材。要求学生了解火灾的特点及分类、火灾自动报警系统、消火栓系统、防火与安全疏散设施；掌握燃烧的条件、类型、产物及危害，爆炸、爆炸极限及防爆的基本措施，预防火灾的基本措施、灭火的基本方法、、灭火器的使用方法、火灾报警、安全疏散和逃生自救、火灾现场的保护。重点：预防火灾的基本措施、灭火的基本方法、安全疏散和逃生自救措施、灭火器的使用方法。3化工安全与环保Contents燃烧与爆炸的基础知识1防火防爆的基本技术措施2燃爆扩散及蔓延的控制3消防安全技术4实验室消防安全54化工安全与环保1.1燃烧与爆炸的基础知识561.1燃烧与爆炸的基础知识一、燃烧的基本知识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。1、燃烧的条件燃烧必须具备以下三个条件：可燃物质、助燃物质、燃点（点火源）;*每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧才能发生.化工安全与环保7凡能帮助和维持燃烧的物质﹐统称为助燃物.常见的助燃物有空气和氧气﹑氯气和氯酸钾等氧化剂。凡能引起可燃物燃烧的能源﹐统称可燃物。包括﹕明火﹑雷电﹑电火花高温体﹑磨擦与撞击凡能和空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质.可燃物质包括﹕可燃液体﹑可燃固体﹑可燃气体。助燃物可燃物点火源、燃点1.1燃烧与爆炸的基础知识化工安全与环保1.1燃烧与爆炸的基础知识燃烧的过程8化工安全与环保9灭火的基本原理：要使可燃物质燃烧，不仅要具备燃烧的三个条件，而且每一个条件都要具有一定的量，并且彼此相互作用，否则就不会发生燃烧。对于正在进行着的燃烧，若消除其中任何一个条件，燃烧便会终止。1.1燃烧与爆炸的基础知识化工安全与环保10燃烧温度和热值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。热值:单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。可燃性固体/液体：J/Kg，可燃气体：J/m31.1燃烧与爆炸的基础知识化工安全与环保化工安全与环保闪燃和闪点闪燃：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。闪点：发生闪燃现象的最低温度引发火灾最低温度。自燃和燃点自燃：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。自燃点：可燃物质不需要火源即自行着火，并能继续燃烧的最低温度。燃烧的类型1.1燃烧与爆炸的基础知识111.1燃烧与爆炸的基础知识点燃和着火点点燃：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（强制点火）。燃点：物质能被点燃的最低温度。燃烧的类型12化工安全与环保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-3010213化工安全与环保化工安全与环保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120230～24014化工安全与环保种类级别闪点/℃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15化工安全与环保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7016171.1燃烧与爆炸的基础知识二、爆炸的基础知识爆炸是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。①物理爆炸---是指由物理因素（如温度、体积、压力）变化而引起的爆炸现象。例如蒸汽锅炉、压缩气体、液化气体过压等引起的爆炸。②化学性爆炸--是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。如乙炔铜、碘化氮、氯化氮等的爆炸。化工安全与环保化工安全与环保二、爆炸的基础知识1.1燃烧与爆炸的基础知识爆炸极限：可燃气体与空气的混合物，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（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。18化工安全与环保物质名称爆炸极限（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4.345.0一些气体或液体蒸气的爆炸极限19化工安全与环保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/%12.512.512.5～303030～7474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1.1燃烧与爆炸的基础知识20化工安全与环保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2.7～34.03.0～80.01.1燃烧与爆炸的基础知识2122粉尘爆炸粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果。当粉尘表面达到一定温度时，由于热分解或干馏作用，粉尘表面会释放出可燃性气体，这些气体与空气形成爆炸性混合物，而发生粉尘爆炸。粉尘爆炸的影响因素a、物理化学性质(燃烧热越大的、越易带静电的、粉尘所含的挥发分越大的）b、粉尘颗粒大小c、粉尘的悬浮性d、空气中粉尘的浓度案例：2014年8月2日江苏昆山金属粉尘爆燃事故1.1燃烧与爆炸的基础知识化工安全与环保化工安全与环保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。1.1燃烧与爆炸的基础知识23化工安全与环保24化工安全与环保1.2防火防爆的基本技术措施25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、生产设备及通风、照明设备久用失修等。1.2防火防爆的基本技术措施26化工安全与环保防火防爆基本原理：预防性措施：杜绝燃爆条件限制性措施：阻火卸压、防火墙消防措施：消防设施齐全疏散性措施：安全出口、通道1.2防火防爆的基本技术措施27化工安全与环保一、火灾及爆炸的危险性分析火灾及爆炸的分类、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。1.2防火防爆的基本技术措施28化工安全与环保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29化工安全与环保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30化工安全与环保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外壳之间的最大间隙，即把可燃性混合气体常用25.4mm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。通过这个间隙，火焰面变成舌状，火焰的热损增加，且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，火焰传播被阻止。爆炸性混合物分组组别123456引燃温度t/℃450t300t≤450200t≤300135t≤200100t≤13585t≤1001.2防火防爆的