11可燃液体

防火防爆河南工业职业技术学院（一）沸溢火灾1、沸溢：热波在油品中传播时，乳化水或自由水蒸发，形成大量油包气气泡，最后发生向外溢出的现象。2、沸溢的发生条件：（1）液体（油类）具有形成热波的特性；（2）液体（油类）中含有乳化水或自由水；（3）液体（油类）的粘度较大。一、燃烧形式和液体火灾（1）沸腾温度比槽侧壁温度高的可燃液体：层的加热方式以传导方式进行，此类液体燃烧时里层预热的情况不太严重（高沸点可燃液体火灾）。（2）沸点比贮槽侧壁温度低的可燃液体：以对流的方式沿整个深度进行加热，易造成剧烈沸腾（含水分）而溢出或溅落，使其蔓延（低沸点可燃液体）。3形成过程（3）多种成分组成的液体燃烧：燃烧分馏大比重产物（如沥青）下沉加热深处液体若含水分沸溢扩大火灾的危险，如重油。（4）油罐沸溢火灾：燃烧近液面油层温度上升油品粘度变小水滴下沉蒸发蒸汽泡油泡群体积膨胀溢出沸溢火灾液体沸溢是形成喷溅火灾的前提条件沸溢性品：一般指含0.3-4%水分的原油、渣油与重油等。（一）沸溢火灾（重质油品的沸溢）4、沸溢发生的时间发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油，经45~60分钟燃烧就会发生沸溢。5、发生沸溢的征兆：（1）火焰由红变白变亮，高度突然增加；（2）烟气由浓黑变稀白；（3）油面蠕动，有轻微呼隆和嘶嘶声响。（二）喷溅（重质油品的沸溢）1、喷溅：热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的现象。2、喷溅的发生条件：（1）液体（油类）具有热波特性；（2）液体（油类）底部存在水垫层；（3）高温层与水垫层接触。注意：几乎所有原油、大部分合成重油混合物具备上述条件3、形成过程：高温层以对流的方式将大量的热量在纵深方向加热水垫，水汽化产生大量蒸汽，随着蒸汽压力逐渐增高，当达到蒸汽压力足以把上层油层抛向上空（高达数米至数十米）而向四周喷溅（十米至数十米），四处流散，迅速火灾范围，危险很大。4、喷溅发生时间喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及油的燃烧线速度有关。（二）喷溅5、喷溅时间计算HKVVhHtt0数学符号含义单位t预计发生喷溅时间hH贮罐中油面的高度mh贮罐中水垫层的高度mV0原油燃烧线速度m/hVt原油的热波传播速度m/hK提前系数，K=0或K=0.1h/m例题：黄岛油库5号油罐贮存原油16000T，油温39oC，着火后抽出原油为4100T。罐内有69根立柱，每根立柱横截面积0.25m2；罐长72m宽48m。原油比重0.89，含水量0.5%，原油燃烧线速度0.1025m/h，热波传播速度0.785m/h。试预计该油罐着火后可能发生喷溅的时间。HKVVhHtt04.36ht（二）喷溅（重质油品的喷溅）6、喷溅发生的征兆：（1）火焰由红变白变亮，高度突然增加，火舌似箭；（2）烟气由浓黑变稀白；发生剧烈的嘶嘶声；（3）金属罐体罐壁颤抖，伴有强烈噪声，热波在油品中传播时，形成大量油包气气泡，最后发生向外喷出的现象。喷溅火灾灭火注意事项：在火灾扑救的全过程，要派一定数量懂技术、有经验的人员从不同角度，观察燃烧情况，预测判断喷溅发生时间，为指挥员提供决策依据，在喷溅发生前要及时组织人员撤离。燃料燃料喷嘴火焰中溢出的油滴二次空气扩散火焰（一次空气富油火焰产物+空气）一次空气扩散火焰（燃料蒸气+空气）富油核心（油滴+燃料蒸气）（三）喷射火灾二、可燃液体及分类（1）可燃液体：凡遇火，受热或与氧化剂接触能着火和爆炸的液体，如：汽油、酒精、煤油等。（2）分类：1）按闪点分：闭杯试验闪点（GB6944-1986）低闪点液体：低于-18℃中闪点液体：-18℃至23℃高闪点液体：23℃至61℃2）化学性质和商品类别分：化学化工原料及溶剂硅及有机化合物易燃性油漆树脂粘合剂油墨和调色油含有易燃液体的物品盛放于易燃液体中的物品其他液体的燃烧速度取决于液体的蒸发速度。液体的燃烧速度工业上有两种表示方法：一种是以单位面积上单位时间内烧掉的液体质量来表示，叫做液体燃烧的质量速度；另一种是以单位时间内烧掉液层的高度来表示，叫做液体燃烧的直线速度。三、液体燃烧速度（一）液体的燃烧速度1燃烧线速度V单位时间内烧掉的液层厚度。表达式：2重量燃烧速度G单位时间内、单位面积上烧掉的液体重量。表达式：[mm/h]tHV]h)[kg/(mtsgG2H（一）液体的燃烧速度3液体重量燃烧速度与线速度关系VG3kg/mtHVtsgGHVsgGtρmm/hh)kg/(m21000表4-10几种易燃液体的燃饶速率液体名称直线速率(cm/h)重量速率（kg/m2.h）液体名称直线速率(cm/h)重量速率（kg/m2.h）苯乙醚甲苯航空汽油车用汽油18.917.516.112.610.5165.37125.84138.2991.9880.85二硫化碳丙酮甲醇煤油10.58.47.26.6132.9766.3657.655.11（二）液体的燃烧速度的测定直径为62mm的石英容器重锤滴定管滑轮读数H实验实际（三）影响液体燃烧速度的因素第四节可燃液体的稳定燃烧放热吸热能量守恒定律火焰液面热传导热对流热辐射（三）影响液体燃烧速度的因素1液面接受热量（1）直径D对液面接受热量的影响（2）容器中可燃液体高度δ对液面接受热量的影响（3）风的存在对液面接受热量的影响直径很小，导热项占主导地位，直径越小，燃烧速度越快；直径很大，导热项趋于零，辐射项占主导地位，燃烧速度趋于常数；在过渡阶段，导热、对流和辐射共同作用，燃烧速度随直径增加迅速减小到最小值，随后随直径增加而上升。（1）直径D对液面接受热量的影响燃烧速度随油罐直径变化曲线图0.41101001000cm20105210.5汽油；煤油；轻油；直径小于0.03m时，火焰为层流状态，燃烧速度随直径增加而减小；直径大于1.0m时，火焰呈充分发展的湍流状态，燃烧速度为常数，不受直径变化的影响，直径介于0.03～1.0m的范围时，随着直径的增加，燃烧状态逐渐从层流状态过渡到湍流状态，燃烧速度在0.10m处达到最小值，之后燃烧速度随直径增加逐渐上升到湍流状态的恒定值。δ增大热传导、热对流、热辐射作用都会降低2、容器中可燃液体高度δ对液面接受热量的影响3、风的存在对液面接受热量的影响火焰辐射强度和倾斜度两个因素共同作用风速超过某一程度，几乎所有液体的燃烧速度都趋于定值对轻油：风速增大，燃烧速度加快对重油：影响不大（二）挥发性影响-有机同系物液体密度液体的密度可以反映液体的挥发性，密度越小，燃烧速度越快。（三）热容的影响-液体含水量含水量增加，使热容增大，燃烧速度下降。（四）初温的影响初温升高，燃烧速度加快。四、可燃液体的燃烧炸极限：（1）爆炸燃烧极限：上下限之分，%（体积分数）；（2）爆炸燃烧极限：上下限之分，以℃表示；1蒸发过程气体燃烧液体燃烧气体＋O2蒸发燃烧本质一致五、评价液体火灾危险性的主要技术参数（一）饱和蒸汽压重物重物不饱和水饱和水凝结蒸发ttsts1蒸发过程气体燃烧液体燃烧气体＋O2蒸发燃烧本质饱和状态：汽化与凝结的动态平衡饱和温度Ts（Saturationtemperature）饱和压力ps（Saturationpressure）一一对应描述蒸发过程的参量？温度T压力P蒸发热蒸气浓度一致2、蒸发热（1）蒸发热：在一定的温度和压力下，单位质量液体完全蒸发所吸收的热量。（2）摩尔蒸发热：在一定的温度和压力下，1摩尔液体完全蒸发所吸收的热量。第一节液体的蒸发第一节液体的蒸发3蒸气压(VapourPressure)1）蒸气压：在一定条件下，液体和其蒸气处于平衡状态时，蒸气所具有的压力，称为饱和蒸气压（蒸气压）。2）蒸气压主要由液体的性质（液体分子间的作用力）和温度决定。气化液→气分子间距离↑减压升温凝聚气→液加压降温（一）饱和蒸汽压指饱和蒸汽所具有的压力，以Pa表示；P↗、V蒸↗，闪点越低，火灾危险性越大蒸汽在空气中的浓度φ—混合物中的蒸汽浓度，%；PZ—在给定温度下的蒸汽压力，Pa；PH—混合物的压力，Pa。（101325Pa）ZHPP例4-1桶装甲苯的温度为20℃而大气压力为101325Pa，试求甲苯的饱和蒸汽压。解：查表甲苯饱和蒸汽压为2973Pa，则29732.93%101325ZHPP可燃液体的蒸汽压力是随温度的而变化的，可利用饱和蒸汽压力来确定其在储存和使用时的安全温度和压力。[例4-2]有一个苯罐的10℃下贮存，确定是否有爆炸危险？如有爆炸危险，应选择什么样的贮存温度比较安全？解：先查表，可知苯在10℃时的蒸汽压力为5966Pa，则：=5.89%苯的爆炸极限为1.5—9.5%，故苯在10℃时有爆炸危险。消除形成爆炸浓度的温度有两个可能：低于闪点的温度；高于爆炸上限的温度。但苯的闪点为-14℃而其凝固点为5℃，若储存温度低于闪点，苯就会凝固。因此只有采用爆炸上限的温度，则：Pz=101325φ=（101325×0.095）Pa从液体饱和蒸汽压表查得，苯的蒸汽压力为9625.8Pa时，处于10—20℃范围内，则用内插法可求[10+(9625.8-5966)×10/(9972-5966)]℃=（10+9）℃=19℃ZHPP例4-3，某厂在车间中使用丙酮作为溶剂，操作压力位500KPa，操作温度为25℃。确定丙酮在该压力和温度下有无爆炸危险，如有爆炸危险，应选择何种操作压力比较安全？解：先求出丙酮的蒸汽浓度常压下的丙酮蒸汽浓度负压下丙酮蒸汽的浓度3093130.5%101325ZHPPZHP30931φ===50.4%P101325-39997309316.2%500000ZHPP（二）燃烧极限100LPPZ符号含义单位P液面上方总压力PaPz闪点对应蒸气压PaL蒸气爆炸下限%可用仪器测，也可通过饱和蒸汽压力求[例4-4]已知甲苯的爆炸浓度极限为1.27%—7.5%，大气压力101325Pa。试求爆炸温度极限。解：先求101325Pa下的饱和蒸汽压：Pz=[1.27×101325/100]Pa=1286.83Pa，处于0—10℃之间，则温度下限为：[(1286.83-901)×10/(1693-901)]℃=4.87℃同理可求得上限温度为38.9℃；则在101325Pa时，甲苯的爆炸温度极限为4.87-38.9℃1闪点：闪点随其浓度变化而变化(1)闪点越低，则越容易引起燃烧，但加入四氯化碳，闪点即提高，加入量达到一定数值后，便不能闪燃。甲醇中加入41%的CCl4则不会出现闪燃现象(2)两种可燃液体混合物的闪点，一般是在两液体闪点间，并低于平均值。闪点随浓度的升高而降低。2利用燃烧浓度极限求闪点和温度极限（三）闪点（1）利用可燃液体爆炸下限方法计算（2）利用插值法计算闪点[例4-5]：已知乙醇的爆炸下限为3.3％~18％，大气总压为101325Pa，求乙醇闪点和温度极限。解：)(3344100101325%3.3Pa100LPPZ)(6.10Ctof（3）利用可饱和蒸汽压公式计算燃烧温度)(5.8238110132518.0PaZP3根据多尔恩顿公式计算（插值法）1)(NPPZ4.761符号含义单位P液面上方总压力PaPZ闪点对应蒸气压PaN1mol可燃液体燃烧需要的氧原子摩尔数mol（1）化学反应式：C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O（2）N=7.5×2=15（3）代入公式=1498.0（Pa）例4-6：已知大气压力101325Pa，试用多尔恩顿公式求苯的闪点（插值法）。解：1)(NPPZ4.761TPPftP（1）化学反应式：C6H6+7.5O2→6CO2+3H2O（2）N=7.5×2=15（3）代入公式=1498.0（Pa）（4）插值法查表：苯在-200C，蒸气压为991Pa；苯在-100C，蒸气压为1951Pa。例4-6：已知大气压力101325Pa，试用多尔恩顿公式求苯的闪点（插值法）。解：1)(NPPf4.761TPPf-10