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化工与安全第三章防火防爆措施1内容导航3.1防止可燃可爆系统的形成3.2火灾爆炸事故蔓延扩散的限制措施3.3消防设施23.1防止可燃可爆系统的形成3.1.1控制可燃可爆物质3.1.2着火源及其控制33.1.1控制可燃可爆物质1、取代或控制用量2、加强密闭3、注意通风排气4、惰性化：指在可燃气体或蒸汽与空气的混合气中充入惰性气体，可降低氧气、可燃物的百分比，从而消除爆炸危险和阻止火焰的传播。（1）最小氧浓度（MOC）定义：在空气和燃料的体积之和中氧气所占的百分比。低于这个百分比，火焰就不能传播。molmolLMOC//燃料的物质的量氧气的物质的量下适于碳氢化合物43.1.1控制可燃可爆物质4、惰性化（2）惰性化惰性化可以将惰性气体加入易燃混合物系统以降低Ψ（O2），使其低于MOC，也可以以惰性气体置换容器管道内的可燃物，使可燃气降至可燃下限以下。对大多数可燃气体，最小氧气浓度Ψ（O2）约为10%，对大多数粉尘最小氧气浓度Ψ（O2）约为8%。53.1.1控制可燃可爆物质5、工艺参数的安全控制6、检测空气中易燃易爆物质的含量温度、压力、流量、料比等工艺参数的安全控制温度控制除去反应热防止搅拌中断正确选用传热介质防止传热面结疤热不稳定物质的处理控制投料速度和料比超量杂质和副反应的控制63.1.2着火源及其控制1、明火及高温表面生产用火指生产过程中的加热用火和维修用火。非生产用火指如取暖用火、焚烧、吸烟等与生产无关的明火。加热方法的选择在有火灾爆炸危险场所和设备内必须使用防爆灯具。凡是动用明火或可能产生火花或高温的作业与焊接一样都属于动火范畴，应办理动火审批手续。化工企业的动火标准73.1.2着火源及其控制2、摩擦与撞击防范措施举例：（1）机器上的轴承等转动部件，应保证良好的润滑，及时加油并清除附着的可燃污垢；机件的摩擦部分，最好采用有色金属制造的轴瓦；（2）凡是撞击或摩擦的两部分都应采用不同的金属制成；（3）防爆生产厂房，地面应铺不会发火材料的地坪，进入车间禁止穿带铁钉的鞋；83.1.2着火源及其控制3、绝热压缩在柴油机中应用广泛。K为压缩气体的绝热指数，k=Cp/CV。121122112)/(/)/(/kkVVTTVVpp93.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(1)电火花和电弧电极间击穿放电产生电火花，电弧是大量密集的电火花汇集而成。电弧温度可高达3000~6000℃。工作电火花，事故电火花。（2）爆炸性物质分类爆炸性物质Ⅰ类：矿井甲烷Ⅱ类：工厂爆炸性气体、蒸汽、薄雾Ⅲ类：爆炸性粉尘和易燃纤维103.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(3)爆炸危险环境的分区爆炸性气体环境危险区域划分0级区域（简称0区）正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、短时间频繁地出现或长时间存在的环境。1级区域（简称1区）正常运行时，爆炸性气体混合物有可能出现的环境。2级区域（简称2区）正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现爆炸性混合物，也只是短时存在的环境。113.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(3)爆炸危险环境的分区爆炸性粉尘环境危险区域划分10级区域（简称10区）正常运行时，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物，可能连续或长期出现的环境。11级区域（简称11区）有可能会将积留下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。123.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(3)爆炸危险环境的分区火灾危险环境域划分21区具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。22区具有悬浮状、堆积状的可燃性粉尘或可燃纤维，随不可能形成爆炸性混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。23区具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。133.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(4)防爆型电气设备隔爆型（d）充油型（o）增安型（e）充砂型（q）本质安全型（i）无火花型（n）正压型（p）防爆特殊型（s）143.1.2着火源及其控制4、防止电气火花(5)防爆型电气设备的防爆标识及选型153.1.2着火源及其控制5、静电预防1）静电的产生双电层概念，在两物质紧密接触后分离，当其接触间距达到或小于25X10-8cm时，在其接触的界面上会产生电子的转移，失去电子的物质带正电，得到电子的物质带负电。电子的转移是靠“逸出功”来实现的。所谓“逸出功”，就是一个自由电子从金属内转移到金属外所需做的功，也称为功函数，用Φ来表示，单位为电子伏特(eV)。由于功函数的不同，两金属板在紧密接触后分离时就会产生电子的转移。163.1.2着火源及其控制5、静电预防2）静电积聚的影响因素（1）电阻率电阻率有体电阻率ρv和表面电阻率ρs两种。在研究固体带静电时用ρv;研究液体带静电时，则用ρs。（2）介电常数相对静电常数超过20，不论管道连续输送还是贮运，当有接地装置时都不会产生静电积聚。任一正方形对边之间的表面电阻，单位为Ω单位长度、单位面积的介质电流通过其内部的电阻，单位为Ω·cm17电阻率/Ω·cm特点106~108即使产生静电，也较易消失，不会引起危害，静电导体。109~1010有可能产生静电危害，但产生的静电量不大1011~1015极易积聚静电，危害较大，是防静电的重点1015不易产生静电，但若一旦产生，也较难消除3.1.2着火源及其控制5、静电预防2）静电积聚的影响因素（3）静电消散的半衰期t1/2液体：t1/2=6.5×10-14ερ固体：t1/2=0.69RC静电电量泄漏到原来一半所需要的时间有些国家规定：t1/20.012s时，可认为静电的积聚是安全的。空气中的湿度对静电积聚有很大影响。当相对湿度超过60%时，物体表面就会形成一层极薄的水膜，使表面电阻大为降低，成为静电的良导体，静电就不易积聚。183.1.2着火源及其控制5、静电预防3）静电的危害（1）引起火灾爆炸静电放电能量：E=0.5QU=0.5CU2（2）电击伤害（3）妨碍生产:影响粉体的过滤和输送，使纤维缠结、吸附尘土等193.1.2着火源及其控制5、静电预防4）静电危害的预防（1）从工艺上控制静电产生：合理设计与选材；控制流速；控制杂质和水分；控制温度。（2）泄漏导走静电：空气增湿；加抗静电剂；静电接地；静置存放。（3）采用中和电荷的方法；（4）人体防静电：人体防静电措施；导电工作地面；安全操作。203.2火灾爆炸事故蔓延扩散的措施3.2.1厂址选择与总平面布置3.2.2从建筑设计方面采取设施213.2火灾爆炸事故蔓延扩散的限制措施1、厂址选择：技术经济和安全综合考虑（1）要有良好的工程地质条件，避开断层、塌方、洪水地域；（2）要靠近水源，有利交通；（3）良好的气象条件；（4）生产过程中有易燃、有毒、粉尘、噪声的企业不应选在居民集中的地方；（5）有利于厂际合作，避开重点文物保护区、航空站、积雪危险区；（6）发展用地及必要的安全距离。223.2.1厂址选择与总平面布置3.2.1厂址选择与总平面布置2、总平面布置1）按使用功能，合理分区布置(1)生产车间及生产工艺装置区;(2)原料及成品储放区(含储罐区、气柜等);(3)公用工程及辅助设施区;(4)工厂管理区;(5)生活区。233.2.1厂址选择与总平面布置2、总平面布置2）分区布置规划应注意的问题(1)生产车间及生产工艺装置区应充分满足工艺流程和设备运转的要求。(2)原料及成品储放区，在配置规划时应注意避免各种装置之间的原料、中间品和制成品之间的交叉运输，且应规划成最短的运输路线;(3)辅助及公用工程区，在配置时离生产区和罐区要保持一定的安全距离，锅炉设备、总配变电所等，要设置在处理可燃流体设备的全年最小频率风向的下风向。243.2.1厂址选择与总平面布置2、总平面布置2）分区布置规划应注意的问题(4)工厂管理区及生活区，布置时不要通过危险区，应坐落在厂前区靠正门的地方，最好设在厂外。(5)其他。为防止可燃有毒气体的弥漫，并迅速排除，厂区的长轴与主导风向最好垂直或不小于45°交角，可利用穿堂风，加速气流扩散。3）厂内交通路线的规划工厂、仓库应设消防车道；厂内道路尽可能作环形布置等。253.2.1厂址选择与总平面布置3、防火间距防火间距，一般指两建筑之间的水平距离，在此距离之间不得再建任何建筑物和堆放危险品。设计防火规范中对各种不同装置、设施、建筑物的防火间距均有明确规定，总平面布置设计时，都应遵照执行。263.2.2从建筑设计方面采取限制措施1、生产及储存的火灾危险性分类根据建筑设计防火规范规定，生产或储存的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊五类，具体分类要求见表3.17和表3.18。273.2.2从建筑设计方面采取限制措施2、建筑物的耐火等级4个耐火等级建筑材料：耐火极限——按规定的升温曲线，对建筑构件进行耐火试验，从受到火的作用时起到构件失去支持能力或发生穿透裂缝，或背火一面温度升到220℃时止，这段时间，称为耐火极限，用小时表示。非燃烧材料难燃材料燃烧体283.2.2从建筑设计方面采取限制措施293.2.2从建筑设计方面采取限制措施4、厂房建筑的防爆设计1)合理布置有爆炸危险的厂房；(1)有爆炸危险的厂房宜采用单层建筑；(2)有爆炸危险的生产不应设在地下室或半地下室；(3)敞开式或半敞开式建筑的厂房，自然通风良好，能有效地排除形成爆炸的条件；(4)有爆炸危险厂房的平面配置2)采用耐爆结构303.2.2从建筑设计方面采取限制措施4、厂房建筑的防爆设计3)设置必要的泄压面积;我国现行规范参照《爆炸泄漏指南》NFPA68的相关规定和国内有关单位的有关研究实验结果，对有爆炸危险的甲、乙类厂房其泄压面积，可按式(3.8)计算:A=10CV2/3(3.8)式中:A—泄压面积，m2;V—厂房容积，m3；C—厂房容积为1000m3时的泄压比，可按表3.25选用。313.2.2从建筑设计方面采取限制措施4、厂房建筑的防爆设计4)设置防爆墙、防爆门、防爆窗;5)不发火地面;6)露天生产场所内建筑物的防爆;(1)保持室内正压；(2)开设双门斗；(3)设耐爆固定窗；(4)采用耐爆结构；(5)室内地面应高出露天生产界区地面；(6)管道管沟的密封。323.2.2从建筑设计方面采取限制措施4、厂房建筑的防爆设计7)排水管网的防爆;8)安全疏散设施及安全疏散距离;安全疏散设施包括安全出口，即疏散门、过道、楼梯、事故照明和排烟设施等。关于安全疏散设施的设计标准在《建筑设计防火规范》中都有明确规定，指厂房最远工作地点到外部出口或楼梯的距离333.3消防设施3.3.1火灾的分类3.3.2灭火的基本方法3.3.3灭火物质及其选用3.3.4灭火装置3.3.5消防用水及设施3.3.6消防站343.3.1火灾的分类GB4968-85《火灾分类》中，将火灾分成4类:A类火灾:固体物质火灾，固体物质往往具有有机物质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬，如木材、棉、毛、麻、纸张等火灾。B类火灾:液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、柴油、原油、醇类、沥青、石蜡等火灾。C类火灾：气体火灾，如煤气、天然气、甲烧、乙烧、氢气等火灾。D类火灾:金属火灾，如钾、钠、钛、铁、铝镁合金等火灾。353.3.2灭火的基本方法隔离法冷却法窒息法化学中断法363.3.3灭火物质及其选用1、水与水蒸气水适用于扑救大面积火灾。水蒸气的灭火作用是使火场氧含量减少，以阻止燃烧，并能造成汽幕使火焰与空气隔开。油和气体着火都可使用水蒸气扑灭，特别对扑灭气体着火效果很好。373.3.3灭火物质及其选用在用水灭火时要注意如下物质不能用水扑救:(1)遇水燃烧物品不能用水扑救，如金属铺、梆、电石、三丁基棚等火灾，只能用干沙土扑救;(2)比水轻的非水溶性可燃、易燃液体的火灾，原则上不用水扑救。最好用泡沫、二氧化碳、干粉、1211等扑救，但数量少时可用雾状水扑救；(3)对储存硫酸、硝酸等场所，如遇加压水流会沸腾飞溅，故宜用干沙土、二氧化碳扑救;(4)未切断电源的电气火灾，不能用直流水扑救;(5)高温设备、高温铁水不能用水扑救，因有可能引起设备破