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编写：郑元刚一、燃烧的基本概念（一）燃烧条件燃烧是一种特殊的氧化反应，通常伴随放热、发光、火焰和发烟四个特征。燃烧必须同时具备下列三个条件：1、可燃物凡是能在空气、氧气或其他氧化剂中发生燃烧反应的物质都可称为可燃物，否则叫不燃物。如木材、汽油、氢气、乙炔、轻金属等。一般可燃物按其化学组成分有机可燃物和无机可燃物两大类；按其状态可分为可燃气体、可燃固体、可燃液体三大类。2、助燃物（氧化剂）凡是能够和支持可燃物燃烧的物质叫助燃物，如空气、氧、氯酸钾、过氧化钠、浓硝酸、浓硫酸等。发生火灾时，空气是主要的助燃物，空气中含氧量低于14%以下时，很多燃烧就会停止，利用蒸汽、CO2、泡沫等进行灭火，就是通过这些物质冲淡或隔绝空气，使燃烧得不到足够的氧气而终止。3、点火源（着火源）凡是引起可燃物燃烧的热源均称为点火源（也称着火源）。点火源可以是明火，也可以是高温物体，它们可以由热能、化学能、电能、机械能转换而来。可燃物、助燃物、着火源在燃烧过程中缺一不可，统称燃烧三要素，有时，即使这三个要素都存在，但在某些情况下——可燃物未达到一定浓度、助燃物不足、点火源不具备足够的温度或热量，也不会发生燃烧。只有当燃烧三要素分别满足一定条件时，三者共同作用才能够发生燃烧。（二）燃烧的类型燃烧可分为闪燃、自燃、点燃等几种类型。1、闪燃与闪点闪燃是可燃液体的特征之一，各种液体的表面都有一定量的蒸汽存在，液体表面的蒸汽与空气混合形成可燃气体，当达到一定温度时，如火焰或炽热物体靠近液体表面，即会发生一闪即灭的燃烧现象，这种现象叫闪燃。液体发生闪燃的最低温度叫做闪点。闪燃往往是发生火警的先兆，当可燃液体温度高于闪点时，随时都有被点燃的危险，因此，闪点是评定液体火灾危险性的主要根据。2、自燃和自燃点自燃是可燃物质自发着火的现象。可燃物质在没有外界火花和火焰的直接作用下能自行燃烧的最低温度称为物质的自燃点。自燃可分为受热自燃和自热自燃。影响可燃物质自燃点的因素很多，如压力对自燃点影响很大，压力越高，自燃点越低。可燃物与空气混物的自燃点随浓度的变化而变化，当混合物的比例符合该物质氧化反应的计算量（理论量）时，其自燃点最低。混合气体中氧的浓度增高，其自燃点降低。固体可燃物粉碎得越细，其自燃点愈低。3、点燃与燃点点燃是可燃物与明火直接接触而引起的燃烧，在火源移去后仍能够保持持续燃烧的现象。可燃物被点燃持续燃烧5秒以上所需要的最低温度叫做燃点。也称为引燃温度。自燃与点燃的区别在于：自燃时可燃物整体温度较高，反应与燃烧是在可燃物的整体进行的，而点燃时，可燃物整体温度较低，只在火源局部加热处燃烧，然后向可燃物其它部分传播。二、爆炸的基本概念燃烧和爆炸在本质上都是可燃物质在空气中的氧化反应。可燃物、助燃物和火源是发生燃烧与爆炸的三个基本条件。燃烧与爆炸的根本区别在于其氧化速度不同。爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间以声、光、热、机械功等形式放出大量能量的现象，是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。（一）爆炸的分类1、按起因可分为物理性爆炸和化学性爆炸两大类。物理性爆炸是物质因状态或压力发生突变等物理变化而形成的。例如容器内液体过热，气化而引起的爆炸等。物理性爆炸前后，物质的化学性质没有发生变化。物理性爆炸也称为爆裂。化学性爆炸是物质发生极其激烈的化学反应，产生高温高压而引起的爆炸，化学性爆炸前后，物质的性质和成分均发生根本性的变化。2、按爆炸速度的快慢可分为爆燃和爆轰两大类。爆燃：指燃速低于音速传播的爆炸。爆轰：指燃速高于音速传播的爆炸。（二）常见的几种爆炸1、可燃气体、蒸汽与空气混合物的爆炸•在工厂中发生的爆炸事故，较为普遍是可燃气体、蒸汽与空气相混合后遇到火源而发生的爆炸。在可燃气体中，主要有氢、乙炔、天然气、煤气、液化石油气等。可燃蒸汽中，有汽油、酒精、乙醚等可燃性液体产生的蒸汽。这些气体和蒸汽与空气混合物，遇到火源，即能发生爆炸。2、粉尘爆炸•在装置的生产过程中，有些工艺会产生可燃性固体粉尘或者可燃气体的雾状飞沫。当它们分散在空气中或助燃性气体中，如果达到某种浓度，遇到火源，即会发生爆炸。3、高压气体的爆炸•高压气体按在高压下气体所处的状态分三种：即压缩气体、溶液气体和液化气体，高压气体发生爆炸，一般来说有下列几种情形：（1）高压气体的容器破裂，喷出气体发生爆炸；（2）高压气体容器内的气体为可燃的或者助燃的，形成爆炸性混合物后发生爆炸，同时喷出气体引起火灾；（3）高压气体容器内的气体有毒，当容器爆炸后同时散发有毒气体引起中毒或窒息事故。4、锅炉的爆炸。•锅炉是工厂用来产生高温高压水蒸汽的动力设备。它的功能是把锅炉内的水加热到1000C以上，使其成为高温高压水蒸汽。锅炉是高压的容器，存在着破裂的危险。如容器本身腐蚀，疲劳裂纹、烧损或过热的原因，内部压力升高，从而引起锅炉爆炸。三、石化原料及产品的燃爆特性1、易燃性石油化工产品，按其闪点分为易燃液体和可燃液体两种。在石油化工生产过程中，由于受高温高压的影响，汽油、柴油、蜡油等石化产品很易燃烧，火灾危险性大。2、易爆炸石化产品的蒸汽和空气的混合气体达到一定的浓度范围时，遇火即会发生爆炸。爆炸极限除了用产品的蒸汽在空气中的浓度来表示，也可以用产品的温度来表示，因为液体蒸汽的浓度是在一定温度下形成的。石油化工产品的燃烧和爆炸往往是相互转变和交替进行的。3、易蒸发石油化工产品，尤其是轻质产品，具有易蒸发的特性，汽油即使在较低气温下都能蒸发。比重轻的产品，蒸发速度相对就快些，它的闪点也比较低，因此，火灾危险性就大。石油化工产品有两种蒸发状况，即静止蒸发和流动蒸发，静止蒸发指贮存在比较严密的容器中的产品，在空气不太流通的情况下，液面发生蒸发现象。流动蒸发是指产品在输送或灌装时，产品或周围的空气处在流动的情况下，或两者都处在流动情况下所发生的蒸发现象。4、易产生静电在石油化工产品中，杂质是自然存在的，其含量只要在百万分之一至一亿分之一，就可能使液体介质带电。因此在装置中的静（动）设备都要做好防静电措施，安装静电导走设备。5、易流动扩散液体都有流动扩散的特性。而易燃和可燃液体流动扩散的强弱取决于产品本身的粘度，粘度低的产品，它的流动扩散性强，如有渗漏，会很快向四周流散，造成火灾的危险。6、易沸腾突溢重质油品发生沸腾突溢的原因有几方面：（1）辐射热的作用：油罐发生火灾时，辐射热向四周扩散的同时，也加热了油品的液面，随着加热时间的增长，被加热的液层也越来越厚，当温度不断升高，油品被加热到沸点时，燃着的油品就沸腾溢出罐外。（2）热波的作用：油品在燃烧时，首先烧掉表面的轻馏份，而剩余的重馏份则逐步下沉，并把热量带到下面，使油品逐层向深部加热，这种现象称为热波。热油与冷油分界面称为热波面。（3）水蒸汽的作用：当油中含水或油层中包裹游离状态水份，当热波面与油中悬浮水滴相遇或到达水垫层高度时，水被加热气化，形成气泡。水滴蒸发为蒸汽后，体积增大1700倍，以很大的压力急剧冲击液面，把着火的油品带上高空，形成巨大火柱。石油化工生产过程中，促成火灾爆炸的因素很多，涉及面也较广。预防火灾爆炸事故是一项复杂细致的工作，采取防火防爆措施的着眼点，是防止可燃物、助燃物形成燃烧爆炸条件，清除和严格控制一切足以导致着火爆炸的着火源。一、控制或消除燃烧爆炸条件的形成1、设计要符合规范石油化工生产装置在设计时要充分考虑到本行业火灾爆炸的危险性。首先要符合防防爆的安全技术要求，采用先进的工艺技术和可靠的防火防爆措施；选用安全的工艺指标；采用自动控制和排除故障的先进装置；不用或少用可燃、易燃物质，减少促成爆炸燃烧的因素，实现本质安全。2、正确操作，严格控制工艺指标石油化工生产的各个工艺过程、每个岗位、每台设备所制定的工艺指标，都是安全生产客观规律的反应。因此，严格控制和执行工艺指标，认真执行安全技术操作规程，及时分析和正确处理生产中了出现的异常情况，不失时机地排除各种可能导致着火爆炸的危险因素，对于实现安全生产至关重要。在工艺控制上，要重点把好几个环节：（1）控制温度、严防超温。（2）控制压力。（3）控制好加料速度。（4）控制好加料比例。（5）控制好加料顺序。（6）严禁超量贮存、超量充装。（7）控制原料的纯度。3、加强设备维护，确保设备完好火灾爆炸事故能否发生，其中一条重要的因素是设备状况的好坏。设备状况好，运转周期长，不发生跑、冒、滴、漏，就能避免或减少事故的发生。4、加强通风排气，防止可燃气体积聚有爆炸危险的生产岗位，要充分利用自然通风，采用局部或全面的机械通风装置，及时将泄漏出来的可燃气体排走，防止积聚引起爆炸。在火灾爆炸危险性大的生产现场，还应装设事故排风，把事故状态下漏出来的大量可燃气体及时排走。事故排风机必须符合防爆要求，要具备功率大、风量大的特点，其电气开关应装在厂房外安全、方便的地点，便于随时启动。5、采用自动控制和安全防护装置为了有效地防止超温、超压、超负荷，严格控制系统中的氧含量和加强气体监测，应采用自动分析、自动调节、自动报警、自动停车、自动排放、自动切除电源等安全联锁自控技术措施，以便在工艺指标突然变化时，能自动进行工艺处理，这是防止火灾爆炸的重要技术措施。火灾爆炸危险性大的生产现场，应设置可燃气体、有毒有害气体浓度自动报警器，以便及时发现和消除险情。6、使用惰性气体保护向易燃易爆设备中加入氮气、二氧化碳、烟道气、蒸汽等不燃的惰性气体，以稀释可燃性气体浓度，使氧含量降到安全值，破坏其燃烧爆炸条件。二、阻止火灾蔓延措施采用阻止火灾蔓延到盛装可燃气体的设备或生产系统中的措施有很多，如对电缆沟要采取沙封等措施，防止可燃气体串至电缆沟等，对于减少事故损失是非常重要的。常用的阻火设施主要有切断阀、止逆阀、安全水封、水封井、阻火器、火星熄灭器等。如轻质油罐上和可燃气体放空管上装设阻火器；以可燃气体作燃料的各种加热炉，在火咀之前装设阻火器或安全水封等。可燃气体放空，因静电或雷电等因素引起着火，其火焰被阻火器隔离而不会导入系统中。防火墙、防火堤、防火安全距离等，都是防止火灾蔓延扩大的措施。三、防爆泄压措施当设备超压时，为了及时泄除压力，工艺装置均须设置防爆泄压设施。常用的泄压设施有安全阀、爆破片、防爆门、防爆球阀、放空管、防爆冒等。不宜安装安全阀的设备则安设爆破片，有时两者同时使用。防爆门一般安装在加热炉上，当炉膛内爆炸时，由防爆门泄掉压力。放空阀一般为手动放空装置，安设在操作方便的地方。放空管应高出建筑物2m以上，并在避雷设施的保护范围之内，放空管还应设有良好可靠的接地装置。四、加强火源的控制和管理石油化工企业可能遇到的火源，除生产过程本身具有的加热炉火、反应热、电火花等以外，还有维修用火、机械磨擦热、撞击火星等。这些火源经常是引起易燃易爆物着火爆炸的原因。控制这类火源的使用范围，严格用火管理，对于防火防爆是十分重要的。1、明火的控制石油化工生产中的明火，主要指生产过程中的加热用火、维修用火及其他火源。（1）加热明火的控制A加热易燃液体时，应尽量避免采用明火。加热时可采用蒸汽或其他热载体。如果必须采用明火，设备应严格密闭，燃烧室应与设备分开建筑或隔离。设备应定期检验，防止泄漏。B装置中明火加热设备的布置，应远离可能泄漏易燃气体或蒸汽的工艺设备和贮罐区，并应布置在散发易燃物料设备的侧风向或上风向。有两个以上的明火设备，应将其集中布置在装置的边缘。（2）维修用火的控制A有易燃易爆物料的场所，应尽量避免动火作业。如果因为生产急需无法停工，应将要检修的设备或管道卸下移至远离易燃易爆的安全地点进行。B对输送、贮存易燃易爆物料的设备、管道进行检修时，应将有关系统进行彻底处理，用惰性气体吹扫置换，并经爆炸气体分析合格后方可动火。C当检修的系统与其他设备管道连通时，应将相连的管道拆下断开，或加堵金属盲板隔离。在加盲板处要挂牌并登记，防止易燃易爆物料窜入检修系统或因遗忘造成事故。D电焊把线破残应及时更换修补，不能利用与生产设备有联