2022年2022年化工安全教育 .pdf
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1、化工安全教育(第二章化工生产的防火防爆).txt机会就像秃子头上一根毛,你抓住就抓住了,抓不住就没了。我和你说了10 分钟的话,但却没有和你产生任何争论。那么,我们之间一定有个人变得虚伪无比!过错是短暂的遗憾,错过是永远的遗憾。相遇是缘,相知是份,相爱是约定,相守才是真爱。本文由 hehui_8023 贡献 ppt文档可能在WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT ,或下载源文件到本机查看。第 2 章 化工生产的防火防爆在化工生产中, 由于高温、 高压及易燃易爆物质等因素的存在,火灾爆炸事故屡屡发生,特别是随着生产规摸的扩大,火灾爆炸事故的危险性及造成的损失也越大。近几年的事故统计分析表明
2、、 火灾爆炸事故一直高居各类事故之首, 造成的死亡人数占死亡总数的26% 以上。因此,防火防爆工作在化工生产中显得尤为重要。作为一名化工工人,必须更多地了解物质燃烧、爆炸等基础知识,掌握防火防爆基本措施,才能充分保障化工生产的安全运行。 2.1.燃烧 燃烧 ? ? 2.1.1.燃烧定义及燃烧条件燃烧定义及燃烧条件 2.1.1.l.燃烧燃烧燃烧是物质发生剧烈的氧化反应,同时发出光和热的现象。燃烧在生活中很常见, 如煤气, 木材的燃烧等,它具有三个基本特征:发光、放热并产生新的物质。照明用的电灯,虽然也有发光、放热现象, 但没有发生化学反应 没有生成新的化合物,它是一种能量转变的过程,不能称之为燃
3、烧。近代已开始用链锁反应理论来解释燃烧的机理。在一定的燃烧条件下,反应物产生自由基, 它们的反应活性非常强,在反应中成为活性中心,自由基与另一个分子撞击,反应产生另一种自由基,使反应循环延续,直至反应物全部消耗而终止。 2.1.1.2.燃烧的条件燃烧的条件 ? 要形成燃烧,必须同时具备以下三个条件( 俗称燃烧三要素 ) 。 ? 可燃物:凡能与氧或氧化剂起剧烈反应的物质,皆称为可燃物。可燃物包括可燃气体 ( 如氢气 )、可燃液体 ( 如汽油 )和可燃固体 ( 如木材 ) 。 ? 助燃物:凡能帮助和维持燃烧的物质,均称为助燃物。如空气、氯气、高锰酸钾等氧化剂。 ? 着火源:凡能引起可燃物燃烧的能源
4、,通称为着火源。着火源一般有以下几种:明火、电弧、火花、炽热物体、化学反应热等。 ? 燃烧不仅必须有可燃物、助燃物和着火源同时存在而且每个条件要达到一定的量,相互作用才能发生。氢气在空气中浓度小于4% 时。便不能点燃;木材在空气中燃烧时,当空气中氧含量低于14% 时,木材就会熄灭;一根火柴,足以点燃一桶汽油,但难以点燃坚实的大木块。 ? 燃烧的可能性亦随可燃物与助燃物状态的变化而改变,可燃物与助燃物接 触得越充分,燃烧越容易,也越刚烈,如大块的铝、镁可看作是不燃的,但镁粉、铝粉却能自燃;烧红的铁丝在空气中不能燃烧,却能在氧气中燃烧。 ? 2.1.2.燃烧过程、形式与类型燃烧过程、燃烧过程 2.
5、1.2.1.燃烧的过程燃烧的过程固 体 液 体 气 体熔化蒸发或分解蒸发氧 化 分 解着火燃烧 2.1.2.2.燃烧的形式燃烧的形式 ? 由于可燃物存在状态的不同,燃烧的形式多样。 燃烧可分为均一系燃烧和非均一系燃烧、 混合燃烧和扩散燃烧、蒸发燃烧与分解燃烧。 ? 均一系燃烧如煤气在空气中的燃烧,是指可燃物、 助燃物在同一相中进行的燃烧。 木材、 石油等液体和固体的燃烧较为复杂,称为非均一系燃烧。 ? 混合燃烧指可燃物与助燃物( 如氢气与空气 )名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
6、 - 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 预先混合情况下的燃烧。这种燃烧在混合气体中进行非常迅速,最后形成燃烧爆炸。扩散燃烧则是指可燃气体与周围空气(或其他助燃气体) 相互扩散,相互混合,一边混合一边燃烧的形式,如一氧化碳气体由管内喷出,同周围空气接触的燃烧。 ? 可燃液体或固体受热蒸发或分解后的燃烧称为蒸发燃烧,如乙醇的燃烧。分解燃烧则是可燃固体或不挥发液体受热分解产生可燃气体的燃烧形式,如木材的燃烧等。 2.1.2.3.燃烧的类型燃烧的类型 ? 闪燃:可燃液体表面挥发的蒸气与空气形成的混合物,遇明火引起的瞬间燃烧的现象, 称为闪燃。 液体能发生闪燃现象的最低温度,
7、叫做闪点。常 见可燃液体的闪点见表21。 闪点用来评定可燃液体的火灾危险性。可燃 液体闪点越低,越易着火火灾危险性越大。 ? 着火:可燃物在有足够的助燃物( 通常指空气 ) 的条件下,由着火源作用下引发的持续燃烧的现象,称为着火。能发生持续燃烧的最低温度,称为燃点( 又称着火点 ) 。可燃物的燃点越低,越易着火。因而燃点同样可用来判断物质的火灾危险性。常见可燃物的燃点见表2 2。 ? 自燃:可燃物质即使不与明火接触也能自行着火燃烧的现象,称为自燃。可燃物无明火接近即能自行燃烧的最低温度称为自燃点。自燃现象可分二种:受热自燃和本身自燃。 ? 受热自燃是被加热物被加热到一定温度后自行燃烧的现象。本
8、身自燃则是物质在没有外来热源的作用下,由于物质本身的化学(如分解、化合)、 物理 ( 如辐射、吸附 ) 和生化作用(如细菌、腐败作用)而产生热量积聚,使其达到自燃点后自行燃烧的现象。 能发生本身自燃和受热自燃点较低的物质在保管时应格外注意,以防着火。 常见可燃物的自燃点见表23。表 21 常见可燃液体的闪点液体名称乙醚丙酮汽油己烷乙醇桐油甲醇闪点, -45.0 -10.0 -42.8 -21.7 11.1 243.0 7.0 液体名称原油精油苯 甲苯氯苯 乙酸甘油闪点, -35.0 18.0 -14.0 4.4 28.0 40.0 160.0 表 22 某些可燃物质的燃点物质名称赤磷石蜡硝酸纤
9、维硫磺醋酸纤维聚丙烯燃点, 160 158159 180 255 320 270 物质名称聚乙烯聚苯乙烯吡啶有机玻璃樟脑松香燃点, 400 400 482 260 70 216 表 23 常见可燃物质的自燃点物质名称二硫化碳乙醚煤油 氢 苯 汽油乙醇自燃点, 102 170 380425 560 555 280 422 物质名称一氧化碳焦煤气氨 甲烷甲醇铝粉木粉自燃点, 605 640 630 537 455 645 430 2.1.3.燃烧速度与热值燃烧速度与热值 ? 2.1.3.1.燃烧速度燃烧速度气体的燃烧过程较为简单,因而其燃烧速度较可燃液体及固体要快。气 体的燃烧速度及燃烧性能常以火
10、焰的传播速度来衡量。气体火焰的传播速度与管径有明显关系,一般说来,传播速度随着管子直径的增加而增加,当达到某一极限直径时,速度就不再增加。同样, 传播速度随着管径的减小而减小,当管径小到某一值时,火焰就不能传播。阻火器就是根据这一原理制作的。液体的燃烧速度取决于液体的蒸发速度,易挥发的液体燃烧速度较快。火焰在液体表面的蔓延速度决定于液体的初温、比热容、 蒸发潜热及火焰的辐射能力, 风速对火焰的蔓延速度也有很大影响。液体火焰的蔓延速度越快,火灾危险性越大。固体的燃烧速度较气体、 液体要小。 固体的燃烧速度取决于比表面积,即燃烧的表面积与体积的比值越大,燃速越快,反之,燃速愈小,这就是粉末状易燃固
11、体比块状物容易燃烧的原因。 热值是单位质量或体积的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量。可燃物质燃烧、 爆炸时所能达到的最高温度、 最高压力及爆炸力,都与物质的热值有关, 热值越高的可燃物,燃烧爆炸造成的危害性越大。 2.1.3.2.热值热值名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 2.2.爆炸 爆炸 ? 2.2.1.爆炸的定义及分类爆炸的定义及分类 ? 2.2.1.l.爆炸爆炸 ? 物质自一种状态迅速转变成另一种状态,并在
12、瞬间以机械功的形式放出大量能量, 同时伴有巨大声响的现象称为爆炸。爆炸同时也可视为气体或蒸气瞬间剧烈膨胀的现象。爆炸的本质是压力的急剧上升,爆炸的特征是具有破坏力,产生爆炸声和冲击波,爆炸因其产生的震荡作用、 冲击波, 碎片冲击及造成火灾而对周围的物体造成破坏 。 爆炸根据传播速度,可分为轻爆、 爆炸和爆轰。轻爆传播速度每秒数十厘米至数米;爆炸传播速度每秒 10 米至数百米;爆轰传播速度 103m/s 7103m/s 爆炸按性质可分物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三大类。 2.2.1.2.爆炸分类爆炸分类物理爆炸: 由于物理因素 ( 温度 压力等 ) 变化而引起的爆炸称为物理爆炸。物理爆炸前后,物质
13、的性质和化学成分均不发生变化,如锅炉与钢瓶的超压爆炸。 造成物理爆炸的原因,可以是高温、振动、设计错误、制造缺陷、材质不苻或操作失控等因素。化学爆炸:由于物质发生激烈的化学反应,产生高温、 高压而引起的爆炸称为化学爆炸。化学爆炸前后物质的性质和化学成分均发生了根本改变,如氢气与空气混合气体引发的爆炸。化学性爆炸根据爆炸时所发生的化学变化可分为三类:简单分解爆炸、复分解爆炸、爆炸性混合物爆炸。简单分解爆炸能引起简单分解爆炸的爆炸物,在爆炸时没有燃烧现象,爆炸所需的热能是由爆炸物本身分解时产生的,如叠氮铅、 雷汞等。 这 类物质由于只需轻微的振动即可引起分解,产生大量气体,在体积迅速膨胀的同时,释
14、放出巨大能量,因而十分危险,破坏力极大。 复分解爆炸爆炸时伴有燃烧现象,燃烧所需的氧由自身分解供给。这 类爆炸物的危险性较简单分解爆炸低,一般需引爆物引爆,如 TNT等。 这类爆炸物破坏巨大,如硝化甘油的爆炸,爆炸性混合物爆炸可燃气体、 蒸气、 薄雾、 粉尘或纤维状物质按一定比例与空气形成的混合物,遇着火源能发生爆炸,这样的混合物称为爆炸性混合物。 由爆炸混合物引发的爆炸称之为爆炸性混合物爆炸,这类物质爆炸需要一定条件。核爆炸由原子核裂变而引起的爆炸称之为核爆炸。 2.2.2.爆炸极限及爆炸危险度爆炸极限及爆炸危险度 ?2.2.2.1.爆炸极限爆炸极限可燃性气体、 蒸气或粉尘与空气组成的混合物
15、,必须按一定比例混合。才 能引起燃烧爆炸。当可燃物在混合物中浓度太低时,因过量空气的存在,空气的冷却作用阻止了火焰的蔓延;可燃物浓度太高时,空气量不足。 燃 烧由于助燃物的缺乏造成窒息。因而只有当可燃物在混合物中的浓度在一定范围内时, 遇着火源才能发生爆炸,这个浓度范围叫做该物质的爆炸范围。 ? 可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物,遇着火源即能发生爆炸的最低浓度, 称为该物质的爆炸下限;同样, 可燃气体、 蒸气或粉尘与空气形成的混合物遇着火源即能发生爆炸的最高浓度,称为该物质的爆炸上限。 ? 在化工生产中,经常会使用些气体混合物,它们的配比虽然在爆炸范围以外,但如果操作时失误,使混合气体
16、达到爆炸极限,就会引起爆炸事故。所以 在这类岗位上, 工人操作时必须严惜按操怍规程操作,不能掉以轻 心。如在尿素的合成过程中,为了防止设备腐蚀,在原料气中要加入一定量的氧气,但加氧量必须严格控制在0.5%;一旦超量,在氨冷器后,氧与原抖气中少量的氢就可形成爆炸性混和气,当遇激发能源时可引发爆炸。 ? 气体混合物的爆炸极限一般是用可燃起体、蒸气在混合物中的体积百分数来表示的。某些气体和液体蒸气的爆炸极限见表25。表 25 常见气体或液体蒸气的爆炸极限物质名称爆炸极限, % 下限上限危险度物质名称爆炸极限, % 下限上限危险度氢 4.0 75.6 17.9 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
17、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 甲烷 5.0 15.0 2.0 氨 15.0 28.0 0.9 乙烷 3.0 15.5 4.2 一氧化碳 12.5 74.0 4.9 丙烷 2.1 9.5 3.5 二硫化碳 1.0 60.0 59.0 乙醚 1.7 48.0 27.2 乙炔 1.5 82.0 53.7 汽油 1.4 7.6 4.4 苯 1.2 8.0 5.7 城市煤气 5.5 32.0 4.8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
18、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - 甲苯 1.2 7.0 4.8 水煤气 7.0 72.0 9.3 表 26 粉尘的爆炸特征粉尘名称铝(含油)铁粉 镁 锌 赤磷聚苯乙烯烟煤有机玻璃爆炸下限 g/m3 3750 153 204 44 59 212 284 48 64 27 37 41 57 20 自燃温度,(云状) 400 439 470 530 360 475 595 485 15 60 15 0.293 0.307 最小引燃能量 mJ 15 20 40 900 最大爆炸
19、压力 MPa 0.407 0.248 0.434 0.087 2.2.2.2.危险度危险度 ? 2.2.2.3.爆炸极限的影响因素爆炸极限的影响因素原始温度爆炸性混合物的原始温度越高,则爆炸极限范围越大。 ? 原始压力混合物的原始压力对爆炸极限影响很大。压力对爆炸下限的影响没有规律性。 ? 惰性介质及杂质混合物中惰性介质的增加,使爆炸极限的范围缩小。 ? 容器充装可燃物容器的材质、尺寸等,对物质的爆炸极限均有影响。 ? 着火源着火源的能量、 热表面面积及火源与混合物接触的时间等对爆炸极限均有影响。 ? 含氧量混合气中增加氧含量, 一般情况下对下限影响不大,因为可燃物在下限时氧是过量的。由于可燃
20、物在上限时含氧量不足,所以增加氧含量使上限显著增高,爆炸范围扩大。表 27 某些物质的最低引爆能量物质名称浓度, % 最低引爆能量, mJ 0.015 0.019 0.02 0.17 0.190 物质名称浓度,% 最低引爆能量, mJ 0.215 0.28 0.031 1.15 2.50 二硫化碳氢气乙炔丁二烯氧化丙烯 6.52 29.2 7.73 3.67 4.97 甲醇甲烷乙烷丙酮甲苯 12.24 8.5 4.02 4.87 2.27 2.3.防火防爆的基本措施防火防爆的基本措施通过基础知识可以了解到,控制和防止可燃物、助燃物、 着火源三要素的同时存在, 就能有效地阻止火灾及爆炸事故的发生
21、。因此, 防火防爆工作应从消除着火源,对可燃易爆物和助燃物的控制以及在生产过程中工艺参数的控制方面着手;同时针对生产过程中火灾爆炸危险程度的差异,对厂房、设备的设计采取相应的防火防爆措施,确保人员的安全疏散,使用自动控制与安全保险装置,避免事故的发生, 或事故发生时减少事故造成的损失。 2.3.1.化工生产厂房、 设备的防火防爆设计化工生产厂房、化工生产厂房 2.3.1.1.火灾爆炸危险性分类火灾爆炸危险性分类生产的火灾危险性分类生产的危险程度与生产过程中所用物料的性质、配比、生产工艺的复杂程度及生产条件( 温度、压力 ) 等因素有关。根据建筑设计防火规范 (GBJ 1687) 规定, 生产的
22、火灾危险性按照生产过程中所使用或产生的物质的燃烧、爆炸性进行分类,分甲、乙、丙、丁、戊五类。根据生产的火灾危险性,在生产工艺、安全操作要求及建筑防火设计方面相应有所区别,采取必要的措施,使火灾爆炸事故发生的可能性降到最低。 ? ? 爆炸和火灾危险场所区域划分爆炸和火灾危险场所,按可燃物质状态的不同及事故的可能性、 危险程度, 划分为爆炸性气体环境危险区域、爆炸性粉尘环境危险区域及火灾危险名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - -
23、- - 区域三类。具体划分见表28。 电力装置设计规范表 28 电力装置设计规范爆炸和火灾危险场所区域划分类别爆炸性气体环境等级 0 区 1 区 2 区 说明连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境在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也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境有时会将积留下的粉尘扬起偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境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具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维,虽不可能形成爆炸混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境具有固体状可燃
24、物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境爆炸性粉尘环境 10区 11 区 21 区火灾危险区域 22区 23区 2.3.1.2.建筑物的耐火要求建筑物的耐火要求 ? 为减少易燃物质的积聚,化工建筑的形式正在朝向露天化和敞开式发展,这种建筑形式对安全生产和工业卫生有利,同时厂房的耐火、防爆及合理布局是限制火灾蔓延和减少爆炸造成损失的重要措施。 ? 建筑物的耐火性能是由建筑材料的燃烧性能和耐火极限决定的,建筑物的耐火等级分位四级。根据火灾的危险程度, 厂房设计时耐火等级应符合要求。同时,在总体布局上, 要考虑到安全防火间距,并严格将动火区(如锅炉房等)与有火灾、爆炸危险性的生产区域分开,防止火灾向
25、临近建筑物蔓延。 考虑到热辐射等因素,防火间距的大小,应以生产的火灾危险性大小及特点来衡量,必要时设置防火堤。 2.3.1.3.防爆设计防爆设计 ? ? 防爆设计包括厂房及工艺过程的防爆设计两方面。厂房的防爆设计包括以下几个方面。 (1) 位置 防爆厂房必须有良好的通风条件,爆炸危险装置不宜布置在地下和半地下,以避免通风不良而造成可燃气体或蒸气积聚。多层厂房应尽可能将有爆炸危险的厂房布置在最上层,应设防爆墙,配电、化验及办公室与生产车间分开。 (2) 采用防爆结构防爆厂房的框架、 楼板应采用现浇钢筋混凝土整体结构,应具有抗震、 抗冲击的能力。 (3) 设置泄压、隔爆、阻火设施对于有爆炸危险的厂
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