企业安全教育-防火防爆安全基础知识.ppt
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1、防火防爆安全基础知识黄大荣1.燃烧爆炸的基本概念案例1)深洲市深洲市“8.5”特大爆炸火灾事故特大爆炸火灾事故1993年8月5日13时26分,深圳市安贸危险物品储运公司(以下简称安贸公司)清水河化学危险品仓库发生特大爆炸事故。这起事故造成15人死亡,200多人受伤,其中重伤25人,直接经济损失超过2.5亿元。2)北京东方化工厂北京东方化工厂“627”特大火灾事故特大火灾事故1997年6月27日,北京东方化工厂储罐区发生特大爆炸和火灾事故事故,死亡9人、伤39人,直接经济损失1.17亿元。3)江苏省盐城市射阳县“728”爆炸事故2006年7月28日8时45分,江苏省盐城市射阳县盐城氟源化工有限公
2、司临海分公司(工商核准拟用名)1号厂房(2400平方米,钢框架结构)发生一起爆炸事故,死亡22人,受伤29人,其中3人重伤。4)吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故2005年11月13日13时40分,中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故,造成8人死亡,1人重伤。新苯胺装置、1个硝基苯储罐、2个苯储罐报废,导致苯酚、老苯胺装置、苯酐装置、2、6-二乙基苯胺等4套装置停产。而此次爆炸事故也导致了一起跨省际、跨国界的重大环境污染事件。危险化学品火灾爆炸事故是我国当前安全生产领域里常见、多发事故;而且一旦发生,由于事故的连锁反应和可扩张性,不仅造成人员伤亡和财产损失,而且可能污染环境,甚至引发社会恐慌。这
3、是安全生产工作中应该高度关注、密切监视、严格控制的恶性事故类型。对我国国民经济持续稳定快速发展与建设和谐社会均会产生消极作用。1.1燃烧条件燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴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。发光、发热、生成新物质。1.1燃烧条件(1)可燃物质G凡能与空气、氧气或其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质,都可称为可燃物质。G可燃物质种类繁多,按物理状态可分为气态、液态和固态三类。(2)助燃物质凡是具有较强的氧化能力,能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助燃物。(3)点火源凡能引
4、起可燃物质燃烧的能源均可称之为点火源。常见的点火源有明火、电火花、炽热物体等。注意:可燃物、助燃物和点火源是导致燃烧必要非充分条件。上述“三要素”同时存在,燃烧能否实现,还要看是否满足量上的要求。在燃烧过程中,当“三要素”的量发生改变时,也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧。燃烧的充分条件:1可燃物质必须达到一定的浓度才会发生燃烧。2一定量的氧含量,可燃物质发生燃烧时所需的氧含量3必须达到最低氧含量。4一定的点火源能量,点火源必须具备一定的能量,即最小点火能量,燃烧才能发生。5相互作用燃烧的三个基本条件须相互作用,燃烧才能发生和持续进行。综上所述,燃烧必须在必要、充分的条件下才能进行。首先,要燃烧就
5、必须使可燃物与氧达到一定的比例,如果空气中的可燃物数量不足,燃烧就不会发生。如:在室温(20)的同样条件下用火柴去点汽油和柴油时,汽油会立刻燃烧,柴油则不燃,这是因为柴油在室温下蒸气浓度(数量)不足,还没有达到燃烧的浓度。虽有可燃物质,但其挥发的气体或蒸汽量不足够,即使有空气和着火源的接触,也不会发生燃烧。其次,要使可燃物质燃烧,必须供给足够的助燃物,否则,燃烧就会逐渐减弱,直至熄灭。如:点燃的蜡烛用玻璃罩罩起来,不使空气进入,短时间内,蜡烛就会熄灭。通过对玻璃罩内气体的分析,发现还含有16的氧气。这说明,一般可燃物质在空气中的氧含量低于16时,就不能发生燃烧。再次,要发生燃烧,着火源必须有一
6、定的温度和足够的能量,否则燃烧就不能发生。例如,从烟囱冒出来的碳火星,温度约有600,已超过了一般可燃物的燃点,如果这些火星落在易燃的柴草或刨花上,就能引起燃烧,这说明这种火星所具有的温度和热量能引起这些物质的燃烧;如果这些火星落在大块木料上,就会很快熄灭,不能引起燃烧,这就说明这种火星虽有相当高的温度,但缺乏足够的热量,因此不能引起大块木料的燃烧1.2燃烧过程燃烧过程1)可燃性气体的燃烧)可燃性气体的燃烧a.混合燃烧可燃性气体预先同空气(或氧气)混合,而后进行的燃烧即为混合燃烧b.扩散燃烧若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧,则称为扩散燃烧。2)可燃液体的燃烧可燃液体的燃烧a.蒸发燃烧液体
7、蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧。b.分解燃烧难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧,称为分解燃烧。3)可燃固体燃烧可燃固体燃烧a.火焰型燃烧固体燃烧一般有火焰产生,故又称火焰型燃烧。b.表面燃烧当可燃固体燃烧到最后,分解不出可燃气体时,就剩下炭,此时没有可见火焰,燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧。1.3燃烧的特征参数1)燃烧温度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。2)燃烧速度ua、气体的燃烧速度气体的燃烧性能常以火焰传播速率来表征,火焰传播速率有时也称为燃烧速
8、率。燃烧速率是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的速率。管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时,火焰在管中不传播。若管径大于这个小的量值,火焰传播速率随管径的增加而增加,但当管径增加到某个量值时,火焰传播速率便不再增加,此时即为最大燃烧速率。表某些气体在空气中的火焰传播速度b.液体的燃烧速度液体燃烧速率取决于液体的蒸发。表不同液体的燃烧速率c.固体的燃烧速率固体燃烧速率,一般要小于可燃液体和可燃气体。不同固体物质的燃烧速率有很大差异。3)热值指单位质量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达到的最高温度、最高压力及爆炸力等均与物质的热值有关。
9、表表某些可燃气体的热值某些可燃气体的热值1.4燃烧的类型&燃烧类型燃烧类型点燃: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燃烧的现象自燃:可燃物质自发着火的现象。可燃物质在没有外部明火焰等火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热产生的自行燃烧现象称为自燃。闪燃:可燃液体的特征之一。可燃液体挥发的蒸汽与空气混合达到一定浓度遇明火发生一闪即逝的燃烧叫闪燃。1.4燃烧的类型燃点:燃点是可燃物质受热发生自燃的最低温度。达到这一温度,可燃物质与空气接触,不需要明火的作用,就能自行燃烧。物质燃点(C)物质燃点(C)氢甲烷乙烷乙烯乙炔一氧化碳硫化氢580600650750520630542547406
10、440641658346379聚苯烯密胺橡胶软木木材横造纸漂白布木炭泥煤无烟煤420790810350470400470450495320400225280440500黄磷赤磷硫黄铁粉镁粉铝粉60260190315320520600550540440600420410380440350430环氧树脂聚四氟乙烯尼龙聚苯乙烯5305406705004505001.4燃烧的类型自燃点。在规定的条件下,可燃物质产生自燃的最低温度是该物质的自燃自燃点。物质的自燃点越低,发生起火的危险性越大。但是,物质的自燃点不是固定的,而是随着压力、温度和散热等条件的不同有相应的改变。例如,汽油的自燃点在0.1兆帕(1
11、公斤力/平方厘米)下为480,在1兆帕(25公斤力/平方厘米)下为250。一般压力愈高,自燃点愈低。可燃气体在压缩机中之所以较容易爆炸,原因之一就是因压力升高后自燃点降低了。可燃物质发生自燃的主要方式是:(1)氧化发热氧化发热;(2)分解分解放热放热;(3)聚合放热;(4)吸附放热;(5)发酵放热;(6)活性物质遇水;(7)可燃物与强氧化剂的混合混合。影响液体、气体可燃物自燃点的主要因素:压力压力:压力越高,自燃点越低;氧浓度氧浓度:混合气中氧浓度越高,自燃点越低;催化催化:活性催化剂能降低自燃点,钝性催化剂能提高自燃点;容器的材质和内径:器壁的不同材质有不同的催化作用;容器直径越小,自燃点越
12、高。影响固体可燃物自燃点的主要因素:受热熔融:熔融后可视液体、气体的情况;挥发物的数量:挥发出的可燃物越多,其自燃点越低;固体的颗粒度:固体颗粒越细,其比表面积就越大,自燃点越低;受热时间:可燃固体长时间受热,其自燃点会有所降低。影响物质自燃点的因素一、液体、气体可燃物。压力愈高,自燃点愈低。如汽油在1大气压时自燃点为480,在10大气压时为310,在25大气压时则是250。可燃气体与空气混合时的自燃点随其组分而变化。如混合气体中氧浓度增高,则自燃点降低。一些催化剂对液体及气体的自燃点也有很大影响。活性催化剂能降低物质的自燃点,钝性催化剂能提高物质的自燃点。例如,乙炔气中有微量的磷化氢就会降低
13、乙炔的自燃点,车用汽油中加入四乙基铅(抗爆剂)会提高汽油的自燃点。容器的材质不同,容器壁对可燃物发生不同的催化作用,自燃点也不同。容器的直径对自燃点也有影响,直径愈小,自燃点愈高,直径小至一定数值时,便不会发生自燃。影响物质自燃点的因素二、固体可燃物。在受热时,先熔融成液体,然后进行燃烧的固体物质,影响其自燃点的因素与影响液体、气体自燃点的因素相同,如硫、松香等皆有这种性质。复杂成分的固体物质受热时,不熔化而发生分解,并析出可燃气体,如木材、褐煤、干草、赛璐珞等。其析出的可燃气体(挥发物)愈多,自燃点愈低。各种可燃固体粉碎得越细,自燃点也越低。可燃固体长时间受热,自燃点将会有所降低。影响物质自
14、燃点的因素三、有机物。同系物中,自燃点随其分子量的增加而降低。同系物中正构体的自燃点低于其异构体的自燃点。饱和烃的自燃点比相应不饱和烃的自燃点高。烃的含氧衍生物的自燃点低于有同等碳原子烷烃的自燃点。芳香族苯系的低碳氢化合物自燃点高于同样碳原子数的脂肪族碳氢化合物,如苯和甲苯的自燃点分别高于乙烷及庚烷的自燃点。液体的密度越大,闪点越高,则自燃点越低。可燃物在空气中的自燃类型在空气中能发生氧化放热而导致自然的物质较多。根据自燃点高低可分为两类:一类是自燃点较低,在常温下与空气中氧发生氧化自燃的,主要有黄磷、磷化氢,低级的有机磷、有机铝等;另一类是自燃点较高,但在一定蓄热条件下能氧化发热而自燃,这类
15、主要是浸油脂类物质,如油布、油纸等。1氧化发热自燃(一)黄磷自燃。黄磷在常温下与空气中氧反应放热,约在30时便着火,并产生黄色火焰,气味呛人。黄磷一般应储存于水中。(二)烷基铝自燃。烷基铝是一种有机铝化合物。主要有三乙基铝,三异丁基铝等。烷基铝在常温下能与空气中的氧反应放热自燃,它遇到蒸汽或水也能发生剧烈反应而导致自燃,这类物质着火不可用水扑救。烷基铝与卤素及卤化物也能发生剧烈反应生成可燃物质,故卤代烷类灭火剂也不能用于扑救这类物质的火灾。氧化发热自燃(三)金属粉尘及金属硫化物类。锌粉、铝粉及金属硫化物都易自燃。如化工生产中产生的硫化氢,使钢制设备表面腐蚀生成硫化铁,硫化铁与空气接触放出热量,
16、即会发生自燃。(四)煤的自燃。烟煤、褐煤和泥煤都有可能发生自燃。其自燃性主要由不饱和化合物及硫化物含量的多少决定。而无烟煤中含不饱和化合物较少,故没有自燃可能。煤在自燃初期阶段主要由黄铁矿(FeS)氧化反应发热使煤吸附某些气体、蒸气。当煤温升高至6070后,主要是不饱和化合物的氧化放热,这阶段放热速度较快。一般认为煤温超过6075,就预示即将发生自燃。氧化发热自燃(五)浸油脂物质的自燃。浸油脂物质包括浸有油脂的棉花、棉纱、棉布、麻、毛丝绸、金属屑等。浸油脂物质发生自燃的主要原因是油脂中不饱和脂肪酸的甘油酯能在常温下发生氧化放热反应。一般植物油中不饱和脂肪酸的甘油酯较矿物油、动物油为高,因此植物
17、油更易自燃。油脂中不饱和脂肪酸甘油脂的含量愈高,或分子结构中含双键愈多,愈容易自燃。不饱和脂肪酸甘油酯的含量和不饱和分子结构的双键数可用碘值来衡量(在100克油脂中加入碘进行加成反应时所能加入碘的克数即为碘值)。油脂的碘值越高,说明油脂中含双键越多,因而发生自燃的可能性就越大。碘值小于8090的物质,一般不会发生自燃。(六)橡胶粉末的自燃。天然橡胶及大多数的合成橡胶在分子结构中都含有不饱和的双键。这些橡胶粉碎成细粒或粉末,氧化表面积增大,在大量堆积条件下,双键氧化并放热,经一定时间的蓄热就有可能发生自燃。2分解放热自燃(一)硝化棉自燃。硝化棉亦称硝酸纤维素或硝化纤维素,分子中含氮量大于125,
18、俗称火棉,小于125的俗称胶棉。硝化棉的含氮量越高,越不稳定,就越容易分解。因此火棉比胶棉更容易分解而导致自燃。硝化棉一般在水中保存,含水量不得小于32,它在水中分解反应是极缓慢的。(二)赛璐珞自燃。赛璐珞的组成大致为:硝化棉(含氮量小于125)占74,樟脑占24,酒精和水共占2,赛璐珞的自燃点约为180,处于碎片或粉末状的赛璐珞在受潮闷热的条件下存放,也有分解自燃的危险性。(三)硝化甘油自燃。硝化甘油是一种炸药,常温下分解缓慢,温度超过50时,分解速度加快。硝化甘油液相分解时,较容易积聚分解产物,而少量的水和硝酸又会催化加速其分解,在良好蓄热条件下即发生自燃。3聚合放热自燃聚合反应是指低分子
19、单体聚合成高分子聚合物的反应。绝大多数的聚合反应都是放热反应。在生产过程中,需对聚合釜进行冷却,如聚合热不能散发出体系外,就会使聚合速度剧增,发生冲料或自燃爆炸。4吸附放热自燃有些物质能吸附空气中的氧而发生自燃。如刚制成或刚粉碎的活性炭,表面活性大,能吸附空气中多种气体,并放出热量。在吸附了氧气,氧又与碳表面发生氧化反应时,如蓄热条件良好就可能发生自燃。镍的氧化物,在氢气流中加热得到黑色还原镍,它在空气中能吸附氧气,很快发生自燃。还原铁类似于还原镍也有吸附、氧化自燃的危险。5发酵放热自燃能发生发酵放热自燃的物质多为植物。常见的有稻草、籽棉、树叶、锯末、玉米芯等。防止植物自燃的基本方法是使植物处
20、于较干燥状态,防雨,防潮。6活性物质遇水自燃一些活性物质遇水或潮湿空气中的水分便发生水解反应,产生可燃气体并释放热量,引起自燃。金属钠、钾、钙、锂遇水都会放出氧气和热而发生自燃。部分金属粉末,金属氢化物,硼氢化物及金属磷化物遇水都会发生自燃,例如镁粉、铝粉、锌粉;氢化钠、氢化钾;六硼氢;磷化钙、磷化锌等。7可燃物与强氧化性物质的混合自燃强氧化物质与酸、碱、可燃物接触,会迅速分解放出氧原子和大量的热,从而发生自燃甚至爆炸。表1-4几种可燃物的自燃点物质名称黄磷松香汽油煤油柴油木材无烟煤稻草涤纶纤维 自燃点/30240255530240290350380400500280500330442物质名称
21、氢COCO2H2S乙醇乙醛丙酮醋酸苯自燃点/572609120292392275661650580物质名称铝铁镁锌有机玻璃硫聚苯乙烯树脂合成橡胶自燃点/645315520680440190490460320闪点闪点就是可燃液体或固体能放出足量的蒸气并在所用容器内的液体或固体表面处与空气组成可燃混合物的最低温度。可燃液体的闪点随其浓度的变化而变化。闪点又叫闪燃点,是指可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触而初次发生闪光时的温度。各种油品的闪点可通过标准仪器测定。液体挥发的蒸气与空气形成混合物遇火源能够闪燃的最低温度采用闭杯法测定。闪点温度比着火点温度低些。从消防观点来说,液体闪点就是可能引
22、起火灾的最低温度。闪点越低,引起火灾的危险性越大。闪点是在规定的开口杯或闭口杯中,用规定数量的试油加热到它蒸发的油气和空气的混合气中,在空气(大气压101.3KPa)中的分压达到666.7Pa左右的浓度,接触规定的火焰就能发生闪火时试油的最低温度。闪点测定法分开口杯和闭口杯两种。一般轻质油多用闭口杯法。重质油多用开口杯法。开杯法比闭杯法测定结果高1030。闪点是保证安全的指标,油品预热时温度不许达到闪点,一般不超过闪点的2/3。易燃液体的分类及火灾危险性易燃液体是指闭杯试验闪点61的液体、液体混合物或含有固体混合物的液体,但不包括由于存在其他危险已列入其他类别管理的液体。通常人们习惯将闪点45
23、的能燃烧的液体称为易燃液体,而将闪点45的能燃烧的液体称为可燃液体。根据易燃液体储运特点和火灾危险性大小的,我国建筑设计防火规范将易燃液体分为甲、乙、丙三类:甲类为闪点28的液体;乙类为28闪点60的液体;丙类为闪点60的液体。表1-2某些可燃液体的闪点温度可燃物名称二硫化碳乙醚汽油丙酮润滑油甲苯乙醇松节油石油闪点/-45-4510-1028526.31032 30易燃液体的火灾危险性(1)易燃液体的闪点低,其燃点也低(约高于闪点15C),接触火源极易着火持续燃烧。(2)易燃液体几乎全部是有机化合物,其中所含的碳和氢易与氧发生反应而燃烧。当易燃液体与氧化剂或有氧化性的酸类(特别是硝酸)接触,能
24、发生剧烈反应而引起燃烧爆炸。(3)大多数易燃液体分子量小,沸点低,容易挥发,蒸气压大,液面的蒸气浓度也较大,遇明火或人花极易着火燃烧;且其挥发的蒸气一般比空气重,易沉积在低洼处或室内,经久不散,更增加了着火的危险性。(4)易燃液体着火所需能量小,只要极小能量的火花即可点燃。有些易燃液体在流动、晃动时容易积聚静电,静电放电产生火花则引起燃烧。(5)当盛放易燃液体的容器有某种破损或不密封时,扩散出来的易燃蒸气与空气混和,达到爆炸极限时,遇明火或火花即能引起燃烧爆炸。(6)易燃液体的膨胀系数比较大,受热后容易膨胀,造成密封容器“鼓桶”,甚至爆裂,爆裂时会产生火花而引起燃烧爆炸。1.5爆炸的基础知识1
25、.5.1爆炸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。特征:爆炸过程进行得很快;爆炸点附近瞬间压力急剧上升;发出声响;周围建筑物或装置发生震动或遭到破坏。1.5.2爆炸的分类1)按爆炸能量来源分a.物理爆炸指由物理因素(如温度、体积、压力)变化而引起的爆炸现象。通常指锅炉、压力容器或气瓶内的物质由于受热、碰撞等因素,使气体膨胀,压力急剧升高,超过了设备所能承受的机械强度而发生的爆炸。b.化学性爆炸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。物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化。根据其化学反应又可以分为以
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