防火防爆基础知识.rtf

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1、防火防爆基础知识 一、燃烧与爆炸 燃烧的定义:燃烧是可燃物质(气体、液体或固体)与助燃物(氧或氧化剂)发生的伴有放热和发光的一种激烈的化学反应。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。最常见、最普通的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中燃烧。燃烧必须同时具备下述三个条件：可燃性物质、助燃性物质、点火源。每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧方可产生。在生产中，常见的引起火灾爆炸的点火源有以下 8 种：(1)明火；(2)高热物及高温表面 ；(3)电火花；(4)静电、雷电；(5)摩擦与撞击；(6)易燃物自行发热；(7)绝热压缩；(8)化学反应热及光线和射线。根据可燃物状态的不同，燃烧分为气体燃烧、液体燃烧

2、和固体燃烧三种形式。根据燃烧方式的不同，燃烧分为扩散燃烧、预混燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。根据燃烧发生瞬间的特点，燃烧分为闪燃、着火和自燃三种形式。液体的表面都有一定数量的蒸气存在，蒸气的浓度取决于该液体所处的温度，温度越高则蒸气浓度越大。在一定温度下，可燃性液体(包括少量可熔化的固体，如萘、樟脑、硫磺、石蜡、沥青等)蒸气与空气混合后，达到一定的浓度时，遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象，叫做闪燃(T5 秒)。闪点是指可燃性液体产生闪燃现象的最低温度。闪点是液体可以引起火灾危险的最低温度。液体的闪点越低，它的火灾危险性越大。(1)同系物液体的闪点随着相对分子量、相对密度、沸点的增加和蒸汽

3、压的降低而增加。(2)同类组分混合液，如汽油、煤油等，由烃类的同系物组成，其闪点随着馏分的增高而增设。(3)异构体的闪点低于正构体。(4)能溶于水的易燃液体，闪点随浓度的降低而增高。(5)油漆类液体的闪点取决于油漆中所含溶剂的闪点。(6)两种可燃液体混合物的闪点一般低于这两种液体闪点的平均值。燃烧的主要特征是发光和发热，与压力无特别关系。爆炸的主要特征是压力的急剧上升和爆炸波的产生。燃烧和化学爆炸本质上都是氧化还原反应，但二者反应速度、放热速率和火焰传播速度都不同，前者比后者慢得多。例如：1 千克煤块和 1 千克煤气燃烧的热值都是 2931kj，但前者以 10 分钟释放，后者爆炸只需要 0.2

4、 秒，表现为缓慢燃烧和爆炸。燃烧和爆炸关系十分密切，有时难以将它们完全分开。在一定条件下，燃烧可以引起爆炸，爆炸也可以引起燃烧。事实上，在很多火灾爆炸事故案例中，火灾和爆炸是同时存在的。比较两者的条件：火灾与爆炸的破坏作用：(1)火灾分酝酿期，发展期，猛烈期和衰灭期。火灾发生后，随着时间的延续，损失数量迅速增长，损失大约与时间的平方成比例，如火灾时间延长一倍，损失可能增加四倍。因此一旦发生火灾，造成损失随时间的延续而加重，如能尽快地进行扑救，即可减少损失。(2)爆炸则是猝不及防。可能仅在一秒种内爆炸过程已经结束，设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。爆炸通常伴随发热、发光、发声

5、、压力上升、真空和电离等现象，具有很大的破坏作用。其破坏作用的大小与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。(3)爆炸的破坏形式：a 震荡作用；b 冲击波的破坏作用；c 碎片冲击；d 造成火灾；e 造成中毒和环境污染。二、石油和天然气的火灾爆炸危险性 1、操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲 B 类液体。2、操作温度超过其闪点的丙类液体应视为乙 A 类液体。3、在原油系统中，闪点等于或大于 60、且初馏点等于或大于 180 的原油，宜划分为丙类。（一）原油的火灾爆炸危险性(1)易燃性 常见原油的闪点 油品名称 大庆原油 大港原油 华北原油 盘锦原油 胜利原油 闪点 28 23.

6、5 37 10 45 火灾危险性分类 乙 A 甲 A 乙 A 甲 A 乙 B 易爆性 原油的爆炸浓度极限：1.4%-8.00%。(3)易挥发性：GB9053-1998稳定轻烃 规定，1 号稳定轻烃的饱和蒸气压为 74200kPa，2号稳定轻烃为74kPa(夏)或88kPa(冬)。GB9052.1-1998油气田液化石油气 规定，商业丁烷 37.8时饱和蒸气压(表压)为不大于 485kPa。1kg 汽油大约可以蒸发为 0.4m3 汽油蒸气。(4)易产生静电：石油具有很高的电导率，在流动时因磨擦能产生静电，在装卸、灌装、泵送等作业过程中，因喷射、冲击、沉降等原因，会产生静电。(5)热胀冷缩性：受热

7、后体积膨胀，蒸气压升高。若储存于密闭容器中，会造成容器膨胀，甚至爆裂。另外，当容器灌入热油，冷却后，又会造成油品体积收缩而导致桶内压力下降，甚至负压，使容器被大气压瘪。(6)流动扩散性：流动蔓延。(7)漂浮性：不溶于水。(8)沸溢性：热波、突沸。（二）原油的沸溢和喷溅 1、发生突沸的原因 (1)辐射热的作用。(2)热波的作用。辐射热和热波往往是同时作用的，因而能使油品很快达到沸点而发生沸腾外溢。(3)水蒸气的作用。2、发生突沸的条件。并不是所有的油品都会产生沸腾突溢，只有在下列条件同时存在时才会发生。(1)油品具有热波的性质。(2)油品中含有乳化或悬浮状态的水或者在油层下有水垫层。(3)油品具

8、有足够的粘度，能够水蒸气包围形成油品薄膜。（三）天然气火灾爆炸危险性 1、密度 相对密度为 0.6 左右。气田天然气因含甲烷比例高，相对密度在 0.55 左右，而油田天然气含高烷烃比例增大，相对密度在 0.75 左右。2、爆炸极限 a 天然气：下限 3.6-6.5%，上限 13-17%；b 液化石油气：1.5-9.5%；c 甲 烷：5.0-15.0%；d 乙 烷：3.0-12.4%；e 丙 烷：2.37-9.50%；f 丁 烷：1.86-8.41%；g 戊 烷：1.4-7.8%。3、自燃点 甲烷、乙烷、丙烷的自燃点分别为：540、515、460，推测典型干性天然气的自燃点在 500-700之间

9、。实验测得某油田伴生气的自燃点在 650-750之间。4、发热量 天然气的燃烧热在 35000-39000kJ/Nm3 左右，天津市天然气的燃烧热在 40200 kJ/Nm3，相当于一般城市煤气的二倍半以上，发热量非常高。火焰温度在 600左右。5、最小点火能 干性天然气的最小点火能在 0.3-0.4 mJ 之间，属易燃气体。甲烷的最小点火能为 0.28mJ，己烷和丙烷的最小点火能为 0.31mJ。三、防火防爆措施（一）根据物质燃烧爆炸原理，防止发生火灾爆炸事故的基本原则是：(1)控制可燃物和助燃物的浓度、温度、压力及混触条件，避免物料处于燃爆的危险状态。(2)消除一切足以导致起火爆炸的点火源

10、。(3)采取各种阻隔手段，阻止火灾爆炸事故灾害的扩大。（二）控制可燃物的措施 控制可燃物，就是使可燃物达不到燃爆所需要的数量、浓度，或者使可燃物难燃化或用不燃材料取而代之，从而消除发生燃爆的物质基础。（1）控制气态可燃物：加大浓度、密闭通风、隔离、置换检测等等；（2）控制液态可燃物：替代、稀释、加阻聚剂等；（3）控制固态可燃物：替代、防火涂料等。（三）控制助燃物的措施 控制助燃物，就是使可燃性气体、液体、固体、粉体物料不与空气、氧气或其他氧化剂接触，或者将它们隔离开来，即使有点火源作用，也因为没有助燃物参混而不致发生燃烧、爆炸。（1）密闭设备系统：连接形式、密封、管材、气密试验等等；（2）惰性

11、气体保护：氮气保护(惰性化保护控制浓度通常比最低氧含量低 4%，如最低氧含量为 10%，则将氧气控制在 6%左右)；（3）隔绝空气：遇空气或受潮、受热极易自燃的物品，可以隔绝空气进行安全储存；（4）隔离储存：混触会发生的物质要隔离储存。（四）控制点火源的措施 1、冷却法 降低燃烧物质的温度 冷却法是根据可燃物质能够持续燃烧的条件之一就是它们在火焰或热的作用下达到了各自的燃点这个条件，将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上，使可燃物的温度降低到燃点以下，从而使燃烧停止。例如直流水的灭火机理主要就是冷却作用。另外，二氧化碳灭火时，其冷却的效果也很好。2、窒息法 减少空气中氧的浓度 窒息法是根据可燃物质的

12、燃烧都必须在其最低氧气浓度以上进行，否则燃烧不能持续进行这一条件，通过降低燃烧物周围的氧气浓度可以起到灭火的作用 3、隔离法 隔离与着火物相近的可燃物质 隔离法就是根据发生燃烧必须具备可燃物这一条件，把可燃物与火源隔离开来，燃烧反应就会自动中止。火灾中，关闭有关阀门，切断流向着火区的可燃气体和液体的通道；打开有关阀门，使已经发生燃烧的容器或受到火势威胁的容器中的液体可燃物通过管道导至安全区域；拆除与火源相连的设备或易燃建筑物，造成阻止火焰蔓延的空间地带；设法筑堤阻拦已燃的可燃或易燃的液体外流，阻止火势蔓延，都是隔离灭火的措施。4、抑制法 消除燃烧过程中的游离基 抑制法就是通过灭火剂参与燃烧的链

13、式反应过程，使燃烧过程中产生的活泼游离基消失，形成稳定分子或低活性的游离基，从而使燃烧链式反应中断，燃烧停止。常用的干粉灭火剂、卤代烷灭火剂的主要灭火机理就是化学抑制作用。（三）常用灭火剂介绍 灭火剂是能够有效地破坏燃烧条件，使燃烧终止的物质。灭火剂的种类很多，有水、泡沫、卤代烷、二氧化碳、干粉等。水：水是不燃液体，用水灭火，取用方便，器材简单，价格便宜，而且灭火效果好，因此，水仍是目前国内外普遍使用的主要灭火剂。水的灭火机理主要是冷却和窒息。水可以以普通无压力水、加压的密集水流、雾化水及水蒸汽等形式进行灭火。（1）普通无压力水（2）加压的密集水流（直流水、开花水）:具有很大的动能和冲击力，喷

14、射较远。（3）雾化水:液滴的表面积大，与可燃物接触面积大，有利于吸收可燃物热量，降温迅速。（4）水蒸汽:适于扑救密闭的厂房、容器及空气不流通的地方。水蒸气浓度在燃烧区超过 30-35%时，即可将火熄灭。水不能用于扑救以下物质的火灾：(1)与水反应能产生可燃气体，容易引起爆炸的物质。例如轻金属，遇水生成氢气，电石遇水生成乙炔气都能放出大量的热，且氢气和乙炔气与空气混合容易发生爆炸等。(2)非水溶性可燃、易燃液体火灾，不能用直流水扑救，但原油、重油可用雾状水扑救。(3)直流水（密集水）不能用于扑救带电设备火灾，也不能扑救可燃粉尘聚集处的火灾。(4)贮存大量浓硫酸、浓硝酸的场所发生火灾，不能用直流水

15、扑救，以免酸液发热飞溅。1、泡沫灭火剂 泡沫灭火剂指能够与水混溶，并可通过机械或化学反应产生灭火泡沫的灭火剂。可用于扑救 A类和 B 类火灾。泡沫的灭火机理主要是隔离，也有一定冷却作用。多数泡沫灭火剂是以浓缩液（泡沫液）的形式储存，以水溶液（混合液）的形式使用。泡沫液通过比例混合装置与压力水按规定的比例混合，形成泡沫溶液，然后通过泡沫产生器形成泡沫（1）泡沫灭火剂分类 a 机械泡沫和化学泡沫 泡沫灭火剂按泡沫的生成机理可分为机械泡沫和化学泡沫两种类型。B 低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂 机械泡沫按其生成泡沫的发泡倍数可以分为低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂三种类型。发泡倍数小于 20 的泡沫

16、称为低倍数泡沫；发泡倍数在 20-200 之间的泡沫称为中倍数泡沫；发泡倍数大于 200 的泡沫称为高倍数泡沫。C 普通和抗溶泡沫灭火剂 按其灭火的适用范围，可分为普通和抗溶泡沫灭火剂。普通型主要用于扑救 B 类火灾中的非极性液体火灾。抗溶泡沫灭火剂又称为多功能泡沫灭火剂。其适用范围除了与普通泡沫相同外，主要特点是适用于扑救 B 类火灾中的极性液体火灾。（2）常用的泡沫灭火剂 a 蛋白泡沫液；b 氟蛋白泡沫液；c 成膜氟蛋白泡沫液；d 水成膜泡沫液；e 合成泡沫液。（3）泡沫液的储存 a 泡沫液应储存于专用的储罐内；b 泡沫液最高储存温度不宜超过 40，最低储存温度应高于其流动点 5；c 应避

17、免与其他物质相混；d 保质期；e 应定期进行质量检测。2、干粉灭火剂 干粉灭火剂是干燥的、易于流动的细微粉末，一般以粉雾的形式灭火。干粉灭火剂是一种灭火效果好、速度快的有效灭火剂，但扑救后易于复燃，故经常与氟蛋白泡沫灭火系统联用。干粉灭火主要是依靠抑制作用。3、二氧化碳灭火剂 二氧化碳是一种气体灭火剂，在自然界中存在也较为广泛，价格低、获取容易，其灭火主要依靠窒息作用和部分冷却作用。二氧化碳的灭火机理：液态二氧化碳加压充装在灭火器中，当液态二氧化碳喷出时，迅速气化，并从周围空气中吸收大量的热，导致燃烧物体温度急剧下降，对燃烧物有一定冷却作用，同时增加空气中既不燃烧也不助燃的成分，降低了空气中氧

18、气的含量。当燃烧区域空气中氧气的含量低于 12%，或者二氧化碳的浓度达到 3035%时，绝大多数的燃烧都会熄灭。由于二氧化碳灭火剂具有灭火不留痕迹，有一定的绝缘性能等特点，因此适用于扑救 600 伏以下的带电电器、贵重设备、图书资料、仪器仪表等场所的初起火灾，以及一般的液体火灾；不适用扑救轻金属火灾。特别需要一提的是二氧化碳灭火剂的毒性问题。空气中含有 10%浓度的二氧化碳就可以直接导致人员的死亡。而二氧化碳的最低设计浓度为 34%，在此浓度下人员会迅速死亡。（四）消防设施 消防设施总的说来，可分为预警系统和灭火系统，而灭火系统按传统又可分为四大灭火系统：水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统

19、和干粉灭火系统。灭火系统通常可分为固定式、半固定式和移动式三种形式。一般而言，固定式系统的特点是系统时刻处于临战状态，可立即投入灭火，但一次性投资大，维修、保养要求高。而半固定式和移动式系统的特点是设备投资省，维修保养费用低，机动灵活。1、消防给水系统 消防给水系统包括消防水源、消防给水管网、消防水池、消火栓等。用于满足灭火和冷却用水需要。2、泡沫灭火系统 低倍数泡沫灭火系统在国内已有 30 多年的应用历史，多次有效地扑灭了石油及石化类产品的火灾，是一种比较成熟的灭火方式。主要用于扑救原油、汽油、煤油、柴油等 B 类火灾，适用于油库内油罐、桶装库房、装卸油栈桥、石油码头等作业场所。主要有固定式

20、泡沫灭火系统、半固定式泡沫灭火系统、移动式泡沫灭火系统和泡沫喷淋系统等。3、固定式泡沫灭火系统 一般由水池、固定的泡沫泵站(内设泡沫液泵、泡沫液储罐及比例混合器等)、泡沫混合液的输送管道、阀门及泡沫产生器(或液下喷射泡沫产生器、泡沫管道)组成。固定式泡沫灭火系统有液上喷射和液下喷射两种形式。4、半固定式泡沫灭火系统 半固定式泡沫灭火系统由固定安装的泡沫产生器、泡沫混合液管道(泡沫管道)及阀门、配件等组成，灭火时，由泡沫消防车或机动消防泵通过水带从预留的接口将混合液打入实施灭火。5、移动式泡沫灭火系统 该系统一般由水源(室外消火栓、消防水池或天然水源)、泡沫消防车、水带、泡沫枪或泡沫钩管、泡沫管

21、架等组成，也可用大型泡沫消防车的泡沫炮直接喷射。6、泡沫喷淋系统 该系统一般由泡沫泵站、泡沫混合液管道、阀门及泡沫喷头组成。该系统是用喷淋或喷雾形式释放泡沫或释放水成膜泡沫混合液。7、干粉灭火系统 扑救可燃气体、可燃液体和电器设备等的火灾，宜选用钠盐干粉。当干粉与氟蛋白泡沫灭火系统联用时，应选用硅化钠盐干粉。下列火灾场所宜采用干粉灭火系统：a 封闭空间宜采用固定式干粉灭火系统，并应确保 30 秒内喷射的干粉量达到设计干粉浓度。b 局部危险性较大的场所宜采用半固定式干粉灭火系统。C 扑救液化烃罐和工艺装置内可燃气体、液化烃、可燃液体的泄漏火灾，宜采用干粉车。(1)干粉灭火系统组成 干粉灭火系统主要由两部分组成，即干粉灭火设备部分和火灾自动探测控制部分。火灾自动报警系统:设置火灾自动报警系统，有利于及时发现火情，抓住灭火最有利的初起火灾阶段及时扑救火灾。由于火灾自动报警装置需要较高的技术和较多的投资，我国相关标准只对单罐容量大于或等于 50000m3 的油罐要求设自动报警装置，其它较小油罐不做强制要求。