XXXX1125燃烧和爆炸与防火防爆安全技术课件.pptx

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1、第四章第四章燃烧燃烧和和爆炸爆炸与防与防火火防防爆爆“1122”1122”青岛中石化青岛中石化原油输送管线泄漏爆燃事故原油输送管线泄漏爆燃事故时间：时间：1111月月2222日上午日上午1010点点3030分许分许 地地点点：青青岛岛开开发发区区舟舟山山岛岛路路与与刘刘公公岛岛路路附附近近；红星液化码头红星液化码头 事事件件：据据青青岛岛开开发发区区环环保保工工作作人人员员称称，爆爆炸炸原原因是今晨漏油事故造成油气混合气体闪爆起火。因是今晨漏油事故造成油气混合气体闪爆起火。伤伤亡亡：截截至至2424日日1313时时，现现场场搜搜救救又又发发现现死死亡亡4 4人，死亡人数增至人，死亡人数增至52

2、52人，失踪人数人，失踪人数1111人。人。事故等级属于哪类事故等级属于哪类?青岛输油管线泄漏爆燃动画模拟过程青岛输油管线泄漏爆燃动画模拟过程青岛输油管线泄漏爆燃情况青岛输油管线泄漏爆燃情况 青岛爆燃事故：危险来自何方青岛爆燃事故：危险来自何方首先源于首先源于管道问题管道问题事事故故前前输输油油管管已已有有隐隐患患：服服役役2727年年，属属老老龄龄管管道道，年年久久失修失修 发发生生事事故故的的管管线线为为东东黄黄复复线线，建建设设于于上上世世纪纪8080年年代代末末，现现已已服服役役2727年年，属属于于老老龄龄管管道道（服服役役超超2020年年）。该该爆爆炸炸路路段段在在早早期期是是郊郊

3、区区，被被当当地地人人戏戏称称为为“黄黄岛岛的的西西伯伯利利亚亚”，但但是是随随着着城城市市化化发发展展，郊郊区区变变为为繁繁华华城城区区。早早在在两两年年前前，相相关关方方面面就就已已经经知知晓晓管管线线存存在在隐隐患患，中中石石化化管管道道储储运运分分公公司司曾曾在在20112011年年9 9月月和和20122012年年9 9月月发发布布中中国国石石化化股股份份有有限限公公司司东东黄黄(复复)线线、东东临临线线隐隐患患整整治治工工程程环环境境信信息息公公告告，称称“原原本本管管线线所所处处的的郊郊区区现现在在变变为为繁繁华华城城区区，建建筑筑物物众众多多，人人口口密密集集，部部分分管管道道

4、陆陆续续被被占占压压，导导致致管管道道无无法法抢抢、维维修修，即即使使一一些些没没有有占占压压的的建建筑筑物物也也离管道较近，无法进行管道防腐层大修。离管道较近，无法进行管道防腐层大修。”首先源于首先源于管道问题管道问题油油管管与与居居民民距距离离过过近近，不不符符合合有有关关规规定定，爆爆发发后后造成大量伤亡造成大量伤亡 根根据据输输油油管管道道工工程程设设计计规规范范规规定定，原原油油管管道道与与城城镇镇居居民民点点或或独独立立的的人人群群密密集集的的房房屋屋的的距距离离不不宜宜小小于于1515米米，与与工工厂厂的的距距离离不不宜宜小小于于2020米米，管管道道中中心心距距公公路路用用地地

5、范围边界不宜小于范围边界不宜小于1010米、三级及以下公路不宜小于米、三级及以下公路不宜小于5 5米米。“黄黄岛岛区区不不断断扩扩建建，已已将将东东黄黄线线圈圈进进约约1616公公里里，有有的的楼楼房房离离管管道道距距离离甚甚至至不不足足5 5米米”。目目前前这这一一最最低低限限度度的的安安全全距距离离跟跟国国外外有有差差距距，欧欧洲洲、美美国国、日日本本等等规规定定管管道距离人群最低安全距离为道距离人群最低安全距离为30m30m。由由于于大大量量老老管管道道的的存存在在，我我国国油油气气管管道道的的事事故故发发生生率率远远高高于于欧欧洲洲、美美国国等等国国家家和和地地区区。据据相相关关资资料

6、料的的统统计计，欧欧洲洲长长输输油油管管1970-19961970-1996年年平平均均事事故故率率为为0.5750.575，1998-20011998-2001年年降降至至为为0.2970.297；而而美美国国，1970-19841970-1984年年的的事事故故率率为为0.740.74，2004-20082004-2008年年更更是是降降至至0.10.1。近近3030年年来来，我我国国东东北北和和华华东东地地区区的的长长输输油油管管道道事事故故率率大大于于2.02.0，其其安安全全性性还还远远不不如如欧欧洲洲的的7070年年代代。我我国国四四川川地地区区1212条条输输气气管管道道事事故故

7、率率为为4.34.3，是是欧洲的欧洲的1010倍，美国的约倍，美国的约7 7倍。倍。随随着着城城市市发发展展，老老管管道道逐逐渐渐被被居居住住区区包包围围，甚甚至至被被建建筑筑挤挤压压，因因此此造造成成石石油油泄泄露露或或管管道道破破裂裂、爆爆炸炸；而而且且，居居住住区区有有大大量量的的市市政政管管线线，各各种种线线路路拥拥挤挤，部部分分管管线线有有交交叉叉，油油气气管管道道与与市市政政管管线线混混合合，其其爆爆炸炸概概率率大大大大提提高高，而而管管线线一一旦旦发发生生爆爆炸炸，由由于于在在居居民民楼楼周周边边，自自然然造造成成大大量的人员伤亡。量的人员伤亡。全全国国究究竟竟有有多多少少类类似

8、似这这种种隐隐患患呢呢？目目前前尚尚缺缺乏乏具具体体数数据据。以以辽辽宁宁省省为为例例，20042004年年辽辽宁宁全全省省石石油油化化工工生生产产经经营营企企业业有有69346934家家，石石油油管管道道占占压压隐隐患患就就有有50005000多多处处，近近几年只清理了几年只清理了170170余处，不到隐患总数的余处，不到隐患总数的3 3。其次是其次是事故应对失措，没有优先照顾民众安全事故应对失措，没有优先照顾民众安全 据据媒媒体体报报道道，从从2222日日凌凌晨晨3 3点点发发现现漏漏油油，到到1010点点半半爆燃事故发生，从原油泄漏到爆燃有爆燃事故发生，从原油泄漏到爆燃有7 7个多小时的

9、时间。个多小时的时间。有有媒媒体体质质问问到到：七七个个小小时时，对对避避免免一一场场灾灾难难来来说说已已足足够够，至至少少可可以以最最大大程程度度减减少少灾灾难难后后果果。如如果果最最初初漏漏油油及及原原油油进进入入污污水水管管等等信信息息及及时时报报告告地地方方政政府府，地地方方政政府府和和企企业业及及时时采采取取交交通通管管制制、疏疏散散人人群群等等应应急急措措施施，惨惨剧剧一一定定不不会有如此严重的后果，甚至可以避免发生。会有如此严重的后果，甚至可以避免发生。青青岛岛海海事事部部门门7 7点点多多才才接接到到报报告告，青青岛岛环环保保部部门门8 8点点多多才才接接到到报报告告，这这是是

10、否否反反映映了了企企业业希希望望将将事事故故“内内部部消消化化”的意愿？可这是拿民众的生命做赌注。的意愿？可这是拿民众的生命做赌注。原原油油泄泄漏漏，无无疑疑存存在在着着巨巨大大的的公公共共安安全全风风险险，及及时时疏疏散散附附近近民民众众，乃乃是是事事故故应应急急的的应应有有之之义义，今今年年初初，广广东东湛湛江江发发生生原原油油泄泄漏漏事事故故，当当地地就就紧紧急疏散村民急疏散村民80008000人，车辆人，车辆80008000余辆。余辆。青岛输油管漏油至爆燃青岛输油管漏油至爆燃7 7小时内未小时内未疏散民众疏散民众-中石化，你的所做所中石化，你的所做所为，真让人石化了。为，真让人石化了。

11、1111月月2424日日，温温州州世世贸贸大大厦厦附附近近一一工工地地在在作作业业时时挖挖到到煤煤气气管管道道，发发生生爆爆炸炸，火光冲天。火光冲天。第一节第一节 燃烧要素和燃烧类别燃烧要素和燃烧类别 一、燃烧概述一、燃烧概述 燃燃烧烧是是可可燃燃物物质质与与助助燃燃物物质质(氧氧或或其其他他助助燃燃物物质质)发生的一种发光发热的氧化反应。发生的一种发光发热的氧化反应。燃烧的燃烧的四个要点四个要点：可燃物质可燃物质存在存在助燃物质助燃物质存在存在发生发生氧化反应氧化反应伴有伴有发光发热发光发热助燃物助燃物可燃物可燃物点点火源火源氧化反应生成新物质氧化反应生成新物质 物物质质燃燃烧烧三三要要素素

12、:可可燃燃物物质质(一一切切可可氧氧化化的的物物质质)、助助燃燃物物质质(氧氧化化剂剂)和和火火源源(能能够够提提供供一一定定的的温温度度或或热量热量)。缺少三个要素中的任何一个，燃烧便不会发生。缺少三个要素中的任何一个，燃烧便不会发生。二、燃烧要素二、燃烧要素 P69 燃烧要素燃烧要素(条件条件):):燃料、氧和火源。燃料、氧和火源。1 1燃料燃料排除潜在火险：密封罐装排除潜在火险：密封罐装 置于耐火建筑中置于耐火建筑中 通风通风 气体浓度监测气体浓度监测2 2氧氧反应气氛中氧的浓度越高，燃烧得就越迅速。反应气氛中氧的浓度越高，燃烧得就越迅速。可燃物与氧气、空气隔离可燃物与氧气、空气隔离必要

13、时惰性气保护必要时惰性气保护3 3火源火源 P70P71P70P71(1)(1)明火；明火；(2)(2)电源；电源；(3)(3)过热；过热；(4)(4)热表面；热表面；(5)(5)自自燃；燃；(6)(6)火花；火花；(7)(7)静电；静电；(8)(8)摩擦摩擦三、燃烧形式三、燃烧形式 1 1均相燃烧和非均相燃烧均相燃烧和非均相燃烧 P71P71 按按照照可可燃燃物物质质和和助助燃燃物物质质相相态态的的异异同同，可可分分为为均均相相燃烧和非均相燃烧燃烧和非均相燃烧。2 2混合燃烧和扩散燃烧混合燃烧和扩散燃烧可可燃燃气气体体与与助助燃燃气气体体预预先先混混合合而而后后进进行行的的燃燃烧烧称称为为混

14、混合合燃燃烧烧。可可燃燃气气体体由由容容器器或或管管道道中中喷喷出出，与与周周围围的的空空气气(或氧气或氧气)互相互相接触扩散接触扩散而产生的燃烧，称为而产生的燃烧，称为扩散燃烧扩散燃烧。3 3蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧 蒸发燃烧蒸发燃烧是指可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。是指可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。很很多多固固体体或或不不挥挥发发性性液液体体经经热热分分解解产产生生的的可可燃燃气气体体的的燃燃烧烧称称为为分分解解燃燃烧烧。当当可可燃燃固固体体燃燃烧烧至至分分解解不不出出可可燃燃气气体体时时，便便没没有有火火焰焰，燃燃烧烧继继续续在在所所剩剩固固体体的的表

15、表面面进进行行，称称为为表面燃烧表面燃烧。金属燃烧即属表面燃烧。金属燃烧即属表面燃烧。四、燃烧类别、类型及其特征参数四、燃烧类别、类型及其特征参数1 1易燃物质燃烧类别易燃物质燃烧类别 P71P71四个基本类别四个基本类别 (1)A(1)A类燃烧类燃烧 木材、纤维织品、纸张等普通可燃物质的燃烧。木材、纤维织品、纸张等普通可燃物质的燃烧。(2)B(2)B类燃烧类燃烧 易燃石油制品或其他易燃液体、油脂等的燃烧。易燃石油制品或其他易燃液体、油脂等的燃烧。(3)C(3)C类燃烧类燃烧 供电设备的燃烧。供电设备的燃烧。(4)D(4)D类燃烧类燃烧 可燃金属的燃烧。可燃金属的燃烧。火灾的分类火灾的分类按物

16、质燃烧的特性分按物质燃烧的特性分6 6类：类：A A类类：固固体体物物质质火火灾灾。这这类类物物质质往往往往具具有有有有机机物物的的性性质质，一一般般在在燃燃烧烧时时能能产产生生灼灼热热的的余烬，如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等；余烬，如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等；B B类类：指指液液体体火火灾灾和和可可熔熔化化的的固固体体物物质质火火灾灾。如如汽汽油油、煤煤油油、原原油油、乙乙醇醇、沥沥青青、石石蜡蜡火灾等。火灾等。C C类类：指指气气体体火火灾灾。如如煤煤气气、天天然然气气、甲甲烷烷、氢气火灾等。氢气火灾等。D D类：指金属火灾。如钾、钠、铝、镁火灾等。类：指金属火灾。如钾、钠、铝、镁火灾

17、等。E E类类（带带电电火火灾灾）：物物体体带带电电燃燃烧烧。发发电电机机、电动机、电缆、家用电器等。电动机、电缆、家用电器等。F F类类 ：烹烹饪饪器器具具内内烹烹饪饪物物火火灾灾。如如动动植植物物油油脂脂等。等。燃燃烧烧的的类类型型2 2燃烧类型及其特征参数燃烧类型及其特征参数 P72P72按按照照燃燃烧烧起起因因，燃燃烧烧分分为为闪闪燃燃、点点燃燃（着着火火）和和自自燃燃三种类型。三种类型。对应的特征参数：闪点、着火点和自燃点对应的特征参数：闪点、着火点和自燃点(1)(1)闪燃和闪点闪燃和闪点 可可燃燃液液体体表表面面的的蒸蒸气气与与空空气气形形成成的的混混合合气气体体与与火火源源接接近

18、近时时会会发发生生瞬瞬间间燃燃烧烧，出出现现瞬瞬间间火火苗苗或或闪闪光光。这这种种现现象象称称为为闪闪燃燃。闪闪燃燃的的最最低低温温度度称称为为闪闪点点。如如60%60%的的乙乙醇醇的的闪闪点为点为22.522.5。可可燃燃液液体体的的温温度度高高于于其其闪闪点点时时，随随时时都都有有被被火火点点燃燃的的危危险险。表表2-2一些油品的闪点和自燃点一些油品的闪点和自燃点300300330330300300380380230230240240120120120120120120重柴油重柴油蜡油蜡油渣油渣油51051053053038038042542535035038038028282828454

19、54545120120汽油汽油煤油煤油轻柴油轻柴油自燃点自燃点闪点闪点油品名称油品名称自燃点自燃点闪点闪点油品名称油品名称闪点越低，火灾的危险性越大。闪点越低，火灾的危险性越大。(2)(2)点燃和着火点点燃和着火点 P73P73可可燃燃物物质质在在空空气气充充足足的的条条件件下下，达达到到一一定定温温度度与与火火源源接接触触即即行行着着火火，移移去去火火源源后后仍仍能能持持续续燃燃烧烧达达5min5min以以上上，这这种现象称为种现象称为点燃点燃。点燃的最低温度称为。点燃的最低温度称为着火点着火点。可燃液体的着火点约高于其闪点可燃液体的着火点约高于其闪点5 52020。当闪点在当闪点在1001

20、00以下时，二者往往相同。以下时，二者往往相同。在在没没有有闪闪点点数数据据的的情情况况下下，也也可可以以用用着着火火点点表表征征物物质质的的火险。火险。(3)(3)自燃和自燃点自燃和自燃点 P73P73在在无无外外界界火火源源的的条条件件下下，物物质质自自行行引引发发的的燃燃烧烧称称为为自自燃燃。自燃的最低温度称为自燃点自燃的最低温度称为自燃点。物质自燃有物质自燃有受热自燃受热自燃和和自热燃烧自热燃烧两种类型。两种类型。第二节第二节 燃烧过程和燃烧原理燃烧过程和燃烧原理 一、燃烧过程一、燃烧过程 气气体体最最易易燃燃烧烧，燃燃烧烧所所需需要要的的热热量量只只用用于于本本身身的的氧化分解氧化分

21、解，并使其达到着火点。，并使其达到着火点。液液体体在在火火源源作作用用下下，先先蒸蒸发发成成蒸蒸气气，而而后后氧氧化化分分解解进进行行燃燃烧烧。与与气气体体燃燃烧烧相相比比，液液体体燃燃烧烧多多消消耗耗液体变为蒸气的液体变为蒸气的蒸发热蒸发热。固固体体燃燃烧烧有有两两种种情情况况：对对于于硫硫，磷磷等等简简单单物物质质，受受热热时时首首先先熔熔化化，而而后后蒸蒸发发为为蒸蒸气气进进行行燃燃烧烧，无无分分解解过过程程；对对于于复复合合物物质质，受受热热时时首首先先分分解解成成其其组组成成部部分分，生生成成气气态态和和液液态态产产物物，而而后后气气态态产产物物和和液液态态产物蒸气产物蒸气着火燃烧着

22、火燃烧。P74P74可可燃燃物物质质状状态态不不同同，燃燃烧烧过过程也不同程也不同。任任何何可可燃燃物物质质的的燃燃烧烧都都经经历历氧氧化化分分解解、着着火火、燃燃烧烧等等阶阶段。段。各各种种物物质质的的燃燃烧过程。烧过程。P97P97物物质质燃燃烧烧过过程程的的温温度度变变化化如如图图4-24-2所所示示P75 P75 T T初初开始加热温度；开始加热温度；T T氧氧开始氧化温度；开始氧化温度；T T自自理论自然点；理论自然点；T T自自实际自燃点；实际自燃点；T T燃燃燃烧温度。燃烧温度。图图4-2二、燃烧的活化能理论二、燃烧的活化能理论 活活化化分分子子；活活化化能能；有有效效碰碰撞撞（

23、活活化化分分子子碰碰撞发生化学反应）。撞发生化学反应）。当当明明火火接接触触可可燃燃物物质质时时，部部分分分分子子获获得得能能量量成成为为活活化化分分子子，有有效效碰碰撞撞次次数数增增加加而而发发生生燃燃烧烧反反应。应。例例如如，氧氧原原子子与与氢氢反反应应的的活活化化能能为为25.10 25.10 kJmolkJmol-1-1，在在2727、0.1MPa0.1MPa时时，有有效效碰碰撞撞仅仅为为碰碰撞撞总总数数的的十十万万分分之之一一，不不会会引引发发燃燃烧烧反反应应。而而当当明明火火接接触触时时，活活化化分分子子增增多多，有有效效碰碰撞撞次次数数大大大大增加而发生燃烧反应。增加而发生燃烧反

24、应。P75P75三、燃烧的过氧化物理论三、燃烧的过氧化物理论在在燃燃烧烧反反应应中中，氧氧首首先先在在热热能能作作用用下下被被活活化化而而形形成成过过氧氧键键OOOO，可可燃燃物物质质与与过过氧氧键键加加和和成成为为过过氧氧化化物物。过过氧氧化化物物不不稳稳定定，在在受受热热、撞撞击击、摩摩擦擦等等条条件件下下，容容易易分分解解甚甚至至燃燃烧烧或或爆爆炸炸。过过氧氧化化物物是是强强氧氧化化剂剂，不不仅仅能能氧氧化化可可形形成成过过氧氧化化物物的的物物质质，也也能能氧氧化化其其他他较较难氧化的物质。难氧化的物质。有有机机过过氧氧化化物物可可视视为为过过氧氧化化氢氢的的衍衍生生物物，即即过过氧氧化

25、化氢氢HOOHHOOH中中的的一一个个或或两两个个氢氢原原子子被被烷烷基基所所取取代代，生生成成HOORHOOR或或ROORROOR。所所以以过过氧氧化化物物是是可可燃燃物物质质被被氧氧化化的的最最初初产产物物，是是不不稳稳定定的的化化合合物物，极极易易燃燃烧烧或或爆爆炸炸。如如蒸蒸馏馏乙乙醚醚的的残残渣渣中中常常由由于于形形成成过过氧氧乙乙醚而引起自燃或爆炸。醚而引起自燃或爆炸。P76P76四、燃烧的连锁反应理论（自由基）四、燃烧的连锁反应理论（自由基）P76P76在在燃燃烧烧反反应应中中，气气体体分分子子间间互互相相作作用用，往往往往不不是是两两个个分分子子直直接接反反应应生生成成最最后后

26、产产物物，而而是是活活性性分分子子自自由由基基与与分分子子间间的的作作用用。活活性性分分子子自自由由基基与与另另一一个个分分子子作作用用产产生生新新的的自自由由基基，新新自自由由基基又又迅迅速速参参加加反反应应，如此延续下去形成一系列连锁反应。如此延续下去形成一系列连锁反应。第三节第三节 燃烧的特征参数燃烧的特征参数 表表4-34-3一些常见物质的燃烧温度一些常见物质的燃烧温度 物质物质温度温度物质物质温度温度物质物质温度温度物质物质温度温度甲烷甲烷乙烷乙烷乙炔乙炔甲醇甲醇乙醇乙醇乙醚乙醚丙酮丙酮 180018001895189521272127110011001180118028612861

27、10001000 原油原油汽油汽油煤油煤油重油重油烟煤烟煤氢气氢气 煤气煤气 110011001200120070070010301030100010001647164721302130160016001850 1850 木材木材镁镁钠钠石蜡石蜡一氧化碳一氧化碳硫硫 二硫化碳二硫化碳 100010001170117030003000140014001427142716801680182018202195 2195 液化气液化气天然气天然气石油气石油气火柴火焰火柴火焰燃着香烟燃着香烟橡胶橡胶 2100210020202020212021207507508508507007008008001600

28、 1600 一、燃烧温度一、燃烧温度 可可燃燃物物质质燃燃烧烧所所产产生生的的热热量量在在火火焰焰燃燃烧烧区区域域释释放放出来，出来，火焰温度火焰温度即燃烧温度。即燃烧温度。二、燃烧速率二、燃烧速率 1 1气体燃烧速率气体燃烧速率 P77P77 气体燃烧速率很快。气体燃烧速率很快。单质气体单质气体如氢气的燃烧只需如氢气的燃烧只需受热、氧化受热、氧化等过程；等过程；化化合合物物气气体体如如天天然然气气、乙乙炔炔等等的的燃燃烧烧则则需需要要经经过过受受热、分解、氧化热、分解、氧化等过程。等过程。单质单质气体的气体的燃烧速率燃烧速率要比要比化合物化合物气体的气体的快快。在通常情况下，在通常情况下，混

29、合燃烧混合燃烧速率高于速率高于扩散燃烧扩散燃烧速率。速率。管管道道中中气气体体的的燃燃烧烧速速率率与与管管径径有有关关。当当管管径径小小于于某某个个小小的的量量值值时时，火火焰焰在在管管中中不不传传播播。若若管管径径大大于于这这个个小小的的量量值值，火火焰焰传传播播速速率率随随管管径径的的增增加加而而增增加加，但但当当管管径径增增加加到到某某个个量量值值时时，火火焰焰传传播播速速率率便便不不再再增增加加，此此时时即即为为最最大燃烧速率。大燃烧速率。表表4-4 4-4 烃类气体在空气中的最大燃烧速率烃类气体在空气中的最大燃烧速率 气体气体体积分体积分数数速率速率mms s-1-1气体气体体积体积

30、分数分数速率速率mms s-1-1气体气体体积分体积分数数速率速率mms s-1-1甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷正丁烷正丁烷正戊烷正戊烷正己烷正己烷正庚烷正庚烷 正癸烷正癸烷 10.010.06.36.34.54.53.53.52.9 2.9 2.52.52.3 2.3 1.4 1.4 0.3380.3380.4010.4010.3900.3900.3790.3790.3850.3850.3680.3680.386 0.386 0.402 0.402 乙烯乙烯 丙烯丙烯1-1-丁烯丁烯1-1-戊烯戊烯1-1-已烯已烯乙炔乙炔丙炔丙炔 1 1，3-3-丁二丁二烯烯 7.4 7.4 5.0 5.0 3

31、.9 3.9 3.1 3.1 2.7 2.7 10.1 10.1 5.9 5.9 4.3 4.3 0.683 0.683 0.4380.4380.4320.4320.4260.4260.4210.4211.4101.4100.699 0.699 0.545 0.545 苯苯甲苯甲苯邻二甲苯邻二甲苯正丁苯正丁苯环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷 2.92.92.42.42.12.11.71.75.05.03.93.93.23.22.7 2.7 0.4460.4460.3380.3380.3440.3440.3590.3590.4950.4950.5660.5660.3730.373

32、0.3870.3872 2液体燃烧速率液体燃烧速率 液体燃烧速率取决于液体燃烧速率取决于液体的蒸发液体的蒸发。其燃烧速率表示方法有：其燃烧速率表示方法有：(1)(1)质量速率质量速率 质质量量速速率率指指每每平平方方米米可可燃燃液液体体表表面面，每每小小时时烧烧掉的液体的掉的液体的质量质量，单位为，单位为kgmkgm-2-2hh-1-1。(2)(2)直线速率直线速率 直直线线速速率率指指每每小小时时烧烧掉掉可可燃燃液液层层的的高高度度，单单位位为为mhmh-1-1。火火焰焰向向液液体体传传热热的的方方式式是是辐辐射射，因因此此火火焰焰沿沿液液面面蔓蔓延延的的速速率率决决定定于于液液体体的的初初

33、温温、热热容容、蒸蒸发发潜潜热热以及以及火焰的辐射能力火焰的辐射能力。P77P77表表4-5 4-5 易燃液体的燃烧速率易燃液体的燃烧速率 液体液体 燃烧速率燃烧速率液体液体 燃烧速率燃烧速率直线速率直线速率/m/mh h-1-1质量速率质量速率/kg/kgmm-2-2h h-1-1直线速率直线速率/m/mh h-1-1质量速率质量速率/kg/kgmm-2-2h h-1-1甲醇甲醇乙醚乙醚丙酮丙酮一氧化碳一氧化碳苯苯0.0720.0720.1750.1750.0840.0840.10470.10470.1890.189 57.657.6125.84125.8466.3666.36132.971

34、32.97165.37165.37 甲苯甲苯航空汽油航空汽油车用汽油车用汽油煤油煤油 0.16080.16080.1260.1260.1050.1050.066 0.066 138.29138.2991.9891.9880.8580.8555.1155.113 3固体燃烧速率固体燃烧速率 固固体体燃燃烧烧速速率率，一一般般要要小小于于可可燃燃液液体体和和可可燃燃气气体体。不不同同固固体体物物质质的的燃燃烧烧速速率率有有很很大大差差异异。萘萘及及其其衍衍生生物物、三三硫硫化化磷磷、松松香香等等可可燃燃固固体体，其其燃燃烧烧过过程程是是受受热热熔熔化化、蒸蒸发发气气化化、分分解解氧氧化化、起起火火

35、燃燃烧烧，一一般般速速率率较较慢慢。而而另另外外一一些些可可燃燃固固体体，如如硝硝基基化化合合物物、含含硝硝化化纤纤维维素素的的制制品品等等，燃燃烧烧是是分分解解式式的的，燃燃烧烧剧剧烈，烈，速度很快速度很快。可可燃燃固固体体的的燃燃烧烧速速率率取取决决于于燃燃烧烧比比表表面面积积，即即燃燃烧烧表表面面积积与与体体积积的的比比值值越越大大，燃燃烧烧速速率率越越大大，反反之，则燃烧速率越小。之，则燃烧速率越小。P78P78三、燃烧热三、燃烧热 物物质质的的标标准准燃燃烧烧热热，是是指指单单位位质质量量的的物物质质在在2525的氧中燃烧释放出的热量。的氧中燃烧释放出的热量。可可燃燃物物质质燃燃烧烧

36、爆爆炸炸时时所所达达到到的的最最高高温温度度、最最高高压压力力和和爆炸力与物质的燃烧热有关爆炸力与物质的燃烧热有关。物物质质的的燃燃烧烧热热数数据据一一般般是是用用量量热热仪仪在在常常压压下下测测得得的的。因因为为生生成成的的水水蒸蒸气气全全部部冷冷凝凝成成水水和和不不冷冷凝凝时时，燃燃烧烧热热效效应应的的差差值值为为水水的的蒸蒸发发潜潜热热，所所以以燃燃烧烧热热有有高高热热值值和和低热值低热值之分。之分。高高热热值值是是指指单单位位质质量量的的燃燃料料完完全全燃燃烧烧，生生成成的的水水蒸气蒸气全部全部冷凝成水时所放出的热量；冷凝成水时所放出的热量；低低热热值值是是指指生生成成的的水水蒸蒸气气

37、不不冷冷凝凝时时所所放放出出的的热热量量。P102P102表表4-6 4-6 可燃气体燃烧热可燃气体燃烧热 气体气体 高热值高热值 (kJ(kJmm-3)-3)低热值低热值 (kJ(kJmm-3)-3)气体气体 高热值高热值 (kJ(kJmm-3-3)低热值低热值 (kJ(kJmm-3-3)甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷乙烯乙烯 39861398616560565605937229372212133612133614978714978762354 62354 35823358235815858158834718347110836610836613388813388858283 582

38、83 丙烯丙烯丁烯丁烯乙炔乙炔氢氢一氧化碳一氧化碳硫化氢硫化氢 8702787027115060115060578735787312770127701269412694 25522 25522 811708117010752910752955856558561075310753 24016 24016 第四节第四节 爆炸及其类型爆炸及其类型 一、爆炸概述一、爆炸概述 爆爆炸炸是是物物质质发发生生急急剧剧的的物物理理、化化学学变变化化，在在瞬瞬间间释释放放出出大大量量能能量量并并伴伴有有巨巨大大声声响响的的过过程程。在在爆爆炸炸过过程程中中，爆爆炸炸物物质质所所含含能能量量的的快快速速释释放放，

39、变变为为对对爆爆炸炸物物质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。（特特点点）爆爆炸炸常常伴伴随随发发热热、发发光光、高高压压、真真空空、电电离离等等现现象象，并并且且具具有有很很大大的的破破坏坏作作用用。爆爆炸炸的的破破坏坏作作用用与与爆爆炸炸物物质质的的数数量量和和性性质质、爆爆炸炸时时的的条件以及爆炸位置等因素有关。条件以及爆炸位置等因素有关。P79P79二、爆炸分类二、爆炸分类 1 1按爆炸性质分类按爆炸性质分类(1)(1)物理爆炸物理爆炸 物物理理爆爆炸炸是是指指物物质质的的物物理理状状态态发发生生急急剧剧变变化化而而引引起起的的爆爆炸炸

40、。例例如如蒸蒸汽汽锅锅炉炉、压压缩缩气气体体、液液化化气气体体过过压压等等引引起起的的爆爆炸炸，都都属属于于物物理理爆爆炸炸。物物质质的的化化学学成成分分和和化化学学性性质质在在物物理理爆爆炸炸后后均均不不发生变化发生变化。二、爆炸分类二、爆炸分类1 1按按爆炸性质爆炸性质分类分类(2)(2)化学爆炸化学爆炸 化化学学爆爆炸炸是是指指物物质质发发生生急急剧剧化化学学反反应应，产产生生高高温温高高压压而而引引起起的的爆爆炸炸。物物质质的的化化学学成成分分和和化化学学性性质质在在化化学学爆爆炸炸后后均均发发生生了了质质的的变变化化。化化学学爆爆炸炸可可以以进进一一步步分分为为爆爆炸炸物物分分解解爆

41、爆炸炸、爆爆炸炸物物与与空空气气的的混混合合爆爆炸炸两种类型。两种类型。爆炸物分解爆炸爆炸物分解爆炸简简单单分分解解爆爆炸炸：发发生生简简单单分分解解爆爆炸炸的的爆爆炸炸性性物物质质，爆爆炸炸时时所所需需要要的的能能量量由由爆爆炸炸物物本本身身分分解解发发生生，爆爆炸炸时不一定存在燃烧现象时不一定存在燃烧现象。物质不稳定，在受到摩擦、撞击，甚至轻微震动可物质不稳定，在受到摩擦、撞击，甚至轻微震动可能发生爆炸。能发生爆炸。二、爆炸分类二、爆炸分类 1 1按按爆炸性质爆炸性质分类分类(2)(2)化学爆炸化学爆炸爆炸物分解爆炸爆炸物分解爆炸复复杂杂分分解解爆爆炸炸：复复分分解解爆爆炸炸物物质质需需要

42、要在在外外界界强强度度较较大大的的激激发发能能源源作作用用下下，发发生生高高速速的的放放热热反反应应并并形形成成强强烈烈压压缩缩状状态态的的气气体体作作为为引引起起爆爆炸炸的的高高温温高高压压气气体体源源。爆爆炸炸时时伴伴有有燃燃烧烧现现象象，燃燃烧烧所所需需的的氧氧由由物物质质本本身分解供给身分解供给。危险性较简单分解的爆炸物稍低危险性较简单分解的爆炸物稍低我们通常所说的爆炸，一般是指我们通常所说的爆炸，一般是指化学爆炸化学爆炸。爆炸爆炸与与燃燃烧烧的的关系关系 燃燃烧烧和和爆爆炸炸关关系系十十分分密密切切，有有时时难难以以将将它它们们完完全全分分开开。在在一一定定条条件件下下，燃燃烧烧可可

43、以以引引起起爆爆炸炸，爆爆炸炸也也可可以以引引起起燃燃烧烧。事事实实上上，在在很很多多火火灾灾爆爆炸炸事事故故案案例例中中，火火灾灾和和爆炸是爆炸是同时存在同时存在的。的。2 2按爆炸速度分类按爆炸速度分类 P103P103 (1)(1)轻爆轻爆 爆爆炸炸传传播播速速度度在在每每秒秒零零点点几几米米至至数数米米之之间间的爆炸过程；的爆炸过程；(2)(2)爆炸爆炸 爆爆炸炸传传播播速速度度在在每每秒秒十十米米至至数数百百米米之之间间的的爆炸过程；爆炸过程；(3)(3)爆轰爆轰 爆爆炸炸传传播播速速度度在在每每秒秒1 1千千米米至至数数千千米米以以上上的爆炸过程。的爆炸过程。3 3按爆炸反应物质分

44、类按爆炸反应物质分类 (1)(1)纯组元可燃气体热分解爆炸纯组元可燃气体热分解爆炸 纯组元气体由于纯组元气体由于分解反应分解反应产生大量的热而引起的爆炸；产生大量的热而引起的爆炸；(2)(2)可燃气体混合物爆炸可燃气体混合物爆炸 可可燃燃气气体体或或可可燃燃液液体体蒸蒸气气与与助助燃燃气气体体，如如空空气气按按一一定定比例混合，在引火源的作用下引起的爆炸；比例混合，在引火源的作用下引起的爆炸；(3)(3)可燃粉尘爆炸可燃粉尘爆炸 可可燃燃固固体体的的微微细细粉粉尘尘，以以一一定定浓浓度度呈呈悬悬浮浮状状态态分分散散在在空气等助燃气体中，在引火源作用下引起的爆炸；空气等助燃气体中，在引火源作用下

45、引起的爆炸；(4)(4)可燃液体雾滴爆炸可燃液体雾滴爆炸 可燃液体在空气中被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸：可燃液体在空气中被喷成雾状剧烈燃烧时引起的爆炸：(5)(5)可燃蒸气云爆炸可燃蒸气云爆炸 可可燃燃蒸蒸气气云云产产生生于于设设备备蒸蒸气气泄泄漏漏喷喷出出后后所所形形成成的的滞滞留留状态。在引火源作用下即可引起爆炸。状态。在引火源作用下即可引起爆炸。P80P80三、化工行业常见爆炸类型三、化工行业常见爆炸类型 1 1气体爆炸气体爆炸(1)(1)纯组元气体分解爆炸纯组元气体分解爆炸 具具有有分分解解爆爆炸炸特特性性的的气气体体分分解解时时可可以以产产生生相相当当数数量的热量。量的热量。在在高

46、高压压下下容容易易引引起起分分解解爆爆炸炸的的气气体体，当当压压力力降降至至某某个个数数值值时时，火火焰焰便便不不再再传传播播，这这个个压压力力称称作作该该气气体体分分解解爆爆炸炸的的临临界界压压力力。（如如乙乙炔炔、氮氮氧氧化化物物、环环氧氧乙乙烷）烷）临界压力以下临界压力以下不会发生分解爆炸不会发生分解爆炸高压下加工处理更有危险性高压下加工处理更有危险性温度提高，临界压力下降，危险性提高温度提高，临界压力下降，危险性提高 P80P80(2)(2)混合气体爆炸混合气体爆炸 可可燃燃气气体体或或蒸蒸汽汽与与空空气气按按一一定定比比例例均均匀匀混混合合，气气体体或或蒸蒸汽汽与与空空气气的的混混合

47、合物物，称称为为爆爆炸炸性性混混合合物物。可可燃燃性性混混合合物物的的爆爆炸炸和和燃燃烧烧之之间间的的区区别别就就在在于于爆爆炸是在炸是在瞬间瞬间完成的化学反应。完成的化学反应。化化工工生生产产中中所所发发生生的的爆爆炸炸事事故故，大大都都是是爆爆炸炸性性混混合物的爆炸事故合物的爆炸事故。燃燃烧烧速速率率极极快快产产生生爆爆轰轰。（爆爆轰轰突突然然引引发发的的极极高高的的压压力力，通通过过超超音音速速的的冲冲击击波波传传播播，每每秒秒可可达达200020003000 m3000 m以上）。以上）。2 2粉尘爆炸粉尘爆炸 P81P81 任任何何可可燃燃物物质质，当当其其成成粉粉尘尘形形式式与与空

48、空气气以以适适当当比比例例混混合合时时，被被热热、火火花花、火火焰焰点点燃燃，都都能能迅迅速速燃燃烧烧并并引起严重爆炸。引起严重爆炸。化化肥肥、木木屑屑、奶奶粉粉、洗洗衣衣粉粉、纸纸屑屑、软软木木塞塞、硫硫磺磺、硬硬橡橡胶胶粉粉、皮皮革革和和其其他他许许多多物物品品的的加加工工业业，时时有有粉尘爆炸发生。粉尘爆炸发生。为为了了防防止止引引发发燃燃烧烧，在在粉粉尘尘没没有有清清理理干干净净的的区区域域，严禁明火、吸烟、切割或焊接严禁明火、吸烟、切割或焊接。3 3熔盐池爆炸熔盐池爆炸 P82P82 熔熔盐盐池池爆爆炸炸属属于于事事后后抢抢救救往往往往于于事事无无补补的的灾灾难难性性事事件件，大大多

49、多是是由由于于管管理理和和操操作作人人员员对对熔熔盐盐池池的的潜潜在在危危险疏于认识引起的。险疏于认识引起的。第五节第五节 爆炸极限理论爆炸极限理论一、爆炸极限理论一、爆炸极限理论 可可燃燃气气体体或或蒸蒸气气与与空空气气的的混混合合物物，在在一一定定组组成成下下才才可可引引起起燃燃烧烧或或爆爆炸炸，且且燃燃烧烧(或或爆爆炸炸)的的速速率随组成而变。率随组成而变。可可燃燃气气体体或或蒸蒸气气与与空空气气的的混混合合物物能能使使火火焰焰蔓蔓延延的的最最低低浓浓度度，称称为为该该气气体体或或蒸蒸气气的的爆爆炸炸下下限限；反反之之，能能使使火火焰焰蔓蔓延延的的最最高高浓浓度度则则称称为为爆爆炸炸上上

50、限限。爆爆 炸炸 上上 下下 限限 之之 间间 为为 爆爆 炸炸 极极 限限 范范 围围。P82P82爆炸极限的计算参见爆炸极限的计算参见P87。CO CO空气混合物空气混合物12.5%80%80%不燃不爆不燃不爆例如例如：CO CO 空气混合的爆炸极限为：空气混合的爆炸极限为：12.5%80%12.5%80%H H2 2空气：空气：475%475%C C2 2H H2 2空气：空气：2.281%2.281%NHNH3 3空气：空气：1528%1528%等等爆炸上限越高爆炸上限越高，发生爆炸的，发生爆炸的危险性就越大危险性就越大爆炸下限越小爆炸下限越小，发生爆炸的，发生爆炸的危险性就越大危险性