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文檔簡介
第五章防火防爆安全技術(shù)
本章學(xué)習(xí)要點
-了解燃燒的相關(guān)理論知識。
?了解爆炸的相關(guān)理論知識。
?掌握防火防爆技術(shù)。
?掌握火災(zāi)撲救的措施。
第一節(jié)燃燒及其特牲
一、燃燒的概念
燃燒是放熱發(fā)光的氧化反應(yīng)。最初氧化這個名詞僅被理解為氧與
物質(zhì)的化合,但現(xiàn)在則被理解為被氧化物質(zhì)失去電子,而還原則認為
是被還原物質(zhì)得到電子,并不一定要有氧參加反應(yīng)。
二、燃燒機理
燃燒反應(yīng)可以分為三個階段:
(1)擴散混合階段。能夠發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)分子分別從釋放
源通過擴散互相接觸而混合達到可以發(fā)生燃燒反應(yīng)的濃度U
(2)感應(yīng)階段。燃燒混合物中物質(zhì)分子接受點火源的能量,離
解成自由基或活性分子。
(3)化學(xué)反應(yīng)階段。自由基與反應(yīng)物分子互相作用,生成新的
分子和新的自由基。如此循環(huán)完成燃燒反應(yīng)。
三、燃燒條件
燃燒必需具備三個條件:有可燃物質(zhì)存在:固體燃料如煤,液體
燃料如汽油,氣體燃料如甲烷):有助燃物質(zhì)的存在,通常的助燃物
質(zhì)有空氣、氫、氯、氧等;有導(dǎo)致燃燒的能源,即點火源,如撞擊、
摩擦、明火、高溫表面、發(fā)熱自燃、絕熱壓縮、甩火花、光和射線等。
可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和點火源也稱為燃燒的三要素。三者只有同時存
在,互相作用燃燒才有可能發(fā)生,缺少其中任一要素,燃燒都不能發(fā)
生。燃燒的三要素只是燃燒的必要條件。要使燃燒能繼續(xù)發(fā)生和蔓延,
還必需達到另外兩個條件。
(1)可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)達到一定的數(shù)量和濃度。關(guān)于一般可
燃物質(zhì),空氣中氧的濃度小于14%時,通常不會發(fā)生燃燒。甲烷在空
氣中的濃度小于1.4%或是空氣中的氧濃度小于12%時,甲烷都不會
燃燒。關(guān)于固體物質(zhì),通常用氧指數(shù)來評價其可燃性。氧指數(shù)又稱臨
界氧濃度(COC),或極限氧濃度(L0C)o
(2)點火源必需具備一定的強度。電焊火花的溫度可這12()()℃,
能點燃可燃氣體與空勺的混合物、易燃液體和泊面紗等,但卻不能點
燃木材、煤炭等,這說明了可燃物質(zhì)不同,需要的引燃火源的強度也
不同。引起一定濃度可燃物質(zhì)燃燒的最小能量稱為該物質(zhì)的最小點火
能量。如點火源的能量小于該物質(zhì)的最小點火能量,就不能引燃該物
質(zhì)。最小點火能量是衡量可燃氣體、蒸氣或粉塵燃燒爆炸的主要危險
參數(shù)。
可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和點火源必需同時存在、互相作用燃燒才有
可能發(fā)生的基本理論,是防火技術(shù)的根本依據(jù)。一切防火技術(shù)措施都
包括兩個方面,一是防止燃燒必要條件的同時存在,二是避免其互相
作用。
四、燃燒過程
可燃物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同,其受熱后所發(fā)生的燃燒過程也不同。
除結(jié)構(gòu)簡單的可燃氣體(如氫氣)外,大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒并非是
物質(zhì)本身在燃燒,而是物質(zhì)受熱分解出的氣體或液體蒸氣在氣相中的
燃燒。
由可燃物質(zhì)燃燒過程可以看出,可燃氣體最容易燃燒,其燃燒所
需要熱量只用于本身的氧化分解,并使其達到自燃點而燃燒??扇家?/p>
體首先蒸發(fā)成蒸氣,其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。在固
體燃燒中,如果是簡單物質(zhì)硫、磷等,受熱后首先熔化,蒸發(fā)成蒸氣
進行燃燒,沒有分解過程;如果是復(fù)雜物質(zhì),在受熱時首先分解為氣
態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,其氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物的蒸氣進行氧化分解著火燃燒。
如木材在火源作用下,在110C以下只放出水分,130C開始分
解,至U150℃變色。在150?200℃時分解,其產(chǎn)物主要是水和二氧化
碳,不能燃燒。在200C以上分解出一氧化碳、氫和碳氫化合物,故
木材的燃燒實際是從此時開始的。到3()01時分解出的氣體產(chǎn)物最多,
因此燃燒也最激烈。各種物質(zhì)的燃燒過程如圖5-1所示。從中可知,
任何可燃物的燃燒必需經(jīng)過氧化、分解和燃燒等過程。
五、燃燒形式
一般來講.可琳性氣體、液體或固體在助燃性氣體中燃燒時,總
是采用以下幾種形式中的某一種。
(1)氣體的擴散燃燒。如同氫氣、酒精蒸汽可燃性氣體一邊從
管口流至空氣中,一邊燃燒那樣,兩種氣體因為互相擴散而混合,進
入燃燒范圍的部分便形成局部的劇烈反應(yīng)帶(火焰)并繼續(xù)燃燒。此
時的火焰叫做擴散焰,這種燃燒形式的燃燒速度不決定于反應(yīng)的本
身,還決定于氣體的擴散速度,因此比較緩慢。
12)液體的蒸發(fā)燃燒。像在酸、苯等易燃性氣體的燃燒中所看
到的那樣,由于液體的蒸發(fā)而在液面上生成的蒸汽和空氣因擴散而混
合,進入燃燒組成范圍的部分就形成火焰而燃燒。因此,在各種液體
中達到固有的閃點以上的溫度,就會發(fā)生這種形式的燃燒。此時一旦
發(fā)火,由于所產(chǎn)生的火焰的溫度引起液體表面的加熱而促進其蒸發(fā),
因此其結(jié)果使燃燒繼續(xù)到液體全部蒸發(fā)為止。即使像蔡、硫這樣常溫
下的固體,因加熱而升華,或者熔融而蒸發(fā)時也同樣會進行蒸發(fā)燃燒。
(3)固體的分解燃燒。紙、木材、煤等固體可燃物或像脂肪油
那樣分子量較大的液體可燃物燃燒時,都伴隨著這些物質(zhì)的熱分解,
例如把木材在空氣中加熱時,首先失去水分而干燥,隨后產(chǎn)生熱分解,
放出可燃性氣體,它被點著就會產(chǎn)生火焰,如果一旦著火,由于生成
火焰的溫度會促進木材的熱分解使燃燒繼續(xù)下去。
(4)固體的表面燃燒。像上述木材燃燒那樣,熱分解的結(jié)果產(chǎn)
生炭化作用,在固體表面上生成的無定型碳與空氣接觸的部分著火,
產(chǎn)生所謂“炭火〃,燃燒就會繼續(xù)下去,這種形式的燃燒特點是固體
直接參加燃燒,不形成火焰,箔狀和粉狀的高熔點金屬的燃燒也屬此
類。
(5)非均相燃燒°可燃物質(zhì)和氧化劑處于不同相態(tài)而非單一相
態(tài)的燃燒。與均相燃燒相比,其機理復(fù)雜得多。當(dāng)發(fā)生非均相燃燒時
可燃物質(zhì)分子與氧化劑分子的接觸必需依靠不同相之間的擴散作用。
其燃燒速度在很大程度上取決于物理擴散速度,且受傳熱狀況的影響
較顯然。所有固體、液體可燃物在空氣中的燃燒都屬非均相燃燒,即
使是氣體在空氣中燃燒,也會因分解生成炭粒1煙粒)而形成異相火
焰,其中炭粒的燃燒仍屬非均相燃燒。非均相燃燒及其引起的事故廣
泛存在于一般工業(yè)生產(chǎn)過程之中。
(6)擴散燃燒。指混合擴散因素起著控制作用的燃燒。擴散燃
燒的主要特點:①可燃物與空氣分別送入燃燒室,邊混合、邊燃燒;
②可燃物與空氣中的氧進行化學(xué)反應(yīng)所需時間與通過混合擴散形成
可燃混合氣所需時間相比少到可以忽略不計的程度:③燃燒時產(chǎn)生的
火焰較長,且多呈紅黃色。此時,燃料燃燒所需的時間主要取決于與
混合擴散有關(guān)的因素,包括氣流速度、流動狀況(層流或湍流)、氣
流流經(jīng)的物體形狀和大小等。炭粒、油滴或液體燃料自由液面的燃燒
均屬于擴散燃燒的范疇。
(7)氣體泄漏燃燒。氣體泄露燃燒指可燃性氣體或液化氣體從
生產(chǎn)、使用、貯存、運輸?shù)妊b置、設(shè)備、管線中泄漏引起的燃燒。可
燃氣體泄漏到環(huán)境中,是爆炸引起燃燒還是燃燒中導(dǎo)致爆炸,由泄漏
與點火的先后順序及燃燒中裝置狀態(tài)決定。如果氣體在泄漏的同時被
點燃,將會在泄漏處燃燒;如果泄漏到空氣中達一定量與空氣形成爆
炸性混合系之后才碰到火源,將首先發(fā)生爆炸,泄漏部位在爆炸之后
繼續(xù)燃燒。氣體如果被點燃,在一般狀況下不會引起爆炸;但是如果
火焰熄滅,而氣體繼續(xù)泄漏并分布在一定空間再次碰到火源或者系統(tǒng)
氣體突然大量泄漏時將會導(dǎo)致爆炸。泄漏燃燒有兩種狀況:氣體泄漏
速度大于或等于氣體燃燒速度,則會噴射燃燒;泄漏速度小于燃燒速
度,則會回火以致系統(tǒng)內(nèi)爆炸。
(8)絕熱燃燒。絕熱燃燒指燃燒形成的火焰未把熱量傳遞給外
界環(huán)境或四周其他物體的燃燒。因不存在傳熱、散熱損失,故可燃物
在絕熱燃燒過程中所釋出的燃燒生成熱可全部用于加熱燃燒產(chǎn)物木
身,使之溫度升達一般燃燒所無法達到的溫度,在工程上有利于燃料
的完全燃燒,使燃燒效率顯著提升,而且還為燃燒生成熱的充分利用
創(chuàng)造了優(yōu)良的熱力學(xué)條件。絕熱發(fā)動機之所以具有很高熱經(jīng)濟性,其
根本原因就在于基本上實現(xiàn)了絕熱燃燒。為了使實際燃燒過程能大致
接近絕熱燃燒,要求燃燒室和其他耐熱部件都必需采納耐熱性能好、
熱導(dǎo)率小、膨脹系數(shù)低的高強度優(yōu)質(zhì)材料制造。事故狀態(tài)下的絕熱燃
燒往往會導(dǎo)致爆炸。而由燃燒引起的爆炸現(xiàn)象均可視為絕熱燃燒過
程。
燃燒的形式雖然多種多樣,但并不是有害的。只要是在人的制定
控制之中發(fā)生燃燒反應(yīng),就可以為生產(chǎn)、生活提供熱能或轉(zhuǎn)化為動力,
為生產(chǎn)生活服務(wù)。因此,應(yīng)該深入熟悉各種燃燒形式,加以控制利用。
六、燃燒種類
1.閃燃與閃點
當(dāng)火焰或熾烈物體接近易燃或可燃液體時,液面上的蒸氣與空氣
混合物會發(fā)生瞬間火苗或閃光,此種現(xiàn)象稱為閃燃。由于閃燃是在瞬
間發(fā)生的,新的易燃或可燃液體的蒸氣來不及補充,其與空氣的混合
濃度還不夠以構(gòu)成繼續(xù)燃燒的條件,故閃燃瞬間即熄滅。
閃點是指易燃液體表面揮發(fā)出的蒸氣足以引起閃燃時的最低溫
度。閃點與物質(zhì)的飽和蒸氣壓有關(guān),物質(zhì)的飽和蒸氣壓越大,其閃點
越低。如果易燃液體溫度高于它的閃點,則隨時都有觸及火源而被點
燃的危險。閃點是衡量可燃液體危險性的一個重要參數(shù)??扇家后w的
閃點越低,其火災(zāi)危險性越大。
自燃是可燃物質(zhì)自發(fā)著火的現(xiàn)象??扇嘉镔|(zhì)在沒有外界火源的直
接作用下,常溫中自行發(fā)熱,或由于物質(zhì)內(nèi)部的物理(如輻射、吸附
等)、化學(xué)(如分解、化合)、生物(如細菌的腐敗作用)反應(yīng)過程所
提供的熱量聚積起來,使其達到自燃溫度,從而發(fā)生自行燃燒。
可燃物質(zhì)在沒有外界火花或火焰的直接作用下能自行燃燒的最
低溫度稱為該物質(zhì)的自燃點。自燃點是衡量可燃性物質(zhì)火災(zāi)危險性的
又一個重要參數(shù),可燃物的自燃點越低,越易引起自燃,其火災(zāi)危
險性越大。
一般說來,液體密度越小,閃點越低,而自燃點越高;液體密度
越大,閃點越高,而自燃點越低。例如汽油、煤油、輕柴油、重柴油、
蠟油、渣油、其閃點逐漸升高,但自燃點逐漸降低,如表5—1和表
5—2所示。
3點燃與著火點
點燃亦稱強制著火。即可燃物質(zhì)與明火直接接觸引起燃燒,在火
源移去后仍能堅持繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。物質(zhì)被點燃后,先是局部(與明
火接觸處)被激烈加熱.首先達到引燃溫度,產(chǎn)生火焰,該局部燃燒
產(chǎn)生的熱量,足以把鄰近部分加熱到引燃溫度,燃燒就得以蔓延開去。
在空氣充足的條件下,可燃物質(zhì)的蒸氣與空氣的混合物與火焰接
觸而能使燃燒繼續(xù)5秒鐘以上的最低溫度,稱為燃點或著火點。關(guān)于
閃點較低的液體來講,其燃點只比閃點高1?5℃,而且閃點越低,
二者的差別越小。通常閃點較高的液體的燃點比其閃點約高5?30C,
閃點在100℃以上的可燃液體的燃點要高出其閃點30C以上.控制可
燃液體的溫度在其著火點以下,是預(yù)防發(fā)生火災(zāi)的主要措施。
第二節(jié)爆炸及其特牲
一、爆炸的概念
爆炸是指一種極為迅速的物理或化學(xué)的能量釋放過程,在此過程
中,系統(tǒng)的內(nèi)在勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功及光和熱的輻射等。爆炸做功的根
本原因,在于系統(tǒng)爆炸瞬間形成的高溫、高壓氣體或蒸氣的突然膨脹。
爆炸的一個最重要的特征是爆炸點四周介質(zhì)中發(fā)生急劇的壓力突變,
而這種壓力突躍變化是產(chǎn)生爆炸破壞作用的直接原因U
二、爆炸的分類
1.按爆炸形成的原因可分為兩類
(1)物理爆炸。由物理變化、物理過程引起的爆炸稱為物理爆
炸。物理爆炸的能量主要來自于壓縮能、相變能、運動能、流體能、
熱能和電能等。氣體的#化學(xué)過程的過壓爆炸、液相的氣化爆炸、液
化氣體和過熱液體的爆炸、溶解熱、稀釋熱、吸附熱,外來熱引起的
超壓爆炸、流體運動引起的爆炸、過流爆炸以及放電區(qū)引起的空氣爆
炸等都屬于物理爆炸。
(2)化學(xué)爆炸。物質(zhì)發(fā)生高速放熱化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體,
并急劇膨脹做功而形成的爆炸現(xiàn)象稱為化學(xué)爆炸。化學(xué)爆炸的能量主
要來自于化學(xué)反應(yīng)能?;瘜W(xué)爆炸變化的過程和能力取決于反應(yīng)的放熱
性、反應(yīng)的快速性和生成的氣體產(chǎn)物。
2.依據(jù)爆炸時發(fā)生的化學(xué)變化,化學(xué)爆炸可分為三類
(1)簡單分解爆炸。發(fā)生簡單分解爆炸的爆炸性物質(zhì),爆炸時
所需要的能量是由爆炸物本身分解產(chǎn)生的,爆炸時并不一定伴隨著燃
燒現(xiàn)象。屬于這類物質(zhì)的有疊氮鉛、雷汞、雷銀、三氯化氮、三碘化
氮、三硫化三氮、乙煥銀、乙快銅等,這類物質(zhì)非常危險,受到稍微
震動就會發(fā)生爆炸。
(2)復(fù)分解爆炸。這類爆炸物質(zhì)需耍在外界強度較大的激發(fā)能
源作用下,發(fā)生高速的放熱反應(yīng)并形成激烈壓縮狀態(tài)的氣體作為引起
爆炸的高溫高壓氣體源。第分解爆炸伴有燃燒現(xiàn)象,燃燒所需要的氧
由爆炸物質(zhì)本身的分解產(chǎn)生,爆炸后可把四周的可燃物點燃,往往引
起大面積的火災(zāi)。
(3)氣體混合物的爆炸??扇細怏w、蒸汽或粉塵與空氣或氧氣
形成的混合物發(fā)生的爆炸都屬于此類爆炸。爆炸性混合物的爆炸需要
一定的條件,可燃氣體與空氣或氧氣的混合物要達到爆炸的極限范
圍,并具有一定的激發(fā)能量,才干發(fā)生爆炸。
3.按照引起爆炸的相可分為三類
(1)氣相爆炸。包括可燃氣體混合物的爆炸,單一氣體的熱分
解爆炸,壓縮氣體壓力超高引起的過壓爆炸,液體被噴成霧狀劇烈燃
燒引起的霧滴爆炸,飛揚、懸浮與空氣中的可燃粉塵引起的粉塵爆炸
等。
(2)液相爆炸。包括聚合爆炸、蒸氣爆炸和不同危險液體混合
引起的爆炸。如液化氣體鋼瓶、貯罐破裂后引起的蒸氣爆炸,鍋爐的
爆炸,硝酸和油脂、高鋅酸鉀和濃硝酸、無水順丁二烯二酸和燒堿等
氧化性和還原性物質(zhì)混合后引起的爆炸等。
(3)固相爆炸。包括爆炸性物質(zhì)的爆炸,固態(tài)物質(zhì)混合、混熔
引起的爆炸,電流過流引起的電爆炸等。
4.依據(jù)爆炸的速度可分為輕爆、爆炸和爆轟
(1)輕爆:爆炸傳播速度為每秒數(shù)十厘米至數(shù)米的過程。
(2)爆炸:爆炸傳播速度為每秒l()m至數(shù)百米的過程。
(3)爆轟:指傳播速度為每秒1000m至數(shù)千米以上的爆炸過程。
三、爆炸極限及其影響因素
1.爆炸極限
可燃氣體、蒸氣與空氣的混合物,碰到火源后并不是在所有的濃
度范圍內(nèi)都發(fā)生爆炸,而是有一個濃度范圍,當(dāng)可燃氣體混合物的濃
度高于某一濃度或低于某一濃度時,都不會發(fā)生爆炸??扇細怏w、蒸
氣與空氣或氧氣的混合物遇火源能發(fā)生爆炸的最低濃度稱為爆炸下
限,發(fā)生爆炸的最高濃度稱為爆炸上限。爆炸上限與下限之間的范圍,
稱為爆炸極限范I韋I。
2.影響爆炸極限的因素
(1)初始溫度??扇細怏w混合物的初始溫度越高,依據(jù)活化能
理論.參加反應(yīng)的分子的活性就越大,反應(yīng)的速度就越快,反應(yīng)時間
縮短,放熱速率增快,使爆炸下限降低,上限增高,爆炸極限范圍增
大,增加了火災(zāi)危險性。
(2)初始壓力。壓力對可燃氣體混合物的爆炸極限有顯然的影
響。壓力增大,一是可以降低氣體混合物的自燃點,二是在高壓下分
子間距縮小,更易發(fā)生反應(yīng),加快了反應(yīng)速度,因此爆炸上限顯然增
高,爆炸范圍增大。在已知的可燃氣體中,只有一氧化碳的爆炸極限
范圍隨著壓力的增大而減小。壓力降低,爆炸極限范圍會縮小,當(dāng)壓
力降至一定數(shù)值時.,爆炸的上限和下限可重合,氣體混合物不會爆炸,
此時的最低壓力為臨界壓力。依據(jù)可燃物的臨界壓力,關(guān)于燃燒爆炸
危險性特別大的物質(zhì)的生產(chǎn),采納密閉容器內(nèi)的負壓條件下進行,對
安全就是有利的。
(3)含氧量。當(dāng)可燃氣體的濃度為下限時,此時爆炸性混合物
的體系內(nèi)的氧含量是過量的,可燃物的濃度少,因此再增加體系的氧
含量,對其爆炸下限影響不大;但當(dāng)可燃氣體的濃度在其上限時,爆
炸性}昆合體系內(nèi)的可燃氣體的濃度充足,氧含量顯然不夠,此時增
加體系內(nèi)的氧含量,滿足了體系爆炸對充足氧氣的要求,因此使體系
的爆炸上限顯然增大,爆炸范圍擴展。所以可燃氣體混合物中含氧量
增加,對爆炸下限的影響不大,爆炸上限顯著增大。
(4)惰性氣體含量。氮、二氧化碳、水蒸汽、氯、氮、四氯化
碳等惰性氣體加入到爆炸性混合物中,就會使其爆炸范圍縮小,惰性
氣體的濃度達到一定的數(shù)值時,可使混合物不發(fā)生爆炸。這是由于惰
性氣體加入到混合體系后,一是使可燃物分子與氧分子分開,在它們
之間形成不燃的障礙層;二是惰性氣體分子與活化中心作用,使鏈鎖
反應(yīng)中斷,降低了反應(yīng)速度;三是加入的惰性分子汲取了已反應(yīng)氣體
分子放出的熱量,阻止了火焰向未反應(yīng)分子的戛延。惰性氣體濃度的
加大,對爆炸上限的影響更為顯著。因為惰性氣體濃度的加大,使體
系中的氧含量更加不夠,使爆炸上限顯然下降。
水等雜質(zhì)對氣體反應(yīng)的影響也很大。無水、干燥的氯氣沒有氧化
性能;干燥的空氣不能完全氧化鈉、磷;干燥的氫、氧混合物在1()()()℃
也不會自行爆炸;痕量水就會加速臭氧、氯氧化物等物質(zhì)的分解;少
量的硫化氫就會大大降低水煤氣與空氣混合物的的燃點并增加其爆
炸危險性。
(5)容器的材質(zhì)與大小。容器的材質(zhì)和大小對氣體混合物的爆
炸極限均有影響,容器尺寸很小時影響更大,這主要是容器的器壁效
應(yīng)的原因。當(dāng)氣體分子在容器中進行鏈式反應(yīng)時,隨著管道直徑的減
小,自由基與管壁碰撞消失的幾率增大,與反應(yīng)分子碰撞的幾率減小,
降低了反應(yīng)的速度,當(dāng)管道尺寸減小到一定程度時,自由基與其壁碰
撞消失的幾率大于新自由基的生成,使反應(yīng)不能再進行下去,火焰不
能蔓延,燃燒停止。實驗說明,容器管道的直徑越小,其內(nèi)可燃氣體
混合物的爆炸極限范圍越小,當(dāng)直徑小到一定尺寸時,火焰便不能通
過?;鹧娌荒苈拥淖畲笸ǖ莱叽?,稱為消焰距離。
(6)點火能量。點火源能量強度高,熱表面積大,與混合物接
觸的時間長,都會使可燃氣體混合物的爆炸極限范圍擴展,增加其爆
炸危險性。
能引起一定濃度可燃物燃燒或爆炸所需要的最小能量,稱為可燃
物的最小點火能量,或最小引燃能量。點火源的能量小于可燃物的最
小點火能量,可燃物就不能著火爆炸。關(guān)于摩擦撞擊火花、靜電火花
等,其釋放能量是否大于可燃物的最小點火能量,是推斷其是否能成
為點火源引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的一個重要條件。
四、各種爆炸過程及其特性
1.分解爆炸
在熱作用下,爆炸性物質(zhì)、熱敏感性物質(zhì)、某些單一氣體以及化
合物可能在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解爆炸。
爆炸性物質(zhì),例如含碳、氫、氧、氮類的炸藥等爆炸性物質(zhì),當(dāng)
受熱氣相分解時,就會發(fā)生C-N鍵、N-N鍵、0-N鍵的斷裂。熱分
解是由分子中最不穩(wěn)定的那部分鍵斷開,生成分子碎片、自由基和氣
體分解產(chǎn)物。凡是熱分解過程出現(xiàn)高熱,產(chǎn)生大量氣體且具有很快的
速度時都可能引起爆炸。氣體物質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生高熱,就會引起
分解爆炸,例如乙快、乙烯、環(huán)氧乙烷、丙煥、臭氧等。
乙塊分解爆炸反應(yīng)
C2H2―2c(固)-H2/\H=-226.7kJ/mol
乙快分解爆炸時,終壓為初壓的II倍左右。壓力升高,乙快易
發(fā)生分解爆炸,乙煥發(fā)生分解爆炸的臨界壓力為0.137MPa(表壓)。
2.爆炸性混合物的爆炸
在化工生產(chǎn)過程中,發(fā)生的爆炸事故大多是爆炸性氣體混合物的
爆炸。可燃氣體或蒸氣與空氣或氧氣混合物的濃度達到爆炸極限范
圍,遇火源發(fā)生的爆炸稱為爆炸性混合物爆炸??扇夹詺怏w或蒸氣從
工藝裝置、設(shè)備管線、閥門等泄漏出來,或者是空氣進入可燃氣體存
在的設(shè)備管線內(nèi),碰到火源即可發(fā)生爆炸事故??扇家后w、液化氣體
從儲罐、設(shè)備管道內(nèi)泄漏、噴出后形成的蒸氣,比空氣輕的漂浮于上
方,比空氣重的滯留于地面、低洼陰井處,并可隨風(fēng)漂移與空氣形成
爆炸性混合物,碰到火源即可發(fā)生爆炸。
?1m處是固定的,每秒數(shù)米或數(shù)十米。此后,逐漸加速到每秒
數(shù)百米或數(shù)千米。當(dāng)火焰的傳播速度達到每秒1000m以上的時候,
就形成了爆轟?;鹧嬖趥鞑サ倪^程中如遇障礙物,氣體溫度的上升、
壓力的急劇增加就會造成極大的破壞作用。爆轟和爆炸的區(qū)別在于爆
轟的傳播速度是恒定的,爆炸的傳播速度不恒定,是可變的,爆炸是
不穩(wěn)定的爆轟。
不僅是氣體混合物能發(fā)生爆轟現(xiàn)象,臭氧、一氧化二氮、乙烯、
乙快等在高壓下也有可能發(fā)生爆轟?;旌蠚怏w的爆轟只發(fā)生在一定的
濃度范圍內(nèi),這一濃度范圍稱為爆轟范圍,它小于氣體混合物的爆炸
范圍。
由于爆炸性氣體混合物從點火到形成爆轟有一段發(fā)展過程,在自
由空間內(nèi),一般不會形成爆轟。在密閉的小直徑容器或管道中,爆轟
的形成在常壓非擾動的初始條件下,與管道或容器的長徑比有關(guān)。龐
大容器有小的長徑比,但不能認為不會發(fā)生爆轟。由于目前在理論上
和試驗中對爆轟的熟悉有限,因此,在工業(yè)生產(chǎn)中預(yù)防爆轟的措施大
體有兩條:一是從工藝上消除爆炸性氣體混合物的存在;二是避免有
爆炸性氣體混合物的長距離管線存在。
可燃氣體、蒸氣與空氣混合物的爆炸同可燃氣體、蒸氣的燃燒相
比,區(qū)別在于:一是傳播速度不同。這是燃燒與爆炸、爆轟的之間最
本質(zhì)的區(qū)別,爆炸速度取決于化學(xué)反應(yīng)的速度,是在瞬間完成的,速
度非???;而燃燒的速度決定分子擴散的速度,比較緩慢。二是燃燒
波內(nèi)沒有壓力的變化,而爆轟波內(nèi)的壓力發(fā)生了突躍變化,壓力可高
達十萬個大氣壓;三是燃燒能量的傳播靠的是熱傳導(dǎo)、熱輻射等,而
爆炸或爆轟能量的傳播主要是借助于沖擊波的壓縮沖擊作用進行的。
3.霧滴爆炸
可燃性液體霧滴與助燃性氣體形成爆炸性混合系引起的爆炸為
噴霧爆炸??刂茥l件下的油霧按燃料氣化性能與油滴尺寸大小,可能
有以下3種方式:①當(dāng)燃料易于氣化、油滴直徑小于10?30Hm且環(huán)
境溫度較高時,燃料基本上按氣相預(yù)混可燃混合物的方式進行燃燒;
②當(dāng)燃料氣化性能較差、油滴直徑又較大時,燃燒按邊氣化邊燃燒的
方式,各油滴之間的火焰?zhèn)鞑⑦B成一片;③當(dāng)油滴直徑大于
且空氣供應(yīng)比較充足時,在各滴四周形成各自的火焰前鋒,整個燃燒
區(qū)由許多小火焰組成?;どa(chǎn)過程化工裝置中液相或含液混合系由
于裝備破裂、密封失效、噴射、排空、泄壓等過程都會形成可燃性混
合霧滴,液體霧化、熱液閃蒸、氣體驟冷等過程也可以形成液相分散
霧滴。噴霧爆炸需要比氣體混合系爆炸更大的引燃能量,較小的霧滴
只需要較小的引燃能量。
4.粉塵爆炸
(1)粉塵與分散體系。分散體系即一種物質(zhì)以極小的顆粒(分
散相)分散在另一種物質(zhì)(分散介質(zhì))中所組成的體系。分散體系可
以是均相的(單相),也可以是非均相的(多相)。
粉塵是固體分散在氣相中的一種分散體系,它的粒子直徑較大,
屬粗分散體系。
凡是遇火源能發(fā)生燃燒或爆炸的粉塵,叫作可燃粉塵。
(2)粉塵的分散度(粒度)。任何粉塵,都是由大大小小的粒子
組成的,不同的粉塵,粒度不同。一般說來,生成粉塵粒子的粒度越
小,粉塵的分散度越大。
關(guān)于同樣粒度的粉塵,其分散度不是固定的。它因外界條件(如
空氣溫度、空氣擾動速度等)不同而異。粉塵的分散度,在空間中不
同高度處也不同。一般說,在地面四周的分散度最小,距地面越高,
粉塵的分散度越大。
粉塵的分散度對其火災(zāi)危險性有影響。分散度大的粉塵,其表面
積大,化學(xué)活性強,因而火災(zāi)危險性大。
(3)粉塵的表面積。粉塵的表面積,主要取決于粉塵的粒度。
同一體積的物體,粒度越小,表面積越大。
(4)粉塵的吸附性和活性。任何物質(zhì)的表面都能把其他物質(zhì)吸
向自己,這種現(xiàn)象叫作(表面)吸附作用。
由于粉塵的粒度小,表面積大,因此它的表面吸附作用也大。如
果粉塵本身具有化學(xué)活性(由構(gòu)成粉塵的物質(zhì)本身決定),可以想象
在粉塵表面將會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),粉塵化學(xué)活性越高,粒度越小,反應(yīng)
越劇烈。
固體的燃燒是在固體與空氣接觸表面進行的。假設(shè)其他條件相
同,燃燒反應(yīng)速度就取決于固體與空氣接觸表面積的大小。因此,由
于粉塵的表面積較大,燃燒反應(yīng)速度必定增大。很多金屬,如鋁、鎂、
鋅,在塊狀時不能燃燒;而呈粉狀時,就能燃燒;假設(shè)懸浮于空氣中,
則可能爆炸。
(5)粉塵的自燃點。就同一種粉塵而言,粒度越小,自燃點越
低;而且,堆積粉塵{一般以5mm厚度測試)的自燃點比懸浮粉塵
的自燃點低。
(6)粉塵的動力穩(wěn)定性。粒子始終堅持分散狀態(tài)而不向下沉積
的穩(wěn)定性稱為動力穩(wěn)定性,這是粒子同時受到重力作用和擴散作用相
抗衡的結(jié)果。粒子受到的重力作用和擴散作用都與粒子大小有關(guān),所
以粒子大小是分散體系動力穩(wěn)定性的決定性因素。分散體系的分散度
不同,其動力穩(wěn)定性也不同,分散度越大,動力穩(wěn)定性越大。
粉塵與空氣混合可以形成爆炸混合系。粉塵由于密度不同,在空
氣中懸浮的條件也不同。粉塵爆炸是由于粉塵在助燃性氣體中被點
燃,其粒子表面快速氣化1燃燒)的結(jié)果。粉塵爆炸的歷程:①粒子
表面受熱后表面溫度上升被熱解;②粒子表面的分子發(fā)生熱分解或干
馀,產(chǎn)生氣體在粒子四周;③氣體混合物被點燃產(chǎn)生火焰并傳播;④
火焰產(chǎn)生的熱量進一步促進粉塵分解,繼續(xù)放出氣體,燃燒繼續(xù)下去。
參見圖5—20
粉塵爆炸不同于可燃氣體混合系的爆炸,具有某些特別性質(zhì):
(1)粉塵爆炸往往不是發(fā)生在一個均勻的氣相混合系,這一點
和可燃氣體混合系不同。一旦被點燃爆炸,由于爆炸沖擊波的作用,
使散落、沉積的粉塵形成新的混合系,使爆炸可能繼續(xù)下去,因此粉
塵爆炸往往不是一次完成的。
(2)引燃后燃燒熱以輻射熱的形式進行傳遞。燃燒速度及爆炸
壓力雖比氣體爆炸小.但是繼續(xù)時間長,產(chǎn)生的能量大,所以破壞力
及燒毀程度也大。粉塵爆炸時首先在局部空間形成一個爆壓,緊接著
可能形成火焰,火焰初始速度大約為2?3m/s,因燃燒粉坐的膨脹,
繼而壓力上升,其速度以加速度增加。圖5-2粉塵爆炸過程
粉塵爆炸所產(chǎn)生的壓力是隨著粉塵濃度的變化而變化的。影響粉
塵爆炸壓力的因素很多,如粉塵的化學(xué)成分、顆粒大小和溫度、熱源
的溫度、爆炸空間的容積等。
(3)爆炸粒子一面燃燒一面飛散,受其作用的可燃物產(chǎn)生局部
嚴重炭化,特別是碰到人體,燃燒的熾烈顆?;蛱蓟飼斐蓢乐氐?/p>
燒傷。
(4)粉塵爆炸總是在缺氧的狀態(tài)下發(fā)生,因此爆炸過程往往伴
隨有一氧化碳的中毒。
(5)由于粉塵的沉積性、堆積性的特點,粉塵著火時要避免采
納氣流噴射式的滅火設(shè)施,否則粉塵在撲火氣流的作用下飛散懸浮會
形成新的混合系。
(6)粉塵與空氣的接觸面積由于粒徑、形狀以及密度的不同差
異很大,幾乎不可能得到一定濃度條件下的爆炸極限值,即使在下限
濃度,也可能產(chǎn)生不完全燃燒。
第三節(jié)防火防爆技術(shù)
一、火災(zāi)爆炸危險物的控制
1.依據(jù)物質(zhì)的危險特性進行控制
首先在工藝上進行控制,以火災(zāi)爆炸危險性小的物質(zhì)代替危險性
大的物質(zhì);其次依據(jù)物質(zhì)的理化性質(zhì),采用不同的防火防爆措施。
對本身具有自燃能力的物質(zhì),遇空氣能自燃,遇水能燃燒、爆炸
的物質(zhì),應(yīng)分別采用隔絕空氣、防水防潮或采用通風(fēng)、散熱、降溫等
措施,防止發(fā)生燃燒或爆炸。
兩種互相接觸能引起燃燒爆炸的物質(zhì)不能混存,更不準互相接
觸;遇酸堿能分解、燃燒、爆炸的物質(zhì)要嚴禁與酸堿接觸,對機械作
用比較敏感的物質(zhì)要輕拿輕放。
對易燃、可燃氣體或蒸氣要依據(jù)它們對空氣的比重采納相應(yīng)的排
空方法和防火防爆措施。密度輕于空氣的可燃氣體可直接向高空排
放,而相對密度重的西烷(密度為1.51),就要采納火炬的方式排空。
對可燃液體,要依據(jù)物質(zhì)的沸點、飽和蒸氣壓合計設(shè)備的耐壓強度、
儲存溫度、保溫降溫措施,依據(jù)它們的閃點、爆炸范圍.擴散性采用
相應(yīng)的防火防爆措施。
關(guān)于不穩(wěn)定的物質(zhì),在貯存中應(yīng)添加穩(wěn)定劑。異戊二烯、苯乙烯、
氯乙烯、丙烯睛等有聚合放熱自燃爆炸的危險,儲存中要加入對苯二
酚、苯酶等作為阻聚劑。對受到陽光作用能生成具有爆炸性過氧化物
的某些液體,必需存放在金屬桶內(nèi)或暗色的玻璃瓶中。
物質(zhì)的帶電性能,直接關(guān)系到在生產(chǎn)、儲運過程中是否能產(chǎn)生靜
電危險,對能產(chǎn)生靜電的物質(zhì)要采用防靜電措施。
2.防止可燃物外溢泄漏
密閉設(shè)備系統(tǒng)是防止可燃氣體、蒸氣、粉塵與空氣形成爆炸性混
合物的最有力措施之一。關(guān)于有壓設(shè)備,更需要堅持其密閉性,防止
可燃氣體、蒸氣、粉塵溢出到空氣中。負壓操作可有效地防止系統(tǒng)中
的爆炸性氣體、有毒氣體向系統(tǒng)外的逸散,但在負壓條件下,要防止
系統(tǒng)的密閉性差,導(dǎo)致空氣吸入到系統(tǒng)內(nèi)。特兄是在打開閥門時,外
界空氣通過縫隙進入負壓系統(tǒng),達到氣體混合物的爆炸極限而導(dǎo)致爆
炸。為了確保設(shè)備的密閉性,應(yīng)注意以下幾點安全耍求:
(1)有燃燒爆炸危險的設(shè)備管道,少用法蘭連接,盡量使用焊
接。必需使用法蘭連接的。應(yīng)依據(jù)壓力的要求,選用不同的法蘭。密
封墊圈的選用要符合溫度、壓力、介質(zhì)的要求,一般工藝采納石棉橡
膠墊圈;高溫高壓、腐蝕性介質(zhì)的工藝,采納聚四氟乙烯塑料墊圈。
(2)輸送可燃氣體、液體的管道應(yīng)采納無縫鋼管,盛裝腐蝕性
介質(zhì)的容器底部盡量不裝設(shè)閥門,腐蝕性液體應(yīng)從頂部抽吸排出。
(3)接觸高鎰酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀、漂白粉等氧化劑的生產(chǎn)
傳動裝置要嚴加密封,定期改換潤滑油,防止粉塵進入變速箱中與潤
滑油混觸引起火災(zāi)。
(4)對正壓和負壓的設(shè)備系統(tǒng),要嚴格控制壓力,防止超壓。
在定期檢修時?.要做氣密性檢驗和耐壓強度實驗。在設(shè)備運行過程中,
可用皂液,pH試紙或其他方法檢查密閉狀況。
實際生產(chǎn)過程中發(fā)生的可燃物泄漏,包括正常運轉(zhuǎn)中的泄漏,停
水、電、氣等異常狀況下的泄漏,以及檢修開停車時引起的泄漏。按
泄漏時的壓力狀況可分為高壓噴出、常壓流出和真空吸入。造成可燃
物泄漏的原因很多,而預(yù)防泄漏的關(guān)鍵則是防止誤操作,強化設(shè)備的
雛修保養(yǎng),嚴禁超量、超溫、超壓。防止設(shè)備管道的泄漏,必需在設(shè)
備管道的運行過程中做好各種安全檢查,定期檢修,并制定好制止突
然泄漏的應(yīng)急措施。對危險大的裝置,應(yīng)設(shè)置遠距離遙控斷路閥,以
備裝置異常時馬上和其他裝置隔離。為防止誤操作,重要的閥門應(yīng)采
用兩級控制,并采用掛標志、加鎖等措施。各種管線應(yīng)涂不同顏色,
不同管線上的閥門相隔一定的距離。
3.惰性氣體保護
化工生產(chǎn)中常用的惰性氣體有氮氣、二氧化碳、水蒸氣及煙道氣
等沒有燃爆危險的氣體,使用最為廣泛的是氮氣。惰性氣體作為保護
性氣體可以阻止形成燃燒爆炸系統(tǒng),常在以下幾個方面使用:①壓碎、
研磨、篩分、混合易燃固體物質(zhì)及粉狀物料輸送時,用惰性氣體作覆
蓋保護;②在可燃氣體或蒸氣的物料系統(tǒng)中,充入惰性氣體,使系統(tǒng)
堅持正壓,防止形成爆炸性混合物;③利用惰性氣體進行正壓輸送易
燃液體或高溫物料;④對能產(chǎn)生火花的電氣、儀表采納充氮正壓保護;
⑤對易燃易爆系統(tǒng)進行動火檢修時,用惰性氣體吹掃,置換出系統(tǒng)中
的可燃氣體和蒸氣;⑥有火災(zāi)爆炸危險的設(shè)備、貯槽、管線等與惰性
氣體管路相連,當(dāng)發(fā)生危險時,可用惰性氣體覆蓋,進行保護和火火。
惰性氣體在危險生產(chǎn)場所中應(yīng)用很廣,輸送惰性氣體的管路往往
與多種危險物質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)相連通,因此必需采用措施防止危險物料竄
入惰性氣體系統(tǒng)。假設(shè)易燃易爆或具有腐蝕性的介質(zhì)竄入惰性氣體系
統(tǒng),不但起不到保護作用,反而能產(chǎn)生很大的危險。
4.通風(fēng)置換
在有火災(zāi)爆炸危險的場所內(nèi),無論采用很多措施使設(shè)備密閉,但
總會有部分可燃氣體、蒸氣或粉塵泄漏出來。采納通風(fēng)置換、除塵可
以降低場所內(nèi)可燃物的含量,是防止形成爆炸性混合物的一個重要措
施。
用于通風(fēng)措施的空氣,如果空氣中含有易燃易爆危險氣體,不應(yīng)
循環(huán)使用。排風(fēng)設(shè)備和送風(fēng)設(shè)備應(yīng)獨立設(shè)置通風(fēng)室,與易燃易爆氣體、
粉塵隔絕,溫度超過80℃的空氣或其他氣體的排風(fēng)設(shè)備,應(yīng)用非燃
燒材料制成。有燃燒爆炸危險的粉塵排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)采納不產(chǎn)生火花的
除塵設(shè)備。當(dāng)粉塵與水接觸能生成爆炸性氣體時,不應(yīng)采納濕式除塵
系統(tǒng),通風(fēng)管道不宜穿過防火墻,以免發(fā)生火災(zāi)時.,火勢順管道通過
防火墻而擴散蔓延。
5.安全監(jiān)測及聯(lián)鎖
(1)信號報警。在化工生產(chǎn)中,出現(xiàn)危險狀態(tài)時,信號報警裝
置可以警告操作人員并使其采用措施,消除事故除患。通常發(fā)出的報
警信號有聲、光、顏色等形式,而報警裝置一般都和測量儀表相聯(lián)系,
當(dāng)有關(guān)測量參數(shù)超過控制指標時,該裝置就會發(fā)出相應(yīng)的報警信號。
保險裝置在信號裝置發(fā)出危險信號時.,能自動采用措施消除不正常狀
態(tài)或撲救危險狀況。例如,氣體燃燒爐當(dāng)燃料壓力降得太低時,便會
熄火。此時可燃氣仍繼續(xù)流出,并擴散到整個爐內(nèi),重新點火時就有
可能發(fā)生爆炸。為防止這種事故,可在輸氣管上安裝保險裝置。當(dāng)爐
火熄滅時,自動切斷氣源。乂如當(dāng)可燃物發(fā)生局部燃燒時,信號系統(tǒng)
把測出的信號傳至保險裝置,撲滅已點燃的小火,避免造成災(zāi)害。
(2)安全聯(lián)鎖。安全聯(lián)鎖是利用機械或電氣控制依次接通各儀
器或設(shè)備,并使之彼此發(fā)生聯(lián)系,假設(shè)不符合規(guī)定的程序,則儀器和
設(shè)備便不能啟動、運轉(zhuǎn)或停車,以達到安全生產(chǎn)的目的。在化工生產(chǎn)
中,聯(lián)鎖裝置常被用于如下一些狀況:①同時或依次開啟兩種物料的
閥門;②在反應(yīng)的一定程度需要用惰性氣體保護時;③打開設(shè)備前應(yīng)
預(yù)先解除壓力或降溫時;④當(dāng)兩種或多種部件、設(shè)備、機器由于誤操
作而容易引發(fā)事故時;⑤當(dāng)工藝控制參數(shù)達到某一危險值,馬上啟動
緊急處理裝置時;⑥危險部位或區(qū)域禁止無關(guān)人員入內(nèi)時。
例如:酸和水的混合操作中,必需先往設(shè)備中注水后再注入硫酸,
否則將會飛濺灼傷工人,為此可將注水閥和注酸閥進行聯(lián)鎖,這樣可
以防止疏忽顛倒操作1順序。
(3)火災(zāi)爆炸監(jiān)測裝置?;馂?zāi)爆炸監(jiān)測裝置主要是指火災(zāi)監(jiān)測
儀和爆炸監(jiān)測儀。
火災(zāi)監(jiān)測儀,是發(fā)現(xiàn)火災(zāi)苗頭的設(shè)備,它能測出火災(zāi)初期陸續(xù)出
現(xiàn)的火災(zāi)信息。主要有感溫式、感煙式、感光式、感氣式等多種類型。
利用以上各種探測組裝成的火災(zāi)報警器、報警網(wǎng)、自動滅火系統(tǒng)。
爆炸監(jiān)測儀,主要是指在生產(chǎn)和使用爆炸性氣體的場所使用的監(jiān)
控爆炸性氣體的泄漏和其在空氣中的含量的監(jiān)測儀。在易泄漏可燃氣
體或蒸氣的部位,設(shè)置固定式可燃氣體報警器,以隨時監(jiān)測泄漏狀況。
二、點火源的控制
1.明火
明火包括加熱用火、檢修用火、高架火炬、吸煙及機動車輛的排
氣管火星等。依據(jù)化工系統(tǒng)火災(zāi)爆炸重大事故的統(tǒng)計,明火引發(fā)的事
故占50%以上,因此,嚴格控制管理好明火,對防火防爆十分重要。
生產(chǎn)用明火加熱爐應(yīng)集中布置在廠區(qū)的邊緣,位于有易燃物料設(shè)
備全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè),與露天布置的液化煌設(shè)備和甲類生產(chǎn)
廠房的防火間距不小于15m。加熱爐的燃料室與設(shè)備應(yīng)分開或隔離,
加熱爐的鋼支架應(yīng)覆蓋耐火極限不小于1.5h的耐火層,燒燃料氣的
加熱爐應(yīng)設(shè)長明燈和火焰監(jiān)測器。為防止煙筒飛火,爐膛內(nèi)的燃燒要
充分,煙筒要有足夠的高度并安裝熄火器。對熬煉設(shè)備要常常檢查,
防止煙道竄火和熬鍋破漏。熬鍋內(nèi)物料不能過滿,以防溢出并要嚴格
控制加熱溫度。
使用氣焊、電焊、噴燈進行安裝和修理時,必需辦理動火證,在
采用了防護措施,確保安全后方能動火。在對生產(chǎn)、盛裝易燃物料的
設(shè)備、管道進行動火作業(yè)時,要嚴格執(zhí)行隔離、置換、清洗、動火分
析等規(guī)定,使用惰性氣體進行吹掃置換并經(jīng)氣體分析合格后方可動
火?;て髽I(yè)動火前半小時的合格分析的標準:①爆炸下限小于4%
的可燃氣體、蒸氣,其含量不超過0.2%;②爆炸下限大于或等于4%
的可燃氣、蒸氣,其含量不超過0.5%:③混合氣體則以爆炸下限最
低的為合格標準;④氧氣設(shè)備的氧含量不超過22%。
當(dāng)需要動火的系統(tǒng)與其他設(shè)備連通時,應(yīng)將相連接的管道拆下斷
開或加堵金屬盲板隔絕,防止易燃的物料進入檢修系統(tǒng),在動火時發(fā)
生燃燒或爆炸。金屬盲板除堅持嚴密不漏氣外,還應(yīng)能承受一的壓力。
在積存有可燃氣體或蒸氣的管溝、深坑、下水道內(nèi)及其四周區(qū)域,
沒有消除危險前,不能進行動火作業(yè)。電焊線破殘應(yīng)及時改換或修理,
不能利用與有燃燒爆炸危險的生產(chǎn)設(shè)備相連接的金屬件連接電焊地
線,以防在電路接觸不良的地方產(chǎn)生高溫或電火花。在有爆炸危險的
場所使用噴燈,應(yīng)按動火制度將四周可燃物清理干凈。
高架火炬應(yīng)布置在生產(chǎn)區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè),與相鄰居
住區(qū)、工廠的防火間距不小于120m,與廠區(qū)內(nèi)的裝置、儲罐、設(shè)施
不小于90m?;鹁娴捻敳繎?yīng)有可靠的點火設(shè)施和防止下“火雨〃的措
施。嚴禁排入火炬的可燃氣體攜帶可燃液體,火炬四周的30m范圍
內(nèi),禁止可燃氣體放空。裝置內(nèi)火炬的高度應(yīng)使火焰的輻射熱不致影
響到人身和設(shè)備的安全。
香煙的燃燒溫度,在吸著時為650?800℃,點燃放下時為450?
500℃o為防止吸煙引發(fā)火災(zāi)爆炸事故,化工企業(yè)禁止吸煙??刹捎?/p>
的措施包括設(shè)立顯然的禁煙標志,建立嚴格的吸煙制度,生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)
嚴禁吸煙;在使用易燃液體的場所,在大量易燃液體、揮發(fā)性物質(zhì)存
在的場所,嚴禁帶入火柴、打火機和香煙等。
汽車、拖拉機等機動車輛的排氣管噴火,也能引起可燃物料的燃
燒爆炸。為防止各種車輛排氣管噴火引起火災(zāi),進入廠區(qū)或生產(chǎn)區(qū)域
的車輛,必需在排氣管上安裝火星熄滅器。
2.摩擦和撞擊
機器上轉(zhuǎn)動部分的摩擦,鐵器的互相撞擊或鐵器工具打擊混凝土
地面等,都有可能產(chǎn)生高溫火花,這種火花可以認為是撞擊或摩擦下
來的高溫固體顆粒。如果火花微粒的直徑是0.1mm,依據(jù)測試其攜帶
的熱量是1.76mJ;如果火花微粒的直徑是1mm,其帶有的熱能就是
176mJo火花帶有的能量超過了大多數(shù)可燃氣體、蒸氣、粉塵的最小
點火能量,因此摩擦與撞擊往往成為火災(zāi)爆炸的起因,在易燃易爆的
場所,要避免發(fā)生摩擦和撞擊,防止發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險。
機器上的軸承缺油、潤滑不均時,會因摩擦而發(fā)熱,引起附著的
可燃物著火。因此對設(shè)備的軸承待傳動部位要常常檢查及時加油,堅
持優(yōu)良潤滑,并及時清除附著的可燃污垢。
易燃易爆場所內(nèi),避免使用鐵器工具,應(yīng)采納被青銅合金制作的
安全工具。具有燃燒、爆炸危險的生產(chǎn)廠房內(nèi),禁止穿帶釘子的鞋,
地面應(yīng)使用不發(fā)生火花的材料鋪設(shè)。
裝運盛裝易燃易爆危險品的金屬容器時,不要拖拉、拋擲、震動,
防止互相撞擊產(chǎn)生火花。傾倒或抽取可燃液體時,用銅錫合金或鋁皮
等不發(fā)火的材料將容易摩擦撞擊的部位覆蓋起來。
為了防止鋼鐵零件隨物料帶入設(shè)備內(nèi)發(fā)生撞擊起火,可在粉碎
機、攪拌機、混合機等設(shè)備上安裝磁力離析器,吸出、剔出鋼鐵零件。
在破碎、研磨特別危險物質(zhì)[如碳化鈣)的加工過程中,采納惰性氣
體保護。
3.高溫表面
危險化學(xué)品生產(chǎn)的加熱、干燥裝置,高溫物料輸送管線,高壓蒸
汽管路及某些反應(yīng)設(shè)備的金屬表面等,其表面溫度都比較高,能成為
燃燒爆炸的點火源。為防止發(fā)生事故,采用的主要措施是采納絕熱材
料對熱表面進行保溫隔熱處理,防止易燃物料與高溫設(shè)備、管道表面
相接觸。高溫表面上的污垢和物料要常常清除,不準在高溫管道或設(shè)
備上搭曬衣物。
某些易燃易爆物質(zhì)具有自燃發(fā)熱的特性。如硝化棉、賽璐璐、黃
磷及一些含油物質(zhì)等。硝化棉、賽璐璐的自燃一般發(fā)生在高溫潮濕的
條件下,因此它們應(yīng)存放在通風(fēng)陰涼干燥處。黃磷應(yīng)存放在水中與空
氣隔絕,防止發(fā)生自燃。油布、油紙應(yīng)放入鐵桶內(nèi),放置在安全地方,
并應(yīng)及時清理,以防自燃。
5.電氣、靜電火花
電火花是引起可燃氣體、蒸氣及粉塵與空氣混合物燃燒爆炸的重
要著火源。在具有爆炸、火災(zāi)的危險場所,如果電氣設(shè)備不符合防爆
規(guī)程的要求,則電氣設(shè)備所產(chǎn)生的火花、電弧和危險溫度就可能導(dǎo)致
火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。靜電火花也可引起可燃性氣體、蒸氣及可燃性
粉塵的燃燒或爆炸。在化工生產(chǎn)中,物料泄漏噴出、摩擦攪拌,液體
以及粉體物料的輸送均可因產(chǎn)生靜電而導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
三、限制火災(zāi)爆炸的蔓延擴散
限制火災(zāi)爆炸蔓廷擴散是防止已發(fā)生的火災(zāi)爆炸擴展到其他鄰
近部位,是防災(zāi)的一條重要措施。這項措施必需從建廠制定開始時就
要認真合計。
I.阻火裝置
阻火裝置是為了防止外部火焰或火星進入有燃燒爆炸危險的設(shè)
備、管道、容器,或阻止火焰在設(shè)備和管道之間擴展,防止火災(zāi)爆炸
發(fā)生。常用的阻火裝置主要包括阻火器、回火防止器、安全液封及火
星熄滅器等。
(1)阻火器。在容易引起燃燒爆炸的高熱設(shè)備、燃燒室、高溫
氧化爐、高溫反應(yīng)器上,輸送可燃氣體、易燃液體蒸氣的管線之間,
以及易燃液體、可燃氣體的容器、設(shè)備、管道的排氣管末端,常用阻
火器阻火。其阻火原理是依據(jù)火焰在管中蔓延的速度隨著管徑的減小
而降低,同時隨著管徑的減小,熱損失的增大,導(dǎo)致火焰熄滅。阻火
器有金屬網(wǎng)、波紋金屬片、礫石等多種形式。
(2)回火防止器?;鼗鸱乐蛊魇窃跉夂富驓飧钭鳂I(yè)時,防止火
焰進入容器并阻止火焰在管路中蔓延的阻火裝置。它的作用原理和阻
火器相同?;鼗鹱杌鹌魍ǔ0惭b在乙快發(fā)生器、乙怏瓶、乙快管道上。
乙塊站要安裝容量大的集中式回火阻止器,操作崗位通常配置容量小
的崗位回火阻火器,只供一把焊槍或氣割槍使用。
(3)單向閥。單向閥也稱止逆閥、止回閥,僅同意液體向一定
的方向流動,遇有回流時即自動關(guān)閉,可防止高壓竄入低壓,引起管
道、容器和設(shè)備的爆裂;也可作為可燃氣體管線上的防止回火的安全
裝置,如液化石油氣瓶上的調(diào)壓閥就是單向閥的一種。生產(chǎn)中常用單
向閥的有升降式、搖板式、球式單向閥等。如果水、水蒸氣、空氣、
氮氣等輔助管線與可燃氣體、液體的設(shè)備、管線相連接,為防止在不
正常條件下出現(xiàn)的倒流造成事故,在輔助管線上也應(yīng)設(shè)置單向閥。氣
體壓縮機、油泵等,在停電、停汽和不正常條件下可能出現(xiàn)倒流造成
事故,應(yīng)在壓縮機和油泵出口管線上設(shè)置單向閥。在高、低壓系統(tǒng)之
間,為防止高壓竄入低壓造成事故,在低壓系統(tǒng)上要設(shè)置單向閥。
(4)安全液封。安全液封用于低壓系統(tǒng)的阻火,一般裝在氣體
管線與生產(chǎn)設(shè)備之間,或設(shè)置在污水管道之間,有敞開式和封閉式兩
種。液封阻火的基本原理是由于有液體封在進出氣管之間,在液封兩
側(cè)的任何一側(cè)著火,火焰都將在液封處被熄滅,從而阻止火勢蔓延。
在化工、石化企業(yè),在有可燃氣體、易燃液體蒸汽或污油的污水管網(wǎng)
上常設(shè)置水封井,水封井內(nèi)的水封高度不得小于240mm水柱。安全
水封的使用過程中要注意檢查水位,冬季要防止結(jié)凍。
2.阻火設(shè)施
阻火設(shè)施,是指把火災(zāi)限定在一定范圍內(nèi),阻斷火勢蔓延的安全
構(gòu)件或設(shè)施。常用的阻火設(shè)施有防火門、防火墻、防火堤、事故存油
罐、防火集流坑等幾種。
3.防爆泄壓裝置
防爆泄壓裝置,是指設(shè)置在工藝設(shè)備上或受壓窗口上,能夠防止
壓力突然升高或爆炸沖擊波對設(shè)備、容器的破坎的安全防護裝置。主
要有安全閥、爆破片、泄爆門等。
4.隔離
對火災(zāi)、爆炸危險性大的裝置,采用分區(qū)隔離和遠距離操作等措
施,一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸石大大減少災(zāi)害帶來的損失。
總體制按時,應(yīng)合理安排工廠布局,裝置與裝置、裝置與庫區(qū)以
及生活區(qū)之間要留出足夠的安全距離。
各生產(chǎn)工序之間,也要按照危險程度采用適當(dāng)?shù)母綦x措施。對各
別危險程度大的設(shè)備可以采納隔離操作和設(shè)置防爆墻等措施,將操作
人員和生產(chǎn)設(shè)備隔離,以保護人員和其他設(shè)施。
爆炸危險特別特別的裝置應(yīng)遠距離隔離,將其設(shè)置在單獨的特別
構(gòu)造的建筑物內(nèi),操作人員通過各種儀表遠距離操縱。這樣,即使發(fā)
生爆炸也不致于給工作人員和其他生產(chǎn)裝置帶來危害。
四、工藝參數(shù)的安全控制
1.溫度控制
溫度是化工生產(chǎn)中的主要控制參數(shù)之一。不同的化學(xué)反應(yīng)都有其
最適宜的反應(yīng)溫度,正確控制反應(yīng)溫度不但對確保產(chǎn)品質(zhì)量、降低消
耗有重要意義,而且也是防火防爆所必需的。溫度過高,能引起劇烈
的反應(yīng)而發(fā)生沖料或爆炸,也可能引起反應(yīng)物的分解著火;溫度過低,
有時會造成反應(yīng)減慢或停滯,而一旦反應(yīng)溫度恢復(fù)正常時,往往會由
于未反應(yīng)的物料過多而發(fā)生劇烈反應(yīng)甚至爆炸。同時,溫度過高還會
使降溫設(shè)施發(fā)生故障,液化氣體和低沸點介質(zhì)氣化,發(fā)生超壓爆炸;
而溫度過低還會使某些物料凍結(jié),造成管路堵塞或破裂,致使易燃物
泄漏發(fā)生火災(zāi)和爆炸。
為了嚴格控制溫度,應(yīng)當(dāng)采用合理措施。
(1)移走反應(yīng)熱?;瘜W(xué)反應(yīng)過程一般都伴有熱效應(yīng),對放熱反
應(yīng),為了使放出的熱量及時傳出,防止超溫,既要控制傳熱介質(zhì)的溫
度,又要堅持適當(dāng)?shù)膫鳠崴俣取R谱叻磻?yīng)熱量的常用方法有夾套冷卻
法、內(nèi)蛇管冷卻法、夾套內(nèi)蛇管兼用冷卻法等。
(2)防止攪拌中斷。在化學(xué)反應(yīng)過程中,攪拌可以加速熱量的
傳導(dǎo),使物料進行均勻的混合反應(yīng)。如果攪拌中斷,能導(dǎo)致散熱不良
或局部反應(yīng)劇烈而發(fā)生危險。例如,苯與濃硫酸進行磺化反應(yīng)時,物
料加入后假設(shè)遲開攪拌,會造成物料分層,攪拌開動后反應(yīng)劇烈.冷
卻系統(tǒng)來不及將大量的反應(yīng)熱移走,導(dǎo)致熱量積聚、溫度升高,未反
應(yīng)完的苯受熱氣化,造成管線超壓爆裂。為此,加料前必需開動攪拌,
防止物料積存。因此生產(chǎn)過程申,對能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的生產(chǎn)設(shè)施,
為防止停電、機械故障等引起的攪拌中斷,可采用雙路供電、增設(shè)人
工攪拌裝置等措施防止攪拌中斷。
(3)正確選用傳熱介質(zhì)。生產(chǎn)中常用的傳熱介質(zhì)有熱水、水蒸
汽、甘油、礦物油、聯(lián)苯酸、熔鹽、汞和熔融金屬、煙道氣等。正確
選擇載熱體對加熱過程的安全也很重要。在選擇載熱體時,要合計使
用的溫度范圍和傳熱速率,避免使用與反應(yīng)物料性質(zhì)相抵觸的物質(zhì)作
為傳熱介質(zhì)。環(huán)氧乙烷很容易與水發(fā)生劇烈反應(yīng),甚至極微量的水分
滲到液體環(huán)氧乙烷中,也容易引起自聚發(fā)熱導(dǎo)致發(fā)生爆炸。因此對這
類物料冷卻或加熱時,不能選擇水或水蒸氣作為傳熱介質(zhì),而應(yīng)選擇
液體石蠟作為傳熱介質(zhì)。同樣,在常壓下加熱裂解、蒸儲易燃、可燃
液體時.,不能用明火加熱而應(yīng)采納水蒸氣加熱。
在正確選擇了傳熱介質(zhì)之后,還要注意防止傳熱壁面的結(jié)疤。傳
熱壁面結(jié)疤不僅影響傳熱效率,更危險的是物料局部過熱分解引起爆
炸事故,這種狀況易發(fā)生在用火直接加熱的設(shè)備和管道上。硝基苯甲
醛的生產(chǎn),加熱分開中間產(chǎn)物時,物料易在蛇管上結(jié)疤,并能引起分
解爆炸。為了防止結(jié)疤引發(fā)事故,除了定期清洗除垢、測量壁厚外,
最好不用加熱方式而用加酸、加鹽或吸附等方式分開。
2.投料控制
(1)控制投料速度。關(guān)于放熱反應(yīng),投料速度不能超過設(shè)備的
傳熱能力.否則會引起溫度急劇升高,并引發(fā)副反應(yīng)或引起物料的分
解、突沸而沖料著火、爆炸。如果投料速度突然減小,能引發(fā)兩種狀
況:一是加料量太少,使溫度計接觸不到液面而導(dǎo)致誤推斷,造成事
故;二是導(dǎo)致物料溫度降低,反應(yīng)物不能完全反應(yīng)而積存下來,假設(shè)
此時采用了不適當(dāng)?shù)纳郎卮胧?,會使積聚物同時參加反應(yīng),溫度和壓
力突然升高而造成事故。
(2)控制投料配比。反應(yīng)物料的配比關(guān)系要嚴格控制,反應(yīng)物
料的濃度、含量、流量、重量等影響配比的因素都要準確地進行分析
和計量。
對連續(xù)化程度較高,危險性較大的生產(chǎn),尤其要注意投料的配比。
例如環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中乙烯和氧的混合反應(yīng),肥酸生產(chǎn)中氨和空氣的氧
化反應(yīng),丙烯睛生產(chǎn)中丙烯、氨、空氣的氧化反應(yīng)等,其投料配比臨
近爆炸下限,反應(yīng)溫度接近或超過其自燃點,一旦比例失調(diào),就能引
發(fā)爆炸火災(zāi)事故。特別是在開停車過程中,反應(yīng)物的濃度在發(fā)生變化,
開車時催化劑活性較低,容易造成反應(yīng)器出口氧濃度過高而引發(fā)事
故。為了確保安全,應(yīng)盡量減少開停車次數(shù),常常分析核對氣體含量,
并設(shè)置聯(lián)鎖裝置,控制好原料的投料配比。
催化劑對化學(xué)反應(yīng)速度的影響很大,如果配比失誤,催化劑過量,
就可能發(fā)生危險??扇蓟蛞兹嘉锱c氧化劑的反應(yīng),耍嚴格控制氧化劑
的投料量和投料速度。在某一比例下能形成爆炸性混合物的生產(chǎn)過
程,其物料配比應(yīng)嚴格控制在爆炸極限范圍以外。如工藝條件同意,
可添加水、水蒸氣或惰性氣體進行稀釋保護。
(3)控制投料順序?;どa(chǎn)中,按照規(guī)定的順序進行投料既
是工藝的需要,也是安全的要求。氯化氫的合成,必需先加氫后加氯,
三氯化磷的生產(chǎn)是先加磷后加氯,否則就有燃爆危險。又如,用2,
4二氯酚、對硝基氯苯加堿生產(chǎn)除草酸時,三種原料必需同時加入反
應(yīng)罐。如只加2,4一二氯酚和堿,就會生成二氯酚鈉鹽,在240C
下能分解爆炸;假設(shè)只加硝基氯苯和堿,則反應(yīng)后生成對硝基氯酚鈉
鹽,在2的C下也能分解爆炸。為了防止順序顛倒,應(yīng)將進料閥門進
行互相聯(lián)鎖。
(4)控制原料純度和副反應(yīng)。有許多化學(xué)反應(yīng),往往由于反應(yīng)
物料中含有危險性雜質(zhì)而造成副反應(yīng)或過反應(yīng),以致造成燃燒或爆炸
事故。因此,對生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品及成品應(yīng)有嚴格的質(zhì)量檢驗,以
確保其純度和含量。
例如:以乙煥和氯化氫為原料生產(chǎn)聚氯乙烯過程中,氯化氫中游
離氯一般不同意超過0.005%。因為過量游離氯與乙快反應(yīng)會生成四
氯乙烷而馬上爆炸,同樣,乙快生產(chǎn)中要求電石中含磷不超過0.08%,
因為電石中的磷是以磷化鈣的形式存在的,它遇水后生成磷化氫,遇
空氣即燃燒,可導(dǎo)致乙快與空氣混合氣體的爆炸。
反應(yīng)原料中的少量有害成分未清除干凈,在生產(chǎn)的初始階段可能
沒有太大的影響。但隨著物料的不斷循環(huán),就會越積越多,最終導(dǎo)致
事故的發(fā)生。所以在生產(chǎn)過程中,可以采納定期排空或其他處理辦法
來防止爆炸性氣體的積存。在高壓法合成甲醇的生產(chǎn)中,在甲醇分開
器之后的氣體管道上設(shè)置放空管,通過控制放空量來確保系統(tǒng)中甲烷
和氯氣的含量在13%?15%的范圍內(nèi)。
有時有害雜質(zhì)來源于未清除干凈的設(shè)備。所以對此類設(shè)備一定要
清除干凈,符合耍求后才干投料生產(chǎn)。
3.緊急狀況下的停車處理
生產(chǎn)中假設(shè)發(fā)生停電、停汽、停水等緊急狀況時,生產(chǎn)裝置就必
需進行緊急停車處理U此時從生產(chǎn)調(diào)度控制到原料-氣源、蒸汽、冷
卻水等都存在一個平衡的問題,而這種平衡必需能確保生產(chǎn)裝置的安
全理想的狀況是企業(yè)有一套完整可靠的自動測控系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生停電、
停汽、停水等緊急狀況時,能將生產(chǎn)系統(tǒng)各部位的參數(shù)變化迅速測出,
指揮控制系統(tǒng)在電、汽、水不夠的狀況下,切斷某些部位的供應(yīng),對
重點保護裝置或部位繼續(xù)堅持高比例的供給或控制某些裝置停車。
在生產(chǎn)裝置的自動化程度不高的狀況下,就要靠現(xiàn)場操作人員的
手動調(diào)節(jié)和控制,這就要求進行事故演練,提升應(yīng)對突發(fā)事故的本領(lǐng),
調(diào)度人員要正確果斷指揮,操作人員具有推斷排除故障的能力。
(1)停電。為防止因突然停電而發(fā)生事故,關(guān)鍵生產(chǎn)裝置或設(shè)
備一般都采納雙電源聯(lián)鎖自控裝置。如因電路發(fā)生故障,裝置全部停
電時,要及時匯報和聯(lián)系,查明原因,要特別注意重點設(shè)備的溫度、
壓力的變化,堅持必要的物料暢通。某些設(shè)備的手動攪拌?、緊急排空
等安全裝置要專人看管。如發(fā)現(xiàn)因停電造成冷卻水系統(tǒng)停車時,耍及
時將放熱反應(yīng)中的物料進行妥善處理,避免超溫超壓事故。
(2)停水。局部停水可視狀況減量或維持生產(chǎn),如果大面積停
水,則應(yīng)馬上停止生產(chǎn)進料?,注意反應(yīng)溫度、壓力的變化,如壓力超
過正常值,視具體狀況采用放空降壓措施。
(3)停汽。停汽后,加熱設(shè)備溫度下降,汽動設(shè)備停運,應(yīng)防
止一些在常溫下呈固態(tài)而操作溫度下為液態(tài)的物料凝結(jié)堵塞管道。另
外,應(yīng)及時關(guān)閉物料連通的閥門,防止物料倒流至蒸汽系統(tǒng)。
(4)停風(fēng)。當(dāng)停風(fēng)時,所有以氣為動力的儀表、閥門都不能動
作,此時必需4上改為手動操作。有些充氣防爆型電氣設(shè)備和儀表也
處于不安全狀態(tài),必需強化廠房內(nèi)通風(fēng)換氣,以防止可燃氣體進入電
器和儀表內(nèi)。
第四節(jié)火災(zāi)與爆炸性火災(zāi)的撲救措施
一、滅火的基本原理
依據(jù)物質(zhì)燃燒的原理,燃燒必需同時具備三個條件:有可燃物質(zhì)
存在;有助燃物質(zhì)存在;有能導(dǎo)致燃燒的能源即點火源的存在。對己
經(jīng)燃燒的過程,假設(shè)消除其中任何一個條件,燃燒便會終止,這就是
滅火的基本原理,可采納以下方法消除燃燒的基本條件。
I.冷卻滅火法
冷卻滅火法是依據(jù)可燃物質(zhì)發(fā)生燃燒時必需達到一定溫度這個
條件,將滅火劑直接噴灑在燃燒的物體上,使可燃物的溫度降低到燃
點以下,從而使燃燒停止。
在火場上,除了用冷卻的方法直接撲滅火災(zāi)外,還常常用水冷卻
尚未燃燒的可燃物和建筑物、構(gòu)筑物,以防止可燃物燃燒或建筑物、
構(gòu)筑物變形損壞,防止火勢擴展。
2.隔離滅火法
隔離滅火法是依據(jù)發(fā)生燃燒必需具備可燃物這一條件,將燃燒物
與四周的可燃物隔離或疏散開,使燃燒停止。
采納隔離滅火法的具體措施很多,例如將火源四周的可燃物和助
燃物移出燃燒區(qū);關(guān)閉閥「門,阻止可燃物(氣體或液體)流入燃燒
區(qū);排除生產(chǎn)設(shè)備及容器內(nèi)可燃物;阻攔流散的易燃、可燃液體或擴
散的可燃氣體;排除與火源相連的易燃建筑物;造成阻止火焰蔓延的
空間地帶。
3.窒息滅火法
窒息滅火法是依據(jù)可燃物需要足夠的助燃物質(zhì)(如氧氣)這一條
件,采用阻止助燃氣體[如空氣)進入燃燒區(qū)的措施;或用惰性氣體
降低燃燒區(qū)的氧氣含量,使燃燒物因缺乏助燃物而熄滅。
在火場上可以使用石棉布、濕棉被、濕帆布等不燃或難燃材料覆
蓋燃燒物或封閉孔洞;用水蒸氣、二氧化碳、氮氣等惰性氣體充入燃
燒區(qū)內(nèi);利用建筑物上原有的門、窗以及生產(chǎn)設(shè)備上的部件,封閉燃
燒區(qū),阻止新鮮空氣進入。此外,在無法采納其他撲救辦法而條件又
同意的狀況下(如燃燒物質(zhì)不是遇水燃燒物),可以采納用水淹沒的
方法進行撲救。
采納窒息法滅火時應(yīng)當(dāng)注意,只有當(dāng)燃燒區(qū)內(nèi)無氧化劑存在,且
燃燒部位較小,容易堵塞封閉時才干使用此法。在用惰性氣體滅火時,
一定要確保通入燃燒區(qū)內(nèi)的惰性氣體量充足以迅速降低空氣中的氧
含量。
采納窒息法滅火時,必需在確認火已經(jīng)熄滅后,方可打開覆蓋物
或封閉的門、窗、孔、洞等,嚴防因過早打開封閉系統(tǒng),使新鮮空氣
進入,造成第燃或爆炸。
4.抑制滅火法
在近代的燃燒研究中,有一種叫連鎖反應(yīng)的理論。依據(jù)連鎖反應(yīng)
理論,氣態(tài)分子間的作用不是兩個分子直接作用得出最后產(chǎn)物,而是
活性分子自由基與另一分子起作用,結(jié)果產(chǎn)生新的自由基,新自由基
參加反應(yīng),如此延續(xù)下去,形成一系列的連鎖反應(yīng)。抑制滅火法就是
以滅火劑參加燃燒的連鎖反應(yīng),并使燃燒過程中產(chǎn)生的自由基消失,
形成穩(wěn)定的分子或低活性的游離基,從而使連鎖反應(yīng)中斷,使燃燒停
止。
二、滅火劑的選用
1.水和水蒸汽
水是常用的火火齊J,它資源豐富,取用方便。水的熱容量大,1kg
水溫度升高1℃,需要Ikcal的熱量;lkglOO℃的水氣化成水蒸氣則
需要汲取539cal的熱量。因此水能從燃燒物中汲取很多的熱量,使
燃燒物的溫度迅速下降,以至使燃燒終止。水在受熱汽化時,體積增
大1700多倍,當(dāng)大量的水蒸氣籠罩于燃燒物的四周時,可以阻止空
氣進入燃燒區(qū),從而大大減少氧的含量,使燃燒因缺氧而窒息熄滅。
在用水滅火時,加壓水流能噴射到較遠的地方,具有較大的沖擊作用,
能沖過燃燒表面而進入內(nèi)部,從而使未著火的部分與燃燒區(qū)隔離開
來,防止燃燒物繼續(xù)分解而熄滅。
水能稀釋或沖淡某些液體或氣體,降低燃燒強度。水能浸濕未燃
燒的物質(zhì),使之難以燃燒。水還能汲取某些氣體、蒸汽和煙霧,有助
于滅火。
不能用水撲滅以下物質(zhì)和設(shè)備的火災(zāi):
(1)比重小于水和不溶于水的易燃液體。如汽油、煤油、柴油
等油品。(比重大于水的可燃液體,如二硫化碳,可以用噴霧水撲救,
或用水封阻止火勢的蔓延。)
苯類、醇類、酸類、酮類、酯類及丙烯精等大容量儲罐,如用水
撲救,則水會沉在液體下層,被加熱后會引起爆沸形成可燃液體的飛
濺和溢流,使火勢擴展。
12)遇水燃燒物不能用水或含水的泡沫液滅火,而應(yīng)用沙土滅
火。如金屬鉀、鈉及液化鈣等。
(3)鹽酸和硝酸不能用強大的水流沖擊。因為強大的水流能使
酸飛濺,流出后遇可燃物質(zhì),有引起爆炸的危險。酸濺在人身上,能
燒傷人。
(4)電氣火災(zāi)未切斷電源前不能用水撲救。因為水是良導(dǎo)體,
容易造成觸電。
(5)高溫狀態(tài)下的化工設(shè)備不能用水撲救,防止遇冷水后驟冷
引起變形或爆炸。
2.泡沫滅火劑
泡沫滅火劑是撲救可燃液體的有效滅火劑,它主要是在液體表面
生成凝集的泡沫漂浮層,起窒息和冷卻作用。
3.二氧化碳滅火劑
二氧化碳在通常狀態(tài)下是無色無味的氣體,相對密度1.529,比
空氣重,不燃燒也不助燃。經(jīng)過壓縮液化的二氧化碳灌入鋼瓶內(nèi),制
成二氧化碳滅火劑(MT)。從鋼瓶里噴射出來的固體二氧化碳(干冰)
溫度可達一78.5C,干冰氣化后,二氧化碳氣體覆蓋在燃燒區(qū)內(nèi),除
了窒息作用之外,還有一定的冷卻作用,火焰就會熄滅。
由于二氧化碳不含水、不導(dǎo)電,所以可以用來撲滅精密儀器和一
般電氣火災(zāi),以及一些不能用水撲滅的火災(zāi)。
但是二氧化碳不宜用來撲滅金屬鉀、鈉、鎂、鋁等及金屬過氧化
物(如過氧化鉀、過氧化鈉)、有機過氧化物、氯酸鹽、硝酸鹽、高
鋅酸鹽、亞硝酸鹽、重銘酸鹽等氧化劑的火災(zāi)。
4.干粉滅火劑
干粉滅火劑(MF)的主要成分是碳酸氫鈉和少量的防潮劑硬脂
酸鎂及滑石粉等。用干燥的二氧化碳或氮氣作動力,將干粉從容器中
噴出,形成粉霧噴射到燃燒區(qū),干粉中的碳酸氫鈉受高溫作用發(fā)生分
解,其化學(xué)反應(yīng)方程式如為
2NaHCCh—NazCOa+H2O+CO2
該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)放出大量二氧化碳和水,水受熱變成水
蒸氣并汲取大量的熱能,起到一定的冷卻和稀釋可燃氣體的作用。
5.酸堿滅火劑
水型滅火劑(MS)也叫酸堿滅火劑,它是用碳酸氫鈉與硫酸互
相作用,生成二氧化碳和水,其化學(xué)反應(yīng)方程式為
2NaHCCh+H2sCM=Na2SO4+2H2O+2CO2t
這種水型滅火劑月來撲救非忌水物質(zhì)的火災(zāi),它在低溫下易結(jié)
冰,天氣寒冷的地區(qū)不合適使用。
6.鹵代烷滅火劑
鹵代烷的滅火原理主要是抑制燃燒的連鎖反應(yīng),它們的分子中含
有1個或多個鹵素原子,在接觸火焰時,受熱產(chǎn)生的鹵素離子與燃燒
產(chǎn)生的活性氫基化合,使燃燒的連鎖反應(yīng)停止U此外,它們兼有一定
的冷卻、窒息作用。鹵代烷滅火劑的滅火效率比二氧化碳和四氯化碳
要高。
目前,我們使用的鹵代烷滅火劑主要有1211(即二氟一氯一浪
甲烷,CFiCIBr),1202(即二氟二濱甲烷,CF2Br2)o
鹵代烷滅火劑不宜撲滅自身能供氧的化學(xué)藥品、化學(xué)活潑性大的
金屬、金屬的氫化物和能自燃分解的化學(xué)藥品的火災(zāi)。
7.四氯化碳滅火劑
四氯化碳是無色透明液體,不自燃、不助燃、不導(dǎo)電、沸點低(°C)。
當(dāng)它落入火區(qū)時迅速蒸發(fā),由于其蒸氣重(約為空氣的5.5倍),很
快密集在火源四周,起到隔絕空氣的作用。當(dāng)空氣中含有10%的四氯
化碳蒸氣時,火焰就將迅速熄滅,故它是一種很好的滅火劑,特別適
用于電氣設(shè)備的滅火。
各類滅火劑適用范圍見表5-30
注O——適用;△一一般不用;X一一不適用。
三、火災(zāi)類別
依據(jù)物質(zhì)及其燃燒特性,火災(zāi)分為以下兒類:
(1)A類火災(zāi):指含碳固體可燃物,如木材、棉、毛、麻、紙
張等燃燒的火災(zāi);
(2)B類火災(zāi):指甲、乙、丙類液體,如汽油、煤油、柴油、
甲醇、乙醛、丙酮等燃燒的火
(3)C類火災(zāi):指可燃氣體,如煤氣、天然氣、甲烷、乙快、
丙烷、氫氣等燃燒的火災(zāi);
(4)D類火災(zāi):指可燃金屬,如鉀、鈉、鎂、欽、錯、鏗、鋁
鎂合金等燃燒的火災(zāi);
(5)帶電火災(zāi):指帶電物體燃燒的火災(zāi)。
四、幾種火災(zāi)的撲救措施
1.撲救壓縮或液化氣體火災(zāi)
壓縮或液化氣體總是被儲存在不同的容器內(nèi),或通過管道輸送。
其中儲存在較小鋼瓶內(nèi)的氣體壓力較高,受熱或受火焰熏烤容易發(fā)生
爆裂。氣體泄漏后遇著火源已形成穩(wěn)定燃燒時,其發(fā)生爆
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