[化学]危险化学品防火防爆.ppt
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1、危险化学品防火防爆安全技术,*,目录,第一节 燃烧的基本原理 一、燃烧及条件 二、燃烧的种类 三、燃烧形式 四、燃烧特性 五、防火技术基本理论 第二节 爆炸的基本原理 一、爆炸 二、爆炸的分类,目录,三、爆炸性混合物 四、爆炸过程 五、爆炸极限 六、防爆技术基本理论 第三节 防火防爆技术措施 一、火灾与爆炸危险性分析 二、火灾与爆炸监测 三、预防形成燃烧性混合物 四、控制火源,目录,五、防火与防爆安全装置 第四节 灭火措施 一、灭火剂 二、灭火器材 三、选择灭火器应考虑的因素 思考题,第一节 燃烧的基本原理,一、燃烧及条件 (一)燃烧 燃烧是可燃物质(气体、液体或固体)与氧或氧化剂发生伴有发光
2、和放热的一种激烈的化学反应。 发光 放热 燃烧反应的三个特征 生成新物质 例如:镁条在氧气中燃烧: 2Mg + O2 = 2MgO,(二)燃烧的条件 1.可燃物 凡是能与空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质,都称为可燃物质。 2.助燃物 凡是具有较强氧化性能,能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质称为助燃物或氧化剂,如空气、氧气、氯气等。 3.着火源,具有一定温度和热量的能源,或者说能引起可燃物质着火的能源称为着火源。常见的着火源有明火、电火花和高温物体等。,二、燃烧的种类 *着火 *自燃 *闪燃 *爆燃,扩散燃烧,蒸发燃烧,分解燃烧,表面燃烧,三、燃烧形式,案例:1995年秋天一个
3、夜晚,由北京市兴集装部公司承建的北京第四十二中学内的一座综合楼内,施工队安排民工芮某与李某两人在四楼加班用腻子补合金窗缝,芮见房间内有半捅 (约2公斤)油漆与稀料混合物,就用其调石膏粉,见溶不开, 即用打火机点试,一打火,连油漆桶也着了,芮某一着急,一脚将桶踢向门口,洒到地面的料燃起一片火海,芮某惊吓得冲向窗口,打碎玻璃就往下跳,而李某则扒在窗口一边,大声呼叫“救火”。10名民工拿着灭火器,端着水盆急忙冲上烟雾迷漫的楼梯把火扑灭,把他们两人身上的火也扑灭后急送医院抢救, 芮某除严重烧伤外还严重伤及内脏,经抢救无效,当天死亡。 李经医院对其烧伤的喉管等部位进行多次手术,因呼吸系统衰竭,进院16天
4、后也死亡。,事故分析 1.两民工,对防火知识无知,用火点易燃稀料,是造成火灾的宣接原因。 2.公司领导,只顾工程进度,不管民工防火教育,是引发事故的重要原因。事故发生后,该公司项目经理在检查中说:“这几天我时刻在反醒自己,检查自己前段工作的失误及错误。由于我一味强调工期进度,出现导向错误,对进驻工地民工没有做好应有的安全教育,放松对他们的施工安全性教育;对规章制度管理、易燃物料管理、防火等都没有落实到人;在用工问题上,没有执行国家有关规定,在打工人员没有任何手续的情况下与之订立施工协议,这就是我制造的事故因素,虽我现在认识到这一点,但为时已晚矣!”,五、防火技术基本理论,防止火灾发生的 基本技
5、术措施,消除着火源,控制可燃物,隔离空气,早控制,防止 火灾蔓延,第二节 爆炸的基本原理 一、爆炸 爆炸是物质在瞬间突然发生物理或化学变化,同时释放出大量气体和能量(光能、热能和机械能)并伴有巨大声音的现象。 物质的状态或成分瞬间发 生变化 爆炸的 温度和压力骤然升高 主要 特征 能量突然释放 产生强烈的冲击波并发出巨大的响声,二、爆炸的分类 (一)按照爆炸的性质分类 1.物理性爆炸 物理性爆炸是由物理变化(温度、体积和压力等因素)引起的,在爆炸的前后,爆炸物质的性质及化学成分均不改变。 如:氧气钢瓶受热升温,引起气体压力增高, 当压力超过钢瓶的极限强度时即发生爆炸。 案例:1981年2月21
6、日,某乡办轮胎补带厂生产用的一台0.4 吨/小时立式煤气锅炉,其工作压力为5表大气压,当该炉操作工连烧3个多小时,分气缸压力表仍指示为零,他未查清原因,继续猛烧,至下午16时40分,该锅炉发生大爆炸,爆炸后重达2.13吨的炉体飞出481米,远,150平方米的锅炉房、浴池、食堂等建筑物全部倒塌,死亡6人,重伤6人、轻伤4人, 当时损失值约3万元。 事故分析 1.此锅炉操作者不具备操作锅炉知识,考试没有取得合格证,事后判明这次锅炉爆炸是因该炉出气管路截门关闭、压力表失灵、安全阀锈死等原因再加上操作者无知蛮干直接造成恶性的锅炉爆炸事故。 2.厂领导平时对锅炉运行安全管理意识差,是发生这次锅炉爆炸事故
7、的重要因素。厂领导违章使用无证人员操作锅炉; 对锅炉运行必有的安全附件定期维修、保养、检查、校验等规章制度均未建立和执行;该,锅炉在1980年4月因更换煤气发生室时,有人碰坏了压力表蒙子到这次锅炉爆炸的10个月中,一直没有修复,厂领导也没有过问,使这块压力表由表面被损转为内部 失灵,使无知操作者上当受骗引发特大爆炸事故,并伤害了许多无辜者;该操作者从未对安全阀进行手提和自动放汽检验,一旦误操作后,因安全阀失效而无法避免爆炸事故。厂领导对这起事故负有不可推卸的领导责任。 2.化学性爆炸 化学爆炸是由化学变化造成的。 化学性爆炸可分为四类: (1)简单分解爆炸,如:叠氮铅的分解爆炸反应为: 震动
8、Pb(N3)2 Pb + 3N2 +Q (2)复杂分解爆炸 如:硝化甘油炸药的爆炸反应 引爆 C3H5(ON02)3 3C02+2.5H20+1.5N2+0.25O2 (3)爆炸性混合物的爆炸 爆炸混合物可分为: 气体混合物,如甲烷、氢、乙炔、一氧化碳、烯烃等可燃气体与空气或氧形成的混合物; 蒸气混合物,如汽油、苯、乙醚、甲醇等可燃,液体的蒸气与空气或氧形成的混合物; 粉尘混合物,如铝粉尘、硫磺粉尘、煤粉尘、有机粉尘等与空气或氧气形成的混合物; 遇水爆炸的固体物质,如钾、钠、碳化钙、三异丁基铝等与水接触,产生的可燃气体与空气或氧气混合形成爆炸性混合物。 (4)分解爆炸性气体的爆炸 3、核爆炸,
9、(二)按照爆炸反应的相分类 气相爆炸 液相爆炸 固相爆炸 (三)按照爆炸的瞬时爆炸速度分类 轻爆 爆炸 爆轰,(四)按炸药物的状态分类 * 气体、蒸气爆炸 * 雾滴爆炸 * 粉尘、纤维爆炸 * 炸药爆炸(无需与空气、氧气混合) * 核爆炸,三、爆炸性混合物 在易燃、易爆物质的生产、运输、储存、使用过程中,能够产生可燃性气体(包括易燃气体、燃性液体的蒸气或薄雾)、爆炸性粉尘、可燃性粉尘和纤维等物质,与空气混合后,形成在爆炸极限范围内的混合物,称为爆炸性混合物。形成爆炸性混合物的物质,称为爆炸性物质。爆炸性物质与空气混合的形式,有直接混合和间接混合两种。,四、爆炸过程 以化学性爆炸的爆炸性混合物为
10、例,其爆炸过程大致分为三个阶段:,爆炸完成阶段,链锁反应阶段,爆炸性混合物的形成阶段,五、爆炸极限 (一)定义 可燃物质(可燃气体、蒸气、粉尘或纤维)与空气(氧气或氧化剂)均匀混合形成爆炸性混合物,其浓度达到一定的范围时,遇到明火或一定的引爆能量立即发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限(或爆炸浓度极限)。 *爆炸浓度下限-形成爆炸性混合物的最低浓度。 *爆炸浓度上限-形成爆炸性混合物的最高浓度。 爆炸浓度的上限、下限之间称为爆炸浓度范围。,(二)爆炸反应当量浓度的计算 根据化学反应计算可燃气体或蒸气的反应当量浓度。 例如,求一氧化碳在空气中的反应当量浓度。 解:写出一氧化碳在空气中燃烧的反应式:
11、 2CO+O2+3.76N2=2CO2+3.76N2 根据反应式得知,参加反应的物质的总体积为2+1+3.76=6.76。若以这个总体积为100,则2个体积的一氧化碳在总体积中所占比例为 2 X = - 100% = 29.6% 6.76,(三)爆炸极限的影响因素,惰性气体含量,初始温度,初始压力,火源强度,含氧量,爆炸极限的 影响因素,消焰距离,案例:北京市东方化工广“6.27”特大火灾爆炸事故 (一)事故概况 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,死亡9人、伤3 人、直接经济损失1.17 亿元。 l997年6月27日21点5分左右,在罐区当班的职工闻到泄漏物料异
12、味。21点10分左右,操作室仪表盘有可燃气体报警信号显示。泄漏物料形成的可燃气体迅速扩散。21点15分左右,油晶罐区工段操作员张某和调度员郑某去检查泄漏源。21点26 分左右,可燃物遇火源发生燃烧爆炸,其中泵房爆炸破坏最大。石脑油A 罐区易燃液体发生燃烧。爆炸对周围环境产生冲击和震动破坏,造成新的可燃物泄漏并被引燃,火势迅速扩展, 乙烯B罐因被烧烤出现塑性变形开裂,2l点42分,左右, 罐中液相乙烯突沸爆炸。此次爆炸的破坏强度更大,被爆炸驱动的可燃物在空中形成火球和“火雨”向四周抛撒;乙烯B罐炸成7块,向四处飞散,打坏骨网引起新的火源,与乙烯B罐相邻的A罐被爆炸冲击波向西推倒,垛底部的管线断开
13、,大量液态乙烯从管口喷出后遇火燃烧。 爆炸冲击波还对其他管网、建筑物、铁道上油罐车等产生破坏作用,大大增加了可燃物的泄漏,火势严重扩展,大火至1997年6月30日4点55分熄灭。 国家地震局地球物理研究所所属北京遥测地震台记录出两次地震。第一次发生的时间范围为2l时26分 38.4秒至28分27.4秒,第二次发生的时间范围为21时40分57.8秒至42分47.8秒。,(二)事故原因 事故发生后,北京市人民政府组织了事故调查组,经过调查取证、计算机模拟和鉴定分析,事故的直接原因是:在从铁路罐车经油泵往储罐卸轻柴油时,由于操作工开错阀门,使轻柴油进入了满载的石脑油A罐,导致石脑油从罐顶气窗大量溢出
14、(约637立方米),溢出的石脑油及其油气在扩散过程中遇到明火,产生第一次爆炸和燃烧,继而引起罐区内乙烯罐等其他罐的爆炸和燃烧。,(三)事故教训 1.各级领导和职工,要切实树立“安全第一、预防为主”的思想,认真完善安全生产规章制度,认真落实安全生产责任制; 2.严格操作规程,严守劳动纪律,改变那种纪律松驰,管理不严,有章不循的情况; 3.要切实提高生产装置和储运设施的自动化管理水平; 4.有关部门要加强对企业的监督管理; 5.及时发现企业存在的事故隐患,并督促做好整改工作。,六、防爆技术基本理论 可燃物质的化学性爆炸必须同时具备下列三个条件,且三个条件共同作用。 *存在着可燃物质,包括可燃气体、
15、蒸气或薄雾、可燃性粉尘和爆炸性粉尘、可燃性纤维。 *可燃物质与空气(或氧气)混合,形成爆炸性混合物并且达到爆炸极限。 *必须有足够引燃爆炸性混合物的引爆能量。,第三节 防火防爆技术措施 一、火灾与爆炸危险性分析 (一)火灾与爆炸的特点及预防原则 1、火灾的特点及预防措施 *火灾的发展过程: 酝 发 全 衰 酿 展 盛 灭 期 期 期 期,*火灾的预防措施: -严格控制火源; -监视酝酿期特征; -采用耐火材料; -阻止火焰的蔓延; -限制火灾可能发展的规模; -组织训练消防队伍; -配备相应的消防器材。 2、爆炸的特点及预防原则 *爆炸的特点见幻灯片18张,*爆炸的预防原则: -在工艺的设计、
16、安装和生产中应消除和避免可燃性气体、液体、粉尘、纤维向外泄漏或向内泄漏、积聚,以防形成爆炸混合物,消除爆炸根源; -防止并严格控制爆炸性混合物的形成,降低其达到爆炸极限范围的几率,缩短爆炸性混合物滞留时间; -在爆炸危险环境及工艺系统装设安全装置或局限化安全装置; -消除和控制引燃爆炸性混合物的明火、电弧、高温热体和其他能量;,-按照生产和储存物品火灾危险性类别,合理设计和确定建筑物或构筑物的耐火等级、耐爆结构、建筑形式、安全间距、防爆泄压设施(门、窗、屋盖等) 、泄压系数K、防爆隔断、防爆墙、安全疏散(包括安全信号、安全标志、安全通道、安全电梯)等标准,以满足爆炸危险环境的要求; -在爆炸危
17、险环境,按照消防规范和规程的要求,设置消防给水系统、固定灭火装置和灭火器材,并按要求设置消火栓和消防通道。 (二)生产与贮存的火灾爆炸危险分析,1、生产过程和物质贮存的火灾危险性分类 主要根据生产和贮存中物料的理化性质及其火灾爆炸危险程度,反应中所用物质的数量,采取的反应温度、压力以及使用密闭的还是敞开的设备进行生产操作条件来进行分类的。 如:表5-7、5-6。 2、爆炸和火灾危险场所等级 根据发生爆炸和火灾的可能性和后果,按危险程度及物质状态的不同,将爆炸和火灾危险场所分为三类8级见表5-8。 在可燃、易爆物质的生产、使用、储存和运输过程中,能够形成爆炸性混合物或爆炸性混合物能够侵入的场所,
18、称为爆炸危险场所。,在生产、使用、储存和运输可燃物质过程中,能够引起火灾危险的场所,称为火灾危险场所。,二、火灾与爆炸监测 (一)火灾监测仪表 1、感温式火灾探测器 感温式火灾探测器。 感温式火灾探测器是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的 的探测器。根据监测温度参数的不同 , 一般感温式火灾探测器有 定温式、差温式、差定温式等几种。 -定温式感温探测器是在安装检测器的场所温度上升至预定的温度时,在感温元件的作用下发出警报。自动报警的动作温度一般为65 100。,-差动式感温探测器采用双金属片等感温元件,使得在一定时间内的温升差超过某一限值时,即发出警报。例如,在1min内温升差超过10或4
19、5s内温升差超过20时即可报警。 -差动式定温感温报警器是指即要达到差动式感温元件所预定时间内的温升差,又 要同时达到定温式感温元件所预定的温度,才发出警报。,感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所 ,平时温度较高的场所不宜安装感温式火灾探测器 。 2、感烟式火灾探测器 感烟式火灾探测器是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信实现报警目的的一种探测器。它有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种型式。 *离子感烟探测器。它是由两片镅241放射源片与信号电气回路构成内电离室和外电离室。当发生火警时,可燃物阴燃产生的烟雾进入报警器的外电离室,室内的部分离子被烟雾的微粒所吸附,使到达电极上的
20、离子减少,即相当于外电离室的等效电阻值变大,而内电离室的等效电阻值不变,从而改变了内电离室和外电离室的电压分配。利用这种电信号将烟雾信号转换为直流电压信号,输入报警器而发出声、光警报。 *光电感烟探测器。这种探测器设有一个光电暗室(暗盒),将光电敏感元件安装在暗盒内。没有烟尘进入暗室时,发光二极管放出的光因有光屏障阻隔而不能投射到光敏二极管上,检测器没有电信号输出;,如有烟尘进入暗室时,发光二极管发出的光因散射作用而照射到光敏二极管上,光敏二极管工作状态发生变化,检测器发出信号。 感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容 易产生阴燃的场所,它不宜安装在平时烟雾就较大或通风速度较快的
21、场所。 3、感光式火灾探测器。 -感光式火灾探测器又称火焰探测器 , 它是用于响 应火灾的光特性,即扩散火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。 -分为两种即紫外火焰探测器和红外火焰探测器。,-感光式火灾探测器宜安装在有瞬间产生爆炸的场所。 4、可燃气体探测器。 -可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度变化响应的探测器。 -可燃气体探测器有催化型和半导体型两种。 -在海上石油作业时,一切可能积聚可燃气体的封闭和半封闭场所都应安装定式可燃气体探测器, 以组成可燃气体探测器自动报警系统。 5、复合式火灾探测器。,-复合式火灾探测器是对两种或两种以上火灾参数响应的探测器, 它有感烟感温
22、式、感烟感光式、感温感光式等几种型式。 -另一类触发器件是手动火灾报警按钮。它是用手动方式产生 火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件, 也是火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分之一 。 (二)测爆仪 测爆仪和报警器便是监测现场爆炸性气体泄漏危险程度的重要工具。,三、预防形成燃烧性混合物,预防措施,设备密闭,厂房通风,惰性气体保护,以不燃溶剂代替可燃溶剂,危险物品的隔离贮存,妥善处理含有危险物品的“三废”物质,四、控制火源 明火 明火指敞开的火焰、火星和火花等。,有火灾及爆炸危险的厂房、仓库、油库等地,不得使用蜡烛、火柴或普通灯具 !,汽车、拖拉机一般不允许进入,如确需要进入,其排气管上应安
23、装火花熄灭器。,明火与有火灾及爆炸危险的厂房和仓库相邻时,应保证足够的安全间距,禁止吸烟和携带火柴、打火机!,在醒目的地方张贴警惕标志,案例:00-7.2 潍坊弘润石化助剂总厂违章动火油罐爆炸事故 2000年7月1日,为解决柴油存放一段时间后,由棕黄色变为深灰色的质量问题,厂领导决定采用临淄某个体技术人员的脱色技术, 在柴油罐间加活性剂罐、混合罐、管道泵,将307罐、308罐的柴油,经管道泵注入混合罐,同来自活性剂罐的活性剂混合脱色后,注入204罐储存外销。分管生产的副厂长直接安排生产设备部牵头,由机动车间维修班负责焊接安装。整个作业,采用先将混合罐、活性剂罐、管道泵定位后,再对接同柴油罐相连
24、接的阀门、法兰、管道,现场进行焊接的方法。 7月2日上午,已将混合罐、活性剂罐、管道泵定位,并同308#罐对连焊接完毕,下午继续进行同204罐,的对接。18时45分,在焊接同 204#罐相接的管道时,发生爆炸,204#罐罐体炸飞,南移3.5m落下, 罐内柴油飞溅着火,同时204罐罐体飞起时,又将该罐同307罐之间的管道从307罐根部阀前撕断,307#罐中400余吨柴油从管口喷出着火,现场施工的10人,突然被柴油烈火掩盖,瞬间即被烧死。307#罐在204#罐爆炸起火后45分钟,再次发生爆炸,罐底焊缝撕开12m左右, 罐内剩余柴油急速涌出,着火的柴油顺混凝土地面,流至附近的10间操作室,操作室被烧
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