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2011年全国注册安全工程师 资格考试辅导讲座 安全生产技术,上海应用技术学院 张兴容 18917351872,第四章 防火防爆安全技术,本章基本要求：掌握火灾、爆炸机理, 运用防火防爆安全相关技术和标准, 辨识和分析火灾、爆炸安全隐患, 采取相应预防和控制措施, 预防火灾、爆炸事故的发生。 第一节火灾爆炸事故机理 本节主要内容为6大火灾机理、5大爆炸机理 一、燃烧与火灾 ( 一 )燃烧和火灾的定义、条件,1.燃烧的定义 燃烧是物质与氧化剂之间的放热反应，它通常同时释放出火焰或可见光。 2.火灾定义 消防基本术语：第一部分(GB5907-1986)将火灾定义为：在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。以下情况也列入火灾的统计范围： (1)民用爆炸物品引起的火灾。 (2)易燃或可燃液体、可燃气体、蒸气、粉尘以及其他化学易燃易爆物品爆炸和爆炸引起的火灾(地下矿井部分发生的爆炸，不列入火灾统计范围)。,(3)破坏性试验中引起非实验体燃烧的事故。 (4)机电设备因内部故障导致外部明火燃烧需要组织扑灭的事故，火灾引起其他物件燃烧的事故。 (5)车辆、船舶、飞机以及其他交通工具发生的燃烧事故，火灾由此引起的其他物件燃烧的事故(飞机因飞行事故而导致本身燃烧的除外)。 3.燃烧和火灾发生的必要条件 同时具备氧化剂、可燃物、点火源，即火的三要素。这三个要素中缺少任何一个，燃烧都不能发生或持续。获得三要素是燃烧的必要条件。在火灾防治中，阻断三要素的任何一个要素就可以扑灭火灾。,( 二 )燃烧和火灾过程和形式,1.燃烧过程 可燃气体最容易燃烧，其燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到自燃点而燃烧。可燃液体首先蒸发成蒸气，其蒸气进行氧化分解后达到自燃点而燃烧。在固体燃烧中，如果是简单物质硫、磷等，受热后首先熔化，蒸发成蒸气进行燃烧，没有分解过程；如果是复杂物质，在受热时首先分解为气态或液态产物，其气态和液态产物的蒸气进行氧化分解着火燃烧。有的可燃固体如焦炭等，不能分解为气态物质，在燃烧时则呈炽热状态，没有火焰产生。 在燃烧发生的整个过程中，热量通过热传导、热辐射和热对流三种方式进行传播。,2.燃烧形式,气态可燃物通常为扩散燃烧，即可燃物和氧气边混合边燃烧：液态可燃物(包括受后先液化后燃烧的固态可燃物)通常先蒸发为可燃蒸气，可燃蒸气与氧化剂发生燃烧；固态可燃物先是通过热解等过程产生可燃气体，可燃气体与氧化剂再发生燃烧。,根据可燃物质的聚集状态不同，燃烧可分为以下4种形式：,(1) 扩散燃烧。可燃气体(氢、甲炔、乙炔以及苯、酒精、汽油蒸气等)从管道、容器的裂缝流向空气时，可燃气体分子与空气分子互相扩散、混合，混合浓度达到爆炸限范围内的可燃气体遇到火源即着火并能形成稳定火焰的燃烧，称为扩散燃烧。,(2)混合燃烧。可燃气体和助燃气体在管道、容器和空间扩散混合，混合气体的浓度在爆炸范围内，遇到火源即发生燃烧，混合燃烧是在混合气体分布的空间快速进行的，为混合燃烧。煤气、液化石油气泄漏后遇到明火发生的燃烧爆炸即是混合燃烧，失去控制的混合燃烧往往能造成重大的经济损失和人员伤亡。 (3)蒸发燃烧。可燃液体在火源和热源的作用下，蒸发出的蒸气发生氧化分解而进待的燃烧，称为蒸发燃烧。 (4)分解燃烧。可燃物质在燃烧过程中首先遇热分解出可燃性气体，分解出的可燃性气体再与氧进行的燃烧，称为分解燃烧。,( 三 )火灾的分类,1.火灾分类(GB/T4968-2008)按物质的燃烧特性将火灾分为6类： A类火灾：指固体物质火灾，这种物质通常具有有机物质，一般在燃烧时能产生灼热灰烬，如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等； B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾，如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等； C类火灾：指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等； D类火灾：指金属火灾，如钾、钠、镁、钦、错、铿、铝镁合金火灾等； E类火灾：指带电火灾，是物体带电燃烧的火灾，如发电机、电缆、家用电器等； F类火灾：指烹饪器具内烹饪物火灾，如动植物油脂等。,2.按照一次火灾事故造成的人员伤亡、受灾户数和财产直接损失金额，火灾划分为： (1)具有以下情况之一的为特大火灾：死亡10人以上(含本数，下同)；重伤20人；死亡、重伤20人以上；受灾户数50户以上；烧毁财物损失100万元以上。 (2)具有以下情况之一的为重大火灾：死亡3人以上；重伤10人以上；死亡、重伤10人以上；受灾户30户以上；烧毁财产损失30万元以上。 (3)不具有前两项情形的燃烧事故，为一般火灾。,( 四 )火灾基本概念及参数,1.闪燃 可燃物表面或可燃液体上方在很短时间内重复出现火焰一闪即灭的现象。闪燃往往是燃烧的先兆。 2.阴燃 没有火焰和可见光的燃烧。 3.爆燃 伴随爆炸的燃烧波，以亚音速传播。 4.自燃 是指可燃物在空气中没有外来火源的作用下，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。,5.闪点 在规定条件下，材料或制品加热到释放出的气体瞬间着火并出现火焰的最低温度。闪点：是衡量物质火灾危险性的重要参数。一般情况下闪点越低，火灾危险性越大。 6.燃点 在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度。燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义，在控制燃烧时，需将可燃物的温度降至其燃点以下。一般情况下燃点越低火灾危险性越大。 7.自燃点 在规定条件下，不用任何辅助引燃能源而达到引燃的最低温度。,8.引燃能、最小点火能 引燃能是指释放能够触发初始燃烧化学反应的能量，也叫最小点火能影响其反应发生的因素包括温度、释放的能量、热量和加热时间。 9.着火延滞期(诱导期) 对着火延滞期时间一般有下列2种描述：着火延滞期时间指可燃性物质和助燃气体的混合物在高温下从开始暴露到起火的时间；混合气着火前自动加热的时间称为诱导期，在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期，单位用ms 表示。,( 五 )典型火灾的发展规律,通过对大量的火灾事故的研究分析得出，典型火灾事故的发展分为初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期。初起期是火灾开始发生的阶段，这一阶段可燃物的热解过程至关重要，主要特征是冒烟、阴燃；发展期是火势由小到大发展的阶段，一般采用T平方特 征火灾模型来简化描述该阶段非稳态火灾热释放速率随时间的变化，即假定火灾热释放速率与时间的平方成正比，轰燃就发生在这一阶段；最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾，火势的大小由建筑物的通风情况决定；熄灭期是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段，熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。由于建筑物内可燃物、通风等条件的不同，建筑火灾有可能达不到最盛期，而是缓慢发展后就熄灭了。,( 六 )燃烧机理,燃烧作为一种化学反应，对反应物的组分浓度、引燃能的大小及反应的温度和压力均有一定的要求。在这些情况下，若可燃物没有达到一定浓度，或氧化剂的量不足，或引燃能不够大，燃烧反应也不会发生。 1.活化能理论 物质分子间发生化学反应。首要的条件是相互碰撞。但相互碰撞的分子不一定发生反应，而只有少数具有 一定能量的分子相互碰撞才会发生反应, 这种分子称为活化分子。活化分子所具有的能量要比普通分子高，这一能量超出值可使分子活化并参加反应。使普通分子变为活化分子所必需的能量称为活化能。,2.过氧化物理论 气体分子在各种能量(例如热能、辐射能、电能、化学反应能等)作用下可被活化。在燃烧反应中，首先是氧分子在热能作用下活化，被活化的氧分子形成过氧键 -O -O -， 这种基因加在被氧化物的分子上成为过氧化物，过氧化物在受热、撞击、摩擦等情况分解甚至引起燃烧或爆炸。 3.链反应理论（P179-180）,二、爆炸,( 一 ) 爆炸及其分类 广义地讲，爆炸是物质系统的一种极为迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。在这种释放和转化的过程中，系统的能量将转化为机械功以及光和热的辐射等。,一般说来，爆炸现象具有以下特征： 爆炸过程高速进行； 爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温度升高； 发出或大或小的响声； 周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。 爆炸最主要的特征是爆炸点及其周围压力急剧升高。,爆炸可以由不同的原因引起，但不管是何种原因引起的爆炸，归根结底必须有一定的能量。按照能量的来源，爆炸可分为三类：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。按照爆炸反应相的不同，爆炸可分为以下 3 类。 1.气相爆炸 包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸，称喷雾爆炸；飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的爆炸等。气相爆炸的分类见表 4-1。,表 4-1 气相爆炸类别,2.液相爆炸 包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混合所引起的爆炸。例如硝酸和油脂，液氧煤粉等混合时引起的爆炸；熔融的矿渣与水接触或钢水包与水接触时，由于过热发生快速 蒸发引起的蒸汽爆炸等。 3.固相爆炸 包括爆炸性化合物及其他爆炸性物质的爆炸(如乙快铜的爆炸)；导线因电流过载，由于过热，金属迅速气化而引起的爆炸等。,( 二 )爆炸破坏作用,1.冲击波 2.碎片冲击 爆炸的机械破坏效应会使容器、设备、装置以及建筑材料等的碎片，在相当大的范围内飞散而造成伤害。碎片的四处飞散距离一般可达数十道到数百米。,3.震荡作用 爆炸发生时，特别是较猛烈的爆炸往往会引起短暂的地震波。 4.次生事故 发生爆炸时，如果车间、库房(如制氢车间、汽油库或其他建筑物)里存放有可燃物，会造成火灾；高空作业人员受冲击波或震荡作用，会造成高处坠落事故；粉尘作业场所轻微的爆炸冲击波会使积存在地面上的粉尘扬起，造成更大范围的二次爆炸等。,( 三 )可燃气体爆炸,1.分解爆炸性气体爆炸 某些气体如乙炔、乙烯、环氧乙烧等，即使在没有氧气的条件下，也能被点燃爆炸，其实质是一种分解爆炸。除上述气体外，分解爆炸性气体还有臭氧、联氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氧化氢、四氟乙烯等。 分解爆炸性气体在温度和压力的作用下发生分解反应时，可产生相当数量的分解热，这为爆炸提供了能量。 由此可知，如果在此过程中能设法及时导出大量的热，则可避免分解爆炸的发生。 乙炔是常见的分解爆炸气体，因火焰、火花引起分解爆炸情况较多，也有因开关阀门所伴随的绝热压缩产生热量或其他情况下发火爆炸的案例。当乙炔压力较高时，应加入氮气等惰性气体加以稀释。此外。乙炔易与铜、银、汞等重金属反应生成爆炸性的乙炔盐， 这些乙炔盐只需轻微的撞击便能发生爆炸而使乙炔着火。,2.可燃性混合气体爆炸,一般说来，可燃性混合气体与爆炸性混合气体难以严格区分。由于条件不同，有时发生燃烧；有时发生爆炸，在一定条件下两者也可能转化。 燃烧与化学爆炸的区别在于燃烧反应(氧化反应)的速度不同。那么决定反应速度的条件是什么呢 ? 燃烧反应过程一般可以分为三个阶段： (1)扩散阶段。可燃气分子和氧气分子分别从释放源通过扩散达到相互接触。所需时间称为扩散时间；,(2)感应阶段。可燃气分子和氧化分子接受点火源能量，离解成自由基或活性分子。所需时间称为感应时间； (3)化学反应阶段自由基与反应物分子相互作用。生成新的分子和新的自由基，完成燃烧反应。所需时间称为化学反应时间。 三段时间相比，扩散阶段时间远远大于其余两阶段时间，因此是否需要经历扩散过程， 就成了决定可燃气体燃烧或爆炸的主要条件。 在工业生产及日常生产中，很多爆炸事故都是由可燃气体与空气形成爆炸性混合物引 起的。如可燃气体从工艺装置、设备管线泄漏到空气中；或空气渗入存有可燃气体的设备管线中，都会形成爆炸性混合物，遇到点火源就会发生爆炸事故。这类爆炸事故应当作为预防工作的重点。 3.爆炸反应历程（P184）,(四)、物质爆炸浓度极限,1.爆炸极限的基本理论及其影响因素 当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气（或氧）在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。 最低浓度称为爆炸下限；最高浓度称为爆炸上限。用爆炸上限与下限浓度之差与爆炸下限浓度之比值表示其危险度H，即： H = ( L上 - L下 ) / L下 H值越大，爆炸极限范围越宽，危险性越大。,温度的影响，温度越高，爆炸极限范围越宽。 压力的影响，在0.12.0MPa的压力下，对爆炸下限影响不大；当大于2.0MPa时，爆炸下限变小，爆炸上限变大。 惰性介质的影响，随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。 爆炸容器对爆炸极限的影响。 5点火源的影响：活化能量越大加热面积越大、作用时间越长、爆炸极限范围越大。,2.爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算（P187-193） 3.爆炸上限和下限的计算、含有惰性气体组成混合物爆炸极限计算（P193196）,(五)粉尘爆炸,1.粉尘爆炸的机理和特点（P196-197） 2.粉尘爆炸的条件及爆炸过程（P197） 3.粉尘爆炸的特性及影响（P197-198）,(六)燃烧、爆炸的转化,爆炸的最主要特征是压力的急剧上升，并不一定着火(发光、放热)；而燃烧一定有发光放热现象，但与压力无特别关系。化学爆炸，其中绝大多数是氧化反应引起的爆炸，与燃烧现象本质上都属氧化反应，也同样有温度与压力的升高现象。但两者反应速度、放热速率不同，火焰传播速度也不同，前者比后者快得多。 无论是固体或液体爆炸物，还是气体爆炸混合物，都可以在一定的条件下进行燃烧，但当条件变化时，它们又可转化为爆炸。这种转化，有时候人们要加以有益的利用，但有时候却应加以制止。,固体或液体炸药燃烧转化为爆炸的主要条件有三条： 炸药处于密闭的状态下，燃烧产生的高温气体增大了压力，使燃烧转化为爆炸；燃烧面积不断扩大，使燃速加快，形成冲击波，从而使燃烧转化为爆炸；药量较大时，炸药燃烧形成的高温反应区将热量传给了尚未反应的炸药，使其余的炸药受热爆炸。 由以上的分析可知，燃烧与爆炸是爆炸物具有的紧密相关的两个特性。从安全技术角度来讲，防止爆炸物发生火灾与爆炸事故就成了紧密相关的问题。一般来说，火灾与爆炸两类事故往往连续发生。大的爆炸之后常伴随有巨大的火灾；存在有爆炸物质和燃爆混合物的场所，大的火灾往往创造了爆炸的条件。因此，了解燃烧与爆炸的关系，从技术上杜绝一切由燃烧转化为爆炸的可能性，则是防火防爆技术的一个重要方面。,第二节 消防设施与器材,本节内容为：4种消防设施、6种消防器材 新消防法中规定消防设施是指火灾自动报警系统、自动灭火系统、消火栓系统、 可提式灭火器系统、灭火器防烟排烟系统以及应急广播和应急照明、安全疏散设施等。消防器材是指灭火器等移动灭火器材和工具。,一、消防设施,( 一 ) 火灾自动报警系统 自动消防系统应包括探测、报警、联动、灭火、减灾等功能。火灾自动报警系统主要完成探测和报警功能，控制和联动等功能主要由联动控制系统来完成。联动控制系统是由联动控制器与现场的主动型设备和被动型设备组成。现场主动型设备是指在火灾参数的作用下，设备自主执行某种动作；现场被动型设备是指在控制器或人为的控制下才能动作。所以消防系统中有三种控制方式：自动控制、联动控制、手动控制。 火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置和电源等部分组成的通报火灾发生的全套设备，复杂系统还包括消防控制设备。（P199）,1.系统分类,根据工程建设的规模、保护对象的性质、火灾报警区域的划分和消防管理机构的组织形式，将火灾自动报警系统划分为三种基本形式：区域火灾报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。区域报警系统一般适用于二级保护对象：集中报警系统一般适用于一、二级保护对象；控制中心系统一般适用于特级、一级保护对象。 区域报警系统包括火灾探测器、手动报警按钮、区域火灾报警控制器、火灾警报装置和电源等部分。这种系统比较简单但使用很广泛例如行政事业单位工矿企业的要害部门和娱乐场所均可使用。,集中报警系统由一台集中报警控制器、两台以上的区域报警控制器、火灾警报装置和电源等组成。高层宾馆、饭店、大型建筑群一般使用的都是集中报警系统。集中报警控器设在消防控制室，区域报警控制器设在各层的服务台处。对于总线控制火灾报警控制系统，区域报警控制器就是重复显示屏。 控制中心报警系统除了集中报警控制器、区域报警控制器、火灾探测器外，在消防控制室内增加了消防联动控制设备。被联动控制的设备包括火灾警报装置、火警电话、火灾应急照明、火灾应急广播、防排烟、通风空调、消防电梯和固定灭火控制装置等。也就说集中报警系统加上联动的消防控制设备就构成控制中心报警系统。控制中心报警系统用于大型宾馆、饭店、商场、办公室、大型建筑群和大型综合楼工程等。,2.火灾报警控制器,火灾报警控制器(以下简称控制器)是火灾自动报警系统中的主要设备，它除了具控制、记忆、识别和报警功能外，还具有自动检测、联动控制、打印输出、图形显示、通信广播等功能。火灾报警控制器按其用途不同，可分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和通用火 灾报警控制器三种基本类型。,3.火灾自动报警系统 的适用范围,火灾自动报警系统是一种用来保护生命与财产安全的技术设施。理论上讲，除某些特殊场所如生产和储存火药、炸药、弹药、火工品等场所外，其余场所应该都能适用。,( 二 )自动灭火系统,1.水灭火系统 水灭火系统包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕和水喷雾灭火系统。 2.气体自动灭火系统 以气体作为灭火介质的灭火系统称为气体灭火系统。气体灭火系统的使用范围是由气体灭火剂的灭火性质决定的。灭火剂应当具有的特性是：化学稳定性好、耐储存、腐蚀小、不导电、毒性低、蒸发后不留痕迹、适用于扑救多种类型火灾。 3.泡沫灭火系统 泡沫灭火系统指空气机械泡沫系统。按发泡倍数泡沫系统可分为低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统和高倍数泡沫灭火系统。发泡倍数在20倍以下的称低倍数，发泡倍数 21200倍之间的称中倍数泡沫，发泡倍数在2011000倍之间的称高倍数泡沫。,(三)防排烟与通风空调系统,排烟有自然排烟和机械排烟两种形式。排烟窗、排烟井是建筑物中常见的自然排烟形式，它们主要适用于烟气具有足够大的浮力、可能克服其他阻碍烟气流动的驱动力的区域。机械排烟可克服自然排烟的局限，有效地排出烟气。,(四)火灾应急广播与警报装置,火灾警报装置(包括警铃、警笛、警灯等)是发生火灾时向人们发出警告的装置，即告诉人们着火了，或者有什么意外事故。火灾应急广播，是火灾时(或意外事故时)指挥现场人员进行疏散的设备。为了及时向人们通报火灾，指导人们安全、迅速地疏散，火灾事故广播和警报装置按要求设置是非常必要的。,二、消防器材,消防器材主要包括灭火器、火灾探测器等。 ( 一 )灭火器 1.灭火剂 灭火剂是能够有效地破坏燃烧条件，中止燃烧的物质。一切灭火措施都是为了破坏已发生的燃烧条件，并使燃烧的连锁反应中止。灭火剂被喷射到燃烧物和燃烧区域后，通过一系列的物理、化学作用，可使燃烧物冷却、燃烧物与氧气隔绝、燃烧区内氧的浓度降低、燃烧的连锁反应中断，最终导致维持燃烧的必要条件受到破坏，停止燃烧反应，从而起到灭火作用。,(1)水和水系灭火剂。水是最常用的灭火剂，它既可以单独用来灭火，也可以在其中添加化 学物质配制成混合液使用，从而提高灭火效率，减少用水量。这种在水中加入化学物质的 灭火剂称为水系灭火剂。水能从燃烧物中吸收很多热量，使燃烧物的温度迅速下降， 使燃烧中止。水在受热汽化时，体积增大1700多倍，当大量的水蒸气笼罩于燃烧物的周围时，可以阻止空气进人燃烧区，从而大大减少氧的含量，使燃烧因缺氧而窒息熄灭。在用水灭火时，加压水能喷射到较远的地方，具有较大的冲击作用，能冲过燃烧表面而进入内部，从而使未着火的部分与燃烧区隔离开来，防止燃烧物继续分解燃烧。同时水能稀释或冲淡某些液体或气体，降低燃烧强度；能浸湿未燃烧的物质，使之难以燃烧；还能吸收某些气体、蒸气和烟雾，有助于灭火。,不能用水扑灭的火灾主要包括： 1)密度小于水和不溶于水的易燃液体的火灾，如汽油、煤油、柴油等。苯类、醇类、醚类、酮类、脂类及丙烯睛等大容量储罐，如用水扑救，则水会沉在液体下层，被加热后会引起爆沸，形成可燃液体的飞溅和溢流，使火势扩大。 2)遇水产生燃烧物的火灾，如金属钾、钠、碳化钙等，不能用水，而应用砂土灭火。 3)硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾，不能用水流冲击，因为强大的水流能使酸飞溅，流出后遇可燃物质，有引起爆炸的危险。酸溅在人身上，能灼伤人。 4)电气火灾未切断电源前不能用水扑救，因为水是良导体，容易造成触电。 5)高温状态下化工设备的火灾不能用水扑救，以防高温设备遇冷水后骤冷，引起形变或爆裂。,(2)气体灭火剂。气体灭火剂的使用始于19世纪末期。由于气体灭火剂具有释放后对保护设备无污染、无损害等优点，其防护对象逐步向各种不同领域扩充。由于二氧化碳的来源较广，利用隔绝空气后的窒息作用可成功抑制火灾，因此早期的气体灭火剂主要采用二氧化碳。由于二氧化碳不含水、不导电、无腐蚀性，对绝大多数物质无破坏作用，所以可以用来扑灭精密仪器和一般电气火灾。它还适于扑救可燃液体和固体火灾，特别是那些不能用水灭火以及受到水、泡沫、干粉等灭火剂的沾污容易损坏的固体物质火灾。但是二氧化碳不宜用来扑灭金属钾、镁、钠、铝等及金属过氧化物(如过氧化钾、过氧化钠)、有机过氧化物、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、亚硝酸盐、重铬酸盐等氧化剂的火灾。因为二氧化碳从灭火器中喷射出时，温度降低，使环境空气中的水蒸气凝聚成小水滴，上述物质遇水即发生反应，释放大量的热量，同时释放出氧气，使二氧化碳的窒息作用受到影响。因此，上述物质用二氧化碳灭火效果不佳。,淘汰卤代烷灭火剂，促使人们寻求新的环保气体替代。被列为国际标准草案IS014520的替代物有14种。综合各种替代物的环保性能及经济分析，七氟丙烷灭火剂最具推广价值。该灭火剂属于含氢氟烃类灭火剂，国外称为FM-200，具有灭火浓度低、灭火效率高、对大气无污染的优点。另外，混合气体IG-541灭火剂同样对大气层具有无污染的特点，现已逐步开始使用。由于其是由氮气、氧气、二氧化碳自然组合的一种混合物，平时以气态形式储存，所以喷放时，不会形成浓雾或造成视野不清，使人员在火灾时能清楚地分辨逃生方向，且它对人体基本无害。,(3)泡沫灭火剂。泡沫灭火剂有两大类型，即化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂。化学泡沫是通过硫酸铝和碳酸氢钠的水溶液发生化学反应，产生二氧化碳，而形成泡沫。空气泡沫是由含有表面活性剂的水溶液在泡沫发生器中通过机械作用而产生的，泡沫中所含的气体为空气。空气泡沫也称为机械泡沫。,空气泡沫灭火剂种类繁多，根据发泡倍数的不同可分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫灭火剂。高倍数泡沫灭火系统替代低倍数泡沫灭火系统是当今的发展趋势。高倍泡沫的应用范围远比低倍数泡沫广泛得多。高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数高(2011000倍)，能在短时间内迅速充满着火空间，特别适用于大空间火灾，并具有灭火速度快的优点；而低倍数泡沫则与此不同，它主要靠泡沫覆盖着火对象表面，将空气隔绝而灭火，且伴有水渍损失，所以它对液化烃的流淌火灾和地下工程、船舶、贵重仪器设备及物品的灭火无能为力。高倍数泡沫灭火技术已被各工业发达国家应用到石油化工、冶金、地下工程、大型仓库和贵重仪器库房等场所，尤其在近10年来，高倍数泡沫灭火技术多次在油罐区、液化烃罐区、地下油库、汽车库、油轮、冷库等场所扑救失控性大火起到决定性作用。,(4)干粉灭火剂。干粉灭火剂由一种或多种具有灭火能力的细微无机粉末组成，主要包括活性灭火组分、疏水成分、惰性填料，粉末的粒径大小及其分布对灭火效果有很大的影响。窒息、冷却、辐射及对有焰燃烧的化学抑制作用是干粉灭火效能的集中体现，其中化学抑制作用是灭火的基本原理，起主要灭火作用。干粉灭火剂中的灭火组分是燃烧反应的非活性物质，当进入燃烧区域火焰中时，捕捉并终止燃烧反应产生的自由基，降低了燃烧反应的速率，当火焰中干粉浓度足够高，与火焰的接触面积足够大，自由基中止速率大于燃烧反应生成的速率，链式燃烧反应被终止，从而火焰熄灭。,2.灭火器种类及其使用范围,灭火器由筒体、器头、喷嘴等部件组成，借助驱动压力可将所充装的灭火剂喷出，达到灭火目的。灭火器由于结构简单，操作方便，轻便灵活，使用面广，是扑救初起火灾的重要消防器材。 灭火器的种类很多，按其移动方式分为手提式、推车式和悬挂式；按驱动灭火剂的动力来源可分为储气瓶式、储压式、化学反应式；按所充装的灭火剂则又可分为清水、泡沫、酸碱、二氧化碳、卤代烷、干粉、 7150 等。（P203-204）,( 二 )火灾探测器,物质在燃烧过程中，通常会产生烟雾，同时释放出称之为气溶胶的燃烧气体，它们与空气中的氧发生化学反应，形成含有大量红外线和紫外线的火焰，导致周围环境温度逐渐 升高。这些烟雾、温度、火焰和燃烧气体称为火灾参量。 火灾探测器的基本功能就是对烟雾、温度、火焰和燃烧气体等火灾参量作出有效反应，通过敏感元件，将表征火灾参量的物理量转化为电信号，送到火灾报警控制器。根据对不同的火灾参量响应和不同的响应方法，分为若干种不同类型的火灾探测器。主要包括 感光式火灾探测器、感烟式火灾探测器、感温式火灾探测器、复合式火灾探测器和可燃气体火灾探测器等。,1.感光式火灾探测器,感光探测器适用于监视有易燃物质区域的火灾发生，如仓库、燃料库、变电所、计算机房等场所，特别适用于没有阴燃阶段的燃料火灾(如醇类、汽油、煤气等易燃液、气体火灾)的早期检测报警。按检测火灾光源的性质分类，有红外火焰火灾探测器和紫外火焰火灾探测器两种。,2.感烟式火灾探测器,感烟火灾探测器是一种感知燃烧和热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器。用于探测火灾初期的烟雾，并发出火灾报警讯号的火灾探测器。它具有能早期发现火灾、灵敏度高、响应速度快、使用面较广等特点。 感烟火灾探测器分为点型感烟火灾探测器和线型感烟火灾探测器。,3.感温式火灾探测器,感温火灾探测器是对警戒范围中的温度进行监测的一种探测器，物质在燃烧过程中释放出大量热，使环境温度升高，探测器中的热敏元件发生物理变化，将物理变化转变成的电信号传输给火灾报警控制器，经判别发出火灾报警信号。感温火灾探测器种类繁多，根据其感热效果和结构型式，可分为定温式、差温式和差定温组合式三类。,4.可燃气体火灾探测器,可燃性气体包括天然气、煤气、烷、醇、醛、炔等，当其在某场所的浓度超过一定时，偶遇明火便会发生燃烧或爆炸(轰燃)，是非常危险的。可燃物质燃烧时除有大量雾、热量和火光之外，还有许多可燃性气体产生，如一氧化碳、氢气、甲烷、乙醇、乙炔等。利用可燃气体探测器监视这些可燃气体浓度值，及时发出火灾报警信号，及时采取灭火措施，是非常必要的。 可燃性气体探测器主要应用在有可燃气体存在或可能发生泄漏的易燃易爆场所，或用于居民住宅(有煤气或天然气存在或易发生泄漏的地方)。 安装使用可燃气体探测器应注意以下几点：（P206）,5.复合式火灾探测器,复合式火灾探测器包括复合式感温感烟火灾探测器、复合式感温感光火灾探测器、复合式感温感烟感光火灾探测器、分离式红外光束感温感光火灾探测器。,( 三 )消防梯,消防梯是消防队队员扑救火灾时，登高灭火，救人或翻越障碍物的工具。目前普通用的有单杠梯、挂钩梯、拉梯三种。按使用的材料分为木梯、竹梯、铝合金梯等。,( 四 )消防水带,消防水带是火场供水或输送泡沫混合液的必备器材，广泛应用于各种消防车消防泵消火栓等消防设备上。按材料不同分为麻织、锦织涂胶、尼龙涂胶。按口径不同分为5Omm、65mm、75mm、90mm；按承压不同分为甲、乙、丙、丁四级各承受的水压强度不同，水带承受工作压力分别为大于1MPa、0.80.9Mpa、0.60.7Mpa、小于0.6MPa几种。按照水带长度不同分为15m、20m、25m、30m。,( 五 )消防水枪 消防水枪是灭火时用来射水的工具。其作用是加快流速，增大和改变水流形状。按照水枪口径不同分为13mm、16mm、19mm、22mm、25mm；按照水枪开口形式不同分为直流水枪、开花水枪、喷雾水枪、开花直流水枪几种。 ( 六 )消防车 目前我国的消防车有水罐泵浦车、泡沫消防车、干粉消防车、C02消防车、干粉泡沫水罐泵浦联用消防车、火灾照明车、曲臂登高消防车。,第三节 防火防爆技术,本节内容为2大基本原则、5类点火源、7项控制措施、2种安全技术 一、火灾爆炸预防基本原则 1.防火基本原则,根据火灾发展过程的特点，应采取 如下基本技术措施：,(1)以不燃溶剂代替可燃溶剂。 (2)密闭和负压操作。 (3)通风除尘。 (4)惰性气体保护。 (5)采用耐火建筑材料。,(6)严格控制火源。 (7)阻止火焰的蔓延。 (8)抑制火灾可能发展的规模。 (9)组织训练消防队伍和配备相应消防器材。,2.防爆基本原则,(1)防止爆炸性混合物的形成。 (2)严格控制火源。 (3)及时泄出燃爆开始时的压力。,(4)切断爆炸传播途径。 (5)减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏。 (6)检测报警。,二、点火源及其控制,工业生产过程中，存在着多种引起火灾和爆炸的着火源，例如化工企业中常见的着火源有明火、化学反应热、化工原料的分解自燃、热辐射、高温表面、摩擦和撞击、绝热压缩、电气设备及线路的过热和火花、静电放电、雷击和日光照射等。消除着火源是防火和防爆的最基本措施，控制着火源对防止火灾和爆炸事故的发生具有极其重要的意义。,1.明火,明火是指敞开的火焰、火星和火花等，如生产过程中的加热用火、维修焊接用火及其他火源是导致火灾爆炸最常见的原因。（P208-209）,2.摩擦和撞击,摩擦和撞击往往是可燃气体、蒸气和粉尘、爆炸物品等着火爆炸的根源之一。例如机器轴承的摩擦发热、铁器和机件的撞击、钢铁工具的相互撞击、砂轮的摩擦等都能引起火 灾；甚至铁桶容器裂开时，亦能产生火花，引起逸出的可燃气体或蒸气着火。,在易燃易爆场合应避免这种现象的发生，如工人应禁止穿钉鞋，不得使用铁器制品。搬运储存可燃物体和易燃液体的金属容器时，应当用专门的运输工具，禁止在地面上滚动、拖拉或抛掷，并防止容器的互相撞击，以免产生火花，引起燃烧或容器爆裂造成事故。吊装可燃易爆物料用的起重设备和工具，应经常检查，防止吊绳等断裂下坠发生危险。如果机器设备不能用不发生火花的各种金属制造，应当使其在真空中或惰性气体中操 作。 在有爆炸危险的生产中，机件的运转部分应该用两种材料制作，其中之一是不发生火花的有色金属材料(如钢、铝)。机器的轴承等转动部分，应该有良好的润滑，并经常清除附着的可燃物污垢。敲打工具应用镀铜合金或包铜的钢制作。地面应铺沥青、菱苦土等较软的材料。输送可燃气体或易燃液体的管道应做耐压试验和气密性检查，以防止管道破裂、接口松脱而跑漏物料，引起着火。,3.电气设备,电气设备或线路出现危险温度、电火花和电弧时，就成为引起可燃气体、蒸气和粉尘着火、爆炸的一个主要着火源。电气设备发生危险温度是由于在运行过程中设备和线路的 短路、接触电阻过大、超负荷或通风散热不良等造成的。发生上述情况，设备的发热量增加，温度急剧上升，出现大大超过允许温度范围，不仅能使绝缘材料、可燃物质和积落的可燃灰尘燃烧，而且能使金属熔化，酿成电气火灾。,电火花可分为工作火花和事故火花两类，前者是电气设备(如直流电焊机)正常工作时产生的火花，后者是电气设备和线路发生故障或错误作业出现的火花。电火花一般具有较高的温度，特别是电弧的温度可达到5000 6000，不仅能引起可燃物质燃烧，还能使金属熔化飞溅，构成危险的火源。电气设备或线路出现危险温度、电火花和电弧时，便成为引起可燃气体、蒸气和粉尘着火、爆炸的一个主要火源。 保证电气设备的正常运行，防止出现事故火花和危险温度，对防火防爆有着重要意义。要保证电气设备的正常运行，则需保持电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值，保持电气设备和线路绝缘能力以及良好的连接等。,电气设备应保持清洁，因为灰尘堆积和其他脏污既降低电气设备的绝缘，又妨碍通风和冷却，还可能由此引起着火。因此，应定期清扫电气设备，以保持清洁。具有爆炸危险的厂房内，应根据危险程度的不同，采用防爆型电气设备。按照防爆结构和防爆性能的不同特点，防爆电气设备可分为隔爆型、充油型、充砂型、通风充气型、本质安全型、无火花型等。（P210） 应根据爆炸危险区域的特征选择防爆电气设备的类型；根据危险区域内危险物品的理化性能选择防爆电气设备的级别。,有可燃气体或蒸气爆炸危险的场所，防爆电气设备外壳的表面最高温度(极限温度和极限温升)不得超过表4-9的规定。在有粉尘或纤维爆炸性混合物的场所内，电气设备外壳的表面温度不应超过125如必须采用超过该温度的电气设备时，则其温度必须比粉尘或纤维混合物的自燃点低，即低于75或低于自燃点的2/3，所用防爆型设备外壳的表面温度不得超过200。工厂用防爆电气设备的环境温度为40，煤矿用的为35。,4.静电放电,生产工艺过程中产生的静电有时会带来严重的危害，有些甚至造成巨大的灾害。防止和消除静电危险十分重要。生产过程中产生的静电电压可达到几万伏以上，静电除可能引 起多种爆炸性混和物发生爆炸外还可能造成电击。,为防止静电放电火花引起的燃烧爆炸，可根据生产过程中的具体情况采取相应的防静电措施。如以下几种措施： (1)控制流速。流体在管道中的流速必须加以控制，例如易燃液体在管道中的流速不宜超过45m/s，可燃气体在管道中的流速不宜超过68m/s。 (2)保持良好接地。接地是消除静电危害最为常用的方法之一。 (3)采用静电消散技术。工艺过程中产生的静电总是伴随着产生和消散两个区域，静电电荷在这里依照电荷守恒定律进行着交换。在静电产生区域是把静电分离成相等的正、负电荷，在静电消散区，带电物体上的电荷经过泄漏而消散。显然，通过增强消散过程可以使静电危害得以减轻和消除。,(4)人体静电防护。在静电场中，人体是一个活动的静电导体，很容易由静电感应而导致火花放电，因此要特别注意防止其他人员过分接近正在操作有爆炸危险品的工作人员，以避免不必要的静电放电现象的发生。生产和工作人员应尽量避免穿尼龙或的确良等易产生静电的工作服，而且为了导除人身上积累的静电，最好穿布底鞋或导电橡胶底胶鞋。工作地点宜采用水泥地面。 (5)其他技术。在具有爆炸危险的厂房内，一般不允许采用平皮带传动，可以采用三角皮带传动。但最好的方法是安设单独的防爆式电动机，即电动机和设备之间用轴直接传动 或经过减速器传动。采用皮带传动时，为防止传动皮带在运转中产生静电发生危险时，可每隔35天在皮带上涂抹一次防静电的涂料。此外，还应防止皮带下垂，皮带与金属接 地物的距离不得小于2030cm，以减小对接地金属物放电的可能性。 增高厂房或设备内空气的湿度，也是防止静电的基本措施之一。当相对湿度在65% 70%以上时，能防止静电的积累。对于不会因空气湿度而影响产品质量的生产，可用喷水或喷水蒸气的方法增加空气湿度。,5.化学能和太阳能,有些物质在常温下能与空气发生氧化反应放出热量而引起自燃，因此，应保存在水中(液封)，避免与空气接触；有些物质与水作用能够分解放出可燃气体，如电石与水作用可分解放出乙炔气体，金属钠与水作用分解放出氢气，五硫化磷与水作用分解放出硫化氢等，这类物质应特别注意采用防潮措施；有的物质受热升温能分解放出具有催化作用的气体，如硝化棉、赛璐璐等受热能放出氧化氮和热量，氧化氮对其进一步分解有催化作用，以至发生燃烧和爆炸。对上述各类物质要特别注意防热、通风。直射的太阳光通过凸透 镜、圆形玻璃瓶、有气泡的玻璃等会聚焦形成高温焦点，能够点燃易燃易爆物质。有爆炸危险的厂房和库房必须采取遮阳措施，窗户采用磨砂玻璃，以避免形成点火源。,三、爆炸控制,防止爆炸的一般原则：一是控制混合气体中的可燃物含量处在爆炸极限以外；二是使用惰性气体取代空气；三是使氧气浓度处于其极限值以下。为此应防止可燃气向空气中泄漏，或防止空气进入可燃气体中；控制、监视混合气体各组分浓度；装设报警装置和设施。 在生产过程中，应根据可燃易燃物质的燃烧爆炸特性，以及生产工艺和设备