火灾爆炸事故机理正式版.docx
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火灾爆炸事故机理正式版
文件编号:
TP-AR-L7835
火灾爆炸事故机理(正式版)
InTermsOfOrganizationManagement,ItIsNecessaryToFormACertainGuidingAndPlanningExecutablePlan,SoAsToHelpDecision-MakersToCarryOutBetterProductionAndManagementFromMultiplePerspectives.
(示范文本)
编订:
_______________
审核:
_______________
单位:
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编订人:
某某某
审批人:
某某某
火灾爆炸事故机理(正式版)
使用注意:
该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
第一节火灾爆炸事故机理
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,通常同时释放出火焰或可见光。
2、火灾的定义。
在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
不包括:
地下矿井部分发生爆炸;飞机因飞行事故而导致本身燃烧;
3、燃烧与火灾发生的必要条件。
即火的三要素:
氧化剂、可燃物、点火源。
(二)燃烧与火灾的过程和形式
2、燃烧的4种形式:
1)扩散燃烧。
可燃气体与氧气边混合边燃烧;
2)混合燃烧。
可燃气体和阻燃气体,先混合,遇点火源即发生燃烧。
往往能造成重大损失。
3)蒸发燃烧。
可燃液体遇热蒸发,蒸气氧化分解而进行的燃烧。
4)分解燃烧。
可燃物质在燃烧过程中首先遇热分解出可燃气体,与氧气进行的燃烧。
(三)、火灾的分类
1、按物质的燃烧特性将火灾分为6类:
A类:
固体物质火灾;B类:
液体火灾和可熔化的固体物质火灾;C类:
气体火灾;D类:
金属火灾;
E类:
物体带电燃烧的火灾;F:
烹饪器具内烹饪物火灾。
2、按损失规模分:
1)特大火灾:
死亡≥10人;死亡+重伤≥20人;受灾户数≥50户;财物损失≥100万元。
2)重大火灾:
死亡≥3人;死亡+重伤≥10人;受灾户数≥30户;财物损失≥30万元;
3)一般火灾:
除上述外。
(四)、火灾的基本概念及参数
1、闪燃:
可燃物表面或上方在很短时间内重复出现火焰一闪即灭的现象。
闪燃往往是持续燃烧的先兆。
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:
分为自热自燃和受热自燃。
5、闪点:
在规定条件下,物质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。
6、燃点:
在规定条件下,可燃物质产生自燃的最低温度。
燃点对可燃物质和闪点较高的液体有重要意义。
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。
一般情况下,密度越大,闪点越高,而自燃点越低。
如:
汽、煤、(轻、重)柴、蜡、渣油的密度依次增大,闪点升高,自燃点降低。
8、引燃能(最小点火能):
是指能够触发初始燃烧化学反应的能量。
影响因素:
温度、释放的能量、热量和加热时间。
9、着火延滞期时间:
是指可燃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。
混合气体着火前自动加热的时间称为诱导期。
(五)典型火灾的发展规律。
分为初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期。
初起期:
此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:
轰然发生在这一阶段;最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾。
(六)燃烧的机理。
活化能理论、过氧化物理论、链反应理论。
氢气在空气中的浓度低于4%就不能点燃;空气中的氧气低于14%,常见可燃物就不会燃烧。
当可燃物和氧化剂开始发生燃烧后,为使化学反应能够持续下去,反应区内还必须能够不断生成活性基团。
如果除去活性基团,链反应中断,连续的燃烧也会停止。
链反应一般可以分为:
链的引发、链的发展和链的终止三阶段。
二、爆炸
(一)爆炸及其分类
爆炸主要特征是爆炸点及其周围压力急剧升高。
按能量来源分为:
物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
按爆炸反应相不同分为三类:
气相爆炸、液相爆炸和固相爆炸。
气相爆炸分:
混合气体爆炸、气体的分解爆炸、粉尘爆炸、喷雾爆炸。
液相爆炸:
如硝酸和甘油,液氧和煤粉,熔融的矿渣或钢水包与水接触。
固相爆炸:
如乙炔铜的爆炸,导线过载过热引起的金属气化爆炸。
不管何种能源引起的爆炸,都具备两个特征:
能源具有极大的密度和极大的能量释放速度。
(二)爆炸的破坏作用:
冲击波、碎片冲击、震荡作用和次生事故。
(三)可燃气体爆炸
1、分解爆炸性气体爆炸
乙炔、乙烯、环氧乙烷等,即使在没有氧气的条件下,也能被点燃爆炸,其实质是分解爆炸。
乙炔是常见的分解爆炸气体,此外,乙炔与铜、银、汞等反应生成爆炸性乙炔盐。
安全规程规定:
不能用含铜量超过70%的铜合金做乙炔容器;在用乙炔焊接时,不能使用含银焊条。
分解爆炸的敏感性与压力有关。
乙烯分解爆炸所需发火能比乙炔大。
压力200MPa时,很危险。
环氧乙烷分解爆炸的临界压力为40KPa。
2、可燃性混合气体爆炸
燃烧反应过程分三个阶段:
扩散阶段、感应阶段、化学反应阶段。
其中扩散阶段时间远大于其余两个阶段。
(四)物质爆炸的浓度极限
1、爆炸极限的基本理论及其影响因素
危险度H=(L上-L下)/L下,一般情况下,H越大,爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大。
1)温度的影响。
混合爆炸性气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,下限越低,上限越高。
2)压力的影响。
在0.1-2.0MPa,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大。
大于2.0MPa时,同时影响。
当初始压力降到某一数值时,下限与上限重合,此压力成为爆炸的临界压力。
3)惰性气体的影响。
随着惰性气体含量的增加,爆炸极限范围缩小。
当惰性气体的浓度增加到某一数值时,爆炸上下限趋于一致,使混合气体不发生爆炸。
惰性气体浓度对爆炸上限影响较大。
4)爆炸容器对爆炸极限的影响。
爆炸容器的材料和尺寸对爆炸极限有影响。
若容器材料的传热性好,管径越细,火焰在其中越难传播,爆炸极限范围变小。
当小到某一数值,火焰就不能传播下去,称为临界直径或最大灭火间距。
如甲烷的0.4-0.5mm,氢和乙炔为0.1-0.2mm。
目前一般采用直径为50mm的爆炸管或球形爆炸容器。
5)点火源的影响。
点火源的活化能量越大,加热面积越大,作用时间越长,爆炸极限范围也越大。
多种可燃气体组成爆炸极限的计算:
Lm=100/(V1/L1+V2/L2+V3/L3)
(五)粉尘爆炸。
是一个瞬间的连锁反应,属于不稳定的气固二相流反应。
1、粉尘爆炸的机理与特点
粉尘爆炸的特点:
1)粉尘爆炸速度和爆炸压力上升速度比气体爆炸小,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大;
2)爆炸感应期较长;3)有产生二次爆炸的可能性。
2、粉尘爆炸的条件及爆炸过程
1)条件:
粉尘本身具有可燃性;粉尘虚浮在空气中并达到一定浓度;有足以引起粉尘爆炸的初始能量。
2)爆炸过程
粉尘爆炸过程与可燃气体爆炸相似,但有两点区别:
一是粉尘爆炸所需的发火能更多;二是气体爆炸以热传导为主,而粉尘爆炸的热辐射的作用大。
3、粉尘爆炸的特性及影响因素。
评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数是:
爆炸极限、最小点火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力及压力速率。
(六)燃烧爆炸的转化
爆炸的主要特征是压力急剧上升,并不一定着火;燃烧一定有发光放热现象,但与压力无特别关系。
固体或液体炸药燃烧转化为爆炸的主要三条件:
1、炸药处于密封状态,燃烧产生的高温气体增大了压力,使燃烧转化为爆炸;
2、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;
3、药量较大时,炸药燃烧形成的高温反应区将热量传给尚未反应的炸药,使其余的炸药受热爆炸。
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