消防基礎知識--燃燒與爆炸.ppt

2019/4/23,1,消防基礎知識,燃燒 爆炸,課時：3小時 主講人；張林,2019/4/23,2,第一節(jié)：燃燒,一、燃燒的本質 燃燒，俗稱“著火”。人們通過長期用實踐和大量的科學實驗證明，燃燒是可燃物質與氧化劑作用發(fā)生的一種放熱發(fā)光的劇烈化學反應。,2019/4/23,3,二、燃燒的條件* （一）、燃燒的必要條件,點火源,可燃物,助燃物,燃燒三角形,（無焰）,用燃燒三角形來表示無焰燃燒 的必要條件是非常確切的,2019/4/23,4,燃燒四面體,可燃物,點火源,助燃物,未受抑制的鏈式反應,燃燒的必要條件,（有焰）,有焰燃燒，因過程中存在未受抑制的游離基 （自由基，它是一種高度活潑的化學基因） 作中間體，能與其它的自由基和分子起反應， 從而使燃燒按鏈式反應擴展。,2019/4/23,5,1、可燃物 凡是能與空氣中的氧氣或其他氧化劑起燃燒化學反應的物質稱可燃物，如木材、氫氣、汽油、紙張、硫等。 可燃物按物理狀態(tài)分為：氣體可燃物、液體可燃物、固體可燃物 注：灼熱的鐵在純氧中能發(fā)生劇烈的燃燒，灼熱的銅能在純氯中發(fā)生劇烈燃燒；把鋁粉碎成粉末，不但會燃燒，甚至一旦飛揚在空氣中還能發(fā)生爆炸。（瞿溪爆炸案）,2019/4/23,6,2、助燃物 凡是與可燃物質相結合并能幫助、支持和導致著火或爆炸的物質，稱為助燃物。助燃物實際上是氧化劑，最常見的是氧氣， 除氧氣外，氟、氯、溴、氯酸鉀、過氧化鈉等也可以作為燃燒反應的氧化劑。,2019/4/23,7,3、點火源 凡是能引起可燃物著火或爆炸的熱能源，統(tǒng)稱為點火源（又稱引火源） 常見的能量來源有熱能、電能、光能等,2019/4/23,8,3.1、點火源分類 常見的火源有以下七類： 1、明火焰； 2、高溫物體； 3、電火花； 4、撞擊與摩擦； 5、光線照射與聚集； 6、絕熱壓縮（機械能變?yōu)闊崮埽?7、化學反應放熱（化學能變?yōu)闊崮?;,2019/4/23,9,3.2、明火焰的危險性及安全對策 明火焰的危險性和表現(xiàn)形式 明火焰裸露之火 常見的明火焰：火柴火焰、打火機火焰、蠟燭火焰、煤爐火焰、液化石油汽灶具火焰、工業(yè)蒸汽鍋爐火焰、酒精噴打火焰、氣焊氣割火焰等,2019/4/23,10,絕大多數(shù)明火焰的溫度超過700，而絕大多數(shù)可燃物的自燃點低于700。,幾種固體的自燃點,幾種氣體及液體在空氣中的自燃點,幾種粉塵的自燃點,2019/4/23,11,以下就典型的高溫物體予以介紹：,（1）鐵皮煙囪：表面溫度在靠近爐灶處可超過500 ，在煙囪垂直升到平房屋頂天棚處，煙囪表面溫度往往也能達到200 。 （2）發(fā)動機燃燒室內的溫度一般可達2000 ，排氣管一般還可能高達150 200 。 （3）無焰燃燒的火星：溫度可達350 以上。,2019/4/23,12,4、鏈式反應 有焰燃燒都存在著鏈式反應，當某種可燃物受熱時，它不僅會汽化，而且該可燃物的分子會發(fā)生熱裂解作用，即它們在燃燒前會裂解成為更簡單的分子。此時，這些分子中的一些原子間的共價鍵會發(fā)生斷裂，從而生成自由基。它是一種高度活潑的化學形態(tài)，能與其他的自由基和分子反應，從而使燃燒持續(xù)下去，這就是燃燒的鏈式反應。,2019/4/23,13,（二）、燃燒的充分條件 1、一定的可燃濃度 可燃氣體或蒸氣只有在達到一定的濃度時才會發(fā)生燃燒或爆炸，如：甲烷只有在其濃度達到5%時才有可能發(fā)生燃燒；氫氣在空氣中的含量達到4%75%時就能著火甚至爆炸；但若氫氣在空氣中的含量低于4%或高于75%時即不能發(fā)生著火，也不能發(fā)生爆炸。 2、一定的氧氣含量（部分物質燃燒所需的最低含氧量）,2019/4/23,14,3、一定的點火能量 各種不同可燃物發(fā)生燃燒，均有本身固定的最小點火能量要求。也就是說，點火源必須有一定的溫度和足夠的熱量，否則，燃燒便不會產生。物質燃燒所需點火源的強度，取決于不同可燃物的著火溫度，即引起燃燒的最小點火能量，低于這個能量便不能引起可燃物燃燒。 4、未受抑制的鏈式反應 對于有焰燃燒，除以上三個條件外，燃燒過程中存在未受抑制的游離基（自由基），形成鏈式反應，使燃燒能夠持續(xù)下去，亦是燃燒的充分條件之一。 注：所謂防火和滅火的基本措施就是去掉其中的一個或幾個條件，使燃燒不致發(fā)生或不能持續(xù)。,2019/4/23,15,三、燃燒的類型 燃燒的類型主要有：閃燃、自燃、著火、陰燃和爆炸。 （一）閃燃 在一定溫度下、液體（固體）表面上能產生足夠的可燃蒸氣，達到一定的濃度時遇火能產生一閃即滅的火焰的燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。 液體發(fā)生閃燃的最低溫度叫做閃點 表：為幾種液體的閃點,2019/4/23,16,產生閃燃的現(xiàn)象： 這所以產生閃燃的現(xiàn)象，是由于液態(tài)可燃物表面會產生可燃蒸氣，固態(tài)可燃物也因蒸發(fā)、升華或分解生產可燃氣體或蒸氣，這些可燃氣體與空氣混合而成可燃性氣體。當達到閃點遇明火時，燃燒速度并不快，生成的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，新的蒸氣來不及產生并供應燃燒進行下去，所以閃燃一下就滅了。閃燃往往是持續(xù)燃燒的先兆。 注：化工企業(yè)甲類原料倉庫（甲醇、丙酮等）都有在規(guī)定的時間段里，打開排風機進行排風，目的就是稀釋材料表面產生一定濃度的可燃蒸氣。,2019/4/23,17,（二）自燃 可燃物質在沒有外部明火火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產生的自行燃燒現(xiàn)象稱為自燃。 例：有些化工企業(yè)簡易倉庫棚頂，安裝自動噴淋系統(tǒng)（高溫時打開噴淋在棚頂自動噴水，目的就是降溫，防止受熱自燃）,分,本身自燃,受熱自燃,物質內部自行發(fā)熱而發(fā)生的燃燒現(xiàn)象,物質本加熱到一定溫度時發(fā)生的燃燒現(xiàn)象,2019/4/23,18,（三）著火 可燃物在空氣中受著火源的作用而發(fā)生持續(xù)燃燒的現(xiàn)象，叫做著火。物質著火，需要一定的溫度?？扇嘉镩_始持續(xù)燃燒所需要的最低溫度叫做燃點（又叫著火點）。 表：一些可燃物的燃點,可燃物,未達燃點,不著火,燃點越低,可燃物,越容易著火,2019/4/23,19,（四）陰燃 沒有火焰的緩慢燃燒現(xiàn)象稱為陰燃。 一些固體可燃物在空氣不流通，加熱溫度較低或含水分較高時會發(fā)生陰燃，如：成捆堆放的棉、麻、紙張及大堆垛的煤、草、水稻、濕森材等易發(fā)生這類火災。隨著陰燃的進行，熱量聚集，溫度升高，此時空氣的導入可能會轉變?yōu)橛醒嫒紵?例：1998年，安徽貴池一個國營糧倉發(fā)生稻谷陰燃，最后燒掉幾百噸稻谷，堆的太深陽 失火罪,2019/4/23,20,（二）燃爆（閃爆） 以亞音速傳播的爆炸稱為爆燃 例一：居家用的大多數(shù)是嵌入式煤氣灶，灶柜太密封，每次熄火時爐頭內未燃燒的煤氣沉淀到灶柜中，沒有得到及時排放，當積累到一定量時，如果煤氣與空氣的混合比率達到爆炸極限28時，一遇明火就很容易發(fā)生閃爆，即瞬時爆炸，產生高溫火球，體積以原來250倍迅速膨脹，除了可以造成人體表面燒傷和家庭設施損壞外，更致命的是容易造成吸入性呼吸道燙傷。 例二、 鍋爐爐鏜中積存的可燃混合物瞬間同時燃燒，從而使爐膛煙氣側壓力突然升高的現(xiàn)象。,有燃料和助燃空氣的積存,燃料和空氣混合物達到了 爆燃的濃度,有燃料和助燃空氣的積存,有足夠的點火能源,爆燃三要素,2019/4/23,21,西安南郊一家屬院天然氣閃爆 多戶居民家中受損,2008年2月17日位于西安市青松路的西安電爐研究所家屬院內，一住戶家中發(fā)生天然氣閃爆。該住戶50多平方米的家里成了煤渣碳窯，整棟七層樓住戶的玻璃基本被震碎.,2019/4/23,22,專家提醒：出門時別忘記關閉氣源總開關，進門后應注意檢查家中有無異味，一旦發(fā)現(xiàn)液化氣泄漏時，不要慌張，作如下處理： 1、及時關閉燃氣總閥 2、打開門窗通風換氣 3、千萬不要開啟任何電器開關或拔打手機，謹防電器開關的電火花引發(fā)燃氣閃爆事故 4、如故障不能排除，要及時出門撥打供氣部門的報修電話或向119或110報警，請專業(yè)人員上門維修和處理,2019/4/23,23,2019/4/23,24,2019/4/23,25,2019/4/23,26,2019/4/23,27,2019/4/23,28,2019/4/23,29,四、燃燒學的幾個重要概念 （一）閃點： 1、概念：在規(guī)定的試驗條件下，液體（固體）表面能產生閃燃的最低溫度稱為閃點。 2、閃點在消防工作中的重要意義,達到閃點的物質處于燃燒的臨界狀態(tài)，燃燒或火災的發(fā)生往往會開始。如果此時人們對達到閃點的物質及其條件進行及時的處置和干涉，就能有效地控制燃燒甚至是火災的發(fā)生。 閃點是生產廠房的火災危險性分類的重要依據； 閃點是儲存物品倉庫的火災危險性分類的重要依據； 閃點是甲、乙、丙類危險性液體分類的依據 以甲乙丙類液體的分類為依據，規(guī)定了廠房和庫房的耐火等級、層數(shù)、占地面積、安全疏散、防火間距、防爆設置等。,2019/4/23,30,例表：可燃液體的火災危險性分類,2019/4/23,31,（二）燃點： 在規(guī)定的條件下，液體或固定能產生持續(xù)燃燒的最低溫度稱為燃點。,一切可燃液體的燃點都高于閃點。 要控制物質燃燒，需將溫度降至其燃點以下。 （三）自燃點： 在規(guī)定的條件下，可燃物質產生的自燃的最低溫度是該物質的自燃點。,2019/4/23,32,五、可燃氣體、液體、固體的燃燒特點 （一）可燃氣體的燃燒特點： 可燃氣體的燃燒，必須經過與氧化劑接觸，混合的物理過程和著火（或爆炸）的劇烈氧化還原反應階段。 （二）可燃液體的燃燒特點： 可燃液體的燃燒實際上是可燃液體蒸氣的燃燒。 （三）固體的燃燒特點： 固體可燃物必須經過受熱、蒸發(fā)、熱分解，固體上方可燃氣體濃度達到燃燒極限，才能持續(xù)不斷地發(fā)生燃燒。,硫、磷、瀝表 熱塑性高分子材料等,木材、紙張、棉 麻、熱固塑料 合成橡膠,木炭、焦炭 （發(fā)紅燃燒無焰）,成捆的棉、麻、 大堆垛的草，稻谷等,2019/4/23,33,六、火焰： 火焰就是可燃物質正在進行燃燒的氣體和蒸氣的體積。它是由三個部分組成的，即焰心、內焰、外焰。,外焰是包圍在內焰外幾乎沒有發(fā)亮的 部分，由于這里空氣充足，因此形成完全燃燒,內焰是指包圍在焰心外部的明亮的圓錐體部分。在這里 氣體產物進一步分解，產生氫氣和許多微小的炭粒，并 局部燃燒，因此溫度較高。但由于空氣不充足，大部分 炭粒沒有燃燒，而是灼熱發(fā)光，所以內焰顯得非常亮。,焰心是指火焰內部靠近焰蕊較暗的圓錐體部分。它是由可燃物受 高溫作用后被蒸發(fā)和分解的氣體產物構成。由于焰心空氣不足， 溫度較低不發(fā)生燃燒，只是向外輸送氣體。,2019/4/23,34,七、燃燒產物： 燃燒或熱解作用而產生的全部物質，稱為燃燒產物。,燃 燒 產 物,氣體、熱量、 可見煙等,一氧化碳、氰化氫 二氧化碳、丙烯醛 化氫、二氧化硫等,氣 體,2019/4/23,35,第二節(jié)：爆炸,一、爆炸的概念 由于物質急劇氧化或分解反應，使溫度、壓力增加或兩者同時增加的現(xiàn)象，稱為爆炸。,爆炸,物理爆炸,化學爆炸,核爆炸,由于液體變成蒸氣或 氣體迅速膨脹，壓力急速 增加，并大大超過容器 的極限壓力而發(fā)生的爆炸。,因物質本身起化學反應， 產生大量氣體和高溫， 而發(fā)生的爆炸。,蒸氣鍋爐 液化器鋼瓶,炸藥，可燃氣體、 液體蒸氣和粉塵 與空氣混合物的爆炸,在消防工作中經常遇到的是可燃性氣體、蒸氣、粉塵、液滴與空氣或其它氧化介質形成爆炸性 混合物發(fā)生的爆炸。,2019/4/23,36,二、爆炸極限 可燃氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合后，遇火產生爆炸的最高或最低濃度，稱為爆炸極限。通常以體積百分數(shù)表示。 低于爆炸下限時不爆炸也不著火，在高于爆炸上限同樣不燃不爆； 這是由于前者的可燃物濃度不夠，過量空氣的冷卻作用，阻止了火焰的蔓延。而后者則是空氣不足，導致火焰不能蔓延的緣故,爆炸極限,爆炸下限（燃燒下限）,爆炸上限（燃燒上限）,2019/4/23,37,表例： 一些可燃氣體在空氣中的爆炸極限 一些可燃液體蒸氣在空氣中的爆炸極限,2019/4/23,38,粉塵爆炸案例： 郭溪街道殿上村家庭作坊爆炸案(鋁粉塵爆炸)(超級連接),三、粉塵爆炸的條件 1、粉塵本身必須是可燃性的； 2、粉塵必須具有相當大的比表面積； 3、粉塵必須懸浮在空氣中，與空氣混 合形成爆炸極限范圍內的混合物。,四、粉塵爆炸的特點 1、多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點。 因初始爆炸將沉積的粉塵揚起，在新的 空間中形成更多的爆炸混合物而再次爆炸。 2、粉塵爆炸所需的最小點火能量較高， 一般在幾十毫焦耳以上。 3、與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力 上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放 的能量大，破壞力強。,2019/4/23,39,謝 謝！,