防火防爆知識第1頁，課件共102頁，創作于2023年2月二、燃燒條件

燃燒必須具備三個條件：有可燃物質存在(固體燃料如煤，液體燃料如汽油，氣體燃料如甲烷)；有助燃物質的存在，通常的助燃物質有空氣、氫、氯、氧等；有導致燃燒的能源，即點火源，如撞擊、摩擦、明火、高溫表面、發熱自燃、絕熱壓縮、電火花、光和射線等。可燃物質、助燃物質和點火源也稱為燃燒的三要素。三者只有同時存在，相互作用燃燒才有可能發生，缺少其中任一要素，燃燒都不能發生。燃燒的三要素只是燃燒的必要條件。要使燃燒能持續發生和蔓延，還必須達到另外兩個條件。

(1)可燃物質和助燃物質達到一定的數量和濃度。對于一般可燃物質，空氣中氧的濃度小于14％時，通常不會發生燃燒。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，甲烷中國石化北京燕山分公司第2頁，課件共102頁，創作于2023年2月都不會燃燒。對于固體物質，通常用氧指數來評價其可燃性。氧指數又稱臨界氧濃度(COC)，或極限氧濃度(LOC)。

(2)點火源必須具備一定的強度。電焊火花的溫度可達1200℃，能點燃可燃氣體與空氣的混合物、易燃液體和油面紗等，但卻不能點燃木材、煤炭等，這說明了可燃物質不同，需要的引燃火源的強度也不同。引起一定濃度可燃物質燃燒的最小能量稱為該物質的最小點火能量。如點火源的能量小于該物質的最小點火能量，就不能引燃該物質。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。

可燃物質、助燃物質和點火源必須同時存在、相互作用燃燒才有可能發生的基本理論，是防火技術的根本依據。一切防火技術措施都包括兩個方面，一是防止燃燒必要條件的同時存在，二是避免其相互作用。中國石化北京燕山分公司第3頁，課件共102頁，創作于2023年2月三、燃燒過程

可燃物質的聚集狀態不同，其受熱后所發生的燃燒過程也不同。除結構簡單的可燃氣體(如氫氣)外，大多數可燃物質的燃燒并非是物質本身在燃燒，而是物質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。可燃液體首先蒸發成蒸氣，其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。在固體燃燒中，如果是簡單物質硫、磷等，受熱后首先熔化，蒸發成蒸氣進行燃燒，沒有分解過程；如果是復雜物質，在受熱時首先分解為氣態和液態產物，其氣態和液態產物的蒸氣進行氧化分解著火燃燒。中國石化北京燕山分公司第4頁，課件共102頁，創作于2023年2月如木材在火源作用下，在110℃以下只放出水分，130~C開始分解，到150℃變色。在150～200℃時分解，其產物主要是水和二氧化碳，不能燃燒。在200℃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300℃時分解出的氣體產物最多，因此燃燒也最激烈。各種物質的燃燒過程如圖3—1所示。從中可知，任何可燃物的燃燒必須經過氧化、分解和燃燒等過程。中國石化北京燕山分公司第5頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第6頁，課件共102頁，創作于2023年2月四、燃燒形式

一般來講，可燃性氣體、液體或固體在助燃性氣體中燃燒時，總是采取下列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帶(火焰)并繼續燃燒。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的本身，還決定于氣體的擴散速度，因此比較緩慢。

(2)液體的蒸發燃燒。像在醚、苯等易燃性氣體的燃燒中所看到的那樣，由于液體的蒸發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，就會發生這種形式的燃燒。此時一旦發火，由于所產生的火焰的溫度引起液體表面的加熱而中國石化北京燕山分公司第7頁，課件共102頁，創作于2023年2月促進其蒸發，因此其結果使燃燒持續到液體全部蒸發為止。即使像萘、硫這樣常溫下的固體，因加熱而升華，或者熔融而蒸發時也同樣會進行蒸發燃燒。

(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，隨后產生熱分解，放出可燃性氣體，它被點著就會產生火焰，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持續下去。

(4)固體的表面燃燒。像上述木材燃燒那樣，熱分解的結果產生炭化作用，在固體表面上生成的無定型碳與空氣接觸的部分著火，產生所謂“炭火”，燃燒就會持續下去，這種形式的燃燒特點是固體直接參與燃燒，不形成火焰，箔狀和粉狀的高熔點金屬的燃燒也屬此類。中國石化北京燕山分公司第8頁，課件共102頁，創作于2023年2月(5)非均相燃燒。可燃物質和氧化劑處于不同相態而非單一相態的燃燒。與均相燃燒相比，其機理復雜得多。當發生非均相燃燒時，可燃物質分子與氧化劑分子的接觸必須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，且受傳熱情況的影響較明顯。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(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生產過程之中。

(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反應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；中國石化北京燕山分公司第9頁，課件共102頁，創作于2023年2月③燃燒時產生的火焰較長，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的因素，包括氣流速度、流動狀況(層流或湍流)、氣流流經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、使用、貯存、運輸等裝置、設備、管線中泄漏引起的燃燒。可燃氣體泄漏到環境中，是爆炸引起燃燒還是燃燒中導致爆炸，由泄漏與點火的先后順序及燃燒中裝置狀態決定。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遇到火源，將首先發生爆炸，泄漏部位在爆炸之后持續燃燒。氣體如果被點燃，在一般情況下不會引起爆炸；但是如果火焰熄滅，而氣體繼續泄漏并分布在一定空間再次遇到火源或者系統氣體突然大量泄漏時將會導致爆炸。中國石化北京燕山分公司第10頁，課件共102頁，創作于2023年2月泄漏燃燒有兩種情況：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，則會回火以致系統內爆炸。

(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境或周圍其他物體的燃燒。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物本身，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，使燃燒效率顯著提高，而且還為燃燒生成熱的充分利用創造了良好的熱力學條件。絕熱發動機之所以具有很高熱經濟性，其根本原因就在于基本上實現了絕熱燃燒。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須采用耐熱性能好、熱導率小、膨脹系數低的高強度優質材料制造。事故狀態下的絕熱燃燒往往會導致爆炸。而由燃燒引中國石化北京燕山分公司第11頁，課件共102頁，創作于2023年2月起的爆炸現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。只要是在人的設計控制之中發生燃燒反應，就可以為生產、生活提供熱能或轉化為動力，為生產生活服務。因此，應該深入認識各種燃燒形式，加以控制利用。

五、燃燒種類

1．閃燃與閃點

當火焰或熾熱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生瞬間火苗或閃光，此種現象稱為閃燃。由于閃燃是在瞬間發生的，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足以構成持續燃燒的條件，故閃燃瞬間即熄滅。中國石化北京燕山分公司第12頁，課件共102頁，創作于2023年2月閃點是指易燃液體表面揮發出的蒸氣足以引起閃燃時的最低溫度。閃點與物質的飽和蒸氣壓有關，物質的飽和蒸氣壓越大，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。可燃液體的閃點越低，其火災危險性越大。

2．自燃與自燃點

自燃是可燃物質自發著火的現象。可燃物質在沒有外界火源的直接作用下，常溫中自行發熱，或由于物質內部的物理(如輻射、吸附等)、化學(如分解、化合)、生物(如細菌的腐敗作用)反應過程所提供的熱量聚積起來，使其達到自燃溫度，從而發生自行燃燒。中國石化北京燕山分公司第13頁，課件共102頁，創作于2023年2月可燃物質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的自燃點。自燃點是衡量可燃性物質火災危險性的又一個重要參數，可燃物的自燃點越低，越易引起自燃，其火災危險性越大。

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3—1和表3—2所示。中國石化北京燕山分公司第14頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第15頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第16頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第17頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第18頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第19頁，課件共102頁，創作于2023年2月3.點燃與著火點

點燃亦稱強制著火。即可燃物質與明火直接接觸引起燃燒，在火源移去后仍能保持繼續燃燒的現象。物質被點燃后，先是局部(與明火接觸處)被強烈加熱，首先達到引燃溫度，產生火焰，該局部燃燒產生的熱量，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，可燃物質的蒸氣與空氣的混合物與火焰接觸而能使燃燒持續5秒鐘以上的最低溫度，稱為燃點或著火點。對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5～30℃，閃點在100℃以上的可燃液體的燃點要高出其閃點30℃以上，控制可燃液體的溫度在其著火點以下，是預防發生火災的主要措施。

中國石化北京燕山分公司第20頁，課件共102頁，創作于2023年2月第二節爆炸及其特性

一、爆炸的概念

爆炸是指一種極為迅速的物理或化學的能量釋放過程，在此過程中，系統的內在勢能轉變為機械功及光和熱的輻射等。爆炸做功的根本原因，在于系統爆炸瞬間形成的高溫、高壓氣體或蒸氣的驟然膨脹。爆炸的一個最重要的特征是爆炸點周圍介質中發生急劇的壓力突變，而這種壓力突躍變化是產生爆炸破壞作用的直接原因。

二、爆炸的分類

1．按爆炸形成的原因

(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。氣體的非化學過程的過壓爆炸、液相的氣化爆炸、中國石化北京燕山分公司第21頁，課件共102頁，創作于2023年2月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引起的空氣爆炸等都屬于物理爆炸。

(2)化學爆炸。物質發生高速放熱化學反應，產生大量氣體，并急劇膨脹做功而形成的爆炸現象稱為化學爆炸。化學爆炸的能量主要來自于化學反應能。化學爆炸變化的過程和能力取決于反應的放熱性、反應的快速性和生成的氣體產物。

2．按照爆炸時發生的化學變化

(1)簡單分解爆炸。發生簡單分解爆炸的爆炸性物質，爆炸時所需要的能量是由爆炸物本身分解產生的，爆炸時并不一定伴隨著燃燒現象。屬于這類物質的有疊氮鉛、雷汞、雷銀、三氯化氮、三碘化氮、三硫化三氮、乙炔銀、乙炔銅等，這類物質非常危險，受到輕微震動就會發生爆炸。中國石化北京燕山分公司第22頁，課件共102頁，創作于2023年2月(2)復分解爆炸。這類爆炸物質需要在外界強度較大的激發能源作用下，發生高速的放熱反應并形成強烈壓縮狀態的氣體作為引起爆炸的高溫高壓氣體源。復分解爆炸伴有燃燒現象，燃燒所需要的氧由爆炸物質本身的分解產生，爆炸后可把附近的可燃物點燃，往往引起大面積的火災。

(3)氣體混合物的爆炸。可燃氣體、蒸汽或粉塵與空氣或氧氣形成的混合物發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，并具有一定的激發能量，才能發生爆炸。

3．按照引起爆炸的相中國石化北京燕山分公司第23頁，課件共102頁，創作于2023年2月(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、高錳酸鉀和濃硝酸、無水順丁二烯二酸和燒堿等氧化性和還原性物質混合后引起的爆炸等。

(3)固相爆炸。包括爆炸性物質的爆炸，固態物質混合、混熔引起的爆炸，電流過流引起的電爆炸等。

4．按照爆炸的速度

(1)輕爆：爆炸傳播速度為每秒數十厘米至數米的過程。

(2)爆炸：爆炸傳播速度為每秒10m至數百米的過程。中國石化北京燕山分公司第24頁，課件共102頁，創作于2023年2月(3)爆轟：指傳播速度為每秒1000m至數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，遇到火源后并不是在所有的濃度范圍內都發生爆炸，而是有一個濃度范圍，當可燃氣體混合物的濃度高于某一濃度或低于某一濃度時，都不會發生爆炸。可燃氣體、蒸氣與空氣或氧氣的混合物遇火源能發生爆炸的最低濃度稱為爆炸下限，發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，稱為爆炸極限范圍。

2．影響爆炸極限的因素

(1)初始溫度。可燃氣體混合物的初始溫度越高，根據活化能理論，參加反應的分子的活性就越大，反應的速度就越快，反應時間縮短，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，增加了火災危險性。中國石化北京燕山分公司第25頁，課件共102頁，創作于2023年2月(2)初始壓力。壓力對可燃氣體混合物的爆炸極限有明顯的影響。壓力增大，一是可以降低氣體混合物的自燃點，二是在高壓下分子問距縮小，更易發生反應，加快了反應速度，因此爆炸上限明顯增高，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，當壓力降至一定數值時，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。根據可燃物的臨界壓力，對于燃燒爆炸危險性特別大的物質的生產，采用密閉容器內的負壓條件下進行，對安全就是有利的。

(3)含氧量。當可燃氣體的濃度為下限時，此時爆炸性混合物的體系內的氧含量是過量的，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；但當可燃氣體的濃度在其上限時，爆炸性混合體系內的可燃氣體的濃度充足，氧含量明顯不中國石化北京燕山分公司第26頁，課件共102頁，創作于2023年2月足，此時增加體系內的氧含量，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明顯增大，爆炸范圍擴大。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、水蒸氣、氬、氦、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值時，可使混合物不發生爆炸。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離，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，使鏈鎖反應中斷，降低了反應速度；三是加入的惰性分子吸收了已反應氣體分子放出的熱量，阻止了火焰向未反應分子的蔓延。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足，使爆炸上限明顯下降。

中國石化北京燕山分公司第27頁，課件共102頁，創作于2023年2月

水等雜質對氣體反應的影響也很大。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1000℃也不會自行爆炸；痕量水就會加速臭氧、氯氧化物等物質的分解；少量的硫化氫就會大大降低水煤氣與空氣混合物的燃點并增加其爆炸危險性。

(5)容器的材質與大小。容器的材質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的原因。當氣體分子在容器中進行鏈式反應時，隨著管道直徑的減小，自由基與管壁碰撞消失的幾率增大，與反應分子碰撞的幾率減小，降低了反應的速度，當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，使反應中國石化北京燕山分公司第28頁，課件共102頁，創作于2023年2月不能再進行下去，火焰不能蔓延，燃燒停止。實驗表明，容器管道的直徑越小，其內可燃氣體混合物的爆炸極限范圍越小，當直徑小到一定尺寸時，火焰便不能通過。火焰不能蔓延的最大通道尺寸，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大，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。對于摩擦撞擊火花、靜電火花等，其釋放能量是否大于可燃物的最小點火能量，是判斷其是否能成為點火源引發火災爆炸事故的一個重要條件。中國石化北京燕山分公司第29頁，課件共102頁，創作于2023年2月四、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、熱敏感性物質、某些單一氣體以及化合物可能在極短的時間內發生分解爆炸。

爆炸性物質，例如含碳、氫、氧、氮類的炸藥等爆炸性物質，當受熱氣相分解時，就會發生C—N鍵、N—N鍵、O～N鍵的斷裂。熱分解是由分子中最不穩定的那部分鍵斷開，生成分子碎片、自由基和氣體分解產物。凡是熱分解過程出現高熱，產生大量氣體且具有很快的速度時都可能引起爆炸。氣體物質在分解過程中產生高熱，就會引起分解爆炸，例如乙炔、乙烯、環氧乙烷、丙炔、臭氧等。

乙炔分解爆炸反應

C2H2—，2C(固)+H2△H一一226．7kJ／tool

中國石化北京燕山分公司第30頁，課件共102頁，創作于2023年2月

乙炔分解爆炸時，終壓為初壓的11倍左右。壓力升高，乙炔易發生分解爆炸，乙炔發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

在化工生產過程中，發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，遇火源發生的爆炸稱為爆炸性混合物爆炸。可燃性氣體或蒸氣從工藝裝置、設備管線、閥門等泄漏出來，或者是空氣進入可燃氣體存在的設備管線內，遇到火源即可發生爆炸事故。可燃液體、液化氣體從儲罐、設備管道內泄漏、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，并可隨風漂移與空氣形成爆炸性混合物，遇到火源即可發生爆炸。中國石化北京燕山分公司第31頁，課件共102頁，創作于2023年2月爆炸性混合物點火以后，即有活化自由基生成并成為活化作用中心，熱及鏈鎖反應都向外傳播，與鄰近的一層爆炸性混合物發生反應，這一層起反應的混合物作為作用中心又引起另一層混合物反應，隨著反應的不斷加快，就在火焰陣面前形成了壓縮波，反應的進一步加速產生了更強的壓縮波，使后面的壓縮波超過前面的壓縮波，導致壓縮波的迭加形成沖擊波。在自由的空間內，火焰以層層同心球面的形式傳播蔓延。火焰的速度，在距著火點0.5～1m處是固定的，每秒數米或數十米。此后，逐漸加速到每秒數百米或數千米。當火焰的傳播速度達到每秒1000m以上的時候，就形成了爆轟。火焰在傳播的過程中如遇障礙物，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，爆炸是不穩定的爆轟。中國石化北京燕山分公司第32頁，課件共102頁，創作于2023年2月不僅是氣體混合物能發生爆轟現象，臭氧、一氧化二氮、乙烯、乙炔等在高壓下也有可能發生爆轟。混合氣體的爆轟只發生在一定的濃度范圍內，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展過程，在自由空間內，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。巨大容器有小的長徑比，但不能認為不會發生爆轟。由于目前在理論上和試驗中對爆轟的認識有限，因此，在工業生產中預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。中國石化北京燕山分公司第33頁，課件共102頁，創作于2023年2月

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、爆轟的之間最本質的區別，爆炸速度取決于化學反應的速度，是在瞬間完成的，速度非常快；而燃燒的速度決定分子擴散的速度，比較緩慢。二是燃燒波內沒有壓力的變化，而爆轟波內的壓力發生了突躍變化，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、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。控制條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：中國石化北京燕山分公司第34頁，課件共102頁，創作于2023年2月①當燃料易于氣化、油滴直徑小于10～30μm且環境溫度較高時，燃料基本上按氣相預混可燃混合物的方式進行燃燒；

②當燃料氣化性能較差、油滴直徑又較大時，燃燒按邊氣化邊燃燒的方式，各油滴之間的火焰傳播將連成一片；

③當油滴直徑大于10μm且空氣供應比較充足時，在各滴周圍形成各自的火焰前鋒，整個燃燒區由許多小火焰組成。化工生產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．粉塵爆炸中國石化北京燕山分公司第35頁，課件共102頁，創作于2023年2月(1)粉塵與分散體系。分散體系即一種物質以極小的顆粒(分散相)分散在另一種物質(分散介質)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，組成粉塵粒子的粒度越小，粉塵的分散度越大。

對于同樣粒度的粉塵，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，在地面附近的分散度最小，距地面越高，粉塵的分散度越大。

中國石化北京燕山分公司第36頁，課件共102頁，創作于2023年2月粉塵的分散度對其火災危險性有影響。分散度大的粉塵，其表面積大，化學活性強，因而火災危險性大。

(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。任何物質的表面都能把其他物質吸向自己，這種現象叫作(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活性(由構成粉塵的物質本身決定)，可以想象在粉塵表面將會發生化學反應，粉塵化學活性越高，粒度越小，反應越劇烈。

固體的燃燒是在固體與空氣接觸表面進行的。若其他條件相同，燃燒反應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，燃燒反應速度必然增大。很多金屬，如鋁、中國石化北京燕山分公司第37頁，課件共102頁，創作于2023年2月鎂、鋅，在塊狀時不能燃燒；而呈粉狀時，就能燃燒；若懸浮于空

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)粉塵的動力穩定性。粒子始終保持分散狀態而不向下沉積的穩定性稱為動力穩定性，這是粒子同時受到重力作用和擴散作用相抗衡的結果。粒子受到的重力作用和擴散作用都與粒子大小有關，所以粒子大小是分散體系動力穩定性的決定性因素。分散體系的分散度不同，其動力穩定性也不同，分散度越大，動力穩定性越大。

粉塵與空氣混合可以形成爆炸}昆合系。粉塵由于密度不同，在空中國石化北京燕山分公司第38頁，課件共102頁，創作于2023年2月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(燃燒)的結果。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粒子表面的分子發生熱分解或干餾，產生氣體在粒子周圍；

③氣體混合物被點燃產生火焰并傳播；

④火焰產生的熱量進一步促進粉塵分解，繼續放出氣體，燃燒持續下去。

粉塵爆炸不同于可燃氣體混合系的爆炸，具有某些特殊性質：

(1)粉塵爆炸往往不是發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，使爆炸可能持續下去，因此粉塵爆炸往往不是一次完成的。中國石化北京燕山分公司第39頁，課件共102頁，創作于2023年2月(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，但是持續時間長，產生的能量大，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，因燃燒粉塵的膨脹，繼而壓力上升，其速度以加速度增加。

粉塵爆炸所產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生局部嚴重炭化，特別是碰到人體，燃燒的熾熱顆粒或碳化物會造成嚴重的燒傷。

(4)粉塵爆炸總是在缺氧的狀態下發生，因此爆炸過程往往伴隨有一氧化碳的中毒。中國石化北京燕山分公司第40頁，課件共102頁，創作于2023年2月(5)由于粉塵的沉積性、堆積性的特點，粉塵著火時要避免采用氣流噴射式的滅火設施，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，也可能產生不完全燃燒。

第三節防火防爆技術

一、火災爆炸危險物的控制

1．根據物質的危險特性進行控制

首先在工藝上進行控制，以火災爆炸危險性小的物質代替危險性大的物質；其次根據物質的理化性質，采取不同的防火防爆措施。

中國石化北京燕山分公司第41頁，課件共102頁，創作于2023年2月對本身具有自燃能力的物質，遇空氣能自燃，遇水能燃燒、爆炸的物質，應分別采取隔絕空氣、防水防潮或采取通風、散熱、降溫等措施，防止發生燃燒或爆炸。

兩種相互接觸能引起燃燒爆炸的物質不能混存，更不準相互接觸；遇酸堿能分解、燃燒、爆炸的物質要嚴禁與酸堿接觸，對機械作用比較敏感的物質要輕拿輕放。

對易燃、可燃氣體或蒸氣要根據它們對空氣的比重采用相應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，而相對密度重的丙烷(密度為1．51)，就要采用火炬的方式排空。對可燃液體，要根據物質的沸點、飽和蒸氣壓考慮設備的耐壓強度、儲存溫度、保溫降溫措施，根據它們的閃點、爆炸范圍，擴散性采取相應的防火防爆措施。中國石化北京燕山分公司第42頁，課件共102頁，創作于2023年2月對于不穩定的物質，在貯存中應添加穩定劑。異戊二烯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯腈等有聚合放熱自燃爆炸的危險，儲存中要加入對苯二酚、苯醌等作為阻聚劑。對受到陽光作用能生成具有爆炸性過氧化物的某些液體，必須存放在金屬桶內或暗色的玻璃瓶中。

物質的帶電性能，直接關系到在生產、儲運過程中是否能產生靜電危險，對能產生靜電的物質要采取防靜電措施。

2．防止可燃物外溢泄漏

密閉設備系統是防止可燃氣體、蒸氣、粉塵與空氣形成爆炸性混合物的最有力措施之一。對于有壓設備，更需要保持其密閉性，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中的爆炸性氣體、有毒氣體向系統外的逸散，但在負壓條件下，要防止系統的密閉性差，導致空氣吸入到系統內。特中國石化北京燕山分公司第43頁，課件共102頁，創作于2023年2月別是在打開閥門時，外界空氣通過縫隙進入負壓系統，達到氣體混合物的爆炸極限而導致爆炸。為了保證設備的密閉性，應注意以下幾點安全要求：

(1)有燃燒爆炸危險的設備管道，少用法蘭連接，盡量使用焊接。必須使用法蘭連接的。應根據壓力的要求，選用不同的法蘭。密封墊圈的選用要符合溫度、壓力、介質的要求，一般工藝采用石棉橡膠墊圈；高溫高壓、腐蝕性介質的工藝，采用聚四氟乙烯塑料墊圈。

(2)輸送可燃氣體、液體的管道應采用無縫鋼管，盛裝腐蝕性介質的容器底部盡量不裝設閥門，腐蝕性液體應從頂部抽吸排出。

(3)接觸高錳酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀、漂白粉等氧化劑的生產傳動裝置要嚴加密封，定期更換潤滑油，防止粉塵進入變速箱中與潤滑油混觸引起火災。中國石化北京燕山分公司第44頁，課件共102頁，創作于2023年2月(4)對正壓和負壓的設備系統，要嚴格控制壓力，防止超壓。在定期檢維修時，要做氣密性檢驗和耐壓強度實驗。在設備運行過程中，可用皂液、pH試紙或其他方法檢查密閉情況。

實際生產過程中發生的可燃物泄漏，包括正常運轉中的泄漏，停水、電、氣等異常情況下的泄漏，以及檢維修開停車時引起的泄漏。按泄漏時的壓力情況可分為高壓噴出、常壓流出和真空吸入。造成可燃物泄漏的原因很多，而預防泄漏的關鍵則是防止誤操作，加強設備的維修保養，嚴禁超量、超溫、超壓。防止設備管道的泄漏，必須在設備管道的運行過程中做好各種安全檢查，定期檢維修，并制定好制止突然泄漏的應急措施。對危險大的裝置，應設置遠距離遙控斷路閥，以備裝置異常時立即和其他裝置隔離。為防止誤操作，重要的閥門應采取兩級控制，并采取掛標志、加鎖等措施。各種管線應涂不同顏色，不同管線上的閥門相中國石化北京燕山分公司第45頁，課件共102頁，創作于2023年2月隔一定的距離。

3．惰性氣體保護

化工生產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，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中，充入惰性氣體，使系統保持正壓，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對能產生火花的電氣、儀表采用充氮正壓保護；

⑤對易燃易爆系統進行動火檢維修時，用惰性氣體吹掃，置換出系統中的可燃氣體和蒸氣；

中國石化北京燕山分公司第46頁，課件共102頁，創作于2023年2月⑥有火災爆炸危險的設備、貯槽、管線等與惰性氣體管路相連，當發生危險時，可用惰性氣體覆蓋，進行保護和滅火。

惰性氣體在危險生產場所中應用很廣，輸送惰性氣體的管路往往與多種危險物質生產系統相連通，因此必須采取措施防止危險物料竄入惰性氣體系統。若易燃易爆或具有腐蝕性的介質竄入惰性氣體系統，不但起不到保護作用，反而能產生很大的危險。

4．通風置換

在有火災爆炸危險的場所內，盡管采取很多措施使設備密閉，但總會有部分可燃氣體、蒸氣或粉塵泄漏出來。采用通風置換、除塵可以降低場所內可燃物的含量，是防止形成爆炸性混合物的一個重要措施。

用于通風措施的空氣，如果空氣中含有易燃易爆危險氣體，不應循環使用。排風設備和送風設備應獨立設置通風室，與易燃易中國石化北京燕山分公司第47頁，課件共102頁，創作于2023年2月爆氣體、粉塵隔絕，溫度超過80℃的空氣或其他氣體的排風設備，應用非燃燒材料制成。有燃燒爆炸危險的粉塵排風系統，應采用不產生火花的除塵設備。當粉塵與水接觸能生成爆炸性氣體時，不應采用濕式除塵系統，通風管道不宜穿過防火墻，以免發生火災時，火勢順管道通過防火墻而擴散蔓延。

5．安全監測及聯鎖

(1)信號報警。在化工生產中，出現危險狀態時，信號報警裝置可以警告操作人員并使其采取措施，消除事故隱患。通常發出的報警信號有聲、光、顏色等形式，而報警裝置一般都和測量儀表相聯系，當有關測量參數超過控制指標時，該裝置就會發出相應的報警信號。保險裝置在信號裝置發出危險信號時，能自動采取措施消除不正常狀態或撲救危險狀況。例如，氣體燃燒爐當燃料壓力降得太低時，便會熄火。此時可燃氣仍繼續流出，并擴散到中國石化北京燕山分公司第48頁，課件共102頁，創作于2023年2月整個爐內，重新點火時就有可能發生爆炸。為防止這種事故，可在輸氣管上安裝保險裝置。當爐火熄滅時，自動切斷氣源。又如當可燃物發生局部燃燒時，信號系統把測出的信號傳至保險裝置，撲滅已點燃的小火，避免造成災害。

(2)安全聯鎖。安全聯鎖是利用機械或電氣控制依次接通各儀器或設備，并使之彼此發生聯系，若不符合規定的程序，則儀器和設備便不能啟動、運轉或停車，以達到安全生產的目的。在化工生產中，聯鎖裝置常被用于如下一些情況：

①同時或依次開啟兩種物料的閥門；

②在反應的一定程度需要用惰性氣體保護時；

③打開設備前應預先解除壓力或降溫時；

④當兩種或多種部件、設備、機器由于誤操作而容易引發事故時；中國石化北京燕山分公司第49頁，課件共102頁，創作于2023年2月⑤當工藝控制參數達到某一危險值，立即啟動緊急處理裝置時；

⑥危險部位或區域禁止無關人員入內時。

例如：酸和水的混合操作中，必須先往設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鎖，這樣可以防止疏忽顛倒操作順序。

(3)火災爆炸監測裝置。火災爆炸監測裝置主要是指火災監測儀和爆炸監測儀。

火災監測儀，是發現火災苗頭的設備，它能測出火災初期陸續出現的火災信息。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報警器、報警網、自動滅火系統。中國石化北京燕山分公司第50頁，課件共102頁，創作于2023年2月爆炸監測儀，主要是指在生產和使用爆炸性氣體的場所使用的監控爆炸性氣體的泄漏和其在空氣中的含量的監測儀。在易泄漏可燃氣體或蒸氣的部位，設置固定式可燃氣體報警器，以隨時監測泄漏情況。

二、點火源的控制

1．明火

明火包括加熱用火、檢維修用火、高架火炬、吸煙及機動車輛的排氣管火星等。根據化工系統火災爆炸重大事故的統計，明火引發的事故占50％以上，因此，嚴格控制管理好明火，對防火防爆十分重要。

生產用明火加熱爐應集中布置在廠區的邊緣，位于有易燃物料設備全年最小頻率風向的下風側，與露天布置的液化烴設備和甲類生產廠房的防火間距不小于15m。加熱爐的燃料室與設備應分中國石化北京燕山分公司第51頁，課件共102頁，創作于2023年2月開或隔離，加熱爐的鋼支架應覆蓋耐火極限不小于1.5h的耐火層，燒燃料氣的加熱爐應設長明燈和火焰監測器。為防止煙筒飛火，爐膛內的燃燒要充分，煙筒要有足夠的高度并安裝熄火器。對熬煉設備要經常檢查，防止煙道竄火和熬鍋破漏。熬鍋內物料不能過滿，以防溢出并要嚴格控制加熱溫度。

使用氣焊、電焊、噴燈進行安裝和維修時，必須辦理動火證，在采取了防護措施，確保安全后方能動火。在對生產、盛裝易燃物料的設備、管道進行動火作業時，要嚴格執行隔離、置換、清洗、動火分析等規定，使用惰性氣體進行吹掃置換并經氣體分析合格后方可動火。化工企業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O．2％；

中國石化北京燕山分公司第52頁，課件共102頁，創作于2023年2月②爆炸下限大于或等于4％的可燃氣、蒸氣，其含量不超過O．5％；

③混合氣體則以爆炸下限最低的為合格標準；

④氧氣設備的氧含量不超過22％。

當需要動火的系統與其他設備連通時，應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維修系統，在動火時發生燃燒或爆炸。金屬盲板除保持嚴密不漏氣外，還應能承受一的壓力。

在積存有可燃氣體或蒸氣的管溝、深坑、下水道內及其附近區域，沒有消除危險前，不能進行動火作業。電焊線破殘應及時更換或修理，不能利用與有燃燒爆炸危險的生產設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生高溫或電火花。在有爆炸危險的場所使用噴燈，應按動火制度將周圍可燃物清理干凈。中國石化北京燕山分公司第53頁，課件共102頁，創作于2023年2月高架火炬應布置在生產區全年最小頻率風向的上風側，與相鄰居住區、工廠的防火間距不小于120m，與廠區內的裝置、儲罐、設施不小于90m。火炬的頂部應有可靠的點火設施和防止下“火雨”的措施。嚴禁排入火炬的可燃氣體攜帶可燃液體，火炬周圍的30m范圍內，禁止可燃氣體放空。裝置內火炬的高度應使火焰的輻射熱不致影響到人身和設備的安全。

香煙的燃燒溫度，在吸著時為650～800℃，點燃放下時為450～500℃。為防止吸煙引發火災爆炸事故，化工企業禁止吸煙。可采取的措施包括設立明顯的禁煙標志，建立嚴格的吸煙制度，生產區域內嚴禁吸煙；在使用易燃液體的場所，在大量易燃液體、揮發性物質存在的場所，嚴禁帶入火柴、打火機和香煙等。中國石化北京燕山分公司第54頁，課件共102頁，創作于2023年2月

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，進入廠區或生產區域的車輛，必須在排氣管上安裝火星熄滅器。

2．摩擦和撞擊

機器上轉動部分的摩擦，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，根據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176mJ。火花帶有的能量超過了大多數可燃氣體、蒸氣、粉塵的最小點火能量，因此摩擦與撞擊往往成為火災爆炸的起因，在易燃易爆的場所，要避免發生摩擦和撞擊，防止發生火災爆炸的危險。中國石化北京燕山分公司第55頁，課件共102頁，創作于2023年2月

機器上的軸承缺油、潤滑不均時，會因摩擦而發熱，引起附著的可燃物著火。因此對設備的軸承待傳動部位要經常檢查及時加油，保持良好潤滑，并及時清除附著的可燃污垢。

易燃易爆場所內，避免使用鐵器工具，應采用鈹青銅合金制作的安全工具。具有燃燒、爆炸危險的生產廠房內，禁止穿帶釘子的鞋，地面應使用不發生火花的材料鋪設。

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，防止互相撞擊產生火花。傾倒或抽取可燃液體時，用銅錫合金或鋁皮等不發火的材料將容易摩擦撞擊的部位覆蓋起來。中國石化北京燕山分公司第56頁，課件共102頁，創作于2023年2月為了防止鋼鐵零件隨物料帶入設備內發生撞擊起火，可在粉碎機、攪拌機、混合機等設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(如碳化鈣)的加工過程中，采用惰性氣體保護。，

3．高溫表面

危險化學品生產的加熱、干燥裝置，高溫物料輸送管線，高壓蒸汽管路及某些反應設備的金屬表面等，其表面溫度都比較高，能成為燃燒爆炸的點火源。為防止發生事故，采取的主要措施是采用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備、管道表面相接觸。高溫表面上的污垢和物料要經常清除，不準在高溫管道或設備上搭曬衣物。中國石化北京燕山分公司第57頁，課件共102頁，創作于2023年2月4．自燃發熱

某些易燃易爆物質具有自燃發熱的特性。如硝化棉、賽璐珞、黃磷及一些含油物質等。硝化棉、賽璐珞的自燃一般發生在高溫潮濕的條件下，因此它們應存放在通風陰涼干燥處。黃磷應存放在水中與空氣隔絕，防止發生自燃。油布、油紙應放入鐵桶內，放置在安全地方，并應及時清理，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、火災的危險場所，如果電氣設備不符合防爆規程的要求，則電氣設備所產生的火花、電弧和危險溫度就可能導致火災爆炸事故的發生。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。在化工生產中，物料泄漏噴出、中國石化北京燕山分公司第58頁，課件共102頁，創作于2023年2月摩擦攪拌，液體以及粉體物料的輸送均可因產生靜電而導致火災爆炸事故的發生。

三、限制火災爆炸的蔓延擴散

限制火災爆炸蔓延擴散是防止已發生的火災爆炸擴展到其他鄰近部位，是防災的一條重要措施。這項措施必須從建廠設計開始時就要認真考慮。

1．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備、管道、容器，或阻止火焰在設備和管道之問擴展，防止火災爆炸發生。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。

中國石化北京燕山分公司第59頁，課件共102頁，創作于2023年2月(1)阻火器。在容易引起燃燒爆炸的高熱設備、燃燒室、高溫氧化爐、高溫反應器上，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、設備、管道的排氣管末端，常用阻火器阻火。其阻火原理是根據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，導致火焰熄滅。阻火器有金屬網、波紋金屬片、礫石等多種形式。

(2)回火防止器。回火防止器是在氣焊或氣割作業時，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。回火阻火器通常安裝在乙炔發生器、乙炔瓶、乙炔管道上。乙炔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。中國石化北京燕山分公司第60頁，課件共102頁，創作于2023年2月(3)單向閥。單向閥也稱止逆閥、止回閥，僅允許液體向一定的方向流動，遇有回流時即自動關閉，可防止高壓竄入低壓，引起管道、容器和設備的爆裂；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壓閥就是單向閥的一種。生產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、液體的設備、管線相連接，為防止在不正常條件下出現的倒流造成事故，在輔助管線上也應設置單向閥。氣體壓縮機、油泵等，在停電、停汽和不正常條件下可能出現倒流造成事故，應在壓縮機和油泵出口管線上設置單向閥。在高、低壓系統之間，為防止高壓竄入低壓造成事故，在低壓系統上要設置單向吲。中國石化北京燕山分公司第61頁，課件共102頁，創作于2023年2月(4)安全液封。安全液封用于低壓系統的阻火，一般裝在氣體管線與生產設備之間，或設置在污水管道之間，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，在液封兩側的任何一側著火，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，在有可燃氣體、易燃液體蒸汽或污油的污水管網上常設置水封井，水封井內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

防止結凍。

2．阻火設施

阻火設施，是指把火災限定在一定范圍內，阻斷火勢蔓延的安全構件或設施。常用的阻火設施有防火門、防火墻、防火堤、事故存油罐、防火集流坑等幾種。中國石化北京燕山分公司第62頁，課件共102頁，創作于2023年2月4．隔離

對火災、爆炸危險性大的裝置，采取分區隔離和遠距離操作等措施，一旦發生火災爆炸可大大減少災害帶來的損失。

總體設計時，應合理安排工廠布局，裝置與裝置、裝置與庫區以及生活區之間要留出足夠的安全距離。

各生產工序之間，也要按照危險程度采取適當的隔離措施。對個別危險程度大的設備可以采用隔離操作和設置防爆墻等措施，將操作人員和生產設備隔離，以保護人員和其他設施。

爆炸危險特別突出的裝置應遠距離隔離，將其設置在單獨的特殊構造的建筑物內，操作人員通過各種儀表遠距離操縱。這樣，即使發生爆炸也不至于給工作人員和其他生產裝置帶來危害。中國石化北京燕山分公司第63頁，課件共102頁，創作于2023年2月

四、工藝參數的安全控制

溫度是化工生產中的主要控制參數之一。不同的化學反應都有其最適宜的反應溫度，正確控制反應溫度不但對保證產品質量、降低消耗有重要意義，而且也是防火防爆所必須的。溫度過高，能引起劇烈的反應而發生沖料或爆炸，也可能引起反應物的分解著火；溫度過低，有時會造成反應減慢或停滯，而一旦反應溫度恢復正常時，往往會由于未反應的物料過多而發生劇烈反應甚至爆炸。同時，溫度過高還會使降溫設施發生故障，液化氣體和低沸點介質氣化，發生超壓爆炸；而溫度過低還會使某些物料凍結，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物泄漏發生火災和爆炸。

為了嚴格控制溫度，應當采取合理措施。中國石化北京燕山分公司第64頁，課件共102頁，創作于2023年2月(1)移走反應熱。化學反應過程一般都伴有熱效應，對放熱反應，為了使放出的熱量及時傳出，防止超溫，既要控制傳熱介質的溫度，又要保持適當的傳熱速度。移走反應熱量的常用方法有夾套冷卻法、內蛇管冷卻法、夾套內蛇管兼用冷卻法等。

(2)防止攪拌中斷。在化學反應過程中，攪拌可以加速熱量的傳導，使物料進行均勻的}昆合反應。如果攪拌中斷，能導致散熱不良或局部反應劇烈而發生危險。例如，苯與濃硫酸進行磺化反應時，物料加入后若遲開攪拌，會造成物料分層，攪拌開動后反應劇烈，冷卻系統來不及將大量的反應熱移走，導致熱量積聚、溫度升高，未反應完的苯受熱氣化，造成管線超壓爆裂。為此，加料前必須開動攪拌，防止物料積存。因此生產過程中，對能引發火災爆炸事故的生產設施，為防止停電、機械故障等引起的攪拌中斷，可采取雙路供電、增設人工攪拌裝置等措施防止攪拌中斷。中國石化北京燕山分公司第65頁，課件共102頁，創作于2023年2月(3)正確選用傳熱介質。生產中常用的傳熱介質有熱水、水蒸氣、甘油、礦物油、聯苯醚、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，要考慮使用的溫度范圍和傳熱速率，避免使用與反應物料性質相抵觸的物質作為傳熱介質。環氧乙烷很容易與水發生劇烈反應，甚至極微量的水分滲到液體環氧乙烷中，也容易引起自聚發熱導致發生爆炸。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，而應選擇液體石蠟作為傳熱介質。同樣，在常壓下加熱裂解、蒸餾易燃、可燃液體時，不能用明火加熱而應采用水蒸氣加熱。中國石化北京燕山分公司第66頁，課件共102頁，創作于2023年2月

在正確選擇了傳熱介質之后，還要注意防止傳熱壁面的結疤。傳熱壁面結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，這種情況易發生在用火直接加熱的設備和管道上。硝基苯甲醚的生產。加熱分離中間產物時，物料易在蛇管上結疤，并能引起分解爆炸。為了防止結疤引發事故，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離。

2．投料控制

(1)控制投料速度。對于放熱反應，投料速度不能超過設備的傳熱能力，否則會引起溫度急劇升高，并引發副反應或引起物料的分解、突沸而沖料著火、爆炸。如果投料速度突然減小，能引發兩種情況：一是加料量太少，使溫度計接觸不到液面而導致誤判中國石化北京燕山分公司第67頁，課件共102頁，創作于2023年2月斷，造成事故；二是導致物料溫度降低，反應物不能完全反應而積累下來，若此時采取了不適當的升溫措施，會使積聚物同時參與反應，溫度和壓力突然升高而造成事故。

(2)控制投料配比。反應物料的配比關系要嚴格控制，反應物料的濃度、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。

對連續化程度較高，危險性較大的生產，尤其要注意投料的配比。例如環氧乙烷生產中乙烯和氧的混合反應，硝酸生產中氨和空氣的氧化反應，丙烯腈生產中丙烯、氨、空氣的氧化反應等，其投料配比臨近爆炸下限，反應溫度接近或超過其自燃點，一旦比例失調，就能引發爆炸火災事故。特別是在開停車過程中，反應物的濃度在發生變化，開車時催化劑活性較低，容易造成反應中國石化北京燕山分公司第68頁，課件共102頁，創作于2023年2月器出口氧濃度過高而引發事故。為了保證安全，應盡量減少開停車次數，經常分析核對氣體含量，并設置聯鎖裝置，控制好原料的投料配比。

催化劑對化學反應速度的影響很大，如果配比失誤，催化劑過量，就可能發生危險。可燃或易燃物與氧化劑的反應，要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過程，其物料配比應嚴格控制在爆炸極限范圍以外。如工藝條件允許，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。化工生產中，按照規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，必須先加氫后加氯，三氯化磷的生產是先加磷后加氯，否則就有燃爆危險。又如，用2，4一二氯酚、對硝基氯苯加堿生產除草醚時，三種原料必須同時加入反應罐。如只加2，4一二氯酚和堿，就會生成二氯中國石化北京燕山分公司第69頁，課件共102頁，創作于2023年2月酚鈉鹽，在240℃下能分解爆炸；若只加硝基氯苯和堿，則反應后生成對硝基氯酚鈉鹽，在2()O℃下也能分解爆炸。為了防止順序顛倒，應將進料閥門進行互相聯鎖。

(4)控制原料純度和副反應。有許多化學反應，往往由于反應物料中含有危險性雜質而造成副反應或過反應，以致造成燃燒或爆炸事故。因此，對生產原料、中問產品及成品應有嚴格的質量檢驗，以保證其純度和含量。

例如：以乙炔和氯化氫為原料生產聚氯乙烯過程中，氯化氫中游離氯一般不允許超過0.005％。因為過量游離氯與乙炔反應會生成四氯乙烷而立即爆炸，同樣，乙炔生產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，可導致乙炔與空氣混合氣體的爆炸。中國石化北京燕山分公司第70頁，課件共102頁，創作于2023年2月反應原料中的少量有害成分未清除干凈，在生產的初始階段可能沒有太大的影響。但隨著物料的不斷循環，就會越積越多，最終導致事故的發生。所以在生產過程中，可以采用定期排空或其他處理辦法來防止爆炸性氣體的積累。在高壓法合成甲醇的生產中，在甲醇分離器之后的氣體管道上設置放空管，通過控制放空量來保證系統中甲烷和氯氣的含量在13％～15％的范圍內。

有時有害雜質來源于未清除干凈的設備。所以對此類設備一定要清除干凈，符合要求后才能投料生產。

3．緊急情況下的停車處理

生產中若發生停電、停汽、停水等緊急情況時，生產裝置就必須進行緊急停車處理。此時從生產調度控制到原料、氣源、蒸汽、冷卻水等都存在一個平衡的問題，而這種平衡必須能保證生產裝置的安全。理想的情況是企業有一套完整可靠的自動測控系統，當發生中國石化北京燕山分公司第71頁，課件共102頁，創作于2023年2月停電、停汽、停水等緊急情況時，能將生產系統各部位的參數變化迅速測出，指揮控制系統在電、汽、水不足的情況下，切斷某些部位的供應，對重點保護裝置或部位繼續保持高比例的供給或控制某些裝置停車。

在生產裝置的自動化程度不高的情況下，就要靠現場操作人員的手動調節和控制，這就要求進行事故演練，提高應對突發事故的本領，調度人員要正確果斷指揮，操作人員具有判斷排除故障的能力。

(1)停電。為防止因突然停電而發生事故，關鍵生產裝置或設備一般都采用雙電源聯鎖自控裝置。如因電路發生故障，裝置全部停電時，要及時匯報和聯系，查明原因，要特別注意重點設備的溫度、壓力的變化，保持必要的物料暢通。某些設備的手動攪拌、中國石化北京燕山分公司第72頁，課件共102頁，創作于2023年2月緊急排空等安全裝置要專人看管。如發現因停電造成冷卻水系統停車時，要及時將放熱反應中的物料進行妥善處理，避免超溫超壓事故。

(2)停水。局部停水可視情況減量或維持生產，如果大面積停水，則應立即停止生產進料，注意反應溫度、壓力的變化，如壓力超過正常值，視具體情況采取放空降壓措施。

(3)停汽。停汽后，加熱設備溫度下降，汽動設備停運，應防止一些在常溫下呈固態而操作溫度下為液態的物料凝結堵塞管道。另外，應及時關閉物料連通的閥門，防止物料倒流至蒸汽系統。

(4)停風。當停風時，所有以氣為動力的儀表、閥門都不能動作，此時必須立即改為手動操作。有些充氣防爆型電氣設備和儀表也處于不安全狀態，必須加強廠房內通風換氣，以防止可燃氣體進入電器和儀表內。中國石化北京燕山分公司第73頁，課件共102頁，創作于2023年2月

第四節火災與爆炸性火災的撲救措施

一、滅火的基本原理

根據物質燃燒的原理，燃燒必須同時具備三個條件：有可燃物質存在；有助燃物質存在；有能導致燃燒的能源即點火源的存在。對已經燃燒的過程，若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，可采用下列方法消除燃燒的基本條件。

1．冷卻滅火法

冷卻滅火法是根據可燃物質發生燃燒時必須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外，還經常用水冷卻尚未燃燒的可燃物和建筑物、構筑物，以防止可燃物燃燒或建筑物、構筑物變形損壞，防止火勢擴大。中國石化北京燕山分公司第74頁，課件共102頁，創作于2023年2月2．隔離滅火法

隔離滅火法是根據發生燃燒必須具備可燃物這一條件，將燃燒物與附近的可燃物隔離或疏散開，使燃燒停止。

采用隔離滅火法的具體措施很多，例如將火源附近的可燃物和助燃物移出燃燒區；關閉閥門，阻止可燃物(氣體或液體)流入燃燒區；排除生產設備及容器內可燃物；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

窒息滅火法是根據可燃物需要足夠的助燃物質(如氧氣)這一條件，采取阻止助燃氣體(如空氣)進入燃燒區的措施；或用惰性氣體降低燃燒區的氧氣含量，使燃燒物因缺乏助燃物而熄滅。中國石化北京燕山分公司第75頁，課件共102頁，創作于2023年2月

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孑L洞；用水蒸氣、二氧化碳、氮氣等惰性氣體充入燃燒區內；利用建筑物上原有的門、窗以及生產設備上的部件，封閉燃燒區，阻止新鮮空氣進入。此外，在無法采用其他撲救辦法而條件又允許的情況下(如燃燒物質不是遇水燃燒物)，可以采用用水淹沒的方法進行撲救。

采用窒息法滅火時應當注意，只有當燃燒區內無氧化劑存在，且燃燒部位較小，容易堵塞封閉時才能使用此法。在用惰性氣體滅火時，一定要保證通入燃燒區內的惰性氣體量充足以迅速降低空氣中的氧含量。

采用窒息法滅火時，必須在確認火已經熄滅后，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，使新鮮空氣進入，造成復燃或爆炸。中國石化北京燕山分公司第76頁，課件共102頁，創作于2023年2月4．抑制滅火法

在近代的燃燒研究中，有一種叫連鎖反應的理論。根據連鎖反應理論，氣態分子間的作用不是兩個分子直接作用得出最后產物，而是活性分子自由基與另一分子起作用，結果產生新的自由基，新自由基參加反應，如此延續下去，形成一系列的連鎖反應。抑制滅火法就是以滅火劑參與燃燒的連鎖反應，并使燃燒過程中產生的自由基消失，形成穩定的分子或低活性的游離基，從而使連鎖反應中斷，使燃燒停止。

二、滅火劑的選用

1．水和水蒸氣

水是常用的滅火劑，它資源豐富，取用方便。水的熱容量大，1kg水溫度升高1℃，需要1kcal的熱量；1kglOO℃的水氣化成水蒸氣則需要吸收539cal的熱量。因此水能從燃燒物中吸收很多的中國石化北京燕山分公司第77頁，課件共102頁，創作于2023年2月熱量，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，當大量的水蒸氣籠罩于燃燒物的周圍時，可以阻止空氣進入燃燒區，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部，從而使未著火的部分與燃燒區隔離開來，防止燃燒物繼續分解而熄滅。

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，使之難以燃燒。水還能吸收某些氣體、蒸汽和煙霧，有助于滅火。

不能用水撲滅下列物質和設備的火災：

(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。)中國石化北京燕山分公司第78頁，課件共102頁，創作于2023年2月苯類、醇類、醚類、酮類、酯類及丙烯腈等大容量儲罐，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，使火勢擴大。

(2)遇水燃燒物不能用水或含水的泡沫液滅火，而應用沙土滅火。如金屬鉀、鈉及碳化鈣等。

(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，有引起爆炸的危險。酸濺在人身上，能燒傷人。

(4)電氣火災未切斷電源前不能用水撲救。因為水是良導體，容易造成觸電。

(5)高溫狀態下的化工設備不能用水撲救，防止遇冷水后驟冷引起變形或爆炸。

中國石化北京燕山分公司第79頁，課件共102頁，創作于2023年2月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聚的泡沫漂浮層，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。經過壓縮液化的二氧化碳灌人鋼瓶內，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)溫度可達一78·5℃，干冰氣化后，二氧化碳氣體覆蓋在燃燒區內，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、不導電，所以可以用來撲滅精密儀器和一般電氣火災，以及一些不能用水撲滅的火災。中國石化北京燕山分公司第80頁，課件共102頁，創作于2023年2月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、高錳酸鹽、亞硝酸鹽、重鉻酸鹽等氧化劑的火災。

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，干粉中的碳酸氫鈉受高溫作用發生分解，放出大量二氧化碳和水，水受熱變成水蒸氣并吸收大量的熱能，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相互作用，生成二氧化碳和水。這種水型滅火劑用來撲救非忌水物質的火災，它在低溫下易結冰，天氣寒冷的地區不適合使用。中國石化北京燕山分公司第81頁，課件共102頁，創作于2023年2月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，它們的分子中含有1個或多個鹵素原子，在接觸火焰時，受熱產生的鹵素離子與燃燒產生的活性氫基化合，使燃燒的連鎖反應停止。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(即二氟一氯一溴甲烷，CF2C1Br)、1202(即二氟二溴甲烷，CF2Br2)。

鹵代烷滅火劑不宜撲滅自身能供氧的化學藥品、化學活潑性大的金屬、金屬的氫化物和能自燃分解的化學藥品的火災。中國石化北京燕山分公司第82頁，課件共102頁，創作于2023年2月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、不導電、沸點低(76.8℃)。當它落人火區時迅速蒸發，由于其蒸氣重(約為空氣的5.5倍)，很快密集在火源周圍，起到隔絕空氣的作用。當空氣中含有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，特別適用于電氣設備的滅火。

各類滅火劑適用范圍見表3—3。中國石化北京燕山分公司第83頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第84頁，課件共102頁，創作于2023年2月中國石化北京燕山分公司第85頁，課件共102頁，創作于2023年2月注：一適用；△一～般不用；×一不適用。

三、火災類別

根據物質及其燃燒特性，火災分為以下幾類：

(1)A類火災：指含碳固體可燃物，如木材、棉、毛、麻、紙張等燃