消防設施操作員燃燒和火災基本知識（三）

培訓模塊三燃燒和火災基本知識

培訓項目1燃燒基礎知識

【培訓重點】

1.熟練掌握燃燒的定義和條件。

2.掌握燃燒的不同類型和有關術語的定義及其相關內容。

3,了解燃燒產物的定義、類型及毒性。

4.掌握煙氣的危害性和流動蔓延過程。

5.掌握火焰的定義、構成及特征，燃燒熱和燃燒溫度的定義與變化規

律。

一、燃燒的定義

燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應，通常伴有火焰、發光

和（或）煙氣的現象。發光的氣相燃燒區域稱為火焰，它是燃燒過程

中最明顯的標志。通常將氣相燃燒并伴有發光現象稱為有焰燃燒，物

質處于固體狀態而沒有火焰的燃燒稱為無焰燃燒。物質高溫分解或燃

燒時產生的固體和液體微粒、氣體，連同夾帶和混入的部分空氣，就

形成了煙氣。物質是否發生了燃燒反應，可根據〃化學反應、放出熱

量、發出光亮〃這三個特征來判斷。

二、燃燒的條件

1.燃燒的必要條件

燃燒過程的發生和發展都必須具備以下三個必要條件，即可燃物、助

燃物和引火源，這三個條件通常被稱為〃燃燒三要素只有這三個

要素同時具備，可燃物才能夠發生燃燒，無論缺少哪一個，燃燒都不

能發生。燃燒的三要素可用〃燃燒三角形〃來表示，但對于有焰燃燒,

根據燃燒的鏈式反應理論，燃燒過程中存在未受抑制的自由基作中間

體，因而〃燃燒三角形〃需增加一個〃鏈式反應〃形成〃燃燒四面體

即有焰燃燒需要有可燃物、助燃物、引火源和鏈式反應四個要素。

圖3-1-1燃燒三角形

圖3-1-2燃燒四面體

(1)可燃物

若按化學組成不同，可分為有機可燃物和無機可燃物兩大類；按物理

狀態不同，可分為固體可燃物、液體可燃物和氣體可燃物三大類。

(2)助燃物

凡與可燃物相結合能導致和支持燃燒的物質，稱為助燃物(也稱氧化

劑)。通常燃燒過程中的助燃物是氧，它包括游離的氧或化合物中的

氧。止匕外，某些物質也可作為燃燒反應的助燃物，如氯、氟、氯酸鈉

等。也有少數可燃物，如低氮硝化纖維、硝酸纖維的賽璐珞等含氧物

質，一旦受熱，能自動釋放出氧，不需外部助燃物就可發生燃燒。

(3)引火源

凡使物質開始燃燒的外部熱源(能源)，稱為引火源(也稱點火源)。

引火源溫度越高，越容易點燃可燃物質。根據引起物質著火的能量來

源不同，在生產生活實踐中引火源通常有明火、高溫物體、化學熱能、

電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等。

(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，它不僅會汽化，而

且其分子會發生熱裂解作用，從而產生自由基。自由基是一種高度活

潑的化學基團，能與其他自由基和分子起反應，使燃燒持續進行，這

就是燃燒的鏈式反應。

2.燃燒的充分條件

具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必然發生。發生燃燒，其〃三

要素〃彼此必須要達到一定量的要求，并且三者存在相互作用的過程,

這就是發生燃燒或持續燃燒的充分條件。

(1)一定數量或濃度的可燃物

要燃燒，必須具備一定數量或濃度的可燃物。例如，在室溫2(rc的

條件下，用火柴去點燃汽油和煤油時，汽油立刻燃燒起來，而煤油卻

不燃。這是因為在室溫2(rc的條件下煤油表面揮發的油蒸氣量不多,

還未達到燃燒所需要的濃度。由此說明，雖然有可燃物，但當其揮發

的氣體或蒸氣濃度不夠時，即使有足夠的空氣(氧化劑)和引火源接

觸，也不會發生燃燒。

(2)一定含量的助燃物

試驗證明，各種不同的可燃物發生燃燒，均有本身固定的最低含氧量

要求。低于這一濃度，即使燃燒的其他條件全部具備，燃燒仍然不會

發生。例如，將點燃的蠟燭用玻璃罩罩起來，使周圍空氣不能進入，

經過較短時間后，蠟燭的火焰就會自行熄滅。通過對玻璃罩內氣體的

分析發現氣體中還含有16%的氧氣這說明蠟燭在含氧量低于16%

的空氣中就不能燃燒。因此，可燃物發生燃燒需要有一個最低含氧量

要求。可燃物質不同，燃燒所需要的含氧量也不同。

(3)一定能量的引火源

無論何種形式的引火源，都必須達到一定的能量，即要有一定的溫度

和足夠的熱量才能引起燃燒反應，否則，燃燒不會發生。其所需引火

源的能量，取決于可燃物質的最小引燃能量(又稱最小點火能量，即

能引起可燃物燃燒所需的最小能量)。例如，從煙囪冒出來的炭火星,

溫度約有60CTC,已超過一般可燃物的燃點，如果這些火星落在柴草、

紙張和刨花等可燃物上，就能引起著火，說明這些火星所具有的溫度

和熱量能引燃該類物質；如果這些火星落在大塊木材上，雖有較高的

溫度，但缺乏足夠的熱量，不但不能引起大塊木材著火，而且還會很

快熄滅。

(4)相互作用

要使燃燒發生或持續，除〃燃燒三要素〃彼此必須要達到一定量的要

求，〃燃燒三要素〃還必須相互結合、相互作用。否則，燃燒也不能

發生。例如，在辦公室里有桌、椅、門、窗簾等可燃物，有充滿空間

的空氣，有引火源(電源)，存在燃燒的基本要素，可并沒有發生燃

燒現象，這是因為〃燃燒三要素〃沒有相互結合、相互作用。

三、燃燒的類型

1.按照燃燒發生瞬間的特點不同分類

按照燃燒發生瞬間的特點不同，燃燒分為著火和爆炸兩種類型。

（1）看火

著火又稱起火，它是日常生產、生活中最常見的燃燒現象，與是否由

外部熱源引發無關，并以出現火焰為特征。可燃物著火一般有引燃和

自燃兩種方式。

1）引燃

①引燃的定義。外部引火源（如明火、電火花、電熱器具等）作用于

可燃物的某個局部范圍，使該局部受到強烈加熱而開始燃燒的現象，

稱為引燃（又稱點燃）。引燃后在靠近引火源處出現火焰，然后以一

定的燃燒速率逐漸擴大到可燃物的其他部位。大部分火災的發生，可

燃物都是通過引燃方式而點燃著火的。例如，發動機燃燒室中應用最

普遍的點火方式以及實驗室測試可燃氣體的燃燒性能和爆炸極限等

其他參數的最常用點火方式，采用的就是電火花引燃。

②物質的燃點。在規定的試驗條件下，物質在外部引火源作用下表面

起火并持續燃燒一定時間所需的留氐溫度，稱為燃點。通常，根據燃

點的高低，可以衡量可燃物質的火災危險性程度。物質的燃點越低，

越容易著火，火災危險性也就越大。

表3-1-3部分可燃物質的燃點是℃

物質名稱燃點物質名稱燃點物質名稱燃點

松節油53漆布165木材250?300

樟腦70蠟燭190有機玻璃260

橡膠120麥草200醋酸纖維320

紙張130-230豆油220滌綸纖維390

棉花210-255黏膠纖維235聚氯乙烯391

③不同可燃物的引燃。

第一，固體可燃物的引燃。固體可燃物受熱時，產生的可燃蒸氣或熱

解產物釋放到大氣中，與空氣適當地混合，若存在合適的引火源或溫

度達到了其自燃點，就能被引燃。影響固體可燃物的引燃因素主要有

可燃物的密度（密度小的物質容易引燃）、可燃物的比表面積（比表

面積大的可燃物容易引燃）、可燃物的厚度（薄材料比厚材料容易引

燃）。

第二，可燃液體的引燃。液體蒸氣欲形成可點燃的混合氣，液體應當

處在或高于它的閃點溫度條件下。但由于引火源能夠產生一個局部加

熱區，對于大多數液體即使在稍低于其閃點時，也可以引燃。另外，

霧化的液體，由于其具有較大的比表面積，因此更容易被引燃。

第三，可燃氣體的引燃。無論是石油化工企業生產中使用可燃氣體作

原料，還是日常生活中使用液化石油氣、天然氣作燃料，這些氣體與

空氣混合后遇合適的引火源，不但可以燃燒，甚至可能產生爆炸。

2）自燃

①自燃的定義。可燃物在沒有外部火源的作用時，因受熱或自身發熱

并蓄熱所產生的燃燒，稱為自燃。

②自燃的類型。根據熱源不同，自燃分為兩種類型。一種是自熱自燃。

可燃物在沒有外來熱源作用的情況下，由于其本身內部的物理作用

（如吸附、輻射等）、化學作用（如氧化、分解、聚合等）或生物作

用（如發酵、腐敗等）而產生熱，熱量積聚導致升溫，當可燃物達到

一定溫度時，未與明火直接接觸而發生燃燒，這種現象稱為自熱自燃。

例如煤堆、油脂類、賽璐珞、黃磷等物質自燃就屬于自熱自燃。

另一種是受熱自燃。可燃物被外部熱源間接加熱達到一定溫度時，未

與明火直接接觸就發生燃燒，這種現象叫作受熱自燃。例如，油鍋加

熱、瀝青熬制過程中，受熱介質因達到一定溫度而著火，就屬于受熱

自燃。自熱自燃和受熱自燃的本質是一樣的，都是可燃物在不接觸明

火的情況下自動發生的燃燒。它們的區別在于導致可燃物升溫的熱源

不同,前者是物質本身的熱效應，后者是外部加熱的結果。

培訓項目1燃燒基礎知識

③物質的自燃點。在規定的條件下，可燃物質產生自燃的最低溫度，

稱為自燃點。自燃點是衡量可燃物受熱升溫形成自燃危險性的依據，

可燃物的自燃點越低，發生火災的危險性就越大。不同的可燃物有不

同的自燃點，同一種可燃物在不同的條件下自燃點也會發生變化。

④易發生自燃的物質及自燃特點。某些物質具有自然生熱而使自身溫

度升高的性質，物質自然生熱達到一定溫度時就會發生自燃，這類物

質稱為易發生自燃的物質。易發生自燃的物質種類較多，按其自燃的

方式不同，分為以下類型：

第一類是氧化放熱物質。主要包括：油脂類物質（如動植物油類、棉

籽、油布、涂料、炸油渣、骨粉、魚粉和廢蠶絲等），低自燃點物質

（如黃磷、磷化氫、氫化鈉、還原鐵、還原操、珀黑、苯基鉀、苯基

鈉、乙基鈉、烷基鋁等），其他氧化放熱物質（如煤、橡膠、含油切

屑、金屬粉末及金屬屑等）。

這類物質能與空氣中的氧發生氧化放熱，當散熱條件不好時，物質內

部就會發生熱量積累，使溫度上升。當達到物質自燃點時，物質就會

因自燃而著火，引起火災或爆炸。例如，含硫、磷成分較高的煤，遇

水常常發生氧化反應釋放熱量。如果煤層堆積過高，時間過長，通風

不好的話，使得緩慢氧化釋放出的熱量散發不出去，煤堆就會產生熱

量積累，從而導致煤堆溫度升高,當內部溫度超過6（rc時，就會發

生自燃。再如：烷基鋁，能在常溫下與空氣中的氧反應放熱自燃，遇

空氣中的水分會產生大量的熱和乙烷，從而產生自燃，引起火災。

第二類是分解放熱物質。主要包括硝化棉、賽璐珞、硝化甘油、硝化

棉漆片等。這類物質的特點是化學穩定性差易發生分解而生熱自燃。

例如，硝化棉又稱硝酸纖維素，它是由硫酸和硝酸經不同配比混合，

混合的酸作用于棉纖維而制成的。強硝化棉可用于制造無煙火藥，與

硝化甘油混合可制造黃色炸藥；弱硝化棉可用于生產涂料、膠片、賽

璐珞、油墨及指甲油、人造纖維、人造革等制品。

該物質為白色或微黃色棉絮狀物，易燃且具有爆炸性，化學穩定性較

差，常溫下能緩慢分解并放熱，超過4（rc時會加速分解。放出的熱

量若不能及時散失，就會使硝化棉溫升加劇，經過一段時間的熱量積

累，當達到18CTC時，硝化棉便發生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作

濕潤劑，一旦濕潤卻散失，極易引發火災。試驗表明，去除濕潤劑的

干硝化棉在40。（2時發生放熱反應,達到174。（：時發生劇烈失控反應

及質量損失，自燃并釋放大量熱量。如果在絕熱條件下進行試驗，去

除濕潤劑的硝化棉在35（時即發生放熱反應，達到15CTC時即發生

劇烈的分解燃燒。

第三類是發酵放熱物質。主要包括植物秸稈、果實等。這類物質發生

自燃的原因是微生物作用、物理作用和化學作用，它們是彼此相連的

三個階段。

第一，生物階段。由于植物中含有水分，在適宜的溫度下，微生物大

量繁殖，使植物腐敗發酵而放熱，這種熱量稱為發酵熱，從而導致植

物溫度升高。若熱量散發不出去，當溫度上升到70。（2左右時，微生

物就會死亡，生物階段結束。

第二，物理階段。隨著環境溫度的持續上升，植物中不穩定的化合物

（果酸、蛋白質及其他物質）開始分解，生成黃色多孔炭，吸附蒸氣

和氧氣并析出熱，繼續升溫到可引起新的化合物不斷

100-130℃z

分解炭化，促使溫度不斷升高。這就是物理階段吸附生熱，化合物分

解炭化過程。

第三，化學階段。當溫度升到植物中的纖維素就開始

150-200℃z

分解、焦化、炭化，并進入氧化過程，生成的炭能夠劇烈地氧化放熱。

溫度繼續升高到250?300℃時，若積熱不散就會自燃著火，這就是

該階段氧化自燃的過程。例如，稻草呈堆垛狀態時，因含水量較多或

因遮蓋不嚴使雨雪漏入內層，致使其受潮，并在微生物的作用下發酵

生熱升溫，由于堆垛保溫性好、導熱性差，在物理作用和化學作用下,

溫度不斷升高，當達到物質的自燃點時便會產生自燃現象。

第四類是吸附生熱物質。主要包括活性炭末、木炭、油煙等炭粉末。

這類物質的特點是具有多孔性，比表面積較大，表面具有活性，對空

氣中的各種氣體成分產生物理和化學吸附，既能吸附空氣生熱，又能

與吸附的氧進行氧化反應生熱。在吸附熱和氧化熱共同作用下，若蓄

熱條件較好，就會發生自燃。例如，炭粉的揮發成分占10%-25%,

燃點為當炭粉在制造過程中，如果不經充分散熱,大

200-270℃e

量堆積到倉庫，由于室內蓄熱良好再加上炭粉本身產生的吸附熱，則

會發生自燃而引發火災。

第五類是聚合放熱物質。主要包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙

烯、甲基丙烯酸甲酯等。這類物質的特點是單體在缺少阻聚劑或混入

活性催化劑、受熱光照射時，會自動聚合生熱。例如，聚氨酯泡沫塑

料密度小，比表面積大，吸氧量多，導熱系數低，不易散熱。在生產

過程中，原料多異氨酸酯與多元醇反應能放出熱，多異氨酸酯與水反

應也能放出熱。而且生產用水量越大，放邊就越多，越易發生自燃；

多異氨酸酯用量越大，放熱就越多，同樣越易發生自燃，由此導致聚

氨酯泡沫塑料在生產時因聚合發熱而自燃。

第六類是遇水發生化學反應放熱物質。主要包括活潑金屬（如鉀、鈉、

鎂、鈦、鋅、鋰、鈉、鉀鈉合金等），金屬氫化物（如氫化鉀、氫化

鈉、氫化鈣、氫化鋁、四氫化鋰鋁等），金屬磷化物（如磷化鈣、磷

化鋅），金屬碳化物（如碳化鉀、碳化鈉、碳化鈣、碳化鋁等），金

屬粉末（如鎂粉、鋁粉、鋅粉、鋁鎂粉等），硼烷等。這類物質的特

點是遇水發生劇烈反應，產生大量反應熱，引燃自身或反應產物，導

致火災或爆炸發生。例如，活潑金屬與水發生劇烈反應，生成氫氣，

并放出大量熱，使氫氣在局部高溫環境中發生自燃，并使未來得及反

應的金屬發生燃燒起火或爆炸。另外，生成的氫氧化物對金屬等材料

有腐蝕作用，會使容器破損而泄漏造成次生災害。

第七類是相互接觸能自燃的物質。強氧化性物質和強還原性物質混

后，由于強烈的氧化還原反應而自燃，由此引發火災或者爆炸。氧化

性物質包括硝酸及其鹽類、氯酸及其鹽類、次氯酸及其鹽類、重鋁酸

及其鹽類、亞硝酸及其鹽類、溪酸鹽類、碘酸鹽類、高鎰酸鹽類、過

氧化物等。還原性物質主要有煥類、胺類、醇類、醛類、醛類、苯及

其衍生物、石油產品、油脂等有機還原性物質，磷、硫、睇、金屬粉

末、木炭、活性炭、煤等無機還原性物質。

⑤影響自燃發生的因素。主要有以下三種：

一是產生熱量的速率。自燃過程中熱量產生的速率很慢，若發生自燃,

自燃性物質產生熱量的速率就應快于物質向周圍環境散熱或傳熱的

速率。當自燃性物質的溫度升高時，升高的溫度會導致熱量產生速率

的增加。

二是通風效果。自燃需要有適量的空氣可供氧化，因為良好的通風條

件又會造成自燃產生的熱量損失，從而阻斷自燃。

三是物質周圍環境的保溫條件。

（2）爆炸

1）爆炸的定義。在周圍介質中瞬間形成高壓的化學反應或狀態變化,

通常伴有強烈放熱、發光和聲響的現象,禰為爆炸。

2）爆炸的分類。爆炸按照產生的原因和性質不間，分為物理爆炸、

化學爆炸和核爆炸。化學爆炸，按照爆炸物質不同，分為氣體爆炸、

粉塵爆炸和炸藥爆炸；

按照爆炸傳播速率不同，又分為爆燃、爆炸和爆轟。

①物理爆炸。裝在容器內的液體或氣體，由于物理變化（溫度、體積

和壓力等因素的變化）引起體積迅速膨脹，導致容器壓力急劇增加，

因超壓或應力變化使容器發生爆炸，且在爆炸前后物質的性質及化學

成分均不改變的現象，稱為物理爆炸。例如，鍋爐爆炸就是典型的物

理爆炸，其原因是過熱的水迅速蒸發出大量蒸汽，使蒸汽壓力不斷升

高，當壓力超過鍋爐的耐壓強度時，就會發生爆炸。再如，液化石油

氣鋼瓶受熱爆炸以及油桶或輪胎爆炸等均屬于物理爆炸。物理爆炸本

身雖沒有進行燃燒反應，但由于氣體或蒸氣等介質潛藏的能量在瞬間

釋放出來，其產生的沖擊力可直接或間接地造成火災。

【案例3-1]2012年3月6曰18時15分，遼寧省某燒烤店因液化

石油氣鋼瓶過量充裝,且將其從環境溫度-0.3（的場所放直到環境溫

度為20C的場所，隨著溫度的升高，瓶內液體體積逐漸膨脹,使壓

力不斷升高，當壓力升高至6MPa時，超過了該鋼瓶所能承受的最

大允許壓力，導致鋼瓶發生爆炸事故，造成4人死亡、22人受傷。

爆炸沖擊波和火災將燒烤店和相鄰的店鋪一、二層完全沖毀和燒毀。

②化學爆炸。由于物質在瞬間急劇氧化或分解（即物質本身發生化學

反應）導致溫度、壓力增加或兩者同時增加而形成爆炸，且爆炸前后

物質的化學成分和性質均發生了根本的變化的現象，稱為化學爆炸。

化學爆炸反應速度快，爆炸時能發出巨大的聲響，產生大量的熱能和

很高的氣體壓力，具有很大的火災危險性，能夠直接造成火災，是消

防工作中預防的重點。

【案例3-2】2015年8月31日23時18分，山東省某化學有限公

司新建年產20000t改性型膠黏新材料聯產項目二胺車間混二硝基苯

裝直在投料試車過程中發生重大爆炸事故，導致硝化裝置殉爆，框架

廠房徹底損毀，爆炸中心形成南北14.5m、東西18m、深3.2m的

橢圓狀錐形大坑。爆炸造成北側苯二胺加氫裝置倒塌，南側甲類罐區

帶料苯儲罐爆炸破裂，苯、混二硝基苯空罐傾倒變形。

爆炸后產生的沖擊波，造成周邊建（構）筑物的玻璃受到不同程度損

壞，并造成13人死亡、25人受傷，直接經濟損失達4326萬元。據

事故調查組認定，該車間負責人違章指揮，安排操作人員違規向地面

排放硝化再分離器內含有混二硝基苯的物料，混二硝基苯在硫酸、硝

酸以及硝酸分解出的二氧化氮等強氧化劑存在的條件下，自高處排向

一樓水泥地面，在沖擊力的作用下起火燃燒，火焰炙烤附近的硝化機、

預洗機等設備，使其中含有二硝基苯的物種溫度升高，引起爆炸事故。

③核爆炸。由于原子核發生裂變或聚變反應，釋放出核能所形成的爆

炸，稱為核爆炸。例如，原子彈、氫彈、中子彈的爆炸就屬于核爆炸。

【案例3-3]1986年4月26日1點23分，蘇聯境內切爾諾貝利核

電站的第四號核子反應堆發生爆炸。連續的爆炸引發了大火并散發出

大量高能輻射性物質到大氣層中，這些輻射塵覆蓋了大面積的區域。

這次災難所釋放出的輻射線劑量是〃第二次世界大戰〃時期爆炸于廣

島的原子彈的400倍以上。這場災難總共造成經濟損失大約2000

億美元，由于輻射危害嚴重，導致事故后3個月內有31人死亡，之

后15年內有6萬~8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病

折磨，方圓30km地區的11.5萬民眾被迫疏散。

④氣體爆炸。物質以氣體、蒸氣狀態發生的爆炸，稱為氣體爆炸。按

爆炸原理不同，氣體爆炸分為混合氣體爆炸（指可燃氣體或液體蒸氣

和助燃性氣體的混合物在引火源作用下發生的爆炸）和氣體單分解爆

炸（指單一氣體在一定壓力作用下發生分解反應并產生大量反應熱，

使氣態物質膨脹而引起的爆炸）。可燃氣體與空氣組成的混合氣體遇

火源能否發生爆炸，與氣體中的可燃氣體濃度有關。而氣體單分解爆

炸的發生需要滿足一定的壓力和分解熱的要求。能使單一氣體發生爆

炸的最低壓力稱為臨界壓力。單分解爆炸氣體物質壓力高于臨界壓力

且分解熱足夠大時，才能維持熱與火焰的迅速傳播而造成爆炸。

氣體爆炸具有的主要特征：

一是現場沒有明顯的炸點；

二是擊碎力小，拋出物塊大、量少、拋出距離近，可以使墻體外移、

開裂，門窗外凸、變形等；

三是爆炸燃燒波作用范圍廣，能燒傷人、畜呼吸道；

四是不易產生明顯的煙熏；

五是易產生燃燒痕跡。

【案例3-4】2017年6月5日凌晨1時左右,山東省某石化有限公

司儲運部裝卸區的一輛液化石油氣運輸罐車在卸車作業過程中發生

液化氣泄漏，引起重大爆炸著火事故，造成10人死亡、9人受傷，

直接經濟損失達4468萬元。經現場勘查,事故造成企業內外500m

范圍內的建（構）筑物及其門窗不同程度損壞。其中，控制室、機柜

間、配電室、辦公室、化驗室、倉庫等廠區內建筑物墻體斷裂或坍塌，

裝卸區夷為平地，水泥地面被燒成琉璃狀，車輛鋁合金輪轂被熔融,

現場到處是散落的車體、罐體、管道、零散金屬構件和部件。

事故罐車及周邊多臺車輛完全解體，裝卸設施、廠內管廊、壓縮機等

設備設施變形燒毀，裝直設備外保溫全部排開、懸掛。受運輸罐車罐

體爆炸飛出的殘片、殘骸、飛火等影響，距離裝卸區爆炸中心160m

處一臺1000m3液化氣球坍塌，180m處3臺停運的液化氣運輸半掛

車燒毀，205m處5000m3消防水罐被砸壞，312m處兩臺2000m3

異辛烷儲罐燒毀，6臺1000m3液化氣球罐全部過火。除此之外,周

邊500m以外的建筑物也受到爆炸沖擊波的影響。經計算，本次事

故釋放的爆炸總能量為31.29t的TNT當量，產生的破壞當量為8.4t

的TNT當量。

⑤粉塵爆炸。

粉塵是指在大氣中依其自身重量可沉淀下來，但也可持續懸浮在空氣

中一段時間的固體微小顆粒。

a.粉塵的種類。粉塵按照動力性能不同，分為懸浮粉塵（又稱粉塵云）

和沉積粉塵（又稱粉塵層）。懸浮粉塵具有爆炸危險性，沉積粉塵具

有火災危險性。粉塵按照來源不同，分為糧食粉塵、農副產品粉塵、

飼料粉塵、木材產品粉塵、金屬粉塵、煤炭粉塵、輕紡原料產品粉塵、

合成材料粉塵八類。粉塵按性質不同，分為無機粉塵、有機粉塵和混

合性粉塵。粉塵按照燃燒性能不同，分為可燃性粉塵和難燃性粉塵。

可燃性粉塵是指在大氣條件下能與氣態氧化劑（主要是空氣）發生劇

烈氧化反應的粉塵、纖維或飛絮，如淀粉、小麥粉、糖粉、可可粉、

硫粉、鋸木屑、皮革屑等屬于可燃性粉塵。難燃性粉塵是指化學性質

比較穩定，不易燃燒爆炸的粉塵，例如土、砂、氧化鐵、水泥、石英

粉塵等。

b.粉塵爆炸的定義及條件。火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明

顯躍升的現象，稱為粉塵爆炸。粉塵爆炸應具備以下五個基本條件：

一是粉塵本身要具有可燃性或可爆性。一般條件下，并非所有的可燃

粉塵都能發生爆炸，如無煙煤、焦炭、石墨、木炭等粉塵基本不含揮

發分，因此，發生爆炸的可能性較小。

二是粉塵為懸浮粉塵且達到爆炸極限。

三是有足以引起粉塵爆炸的引火源。

四是氧化劑。大多數粉塵需要氧氣、空氣或其他氧化劑作助燃劑。而

對于一些自供氧的粉塵，例如TNT粉塵可以不需要外來的助燃劑。

五是受限空間。當粉塵在封閉、半封閉的設備設施及場所或建筑物等

受限空間內懸浮，一旦被引火源引燃，受限空間內的溫度和壓力將迅

速升高，從而引起爆炸。但有些粉塵即使在開放的空間內也能引起爆

炸，這類粉塵由于化學反應速度極快，其引起壓力升高的速率遠大于

粉塵云邊緣壓力釋放的速率，因此，仍然能引起破壞性的爆炸。

C.粉塵爆炸的過程。對于像木粉、紙粉等受熱后分解、熔融蒸發或升

華能釋放出可燃氣體的粉塵而言，其爆炸形成大致要經歷以下過程：

第一步，懸浮粉塵在熱源作用下溫度迅速升高并產生可燃氣體；

第二步，可燃氣體與空氣混合后被引火源引燃發生有焰燃燒，火焰從

局部傳播、擴散；

第三步，粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近

懸浮的或被吹揚起來的粉塵，這些粉塵受熱分解汽化后便燃燒循環進

行下去。從本質上講，這類粉塵的爆炸是可燃氣體爆炸，只是這種可

燃氣體〃儲存〃在粉塵之中，粉塵受熱后才會釋放出來。而對于像木

炭、焦炭和一些金屬類粉塵而言，其在爆炸過程中不釋放可燃氣體，

它們在接受引火源的熱能后直接與空氣中的氧氣發生劇烈的氧化反

應并著火，產生的反應熱使火焰傳播，在火焰傳播過程中，反應熱使

周圍熾熱的粉塵和空氣加熱迅速膨脹，從而導致粉塵爆炸。

d.粉塵爆炸的特點及現場特征。粉塵爆炸的特點：

一是能發生多次爆炸。二次爆炸往往比初次爆炸壓力更大，破壞更嚴

重。

二是爆炸所需的最小點火能量較高，引爆時間長，過程復雜。

三是高壓持續時間長，破壞力強。與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸

壓力上升較緩慢，較高壓力持續時間長，釋放的能量大，加上粉塵粒

子邊燃燒邊飛散，其爆炸的破壞性和對周圍可燃物的燒損程度也更為

嚴重。

粉塵爆炸現場特征：粉塵爆炸特征與氣體爆炸特征類似，即現場沒有

明顯的炸點，擊碎力小，拋出物塊大、量少、拋出距離近，可使墻體

外移、開裂，門窗外凸、變形，爆炸燃燒波作用范圍廣，能燒傷人、

畜呼吸道。另外，粉塵爆炸可能會發生二次或多次爆炸，其具有的破

壞程度和爆炸威力比氣體爆炸更大。

e.粉塵爆炸的控制。一般要求：粉塵爆炸危險場所工藝設備的連接，

如不能保證動火作業安全，其連接應設計為能將各設備方便地分離和

移動；在緊急情況下，應能及時切斷所有動力系統的電源；存在粉塵

爆炸危險的工藝設備，應采用泄爆、抑爆和隔爆、抗爆中的一種或多

種控爆方式，但不能單獨采取隔爆。

抗爆：生產和處理能導致爆炸的粉料時，若無抑爆裝置，也無泄壓措

施，則所有的工藝設備應采用抗爆設計，且能夠承受內部爆炸產生的

超壓而不破裂；各工藝設備之間的連接部分（如管道、法蘭等），應

與設備本身有相同的強度；高強度設備與低強度設備之間的連接部

分，應安裝隔爆裝置。

泄爆：工藝設備的強度不足以承受其實際工況下內部粉塵爆炸產生的

超壓時，應設置泄爆口，泄爆口應朝向安全的方向，泄爆口的尺寸應

符合相關要求；對安裝在室內的粉塵爆炸危險工藝設備應通過泄壓導

管向室外安全方向泄爆，泄壓導管應盡量短而直，泄壓導管的截面積

應不小于泄壓口面積，其強度應不低于被保護設備容器的強度；不能

通過泄壓導管向室外泄爆的室內容器設備，應安裝無焰泄爆裝置;具

有內聯管道的工藝設備，設計指標應能承受至少O.IMPa的內部超

壓。

抑爆：存在粉塵爆炸危險的工藝設備，宜采用抑爆裝置進行保護。

隔爆：通過管道相互連通的存在粉塵爆炸危險的設備設施，管道上宜

設置隔爆裝置；存在粉塵爆炸危險的多層建（構）筑物樓梯之間，應

設置隔爆門，隔爆門關閉方向應與爆炸傳播方向一致。

【案例3-5】2014年8月2日7時34分，江蘇省某金屬制品有限

公司拋光二車間發生特別重大鋁粉塵爆炸事故，造成97人死亡、163

人受傷，直接經濟損失達3.51億元。經國務院事故調查組認定，導

致事故的直接原因是車間除塵系統較長時間未按規定清理，鋁粉塵集

聚。除塵系統風機開啟后，打磨過程產生的高溫顆粒在集塵桶上方形

成粉塵云。1號除塵器集塵桶銹蝕破損，桶內鋁粉受潮，發生氧化放

熱反應，達到粉塵云的引燃溫度，引發除塵系統及車間的系列爆炸。

因沒有泄爆裝直，爆炸產生的高溫氣體和燃燒物瞬間經除塵管道從各

吸塵口噴出，導致全車間所有工位操作人員直接受到爆炸沖擊，造成

群死群傷。

⑥炸藥爆炸。炸藥是指一種在一定的外界能量作用下，能由其自身化

學能快速反應發生爆炸，生成大量的熱和氣體產物的物質。炸藥爆炸

時化學反應速度非常快，在瞬間形成高溫高壓氣體，以極高的功率對

外界做功，使周圍介質受到強烈的沖擊、壓縮而變形或碎裂。炸藥爆

炸的發生，一般應具備以下三個條件：

爆炸藥（包括炸藥包裝）、起爆裝置和起爆能源。

炸藥爆炸造成的危害表現在以下三個方面：

一是爆炸瞬間產生的高溫火焰，可引燃周圍可燃物而釀成火災；

二是爆炸產生的高溫高壓氣體所形成的空氣沖擊波，可造成對周圍的

破壞，嚴重的可摧毀整個建筑物及設備，也可破壞鄰近建筑物，甚至

離爆炸點很遠的建筑物也會受到損壞并造成人員傷亡；

三是爆炸時產生的爆炸飛散物，向四周散射，造成人員傷亡和建筑物

的破壞，當爆炸藥量較大時，飛散物有很高的初速度，對鄰近爆炸點

的人員和建筑物危害很大，有的飛散物可拋射很遠，對遠離爆炸點的

人員和建筑物也會造成傷亡和破壞。

【案例3-6】2018年11月28日零時40分,河北某化工有限公司

氯乙烯泄漏擴散至廠外區域，遇火源發生爆燃,造成24人死亡、21

人受傷，38輛大貨車和12輛小型車損毀，直接經濟損失達4149萬

元。經省事故調查組認定，導致事故的直接原因是該化工公司違反有

關規程的規定，聚氯乙烯車間的1號氯乙烯氣柜長期未按規定檢修，

事發前氯乙烯氣柜卡頓、傾斜，開始泄漏，壓縮機入口壓力降低，操

作人員沒有及時發現氣柜卡頓，仍然按照常規操作方式調大壓縮機回

流，進入氣柜的氣量加大，加之調大過快，氯乙烯沖破環形水封泄漏,

向廠區外擴散，遇火源發生爆燃。

⑦爆燃。爆燃是指以亞音速傳播的燃燒波。爆燃的產生必須要有三個

條件：

一是有燃料和助燃空氣的積存；

二是燃料和空氣混合物達到了爆燃的濃度；

三是有足夠的點火能量。爆燃的這三要素缺一不可。

例如，鍋爐在啟動、運行、停運中，避免燃料和助燃空氣積存就是杜

絕爐膛爆燃的關鍵所在。

⑧爆轟。爆轟又稱爆震，是指以沖擊波為特征，傳播速度大于未反應

物質中聲速的化學反應。發生爆轟時能在爆炸點引起極高壓力，并產

生超音速的沖擊波。爆轟具有很大的破壞力，一旦條件具備爆轟會突

然發生，并同時產生高速、高溫、高壓、高能、高沖擊力的沖擊波，

該沖擊波能遠離爆震源獨立存在，能引起位于一定距離處、與其沒有

聯系的其他爆炸性氣體混合物或炸藥的爆炸，從而產生一種〃殉爆〃現

象。

3）爆炸極限

①爆炸極限的定義。可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，

遇火源、即能發生爆炸的最高或最低濃度，稱為爆炸極限。可燃的蒸

氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最低濃

度，稱為爆炸下限。可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，

遇火源即能發生爆炸的最高濃度，稱為爆炸上限。爆炸下限和上限之

間的間隔稱為爆炸極限范圍。爆炸極限范圍越大，爆炸下限越低，爆

炸上限越高，爆炸危險性就越大。混合物的濃度低于下限或高于上限

時，既不能發生爆炸，也不能發生燃燒。但若濃度高于爆炸上限的爆

炸混合物，離開密閉的設備、容器或空間,重新遇到空氣仍有燃燒或

爆炸的危險。

②不同物質的爆炸極限。可燃氣體和液體的爆炸極限，通常用體積百

分比表示。不同的物質由于其理化性質不同，其爆炸極限也不同。即

使是同一種物質，在不同的外界條件下，其爆炸極限也不同。物質在

氧氣中的爆炸極限范圍要比在空氣中的爆炸極限范圍大。可燃粉塵的

爆炸極限一般用單位體積的質量（g/rn3）表示。試驗表明，許多工

業粉塵的爆炸上限為2000-6000g/m3，但由于粉塵沉降等原因，實

際情況下很難達到爆炸上限值。因此，通常只應用粉塵的爆炸下限，

其爆炸上限一般沒有實用價值。

③爆炸極限在消防中的應用。主要體現在以下三個方面：

第一方面：作為評定可燃氣體、液體蒸氣或粉塵等物質火災爆炸危險

性大小的主要指標。由于爆炸極限范圍越大，爆炸下限越低，越容易

與空氣或其他助燃氣體形成爆炸性混合物，其可燃物的火災爆炸危險

性就越大。因此，《建筑設計防火規范》（GB50016）在對生產及

儲存物品的火災危險性分類時,以爆炸極限為其中的火災危險性特征

對其進行了相應分類。

第一，在對生產的火災危險性分類時，將生產中使用或產生爆炸下限

小于10%的氣體物質，劃分為甲類生產，例如氫氣、甲烷、乙烯、

乙煥、環氧乙烷、氯乙烯、硫化氫、水煤氣和天然氣等氣體；將生產

中使用或產生爆炸下限不小于10%的氣體，劃分為乙類生產，例如

一氧化碳壓縮機室及凈化部位，發生爐煤氣或鼓風爐煤氣凈化部位，

氨壓縮機房。

第二，在對儲存物品的火災危險性分類時，將儲存爆炸下限小于10%

的氣體和受到水或空氣中水蒸氣的作用能產生爆炸下限小于10%氣

體的固體物質，劃分為甲類儲存物品場所；將儲存爆炸下限不小于

10%的氣體，劃分為乙類儲存物品場所。

第二方面：作為確定廠房和倉庫防火措施的依據。以爆炸極限為特征

對生產廠房的火災危險性和儲存物品倉庫的火災危險性進行分類后，

以此為依據可以進一步確定廠房和倉庫的耐火等級、防火間距、電氣

設備選用、建筑消防設施以及滅火救援力量的配備等。

第三方面：在生產、儲存、運輸、使用過程中，根據可燃物的爆炸極

限及其危險特性，確定相應的防爆、泄爆、抑爆、隔爆和抗爆措施。

例如，利用可燃氣體或蒸氣氧化法生產時,可采用惰性氣體稀釋和保

護的方式，避免可燃氣體或蒸氣的濃度在爆炸極限范圍之內。存在粉

塵爆炸危險的工藝設備，采用監控式抑爆裝置進行保護，從而在爆炸

初始階段，通過物理化學作用撲滅火焰，使未爆炸的粉塵不再參與爆

炸。

4）最低引爆能量

①最低引爆能量的定義。最低引爆能量又稱最小點火能量，是指在一

定條件下，每一種爆炸性混合物的起爆最小點火能量。

②不同物質的最低弓I爆能量。爆炸性混合物的最低引爆能量越小，其

燃爆危險性就越大，低于該能量，混合物就不會爆炸。

5）引發爆炸的直接原因。引發爆炸事故的直接原因可歸納為以下兩

大方面：

①機械、物質或環境的不安全狀態。由機械、物質或環境的不安全狀

態引發爆炸事故的原因主要有以下三個方面：

a.生產設備原因。選材不當或材料質量有問題，導致設備存在先天性

缺陷；由于結構設計不合理，零部件選配不當，導致設備不能滿足工

藝操作的要求；由于腐蝕、超溫、超壓等導致出現破損、失靈、機械

強度下降、運轉摩擦部件過熱等。

b.生產工藝原因。物料的加熱方式方法不當，致使引爆物料；對工藝

性火花控制不力而形成引火源；對化學反應型工藝控制不當，致使反

應失控；對工藝參數控制失靈，導致出現超溫、超壓現象。

c.物料原因。生產中使用的原料、中間體和產品大多是有火災、爆炸

危險性的可燃物；工作場所過量堆放物品；對易燃易爆危險品未采取

安全防護措施；產品下機后不待冷卻便入庫堆積；不按規定掌握投料

數量、投料比、投料先后順序；控制失誤或設備故障造成物料外溢,

生產粉塵或可燃氣體達到爆炸極限。

②人的不安全行為。由人的不安全行為導致爆炸的原因主要有：違反

操作規程，違章作業，隨意改變操作控制條件；生產和生活用火不慎,

亂用爐火、燈火，亂丟未熄滅的火柴桿、煙蒂；判斷失誤、操作不當，

對生產出現的超溫、超壓等異常現象束手無策；不遵循科學規律指揮

生產，盲目施工，超負荷運轉等。

【案例3-7】2018年7月12日18時42分，四川省某科技有限公

司發生重大爆炸著火事故，造成19人死亡、12人受傷,直接經濟損

失達4142萬元。經省事故調查組調查認定，引起該起重大爆炸著火

事故的直接原因是：該公司在生產咪草煙的過程中，操作人員將無包

裝標識的氯酸鈉當作2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺，補充投入到2R301

釜中進行脫水操作。

在攪拌狀態下，丁酰胺-氯酸鈉混合物形成具有迅速爆燃能力的爆炸

體系，開啟蒸汽加熱后，丁酰胺-氯酸鈉混合物的摩擦及撞擊感度隨

著釜內溫度升高而升高，在物料之間、物料與釜內附件和內壁相互撞

擊、摩擦下，引起釜內的丁酰胺一氯酸鈉混合物發生化學爆炸，爆炸

導致釜體解體。隨釜體解體過程沖出的高溫甲苯蒸氣，迅速與外部空

氣形成爆炸性混合物并產生二次爆炸，同時引起車間現場存放的氨酸

鈉、甲苯與甲醇等物料殉爆殉燃和二車間、三車間著火燃燒，進一步

擴大了事故后果，造成重大人員傷亡和財產損失。

6)爆炸對火災發生變化的影響。爆炸沖擊波能將燃燒著的物質拋散

到高空和周圍地區，如果燃燒的物質落在可燃物體上就會引起新的火

源，造成火勢蔓延擴大。除此之外，爆炸沖擊波能破壞難燃結構的保

護層，使保護層脫落，可燃物體暴露于表面，這就為燃燒面積迅速擴

大增加了條件。由于沖擊波的破壞作用，使建筑結構發生局部變形或

倒塌，增加空隙和孔洞，其結果必然會使大量的新鮮空氣流入燃燒區,

燃燒產物迅速流到室外。

2.按燃燒物形態不同分類

按燃燒物形態不同，燃燒分為固體物質燃燒、液體物質燃燒和氣體物

質燃燒三種類型。

(1)固體物質燃燒

根據固體物質的燃燒特性,其主要有以下四種燃燒方式：

1）陰燃。物質無可見光的緩慢燃燒，通常產生煙氣并有溫度升高的

現象，稱為陰燃。陰燃是在燃燒條件不充分的情況下發生的緩慢燃燒,

是固體物質特有的燃燒形式。固體物質能否發生陰燃，主要取決于固

體材料自身的理化性質及其所處的外部環境。例如，成捆堆放的紙張、

棉、麻以及大堆垛的煤、草、鋸末等固體可燃物，在空氣不流通、加

熱溫度較低或含水分較高時就會發生陰燃。這種燃燒看不見火苗，可

持續數天，不易發現。

陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉化。如在密閉或通風不良的場

所發生火災，由于燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度減慢，分解

出的氣體量減少，火焰逐漸熄滅，此時有焰燃燒可能轉為陰燃。但如

果改變通風條件，增加供氧量或可燃物中的水分蒸發到一定程度，也

可能由阻燃轉變為有焰燃燒。火場上的復燃現象和固體陰燃引起的火

災等都是陰燃在一定條件下轉化為有焰燃燒的例子。

2）蒸發燃燒。可燃固體受熱后升華或熔化后蒸發，隨后蒸氣與氧氣

發生的有焰燃燒現象，稱為蒸發燃燒。固體的蒸發燃燒是一個熔化、

汽化、擴散、燃燒的連續過程，屬于有焰的均相燃燒。例如，蠟燭、

樟腦、松香、硫黃等物質燃燒就是典型的蒸發燃燒形式。

3）分解燃燒。分子結構復雜的可燃固體，由于受熱分解而產生可燃

氣體后發生的有焰燃燒現象,稱為分解燃燒。例如，木材、紙張、棉、

麻、毛、絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等物質的燃燒就

屬于分解燃燒。分解燃燒與蒸發燃燒一樣，都屬于有焰的均相燃燒，

只是可燃氣體的來源不同：蒸發燃燒的可燃氣體是相變的產物，而分

解燃燒的可燃氣體來自固體的熱分解。

4）表面燃燒。可燃固體的燃燒反應是在其表面直接吸附氧氣而發生

的燃燒，稱為表面燃燒。例如，木炭、焦炭、鐵、銅等物質燃燒就屬

于典型的表面燃燒。這種燃燒方式的特點是：在發生表面燃燒的過程

中，固體物質既不熔化或汽化，也不發生分解，只是在其表面直接吸

附氧氣進行燃燒反應，固體表面呈高溫、熾熱、發紅、發光而無火焰

的狀態，空氣中的氧不斷擴散到固體高溫表面被吸附，進而發生氣固

非均相反應，反應的產物帶著熱量從固體表面逸出。表面燃燒呈無火

焰的非均相燃燒，因此，有時又稱為異相燃燒。

實際上，上述四種燃燒形式的劃分不是絕對的，有些可燃固體的燃燒

往往包含兩種或兩種以上的形式。例如，木材及木制品、紙張、棉、

麻、化纖織物等可燃性固體，四種燃燒形式往往同時伴隨在火災過程

中：陰燃一般發生在火災的初起階段；蒸發燃燒和分解燃燒多發生于

火災的發展階段和猛烈燃燒階段;表面燃燒通常發生在火災的熄滅階

段。

2）液體物質燃燒

根據液體物質的燃燒特性，其燃燒方式主要有以下四種：

1）閃燃

①閃燃的定義。可燃性液體揮發的蒸氣與空氣混合達到一定濃度后，

遇明火發生一閃即滅的燃燒現象，稱為閃燃。

②閃燃的形成過程。在一定溫度條件下，可燃性液體表面會產生可燃

蒸氣，這些可燃蒸氣與空氣混合形成一定濃度的可燃性氣體，當其濃

度不足以維持持續燃燒時，遇火源能產生一閃即滅的火苗或火光，形

成一種瞬間燃燒現象。可燃性液體之所以會發生一閃即滅的閃燃現

象，是因為液體在閃燃溫度下蒸發的速度較慢，所蒸發出來的蒸氣僅

能維持一剎那的燃燒，而來不及提供足夠的蒸氣維持穩定的燃燒，故

閃燃一下就熄滅了。閃燃往往是可燃性液體發生著火的先兆，因此，

從消防角度來說，發生閃燃就是危險的警告。

③液體的閃點

a.閃點的定義。在規定的試驗條件下，可燃性液體表面產生的蒸氣在

試驗火焰作用下發生閃燃的最低溫度，稱為閃點，單位為0℃

b.閃點的變化規律。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關，飽和蒸氣

壓越高，閃點越低。同系物液體的閃點具有以下規律：

閃點隨其分子量的增加而升高；

閃點隨其沸點的增加而升高；

閃點隨其密度的增加而升高；

閃點隨其蒸氣壓的降低而升高。

c.閃點在消防上的應用。閃點是可燃性液體性質的主要特征之一，是

評定可燃性液體火災危險性大小的重要參數。閃點越低，火災危險性

就越大；反之，則越小。在一定條件下，當液體的溫度高于其閃點時,

液體隨時有可能被引火源引燃或發生自燃；當液體的溫度低于閃點

時，液體不會發生閃燃，更不會著火。閃點在消防上的應用體現在以

下方面：

一是根據閃點劃分可燃性液體的火災危險性類別。例如，《建筑設計

防火規范》）（GB50016）在對生產及儲存物品場所的火災危險性

分類時，以閃點作為火災危險性的特征對其進行了相應分類。即將液

體生產及儲存場所的火災危險性分為甲類（閃點＜28〈的液體）、乙

類（28（W閃點＜60（的液體）、丙類（閃點＞6CTC的液體）三個類

別。再如，《石油庫設計規范》（GB50074）根據閃點將液體分為

易燃液體（閃點＜45（的液體）和可燃液體（閃點245。€：的液體）兩

種類型。

二是根據閃點間接確定滅火劑的供給強度。例如，《泡沫滅火系統設

計規范》（GB5O151）在確定非水溶性液體儲罐采用固定式、半固

定式液上噴射系統時，依據液體閃點所劃分的甲類、乙類和丙類液體,

明確其對應的泡沫混合液供給強度和連續供給時間不應小于表

3-1-11的規定值。

表3-1-11泡沫混合液供給強度和連續供給時間

連續供給時間（min：

泡沫混合液種供給強度

系統形式甲、乙類液

類[L/(min.m2)]丙類液體

體

固定式、蛋白64030

半固定式氟蛋白、水成

液上噴射膜、成膜氟蛋54530

系統白

2）蒸發燃燒。蒸發燃燒是指可燃性液體受熱后邊蒸發邊與空氣相互

擴散混合，遇引火源后發生燃燒，呈現有火焰的氣相燃燒形式。可燃

性液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發

出來的液體蒸氣被分解、氧化達到燃點而燃燒。因此，液體能否發生

燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發速率等密

切相關。

3）沸溢燃燒

①沸溢的定義。正在燃燒的油層下的水層因受熱沸騰膨脹導致燃燒著

的油品噴濺，使燃燒瞬間增大的現象，稱為沸溢。

②沸溢的形成過程及其危害。當重質油品燃燒時，這些沸程較寬的重

質油品產生熱波，在熱波向液體深層運動時，由于溫度遠高于水的沸

點，會使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽穿過油層向液面上浮，在

向上移動過程中形成油包氣的氣泡，即油的一部分形成了含有大量蒸

汽氣泡的泡沫。這種表面包含有油品的氣泡，比原來的水體積擴大千

倍以上，氣泡被油薄膜包圍形成大量油泡群，液面上下像開鍋一樣沸

騰，到儲罐容納不下時，油品就會像〃跑鍋〃一樣溢出罐外，這就是

沸溢形成的過程。一般情況下，油品含水量大，熱波移動速度快，沸

溢出現早；油品含水量小，熱波移動速度惶，沸溢出現就晚。

③沸溢的形成條件：

一是油品為重質油品且黏度較大；

二是油品具有熱波的特性；

三是油品含有乳化水。

④沸溢的典型征兆。

一是出現液滴在油罐液面上跳動并發出〃啪嘰啪嘰〃的微爆噪聲；

二是燃燒出現異常，火焰呈現大幅度的脈動、閃爍；

三是油罐開始出現振動。

4）噴濺燃燒

①噴濺的定義。儲罐中含有水墊層的重質油品在燃燒過程中，隨著熱

波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也不斷加大。當熱波達到水

墊層時，水墊層的水變成水蒸氣，蒸汽體積迅速膨脹，當形成的蒸汽

壓力大到足以把水墊層上面的油層抬起時，蒸汽沖破油層將燃燒著的

油滴和包油的油汽拋向上空，向四周噴濺燃燒，這種現象稱為噴濺燃

燒。

②噴濺的形成過程及其危害。研究表明，噴濺發生的時間與油層厚度、

熱波移動速度及油的燃燒線速度有關，儲罐從著火到噴濺的時間與油

層厚度成正比，與燃燒的速度和熱波傳播的速度成反比。油層越薄，

燃燒速度、油品溫度傳遞速度越快，越能在著火后較短時間內發生噴

濺。而噴濺高度和散落面積與油層厚度、儲罐直徑有關。發生噴濺時

油品與火突然騰空而起，帶出的燃油從池火燃燒狀態轉變為液滴燃燒

狀態，向外噴出，形成空中燃燒，火柱高達十幾米甚至幾十米，燃燒

強度和危險性隨之增加，導致流散液體增多，燃燒面積迅速增大，嚴

重威脅周邊建（構）筑物、器材裝備及人員的安全。

③噴濺的形成條件：

一是油品屬于沸溢性油品；

二是儲罐底部含有水墊層；

三是熱披頭溫度高于水的沸點，并與水墊層接觸。

④噴濺的典型征兆。

一是油面蠕動、涌漲現象明顯，出現油泡沫2-4次；

二是火焰變白且更加發亮，火舌尺寸變大，形似火箭；

三是顏色由濃變淡；

四是罐壁發生劇烈抖動,并伴有強烈的〃嘶嘶〃聲。

【案例3-8]1989年8月12日，某油庫5號油罐突然遭到雷擊發

生火災，在燃燒了大約4h后，5號罐里的原油隨著輕油飽分的蒸發

燃燒，形成速度約L5m/h、溫度為150-300℃的熱波向油層下部傳

遞，當熱波傳至油罐底部的水墊層時，罐底部的積水、原油中的乳化

水以及滅火時泡沫中的水汽化，使原油產生猛烈沸溢和噴濺，油夾雜

火焰濃煙噴向空中高達幾十米，撒落四周地面。噴濺的油火點燃了4

號油罐頂部的泄漏油氣層，引起爆炸。炸飛的4號罐頂混凝土碎塊將

相鄰30m處的1號、2號和3號金屬油罐頂部震裂，造成汽油外漏。

其間，5號罐連續發生了3次沸溢和噴濺現象，噴濺的油火又先后，

點燃了3號、2號和1號油罐的外漏油，引起爆燃，整個罐區陷入一

片火海。失控的外溢原油像火山噴發出的巖漿，在地面上四處流淌，

整個滅火行動共耗時104h。

該起火災爆炸事故共造成19人死亡、100多人受傷，直接經濟損失

達3540萬元，共燒毀原油約40000t,毀壞民房約4000nfz道路

20000nf。燃燒的高溫、水域的污染、爆炸的沖擊波，使近海5200

畝蝦池和1160畝貽貝養殖場毀壞22萬畝灘涂上成億尾魚苗死亡,

島四周102km的海岸線受到嚴重污染。經國務院事故調查組調查認

定，該起事故直接原因是油庫的非金屬油罐本身存在不足，遭到雷電

擊中引發爆炸。同時認為，該油庫設計布局不合理、選材不當、忽視

安全防護尤其是缺少避雷針、管理不當造成消防設備失靈延誤滅火時

機等是造成此事故的深層次原因。

3）氣體物質燃燒

可燃氣體的燃燒不像固體、液體物質那樣需經熔化、分解、蒸發等變

化過程，其在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴散混合，完

成燃燒反應的準備階段。當混合氣體達到一定濃度后，遇引火源即可

發生燃燒或爆炸，因此，氣體的燃燒速度大于固體、液體。根據氣體

物質燃燒過程的控制因素不同，其有以下兩種燃燒方式：

1）擴散燃燒。可燃性氣體或蒸氣與氣體氧化劑互相擴散，邊混合邊

燃燒的現象，稱為擴散燃燒。例如，天然氣井口的井噴燃燒、工業裝

置及容器破裂口噴出燃燒等均屬于擴散燃燒。擴散燃燒的特點是擴散

火焰不運動，也不發生回火現象，可燃氣體與氣體氧化劑的棍合在可

燃氣體噴口進行。氣體擴散多少，就燒掉多少，這類燃燒比較穩定。

對于穩定的擴散燃燒，只要控制得好，就不至于造成火災，一旦發生

火災也較易撲救。

2）預混燃燒。可燃氣體或蒸氣預先同空氣（或氧氣）混合，遇引火

源產生帶有沖擊力的燃燒現象，稱為預混燃燒。這類燃燒往往造成爆

炸，因此，也稱爆炸式燃燒或動力燃燒。預混燃燒按照混合程度不同,

又分為部分預混燃燒（即可燃氣體預先與部分空氣或氧氣混合的燃

燒用］完全預混燃燒(即可燃氣體預先與過量空氣或氧氣混合的燃燒)

兩種形式。預混燃燒的特點是燃燒反應快，溫度高，火焰傳播速度快,

反應混合氣體不斷擴散，在可燃混合氣體中會產生一個火焰中心，成

為熱量與化學活性粒子集中源。預混燃燒一般發生在封閉體系或混合

氣體向周圍擴散的速度遠小于燃燒速度的敞開體系中。

培訓項目1燃燒基礎知識

【案例3-9】2013年11月22日10時25分，某公司輸油管道泄漏

原油進入市政排水暗渠，原油泄漏后，現場處置人員采用液壓破碎錘

在暗渠蓋板上打孔破碎，產生撞擊火花，在形成密閉空間的暗渠內油

氣積聚遇火花發生爆炸，造成62人死亡、136人受傷,直接經濟損

失達75172萬元。

四、燃燒產物

1.燃燒產物的定義

由燃燒或熱解作用而產生的全部物質，稱為燃燒產物。它通常包括燃

燒生成的煙氣、熱量和氣體等。

2.燃燒產物的分類

燃燒產物分為完全燃燒產物和不完全燃燒產物兩類。

培訓項目1燃燒基礎知識

(1)完全燃燒產物

可燃物質在燃燒過程中，如果生成的產物不能再燃燒，則稱為完全燃

燒，其產物為完全燃燒產物，例如二氧化碳、二氧化硫等。

(2)不完全燃燒產物

可燃物質在燃燒過程中，如果生成的產物還能繼續燃燒，則稱為不完

全燃燒，其產物為不完全燃燒產物，例如一氧化碳、醇類、醛類、醛

類等。

3.不同物質的燃燒產物

燃燒產物的數量及成分，隨物質的化學組成以及溫度、空氣(氧)的

供給情況等變化而有所不同。

(1)單質的燃燒產物

一般單質在空氣中的燃燒產物為該單質元素的氧化物。如碳、氫、硫

等燃燒分別生成二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫，這些產物不能再燃燒,

屬于完全燃燒產物。

(2)化合物的燃燒產物

一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產物外，還會生成不完全燃

燒產物。最典型的不完全燃燒產物是一氧化碳，它能進一步燃燒生成

二氧化碳。特別是一些高分子化合物，受熱后會產生熱裂解，生成許

多不同類型的有機化合物，并能進一步燃燒。

(3)木材的燃燒產物

木材燃燒一般包含分解燃燒和表面燃燒兩種類型。在高濕、低溫、貧

氧條件下，木材還能發生阻燃。木材的燃燒存在三個比較明顯的階段：

一是干燥準備階段。當木材接觸火源時水分開始蒸發，加熱到約

110工時就被干燥并蒸發出極少量的樹脂。溫度達到150-200(時，

木材開始分解，產物主要是水蒸氣和二氧化碳，為燃燒做好了準備。

二是有焰燃燒階段，即木材的熱分解產物的燃燒。當溫度達到

200-28(TC時，木材開始變色并炭化，分解產物主要是一氧化碳、氫

和碳氫化合物，并進行穩定的有焰燃燒，直到木材的有機質組分分解

完為止，有焰燃燒才結束。

三是無焰燃燒階段，即木炭的表面燃燒。

(4)高聚物的燃燒產物

有機高分子化合物(簡稱高聚物)，主要是以石油、天然氣、煤為原

料制得，例如人們熟知的塑料、橡膠、合成纖維這三大合成有機高分

子化合物。不同類型的高聚物在燃燒或分解過程中會產生不同類別的

產物：

只含碳和氫的高聚物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯燃燒時有熔滴,

易產生一氧化碳氣體；

含有氧的高聚物，例如賽璐珞、有機玻璃等燃燒時變軟，無熔滴，同

樣產生一氧化碳氣體；

含有氮的高聚物，例如三聚氧胺甲醛樹脂、尼龍等燃燒時有熔滴，會

產生一氧化碳、一氧化氮、氧化氫等有毒氣體；

含有氯的高聚物，例如聚氯乙烯等燃燒時無熔滴，有炭瘤，并產生氯

化氫氣體，有毒且溶于水后有腐蝕性。

4.燃燒產物的毒性及其危害

燃燒產物大多是有毒有害氣體，例如一氧化碳、氧化氫、二氧化硫等

均對人體有不同程度的危害，往往會通過呼吸道侵入或刺激眼結膜、

皮膚黏膜使人中毒甚至死亡。據統計，在火災中死亡的人約75%是

由于吸入毒性氣體中毒而致死的。一氧化碳是火災中致死的主要燃燒

產物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和力。建筑物內廣泛

使用的合成高分子等物質燃燒時，不僅會產生一氧化碳、二氧化碳，

而且還會分解出乙醛、氯化氫、氧化氫等有毒氣體，給人的生命安全

造成更大的。

表3-1-12不同濃度的一氧化碳對人體的影響

火場中一氧化碳人的呼吸時間

中毒程度

的濃度(min)

頭痛、嘔吐、不

0.10%60

舒服

0.50%20?30