浅谈火灾与爆炸事故
呼达
物质燃烧、爆炸过程中会释放出物质内部潜藏的能量，这些能量通常是人们生产、生活所必需的主要能量。但是，当人们对燃烧爆炸失去控制时，就会酿成灾害，造成火灾或爆炸事故。所以要防止火灾、爆炸，必须控制燃烧、爆炸发生的条件，限定燃烧、爆炸发生的空间范围。
火灾、爆炸事故的形成和发展，有其自身的规律和特点。当火灾发生后，火会向四周各个方向蔓延，而且会随着时间的延长，火势向外蔓延的速度加快，着火的范围急剧扩大，失控的程度也就越发严重。所以，火灾发生后需要及时迅速地进行扑救。爆炸事故是突然发生的，所以一旦发生爆炸就无法控制和制止。为了防爆，只能在爆炸事故出现之前，采取安全防范措施，防止爆炸事故的发生。
近几年来，我国所发生的各类事故中，由于火灾爆炸导致的人员死亡成为各类事故之首，直接经济损失也损失巨大。例如： 2014年“8.2”昆山特别重大铝粉粉尘爆炸事故，造成146人死亡，114人受伤，直接经济损失3.5亿人民币；2015年“2.5”义乌商品城火灾事故，造成17人死亡，5人重伤；2015年“8·12”天津港瑞海公司危险化学品仓库火灾爆炸事故，造成死亡100余人，直接经济损失高达亿元以上。
掌握火灾与爆炸原因，正确进行危险性评价，及时采取防范措施，对搞好安全生产，防止事故发生具有重要意义。
一、火灾及其分类
凡是在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，叫火灾。
(1)在国家技术标准《火灾分类》(GB 4968—85)中，根据物质燃烧特性将火灾分为：
① A类火灾指固体物质火灾，如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。
② B类火灾指液体火灾和可熔化的固体物质的火灾，如汽油、煤油、柴油、乙醇、沥青、石蜡火灾等。
③ C类火灾指气体火灾，如燃气、甲烷、乙烷、氢气火灾等。
④ D类火灾指金属火灾，如铝合金火灾等。
(2) 按照一次火灾事故损失划分火灾等级将火灾等级划分为：
①具有下列情形之一的，为特大火灾：死亡10人以上(含本数，下同)，重伤20人以上，死亡、重伤20人以上，受灾户50户以上，直接财产损失100万元以上。
②具有下列情形之一的火灾，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，直接财产损失30万元以上。
③不具有前列两项情形的火灾，为一般火灾。
二、爆炸事故类型及其特点
常见爆炸事故类型：
①气体分解爆炸；
②粉尘爆炸；
③危险性混合物的爆炸；
④蒸气爆炸；
⑤雾滴爆炸；
⑥爆炸性化合物的爆炸。
爆炸事故的特点：
(1) 严重性。
爆炸事故的破坏性大，往往是摧毁性的，造成惨重损失。
(2) 突发性
爆炸往往在瞬间发生，难以预料。
(3) 复杂性
爆炸事故发生的原因、灾害范围及后果各异，相差悬殊。
爆炸事故的破坏作用有冲击波破坏，灼烧破坏，由于爆炸而飞散的固体碎片砸坏人员或砸坏物体，由于爆炸还可能形成地震波的破坏等。其中冲击波的破坏最为主要。
三、甲烷燃烧与爆炸
1、基本概念
(1)爆炸极限
可燃气体、可燃液体、蒸气或可燃粉尘与空气组成的混合物，并非任何混合比例下都可以爆炸，而是固定浓度范围的，不同可燃物有不同的固定浓度范围。这一固定范围通常叫该物质的爆炸范围或爆炸极限，通常用可燃气体、可燃液体蒸气、可燃物粉尘在空气中的体积百分数表示。能够产生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度为爆炸上限。
甲烷爆炸范围为4.9%～16%。4.9%称为爆炸下限，16%称为爆炸上限。汽油的爆炸极限是1.0%～6.0%；氢气的爆炸极限是4.0%～75%；一氧化碳的极限是12.5%～74.2%；氨气的爆炸极限是15.5%～27%等等。爆炸极限的数值越宽，爆炸下限越低，爆炸危险性越大。
爆炸极限是在常温、常压等标准条件下测定出来的，这一范围随着温度、压力的变化而有变化。
(2)最小点火能
最小点火能是指能引起爆炸性混合物燃烧爆炸时所需的最小能量。如氢的最小点火能为0.019mJ，甲烷为0.25mJ，乙烷为0.25mJ，环氧乙烷为0.065mJ，乙烯为0.096mJ。
最小点火能数值愈小，说明该物质愈易被引燃。
(3)爆炸压力
可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气的混合物、爆炸物品在密闭容器中着火爆炸时所产生的压力称爆炸压力。爆炸压力的最大值称最大爆炸压力。
爆炸压力通常是测量出来的，但也可以根据燃烧反应方程式或气体的内能进行计算。物质不同，爆炸压力也不同，即使是同一种物质因周围环境、原始压力、温度等不同，其爆炸压力也不同。
最大爆炸压力愈高，最大爆炸压力时间愈短，最大爆炸压力上升速度愈高，说明爆炸威力愈大，该混合物或化学品愈危险。
(4)闪燃与闪点
液体燃烧时，液体在点火源的作用下，先蒸发成蒸气，然后蒸气氧化分解而燃烧。每种液体表面，都有一定量的蒸气存在，随着液体温度的升高，蒸气浓度也随之增大，当蒸气浓度高于其爆炸极限下限时，遇火焰则会引起燃烧。在一定温度下，可燃液体饱和蒸气与空气的混合物在与火焰接触时，能闪出火花，发生瞬间燃烧，这种现象称为闪燃。引起闪燃时的温度称作闪点。当可燃液体温度高于其闪点时则随时都有被火焰点燃的危险。闪点愈低，该化学品愈易引起燃烧
与爆炸。
(5)燃点
可燃物质在空气充足条件下，达到某一温度与火焰接触即着火(出现火焰或灼热发光)，并在移去火焰之后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的燃点或着火点。
(6)自燃点
指可燃物质在没有火焰、电火花等火源的作用下，在空气或氧气中被加热而引起燃烧的最低温度称为自燃点(或引燃温度)。
自燃有两种情况：
受热自燃：可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到自燃点而自行燃烧。
自热自燃：可燃物在无外部热源影响下，其内部发生物理的、化学反应而产生热量，并经长时间积累达到该物质的自燃点而自行燃烧的现象。
引起物质自然发热的原因有：分解热、氧化热(如不饱和油脂)，吸附热(如活性碳)、聚合热(如液体氰化氢)、发酵热(如干草)等。自热自燃是化工产品贮存运输中较常见的现象，危害性极大。
2、甲烷的特性
甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷，可致冻伤。
3、甲烷的燃烧与爆炸
甲烷燃烧现象平稳燃烧，产生大量热。发生淡蓝色火焰。甲烷爆炸界限（也叫爆炸极限），甲烷与空气混合后遇火能引起爆炸的浓度范围，一般用作甲烷在混合气中的体积分数表示，爆炸极限为4.9%-16%（低于下限不燃烧，高于上限安静燃烧）最剧烈爆炸浓度约为9.5%。
甲烷燃烧引发火灾，剧烈燃烧产生爆炸，会带来生产设施的重大破坏和人员伤亡，但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大，随着时间的延续，损失数量迅速增长，损失大约与时间的平方成比例，如火灾时间延长
