火灾、爆炸及其防护技术

火灾、爆炸及其防护技术一、基本概念二、火灾危险性分类三、防火防爆基本技术措施1一、基本概念火灾爆炸事故是各类事故中危险性最大的，它的特点是面广、多发、严重。

火灾爆炸事故不仅全国各地都有发生，而且企业内各个车间都有可能发生。

（广维集团公司火灾爆炸事故）1、火灾的分类按《火灾分类》（GB/T4968-2008）划分为六类火灾：①A类火灾，固体物质火灾（这种物质通常具有有机物性质，一般在燃烧后产生灼热的余烬）；如:木头、煤、纸张等的着火。

②B类火灾，液体或可熔化的固体物质火灾；如：甲醇、甲苯、石腊等的火灾。

（黄岛油库火灾爆炸事故）③C类火灾，气体火灾；如：氢气、乙炔、天然气等的火灾。

④D类火灾，金属火灾；如：金属钠、金属钾、镁等的火灾⑤E类火灾，带电火灾，即物体带电燃烧的火灾；电气火灾。

⑥F类火灾，烹饪器具内的烹饪物火灾。

A类火灾、B类火灾、C类火灾、E类火灾是工业企业尤其是化工企业常见的火灾。

2、燃烧——是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。

燃烧是可燃物与氧或其他氧化剂进行反应的结果。

火灾实际上就是一种未被控制的燃烧。

燃烧通常具有以下三个特征：1）是一种氧化还原反应；2）放热；3）发光和（或）发烟。

3、燃烧的分类：1）按引燃方式分：（着火的外因）①点燃——指物质由外界引燃源的作用而引发的燃烧；如打火机点火、抽烟等。

②自燃——指在没有外界着火源作用的条件下，靠物质本身内部一系列物理化学变化而发生的自动燃烧现象。

如黄磷、二硫化碳在空气中的自燃。

2）按燃烧时的现象分：①着火——是指以释放热量并伴有烟或火焰为特征的燃烧。

②阴燃——指物质无可见光的缓慢燃烧，通常伴有温度升高的现象。

【运输途中ADC发泡剂自燃的事故案例】、新疆火焰山煤田的阴燃。

③闪燃——可燃液体表面产生的可燃蒸气遇火源产生的一闪即灭的燃烧现象。

液体发生闪燃的最低温度称为闪点。

④爆炸——是物质的一种急剧的物理、化学变化现象。

4、燃烧的要素——制约燃烧发生和发展的内部因素。

有可燃物和氧化剂。

1）可燃物——狭义上，可燃物是指在标准状态下的空气中能够燃烧的物质。

可燃物还按其燃烧的难易程度分为甲、乙、丙三个火险类别。

甲类危险性大于乙、丙类。

2）氧化剂——处于高氧化态，具有强氧化性，与可燃物质相结合能够导致燃烧的物质。

（有的叫“助燃物”）。

如：氧气、氯气等。

5、燃烧的条件从通常意义讲，燃烧必须同时具备三个条件：①有可燃性的物质；②有助燃性物质，常见的为空气和氧气；③有能导致燃烧的能源。

即点火源，如撞击、摩擦、明火、电火花、高温物体、光、射线等。

6、氧指数——是指在规定条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧所需要的最低氧气浓度。

通常规定：材料氧指数大于50%的为不燃材料；氧指数在27-50%之间的为难燃材料；氧指数在20-27%之间的为一般可燃材料；氧指数小于20%的为易燃材料。

7、爆炸——是物质的一种急剧的物理、化学变化现象，在变化过程中伴有物质所含能量的快速释放。

爆炸时物系压力急剧升高。

1）爆炸具有的特征：①过程进行得很快；②爆炸点附近压力急剧升高；③发出或大或小的声音；④周围介质发生震动或邻近物质遭到破坏。

2）爆炸的分类——物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。

①物理爆炸——物体的内部和外部由于超压和（或）应力变化使物体急剧破裂的现象。

在爆炸发生的过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质和成分不发生变化，变化的仅仅是介质的状态参数（如温度、压力、体积）。

常见的物理爆炸有锅炉筒体爆炸、超压引起的钢瓶爆炸、容器爆炸。

②化学爆炸——是由于物质发生急剧的化学反应（氧化或分解反应）产生高温、高压的现象。

如：火药爆炸、瓦斯爆炸、易燃气体及蒸汽爆炸、粉尘爆炸等。

化学爆炸按爆炸速度又分为：爆燃和爆轰。

爆燃——指燃速以亚音速传播的爆炸。

爆轰——指燃速以超音速传播，并以冲击波为特征的爆炸。

③核爆炸——由原子核分裂或热核的反应引起的爆炸。

8、爆炸极限——可燃性气体、蒸气、粉尘与空气混合后，遇引火源产生爆炸的最高或最低的浓度。

能发生爆炸的最高浓度叫做爆炸上限；能发生爆炸的最低浓度叫做爆炸下限。

如乙炔的爆炸极限为2.5%-9.5%，氢气的爆炸极限为4%-74%。

爆炸极限越宽，发生爆炸的危险性越大。

爆炸极限是会变化的，受温度、压力、氧含量、惰性介质、容器的材质和尺寸、能源等因素的影响而变化。

①温度越高，爆炸下限降低，上限增高，爆炸极限范围扩大。

②氧含量增加，一般对爆炸下限影响不大，但会使爆炸上限显著增高，爆炸极限范围扩大。

③惰性介质影响，随着惰性气体（如氮、二氧化碳、水蒸气、氩气等）所占比例增加，爆炸极限范围缩小；惰性气体的含量提高到一定浓度时，可使混合物不能爆炸。

惰性气体对混合物爆炸上限影响比对爆炸下限影响更为显著。

④压力增大，一般来说爆炸极限范围也扩大，尤其是爆炸上限显著提高；压力降低，则爆炸极限范围缩小。

⑤容器的材质、尺寸影响。

例如：氢和氟在玻璃器皿中混合，即使放在液态空气温度下于黑暗中也会发生爆炸，而在银制器皿中要到常温下才能发生反应。

另外，容器管直径越小，爆炸极限范围越小。

阻火器、加油站阻隔防爆装置利用的就是这种特性。

⑥能源的性质对爆炸极限有很大影响，如果能源的强度高，热表面的面积就大，火源与混合物的接触时间长，就会使爆炸极限扩大，爆炸危险性也就增加。

二、火灾危险性分类（一）物质的火灾危险性分类1、物质火灾危险性影响因素一般来说物质的火灾危险性，液体主要是用闪点的高低来衡量；气体、蒸气、粉尘等主要是用爆炸极限来衡量；固体主要是用引燃温度或氧指数的大小来衡量；另外，最小引燃能量也是用来衡量物品火灾危险性大小的一个重要参数。

2、物质火灾危险性分类：1）按GB50016-2006《建筑设计防火规范》中储存物质的火灾危险性分类。

《危险化学品名录》2002版中①第2·1类易燃气体中除个别气体（如一氧化碳）属乙类外，绝大多数属甲类；②第3·1类低闪点液体（闪点＜-18℃）、第3·2类中闪点液体（-18℃≤闪点＜23℃）均属于甲类物质；③第3·3类高闪点液体（23℃≤闪点＜60℃）中，有一部分物质闪点＜28℃，属于甲类，其余属乙类。

2）按《石油化工企业设计防火规范》GB 50160-2008分类：（1）可燃气体的火灾危险性分类（2）液化烃、可燃液体的火灾危险性分类，应符合下列规定：①液化径、可燃液体的火灾危险性分类②操作温度超过其闪点的乙类液体，应视为甲B类液体；③操作温度超过其闪点的丙类液体，应视为乙A类液体。

（3）固体的火灾危险性分类，甲乙丙丁类都有，应按现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定执行。

（二）生产工艺的火灾危险性分类1、生产工艺的火灾危险性分类：1）按GB50016-2006《建筑设计防火规范》中生产的火灾危险性分类2）相关规定：同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时，该厂房或防火分区内的生产火灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。

当符合下述条件之一时，可按火灾危险性较小的部分确定：①火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%或丁、戊类厂房内的油漆工段小于10%，且发生火灾事故时不足以蔓延到其它部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施；②丁、戊类厂房内的油漆工段，当采用封闭喷漆工艺，封闭喷漆空间内保持负压、油漆工段设置可燃气体自动报警系统或自动抑爆系统，且油漆工段占其所在防火分区面积的比例小于等于20% 。

③同一座仓库或仓库的任一防火分区内储存不同火灾危险性物品时，该仓库或防火分区的火灾危险性应按其中火灾危险性最大的类别确定。

④丁、戊类储存物品的可燃包装重量大于物品本身重量1/4的仓库，其火灾危险性应按丙类确定。

3）一般情况下可不按物质火灾危险特性确定生产火灾危险性类别的最大允许量，参见表2。

2、火灾爆炸原因1）可燃物料泄漏：外泄的可燃气体容易与空气形成爆炸性混合气体，因此，可燃气体的泄漏就容易造成火灾爆炸事故。

可燃性气体泄漏有以下几种情况：①设备的动静密封处泄漏；②设备管道腐蚀泄漏；③水封因断水，未加水跑气泄漏；④设备管道阀门缺陷或断裂造成泄漏；⑤操作失误（开错阀门、忘记关闭阀门）等。

【北京东方化工厂事故】2）系统负压，漏入空气与可燃气体混合：①系统停车，停车后随温度下降造成负压，由敞口吸入空气；②系统停水，停水后水封水因泄漏失去作用而导致空气吸入；③操作失误，联系不当，报警联锁装置不全或失灵，造成气体抽送不平衡而至负压，由敞口或泄漏处吸入空气。

④气体入口管线被杂物、结晶体或水堵塞，造成抽负，由敞口或泄漏处吸入空气；⑤用空气进行试压、试漏，系统可燃物未清除干净、未加盲板，造成可燃气体与空气混合。

【上海市浦三路油气加注站液化气储罐爆炸事故】事故大部分发生在气体输送岗位或与气体压缩有关的岗位，当发生在加压过程中时更加危险，因为在爆炸性混合气体中，一方面氧含量在增加，另一方面在加压后，爆炸极限范围扩大，更容易发生事故。

3）系统生产时氧含量超标：氧含量超标，说明系统中有空气漏入，通常由操作失误、设备缺陷、人员违章、断油断汽或安全报警装置失灵所造成。

4）系统串气：系统串气有2种情况，一种情况是高压串低压，形成超压爆炸；另一种是空气与可燃性气体互串形成化学性爆炸。

前一种情况大部分是由于操作失误及低压无安全附件或附件失灵造成。

如合成氨厂，合成高压串低压液氨槽爆炸，合成高压串低压再生系统爆炸等等。

后一种情况大部分是由于盲板抽堵错误，用阀门代替盲板或误操作造成。

5）违章动火：①未申请动火证又无动火安全知识，私自动火；②虽申请动火证但未置换彻底或取样方法不对，分析结果错误；③动火安全措施考虑不周；④动火现场安全条件未周密查看；⑤动火系统与其它系统未彻底隔绝；⑥动火作业证私自变更安全措施或更改动火时间；⑦不置换动火或未维持正压动火。

（三）生产工艺的火灾爆炸危险性1、生产中可燃物料用量多、储量大。

2、工艺条件苛刻，状态危险。

1）高温、高压。

大型合成氨装置的一、二段转化炉的管壁温度达900℃以上，压力达30MPa；石油裂解炉内温度达800～1000℃；合成氨、合成甲醇、尿素的反应压力都在10MPa以上；高压聚乙烯的反应压力达280MPa。

高压易使设备材料损坏，使可燃物料泄漏机会增多，使物质的爆炸极限范围变宽，更易着火或爆炸；高温系统如果温度超过物料的自燃点，一旦泄漏到空气中即会自燃起火。

2）低温。

液化天然气、液氮、液氧采用-200℃的低温，空气分离制氧、制氮温度低至-170℃。

低温会使设备材质变脆易裂，混入或生成的高凝固点物质会凝结堵塞管道。

3）投料速度、配比要求严格。

投料速度过快、配比控制不好或搅拌中断、冷却水不足等，都有可能使反应温度升高或使压力猛增而造成着火或爆炸事故。