安全工程學(十一)

第五章防火與防爆安全技術(shù)第一節(jié)燃燒第二節(jié)爆炸第三節(jié)燃燒與化學爆炸的關(guān)系第四節(jié)易燃易爆危險性物質(zhì)的種類1第一節(jié)燃燒燃燒的基本概念燃燒的種類燃燒的三要素火災各類火災，有各種預防、限制、滅火和疏散等措施造成火災的原因2（一）燃燒

一、燃燒的基本概念燃燒是可燃物質(zhì)的氧化化學反應，在反應過程中伴隨有熱效應和光效應以及氣體產(chǎn)物。二、燃燒的種類

按可燃物質(zhì)的物態(tài)氣體燃燒液體燃燒固體燃燒按燃燒形式分類擴散燃燒：可燃氣體在空氣中的燃燒蒸發(fā)燃燒：酒精分解燃燒：木材和煤大多是由于分解產(chǎn)生可燃氣體再行燃燒的表面燃燒：炭和金屬的燃燒3還可分為完全燃燒與不完全燃燒等

按燃燒現(xiàn)象發(fā)生瞬間的特點著火：用火柴點燃柴草；自燃：煤自燃、黃磷在空氣中很容易發(fā)生自燃；閃燃：當火焰或熾熱物體接近一定溫度下的易燃和可燃液體時，其液面上的蒸汽與空氣的混合物會發(fā)生一閃即滅的燃燒；爆燃：對于火炸藥或爆炸性氣體混合物的燃燒，由于其燃速很快。4三、燃燒的三要素

可燃物質(zhì)、氧或氧化劑（助燃物質(zhì)）、點火源。

必備的三要素，缺一不可，且必須同時存在，互相接觸，相互作用，才可以燃燒。

安全工程技術(shù)：防火和滅火措施，防止其燃燒三要素同時存在、互相結(jié)合、互相作用。如降低濃度、隔絕空氣、嚴禁煙火等措施

5四、火災（一）火災的概念凡是超出有效范圍的燃燒稱為火災。《消防基本術(shù)語》：在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害；《火災統(tǒng)計管理規(guī)定》：凡失去控制并對財產(chǎn)和人身造成損害的燃燒現(xiàn)象都為火災；6（二）火災的分類A類火災：固體物質(zhì)火災。這種物質(zhì)通常具有有機物性質(zhì)，一般在燃燒時能產(chǎn)生灼熱的余燼。B類火災：液體或可熔化的固體物質(zhì)火災。C類火災：氣體火災。D類火災：金屬火災。E類火災：帶電火災。物體帶電燃燒的火災。F類火災：烹飪器具內(nèi)的烹飪物（如動植物油脂）火災。按照物質(zhì)燃燒的特征7按照一次火災事故

造成的人員傷亡、

受災戶數(shù)和財產(chǎn)直接

損失金額特大火災：具有下列情形之一

死亡10人以上；重傷20人以上；死亡、重傷20人以上；受災戶50戶以上；燒毀財物損失50萬元以上；重大火災：死亡3人以上；重傷10人以上；死亡、重傷10人以上；受災戶30戶以上；燒毀財產(chǎn)損失5萬元以上。一般火災不具有前兩項情形的燃燒事故。

8按可燃物及助燃物的種類

氣體火災：如煤氣、液化石油氣等油品火災：如原油、煤油、汽油等可燃物火災：建筑物、家具、木材、紙張、纖維、紡織物等固體可燃物電器（氣）火災：電器配線、電動機、變壓器等電氣設備使用的絕緣材料發(fā)生的火災金屬火災：鈉、鎂、鋁、鈦、鋯、鈾等金屬粉末或細金屬絲，在空氣中具有易燃性質(zhì)空氣中含氧量過甚導致的火災：森林火災

9

五、各類火災，有各種預防、限制、滅火和疏散等措施（一）滅火措施（1）對氣體火災一面立即關(guān)閉管道的閥門，一面向附近的可燃物噴射冷卻水，使其冷卻并使氣體逸散開，防止火災擴大

初期火焰小時，可用干粉滅火器10（2）油品火災科威特火災——特殊滅火技術(shù)滅火可采用噴撒干粉、噴射二氧化碳或泡沫滅火劑，用沙土填壓等。例：2003年12月23日，重慶開縣井噴，死亡243人；112003.12.23——重慶開縣：死難紀念日，243個無辜冤魂12活著，生命的幸福又在哪里？13未來意味著什么？14殉葬品？15（3）固體可燃物火災：最好采用噴射大量水的方法進行滅火；（4）電器（氣）火災：（5）金屬火災：要采用干燥的砂子和蛭石等進行滅火；在金屬火焰上噴水，則有可能發(fā)生爆炸的危險；

（6）空氣中含氧量過甚時導致的火災：隔絕空氣，切斷氧氣源；（7）森林火災：專業(yè)性強，另述；同建筑物火災在通電情況下，要采用干粉、二氧化碳或氯溴甲烷等滅火劑進行滅火；斷電情況，用水或泡沫滅火劑進行滅火；16（二）預防措施：安全第一，預防為主把有起火危險性的物質(zhì)以及具有點火能量的著火源，有效地、恰當?shù)剡M行管理。

居安思危、應急預案消防、教育培訓消防器材（含水源）、滅火措施等17（三）限制措施：防止可燃物的堆積

使建筑物、設備成為非燃燒或難燃燒體

設置防火墻、防火門、防油堤、防液堤等留出空地：比如隔火通道、消防通道將危險物設施埋在地下：如汽油罐、液化氣罐等

18（五）疏散措施：平時就要充分估計到可能有大事故的發(fā)生，事先指定安全疏散區(qū)，對室內(nèi)的疏散樓梯，每層都必須有防火門，以防止煙火侵入——城規(guī)、建筑設計規(guī)范對室外的疏散樓梯，必須設在火焰從窗戶噴出而燃燒不到的地方，如需要采取緊急措施時，可設滑梯在室內(nèi)和走廊等處，可設置疏散方向指示牌在無窗建筑物內(nèi)或在夜間停電，應設置能夠看清的感應指示燈。19火災案例2004年8月1日中午，巴拉圭首都亞松森郊區(qū)的一個大型超市發(fā)生大火。在周末前來購物的人熙熙攘攘、人頭攢動，大約有700人正在購物和用餐。超市一層突然燃起大火，并迅速蔓延開來，滾滾濃煙沖出超市?；馂脑斐?64人死亡，數(shù)百人受傷。巴拉圭總統(tǒng)杜阿爾特宣布，2日至4日為國喪日，全國哀悼3天。202004年8月1日中午，巴拉圭首都亞松森郊區(qū)的一個大型超市發(fā)生大火21消防隊員在搶救傷員22為失去親人而痛苦哭泣23火災中遇難者的尸體橫陳24

案例2：阿根廷的迎新悲劇2004年12月30日晚，新年即將來臨之際，阿根廷首都布宜諾斯艾利斯一家夜總會突然發(fā)生特大火災，造成至少175人死亡，619人受傷。事發(fā)時，人們正在夜總會大廳里觀看一場迎新?lián)u滾音樂會當晚，夜總會里擠滿了在此狂歡以慶祝新年的人，數(shù)量大約在6000人左右，多數(shù)為年輕人一些青年還隨著樂隊的演奏載歌載舞起火后，“人踩著人向門口狂奔”25當時夜總會大廳內(nèi)不見滅火器，也沒有保安人員進行疏導，人們四散奔逃，現(xiàn)場亂成了一片，不少人被擠倒在地，還有許多人被濃煙熏倒，被驚慌逃生的群眾踩傷。夜總會竟藏死亡陷阱：六個出口被堵住五個，除了一扇大門，所有的緊急出口已被封死。觀眾“煽氣氛”引發(fā)災難：點燃煙花后，看見一個火球擊中了天花板上的泡沫塑料，燒著天花板，隨即就引發(fā)了大火。26案例32005年2月13日凌晨，位于西班牙首都馬德里市中心的一座32層高的辦公大樓發(fā)生大火，這座大樓叫溫莎公爵樓，建于1973年，是馬德里商業(yè)區(qū)的一個標志性建筑。272005年2月13日西班牙馬德里32層辦公樓發(fā)生大火28失控的照天大火，已經(jīng)無法撲救29請記?。毫粢馐枭⑼ǖ?！

巴拉圭超市疏通不暢是傷亡慘重的重要原因。當時超市火災發(fā)生后，老板下令關(guān)閉大門出口，為了收款。故主要通道緊緊關(guān)閉，大部分顧客無法及時逃離火災現(xiàn)場。一些顧客不得已打碎超市的玻璃窗逃生，許多未能逃生的顧客被濃煙窒息而死。中國洛陽2002年東都商廈大火災（死亡309人）、新疆克拉瑪依劇院1994年大火災等教訓（死亡319人）30六、造成火災的原因放火。有恐怖分子

違反電氣安裝安全規(guī)定

違反電氣使用安全規(guī)定

違反安全操作規(guī)程

吸煙

玩火。小孩玩火，燃放煙花爆竹（禁放？）自燃。物品受熱自燃自然原因

其他原因及原因不明

31第二節(jié)爆炸

爆炸的概念

爆炸的分類化學爆炸的特點化學爆炸的三要素爆炸災害總的種類爆炸災害的預防和限制措施32一、爆炸的概念

爆炸是物質(zhì)的非常急劇的物理、化學變化，也是大量能量在短時間內(nèi)迅速釋放或急劇轉(zhuǎn)化成機械功的現(xiàn)象。它通常是借助于氣體的膨脹來實現(xiàn)。二、爆炸的分類按爆炸性質(zhì)爆炸現(xiàn)象通常可分為物理爆炸化學爆炸核爆炸33（一）物理爆炸：

由物質(zhì)發(fā)生劇烈的物理變化所引起的爆炸現(xiàn)象。就是物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)(溫度、壓力、體積)迅速發(fā)生變化，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象。特點：在爆炸現(xiàn)象發(fā)生過程中，造成爆炸發(fā)生的介質(zhì)的化學性質(zhì)不發(fā)生變化，發(fā)生變化的僅是介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。例如鍋爐、壓力容器和各種氣體或液化氣體鋼瓶的超壓爆炸。最常見的暖水瓶爆炸、閃電、地震等都屬于此類34（二）化學爆炸：

由物質(zhì)化學結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈變化而引起的爆炸現(xiàn)象。指爆炸過程中既有物理變化，又有化學變化的爆炸，如炸藥爆炸、瓦斯爆炸、粉塵爆炸等?；瘜W爆炸就是物質(zhì)由一種化學結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N化學結(jié)構(gòu)，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象。如可燃氣體、蒸汽或粉塵與空氣混合形成爆炸性混合物的爆炸。氣體和粉塵爆炸，在本質(zhì)上是可燃氣或可燃粉塵與空氣或氧的快速氧化反應，屬于化學爆炸。35（三）核爆炸：由原子核的裂變或聚變所釋放出來的能量引起的爆炸現(xiàn)象。如原子彈爆炸。

在一般工廠中經(jīng)常發(fā)生的爆炸事故多是物質(zhì)的化學爆炸。36三、化學爆炸的特點：爆炸發(fā)生過程中介質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生了變化形成爆炸的能源來自物質(zhì)迅速發(fā)生化學變化時所釋放的能量從工廠爆炸事故來看，有以下幾種化學爆炸類型：①蒸汽云團的可燃混合氣體遇火源突然燃燒，是在無限空間中的氣體爆炸；②受限空間內(nèi)可燃混合氣體的爆炸；③化學反應失控或工藝異常所造成壓力容器爆炸；④不穩(wěn)定的固體或液體爆炸等。37四、化學爆炸的三要素：（一）反應的快速性：

區(qū)別于燃燒反應的最重要的標志

每千克煤燃燒可放熱9200kJ，而每千克硝化甘油的爆熱為6300kJ，但前者反應所需的時間為數(shù)分鐘，而后者則可以在幾微秒的時間內(nèi)完成。雖然這兩個反應都會放出大量熱量，生成大量氣體，但前者由于反應速度慢，氣體產(chǎn)物可以擴散開而不致形成高壓，故不能形成爆炸。38（二）反應的放熱性：發(fā)生爆炸反應的又一必要條件：不放熱，反應不能繼續(xù)，熱量無積累；不放熱或放熱很少的反應不能提供做功的能量

（三）生成氣體產(chǎn)物：對周圍介質(zhì)做功是通過高溫高壓的氣體迅速膨脹來實現(xiàn)

Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+830kJ反應的熱效應很強，足以使產(chǎn)物加熱到：30000C的高溫，而且反應也相當快，但由于不形成氣體產(chǎn)物，沒有做功的介質(zhì)也就不可能自身將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣?/p>

39五、爆炸災害總的種類（一）混合氣體的爆炸：氫、天然氣、乙炔、液化石油氣等,汽油、苯、酒精、乙醚等可燃液體的蒸汽與空氣混合達到一定濃度,能被點火爆炸；（二）氣體分解爆炸：單一成分的氣體，分子分解所產(chǎn)生的熱量同樣會引起爆炸乙炔，環(huán)氧乙烷、乙烯，氧化乙烯、丙烯、甲基乙炔、二氧化氯、聯(lián)氨、迭氮化氫等

40居民樓內(nèi)天然氣爆炸事故案例案例1、2004年12月14日9點56分，吉林市船營區(qū)農(nóng)林大街鴻博御園6號樓2單元4樓402室因發(fā)生天然氣泄漏引起爆炸，有3名裝修工人被當場炸傷。近百戶居民在此次事故中遭受到不同程度的損失。消防部門分析，引起爆炸的原因很可能是因為裝修工人前日在工作時，將天然氣的閥門打開，當時還沒有輸送天然氣，裝修工在工作完成后，沒有將天然氣的閥門關(guān)上就離去。13日晚上，天然氣來了，當3名裝修工人14日上午進屋，在關(guān)防盜門時產(chǎn)生火花引發(fā)爆炸。41案例2、煤氣檢測時發(fā)生爆炸2004年6月24日，北京市大興區(qū)隆盛園東區(qū)5號樓6層一住戶檢測煤氣時煤氣泄漏，一打火冒出火球，煤氣爆炸使房子前后的3扇窗被炸飛，屋里6人受傷42朝北的客廳陽臺玻璃窗都被炸飛43操作者把煤氣表卸下來，給管道放放氣，這時聞到空氣中有一股臭味，解釋說是乙醛的氣味，說“不要緊，開窗通風就行。”10分鐘后，安裝好煤氣表，用手擰開煤氣開關(guān)開始打火。就聽見‘砰’的一聲，灶上冒起一個大火球，直徑足有1米多。一瞬間，朝北的廚房陽臺和朝南的客廳和臥室的3扇窗被整個炸飛，“就感到渾身燒灼地疼?！眹樀媚X子發(fā)麻，沖到南面陽臺，以為是失火了，就想跳下去逃命，當時要是跳下去，后果不堪設想。44案例3、2004年12月7日，

晨3時34分，北方交通大學第三學生食堂（風味餐廳）發(fā)生煤氣罐爆炸，引起火災起火原因是一女工試圖打開煤氣罐未果，隨后請另一人幫忙，但擰開后無法關(guān)閉，煤氣遇明火后燃燒造成。保安和工人最初試圖用滅火器滅火，但火太大根本控制不住。約300平方米建筑被毀，1人受傷；爆炸產(chǎn)生了30米高火球因煤氣罐爆炸引發(fā)大火，燃燒了1小時被撲滅，約800平方米的學生食堂的三分之一以上被燒塌。該食堂附近是一學生宿舍樓，事發(fā)后學生被迅速疏散，除食堂一名職工被灼傷外，無其他人員傷亡。45消防員用水槍向著火的食堂噴水

46被燒后的食堂一片狼藉47（三）粉塵爆炸：可燃固體的粉塵，或者是可燃液體的霧狀飛沫，如果分散在空氣或助燃氣體中，當達到某種濃度時，好像爆炸性混合氣體那樣，被著火源點著，就會引起粉塵爆炸

如硫磺粉塵、塑料、食品、飼料、煤等粉塵以及鎂、鋁、鈦等粉末這種爆炸經(jīng)常在煤礦的坑道、硫磺粉碎機、食品飼料工廠、合金粉末工廠等場所中發(fā)生。另外，油壓設備在高壓下噴出機械油之后，由于空氣中含有大量油霧狀飛沫，也會爆炸48工業(yè)粉塵爆炸案例1、2002年11月22日10時50分左右，廣州番禺區(qū)市橋白沙路94號的一家面包添加劑加工廠突然發(fā)生粉塵原料爆炸，4人在爆炸中死亡，12人被爆炸中的磚石砸傷，由于爆炸現(xiàn)場距離兩所學校不遠，有4名小學生在校門口被震暈49爆炸將一幢四層樓的玻璃全部震碎，一樓部分墻體倒塌50案例2、1998年，美國依阿華州一大型糧食加工廠——發(fā)生粉塵爆炸51爆炸造成后果5253（四）混合危險物引起的爆炸：氧化性物質(zhì)和還原性物質(zhì)相混合，在它們混合之后可能馬上起火爆炸，也可能在混合物上給予沖擊或加熱下引起爆炸

有些物質(zhì)與堿混合再受熱，也可以引起爆炸。比如，液體氰氫酸、二乙烯酮、順丁烯二酸酐、三氯乙烯等。在制造禮花和炸藥過程中容易發(fā)生由于管線被腐蝕穿孔，閥門誤開動，低溫表面凝結(jié)、藥品從高處掉下來等意外情況下都可能發(fā)生。54（五）爆炸性化合物的爆炸：炸藥在制造、加工、運輸和使用中發(fā)生的爆炸事故

（六）蒸汽爆炸：

水、有機液體或液化氣體等處于過熱狀態(tài)時，瞬間成為蒸汽，即可呈現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。

在地面的積水中，掉進灼熱的碳化鈣或熔化的鐵水時，也可引起爆炸，

55六、爆炸災害的預防和

限制措施（一）爆炸災害的預防措施爆炸形成的災害：一種是由爆炸引起的破壞直接造成的另一種是爆炸之后引起的火災造成的，對于后者當然必須采用如前所述的防火措施，對于火災，有初期滅火的方法，但對于爆炸來說，因為在瞬間完成整個爆炸過程，最后只留下廢墟，對爆炸災害的首要的措施應該著重于預防。56必須充分考慮研究可能引起爆炸的危險性物質(zhì)和著火，引爆源之間的關(guān)系，使之不產(chǎn)生爆炸。尤其重要的是按生產(chǎn)流程圖認真檢查好所有導致爆炸的可能性。在整個系統(tǒng)范圍內(nèi)，比如查看溫度、壓力，組分、雜質(zhì)、流速、操作閥門計量、凈化、廢物排放、修理和其它各種因素，如果能夠先發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生爆炸的可能性，及時采取措施則爆炸一般是可以預防的。加強檢測、檢查、預報、預防57（二）爆炸災害的限制措施：1、設置安全裝置。把內(nèi)部壓力向外泄壓，泄爆，避免容器、設備等破壞。2、在激烈噴出高壓氣體或液化氣時，緊急關(guān)閉閥門是一種有效的限制措施。

3、在有爆炸危險的設備周圍，應設置防爆墻；

4、為避免爆炸后發(fā)生火災，在爆炸危險的工作場所，要避免堆積可燃物質(zhì)58在工業(yè)建設中，有必要從規(guī)劃設計階段開始就考慮安全方面的問題，不但要研究單純爆炸災害的預防問題，而且也要綜合研究預防泄漏有害物質(zhì)所引起的中毒、職業(yè)病、廢物公害、以及生產(chǎn)中工傷事故等問題。59第三節(jié)燃燒與化學爆炸的關(guān)系共同點

區(qū)別

聯(lián)系60一、共同點都需具備可燃物、氧化劑和火源這三種基本因素。二、區(qū)別主要區(qū)別在于氧化反應速度不同。三、聯(lián)系兩者可隨條件而轉(zhuǎn)化。同一物質(zhì)在一種條件下可以燃燒，在另一種條件下可以爆炸。例如，煤塊只能緩慢地燃燒，如果將它磨成煤粉，再與空氣混合后就可能爆炸，

有些是先爆炸后著火，例如油罐、電石庫或乙炔發(fā)生器爆炸之后，接著往往是一場大火；在某些情況下會是先火災而后爆炸

61第四節(jié)易燃易爆危險性物質(zhì)的種類按危險貨物具有的危險性或最主要的危險性分為9個類別。有些類別再分成項別。類別和項別的號碼順序并不是危險程度的順序。第1類爆炸品

包括：

a)爆炸性物質(zhì)；

b)爆炸性物品；

c)為產(chǎn)生爆炸或煙火實際效果而制造的上述2項中未提及的物質(zhì)或物品。62第2類氣體

本類氣體指：

a)在50℃時，蒸氣壓力大于300kPa的物質(zhì)；

b)20℃時在101.3kPa標準壓力下完全是氣態(tài)的物質(zhì)。

本類包括壓縮氣體、液化氣體、溶解氣體和冷凍液化氣體、一種或多種氣體與一種或多種其他類別物質(zhì)的蒸氣的混合物、充有氣體的物品和煙霧劑。

63第3類易燃液體

本類包括：

a)易燃液體

在其閃點溫度（其閉杯試驗閃點不高于60.5℃，或其開杯試驗閃點不高于65.6℃）時放出易燃蒸氣的液體或液體混合物，或是在溶液或懸浮液中含有固體的液體；本項還包括：

在溫度等于或高于其閃點的條件下提交運輸?shù)囊后w；或以液態(tài)在高溫條件下運輸或提交運輸、并在溫度等于或低于最高運輸溫度下放出易燃蒸氣的物質(zhì)。

b)液態(tài)退敏爆炸品第4類易燃固體、易于自燃的物質(zhì)、遇水放出易燃氣體的物質(zhì)64第5類氧化性物質(zhì)和有機過氧化物

第6類毒性物質(zhì)和感染性物質(zhì)

第7類放射性物質(zhì)

含有放射性核素且其放射性活度濃度和總活度都分別超過GB11806規(guī)定的限值的物質(zhì)。第8類腐蝕性物質(zhì)

通過化學作用使生物組織接觸時會造成嚴重損傷、或在滲漏時會嚴重損害甚至毀壞其他貨物或運載工具的物質(zhì)。

腐蝕性物質(zhì)包含與完好皮膚組織接觸不超過4h，在14d的觀察期中發(fā)現(xiàn)引起皮膚全厚度損毀，或在溫度55℃時，對S235JR+CR型或類似型號鋼或無覆蓋層鋁的表面均勻年腐蝕率超過6.25mm/a的物質(zhì)。65第9類雜項危險物質(zhì)和物品

具有其他類別未包括的危險的物質(zhì)和物品，如：

a)危害環(huán)境物質(zhì)；

b)高溫物質(zhì)；

c)經(jīng)過基因修改的微生物或組織。

669、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛