消防員培訓(xùn) 燃燒基礎(chǔ)知識

消防員培訓(xùn)燃燒基礎(chǔ)知識

第一節(jié)燃燒的本質(zhì)與條件

一、燃燒的定義

在國家標(biāo)準(zhǔn)《消防基本術(shù)語?第一部分》GB5907-86中將燃燒

定義為：可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、

發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒應(yīng)具備三個特征，即化學(xué)反應(yīng)、放

熱和發(fā)光。

燃燒過程中的化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜。可燃物質(zhì)在燃燒過程中，生成

了與原來完全不同的新物質(zhì)。燃燒不僅在空氣（氧）存在時能發(fā)生,

有的可燃物在其他氧化劑中也能發(fā)生燃燒。

二、燃燒的本質(zhì)

近代連鎖反應(yīng)理論認(rèn)為：燃燒是一種游離基的連鎖反應(yīng)（也稱鏈

反應(yīng)），即由游離基在瞬間進(jìn)行的循環(huán)連續(xù)反應(yīng)。游離基又稱自

由基或自由原子，是化合物或單質(zhì)分子中的共價鍵在外界因素

（如光、熱）的影響下，分裂而成含有不成對電子的原子或原子基

團(tuán)，它們的化學(xué)活性非常強(qiáng)，在一般條件下是不穩(wěn)定的，容易自

行結(jié)合成穩(wěn)定分子或與其他物質(zhì)的分子反應(yīng)生成新的游離基。當(dāng)

反應(yīng)物產(chǎn)生少量的活化中心一一游離基時，即可發(fā)生鏈反應(yīng)。只

要反應(yīng)一經(jīng)開始，就可經(jīng)過許多連鎖步驟自行加速發(fā)展下去（瞬

間自發(fā)進(jìn)行若干次），直至反應(yīng)物燃盡為止。當(dāng)活化中心全部消

失（即游離基消失）時，鏈反應(yīng)就會終止。鏈反應(yīng)機(jī)理大致分為鏈

引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個階段。

綜上所述，物質(zhì)燃燒是氧化反應(yīng)，而氧化反應(yīng)不一定是燃燒，能

被氧化的物質(zhì)不一定都是能夠燃燒的物質(zhì)?？扇嘉镔|(zhì)的多數(shù)氧化

反應(yīng)不是直接進(jìn)行的，而是經(jīng)過一系列復(fù)雜的中間反應(yīng)階段，不

是氧化整個分子，而是氧化鏈反應(yīng)中間產(chǎn)物一一游離基或原子。

可見，燃燒是一種極其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，游離基的鏈反應(yīng)是燃燒

反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，光和熱是燃燒過程中發(fā)生的物理現(xiàn)象。

三、燃燒的條件

（一）燃燒的必要條件

燃燒現(xiàn)象十分普遍，但任何物質(zhì)發(fā)生燃燒，都有一個由未燃燒狀

態(tài)轉(zhuǎn)向燃燒狀態(tài)的過程。燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展都必須具備以下

三個必要條件，即：可燃物、助燃物（又稱氧化劑）和引火源。上

述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的

情況下可燃物才能夠發(fā)生燃燒，無論缺少哪一個，燃燒都不能發(fā)

生。燃燒的三個必要條件可用“燃燒三角形”來表示，見圖2-1

所示。

1.可燃物

⑴可燃物的含義

凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應(yīng)的物質(zhì)，均稱為可

燃物。

圖2?1燃燒三角形

⑵可燃物的類型

自然界中的可燃物種類繁多，若按其物理狀態(tài)分，有固體、液體

和氣體三類可燃物。

固體可燃物。凡是遇明火、熱源能在空氣（氧化劑）中燃燒的固體

物質(zhì)，都稱為可燃固體。如棉、麻、木材、稻草等天然纖維，稻

谷、大豆、苞米等谷物及其制品，滌綸、維綸、錦綸、睛綸等合

成纖維及其制品，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成樹脂及其制

品，天然橡膠、合成橡膠及其制品等。

液體可燃物。凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的液體，都稱為可燃液體。

液體可燃物大多數(shù)是有機(jī)化合物，分子中都含有碳、氫原子，有

些還含有氧原子。其中有不少是石油化工產(chǎn)品，有的產(chǎn)品本身或

其燃燒時分解產(chǎn)物都具有一定的毒性。

氣體可燃物。凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的氣體，都稱為可燃?xì)怏w。

可燃?xì)怏w在空氣中需要與空氣的混合比在一定濃度范圍內(nèi)（即燃

燒最低濃度），并還要一定的溫度（即著火溫度）才能發(fā)生燃燒。

此外，有些物質(zhì)在通常情況下不燃燒，但在一定的條件下又可以

燃燒。如：赤熱的鐵在純氧中能發(fā)生劇烈燃燒；赤熱的銅能在純

氯氣中發(fā)生劇烈燃燒；鐵、鋁本身不燃，但把鐵、鋁粉碎成粉末，

不但能燃燒，而且在一定條件下還能發(fā)生爆炸。

2.助燃物

凡與可燃物質(zhì)相結(jié)合能導(dǎo)致燃燒的物質(zhì)稱為助燃物（也稱氧化劑）。

通常燃燒過程中的助燃物主要是氧，它包括游離的氧或化合物中

的氧。空氣中含有大約21%的氧，可燃物在空氣中的燃燒以游

離的氧作為氧化劑，這種燃燒是最普遍的。此外，某些物質(zhì)也可

作為燃燒反應(yīng)的助燃物，如氯、氟、氯酸鉀等。也有少數(shù)可燃物，

如低氮硝化纖維、硝酸纖維的賽璐珞等含氧物質(zhì)，一旦受熱后,

能自動釋放出氧，不需外部助燃物就可發(fā)生燃燒。

3.引火源

凡使物質(zhì)開始燃燒的外部熱源，統(tǒng)稱為引火源（也稱著火源）。引

火源溫度越高，越容易點(diǎn)燃可燃物質(zhì)。根據(jù)引起物質(zhì)著火的能量

來源不同，在生產(chǎn)生活實(shí)踐中引火源通常有明火、高溫物體、化

學(xué)熱能、電熱能、機(jī)械熱能、生物能、光能和核能等。

（二）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(fā)生。發(fā)生燃燒還

應(yīng)有“量”方面的要求，這就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件。

可見，“三要素”彼此要達(dá)到一定的量變才能發(fā)生質(zhì)變。燃燒發(fā)

生的充分條件是：

1.一定的可燃物濃度

可燃?xì)怏w或蒸氣只有達(dá)到一定濃度，才會發(fā)生燃燒或爆炸。例如

在常溫下用火柴等明火接觸煤油，煤油并不立即燃燒，這是因?yàn)?/p>

在常溫下煤油表面揮發(fā)的煤油蒸氣量不多，沒有達(dá)到燃燒所需的

濃度，雖有足夠的空氣和火源接觸，也不能發(fā)生燃燒。

2.一定的氧氣含量

實(shí)驗(yàn)證明，各種不同可燃物發(fā)生燃燒，均有本身固定的最低氧含

量要求。低于這一濃度，雖然燃燒的其他條件全部具備，但燃燒

仍然不能發(fā)生。如將點(diǎn)燃的蠟燭用玻璃罩罩起來，不使周圍空氣

進(jìn)入，這樣經(jīng)過較短的時間，蠟燭火焰就會患火。因此，可燃物

發(fā)生燃燒需要有一個最低氧含量要求，低于這一濃度，燃燒就不

會發(fā)生?？扇嘉镔|(zhì)不同，燃燒所需要的含氧量也不同，如汽油燃

燒的最低含氧量要求為14.4%,煤油為15%。

3.一定的點(diǎn)火能量

不管何種形式的引火源，都必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能引起燃燒反

應(yīng)。所需引火源的強(qiáng)度，取決于可燃物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量即引燃

溫度，低于這一能量，燃燒便不會發(fā)生。不同可燃物質(zhì)燃燒所需

的引燃溫度各不相同。例如汽油的最小點(diǎn)火能量為0.2mj,乙醛

最小點(diǎn)火能量為0.19mJ。

4.相互作用

燃燒不僅需具備必要和充分條件，而且還必須使燃燒條件相互結(jié)

合、相互作用，燃燒才會發(fā)生或持續(xù)。否則，燃燒也不能發(fā)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，有火源（電源），存在燃燒的基本要素，可并沒有發(fā)生燃燒現(xiàn)

象，這就是因?yàn)檫@些條件沒有相互結(jié)

第二節(jié)燃燒類型

燃燒按其發(fā)生瞬間的特點(diǎn)不同，分為閃燃、著火、自燃、爆炸四

種類型。

一、閃燃

（一）閃燃的含義

在液體表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸氣，遇火能產(chǎn)生一閃即滅的燃

燒現(xiàn)象稱為閃燃。

在一定溫度下條件下，液態(tài)可燃物表面會產(chǎn)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(dāng)其濃度不足以

維持持續(xù)燃燒時，遇火源能產(chǎn)生一閃即滅的火苗或火光，形成一

種瞬間燃燒現(xiàn)象?？扇家后w之所以會發(fā)生一閃即滅的閃燃現(xiàn)象,

是因?yàn)橐后w在閃燃溫度下蒸發(fā)速度較慢，所蒸發(fā)出來的蒸氣僅能

維持短時間的燃燒，而來不及提供足夠的蒸氣補(bǔ)充維持穩(wěn)定的燃

燒，故閃燃一下就熄滅了。閃燃往往是可燃液體發(fā)生著火的先兆。

從消防角度來說，閃燃就是危險的警告。

（二）物質(zhì)的閃點(diǎn)

1.閃點(diǎn)的含義

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成混合物，遇火

源能夠產(chǎn)生閃燃的液體最低溫度，稱為閃點(diǎn)，以表示。

閃點(diǎn)是評定液體火災(zāi)危險性大小的重要參數(shù)。閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危

險性就越大；反之，則越小。表2-1列出了部分易燃和可燃液體

的閃點(diǎn)。

2.閃點(diǎn)在消防上的應(yīng)用

⑴根據(jù)閃點(diǎn)，將能燃燒的液體分為易燃液體和可燃液體。

⑵根據(jù)閃點(diǎn)，將液體生產(chǎn)、加工、儲存場所的火災(zāi)危險性分為甲

（閃點(diǎn)小于28℃的液體）、乙（閃點(diǎn)大于等于28℃,但小于60℃的

液體）、丙（閃點(diǎn)大于等于60c的液體）三個類別，以便根據(jù)其火災(zāi)

危險性的大小采取相應(yīng)的消防安全措施。

二、著火

（一）著火的含義

可燃物質(zhì)在空氣中與火源接觸，達(dá)到某一溫度時.，開始產(chǎn)生有火

焰的燃燒，并在火源移去后仍能持續(xù)并不斷擴(kuò)大的燃燒現(xiàn)象，稱

為著火。

著火就是燃燒的開始，且以出現(xiàn)火焰為特征，這是日常生產(chǎn)、生

活中最常見的燃燒現(xiàn)象。

（二）物質(zhì)的燃點(diǎn)

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒

一定時問所需的最低溫度，稱為燃點(diǎn)或著火點(diǎn)，以"°C”表示。

表2—2中列出部分可燃物質(zhì)的燃點(diǎn)。根據(jù)可燃物的燃點(diǎn)高低，

可以衡量其火災(zāi)危險程度。物質(zhì)的燃點(diǎn)越低，則越容易著火，火

災(zāi)危險性也就越大。

一切可燃液體的燃點(diǎn)都高于閃點(diǎn)。燃點(diǎn)對于可燃固體和閃點(diǎn)較高

的可燃液體，具有實(shí)際意義。控制可燃物質(zhì)的溫度在其燃點(diǎn)以下,

就可以防止火災(zāi)的發(fā)生；用水冷卻滅火，其原理就是將著火物質(zhì)

的溫度降低到燃點(diǎn)以下。

三、自燃

（一）自燃的含義

可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身

發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒，稱為自燃。即可燃物質(zhì)在無外界

引火源條件下，由于其自身所發(fā)生的物理、化學(xué)或生物變化而產(chǎn)

生熱量并積蓄，使溫度不斷上升，自行燃燒起來的現(xiàn)象。由于熱

的來源不同，物質(zhì)自燃可分為受熱自燃和本身自燃兩類。

自燃現(xiàn)象引發(fā)火災(zāi)在自然界并不少見，如有些含硫、磷成分高的

煤炭遇水常常發(fā)生氧化反應(yīng)釋放熱量，如果煤層堆積過厚積熱不

散，就容易發(fā)生自燃火災(zāi)；工廠的油抹布堆積由于氧化發(fā)熱并蓄

熱也會發(fā)生自燃引發(fā)火災(zāi)。

（二）物質(zhì)的自燃點(diǎn)

在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自燃點(diǎn)。

在這一溫度時，物質(zhì)與空氣（氧）接觸，不需要明火的作用，就能

發(fā)生燃燒。自燃點(diǎn)是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫形成自燃危險性的依

據(jù)?？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低，發(fā)生自燃的危險性就越大。表2-3列

出了部分可燃物的自燃點(diǎn)。

四、爆炸

（一）爆炸的含義

由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時增

加的現(xiàn)象，稱為爆炸。

從廣義上說，爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一狀態(tài)，并在

瞬間放出大量能量，同時產(chǎn)生聲響的現(xiàn)象。在發(fā)生爆炸時，勢能

（化學(xué)能或機(jī)械能）突然轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，有高壓氣體生成或者釋放出

高壓氣體，這些高壓氣體隨之做機(jī)械功，如移動、改變或拋射周

圍的物體。一旦發(fā)生爆炸，將會對鄰近的物體產(chǎn)生極大的破壞作

用，這是由于構(gòu)成爆炸體系的高壓氣體作用到周圍物體上，使物

體受力不平衡，從而遭到破壞。

（二）爆炸的分類

按爆炸過程的性質(zhì)不同，通常將爆炸分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和

核爆炸三種類型。

1.物理爆炸

物理爆炸是指裝在容器內(nèi)的液體或氣體，由于物理變化（溫度、

體積和壓力等因素）引起體積迅速膨脹，導(dǎo)致容器壓力急劇增加,

由于超壓或應(yīng)力變化使容器發(fā)生爆炸，且在爆炸前后物質(zhì)的性質(zhì)

及化學(xué)成分均不改變的現(xiàn)象。如蒸汽鍋爐、液化氣鋼瓶等爆炸,

均屬物理爆炸。

物理爆炸本身雖沒有進(jìn)行燃燒反應(yīng)，但它產(chǎn)生的沖擊力有可能直

接或間接地造成火災(zāi)。

2.化學(xué)爆炸

化學(xué)爆炸是指由于物質(zhì)本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體并使溫

度、壓力增加或兩者同時增加而形成的爆炸現(xiàn)象。如可燃?xì)怏w、

蒸氣或粉塵與空氣形成的混合物遇火源而引起的爆炸，炸藥的爆

炸等都屬于化學(xué)爆炸?；瘜W(xué)爆炸的主要特點(diǎn)是：反應(yīng)速度快，爆

炸時放出大量的熱能，產(chǎn)生大量氣體和很大的壓力，并發(fā)出巨大

的響聲。化學(xué)爆炸能夠直接造成火災(zāi)，具有很大的破壞性，是消

防工作中預(yù)防的重點(diǎn)。

3.核爆炸

核爆炸是指由于原子核裂變或聚變反應(yīng)，釋放出核能所形成的爆

炸。如原子彈、氫彈、中子彈的爆炸就屬核爆炸。

（三）爆炸極限

1.爆炸濃度極限

爆炸濃度極限（簡稱爆炸極限）是指可燃的氣體、蒸氣或粉塵與空

氣混合后，遇火會產(chǎn)生爆炸的最高或最低的濃度。氣體、蒸氣的

爆炸極限，通常以體積百分比表示；粉塵通常用單位體積中的質(zhì)

量(g/m3)表示。其中遇火會產(chǎn)生爆炸的最低濃度，稱為爆炸下

限；遇火會產(chǎn)生爆炸的最高濃度，稱為爆炸上限。

爆炸極限是評定可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵爆炸危險性大小的主要依

據(jù)。爆炸上、下限值之間的范圍越大，爆炸下限越低、爆炸上限

越高，爆炸危險性就越大?；旌衔锏臐舛鹊陀谙孪藁蚋哂谏舷迺r,

既不能發(fā)生爆炸也不能發(fā)生燃燒。

2.爆炸溫度極限

爆炸溫度極限是指可燃液體受熱蒸發(fā)出的蒸氣濃度等于爆炸濃

度極限時的溫度范圍。由于液體的蒸氣濃度是在一定溫度下形成

的，所以可燃液體除了有爆炸濃度極限外，還有一個爆炸溫度極

限。

爆炸溫度極限也有下限、上限之分。液體在該溫度下蒸發(fā)出等于

爆炸濃度下限的蒸氣濃度，此時的溫度稱為爆炸溫度下限(液體

的爆炸溫度下限就是液體的閃點(diǎn))；液體在該溫度下蒸發(fā)出等于

爆炸濃度上限的蒸氣濃度，此時的溫度稱為爆炸溫度上限。爆炸

溫度上、下限值之間的范圍越大，爆炸危險性就越大。例如乙醇

的爆炸溫度下限是11C,上限是40℃。在?40℃溫度范圍

之內(nèi)，乙醇蒸氣與空氣的混合物都有爆炸危險；乙酸的爆炸溫度

極限是-45C?13。C,顯然乙醛比乙醇的爆炸危險性大。

通常所說的爆炸極限，如果沒有標(biāo)明，就是指爆炸濃度極限。表

2-4為常見液體爆炸濃度極限與爆炸溫度極限的比較。

第三節(jié)燃燒過程及特點(diǎn)

一、可燃物的燃燒過程

當(dāng)可燃物與其周圍相接觸的空氣達(dá)到可燃物的點(diǎn)燃溫度時，外層

部分就會熔解、蒸發(fā)或分解并發(fā)生燃燒，在燃燒過程中放出熱量

和光。這些釋放出來的熱量又加熱邊緣的下一層，使其達(dá)到點(diǎn)燃

溫度，于是燃燒過程就不斷地持續(xù)。

固體、液體和氣體這三種狀態(tài)的物質(zhì)，其燃燒過程是不同的。固

體和液體發(fā)生燃燒，需要經(jīng)過分解和蒸發(fā)，生成氣體，然后由這

些氣體與氧化劑作用發(fā)生燃燒。而氣體物質(zhì)不需要經(jīng)過蒸發(fā)，可

以直接燃燒。

二、可燃物的燃燒特點(diǎn)

（一）固體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

固體可燃物在自然界中廣泛存在，由于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、物

理性質(zhì)的不同，其燃燒方式也不相同。主要有下列四種方式：

1.表面燃燒

蒸氣壓非常小或者難于熱分解的可燃固體，不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或

分解燃燒，當(dāng)氧氣包圍物質(zhì)的表層時，呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無焰燃燒

現(xiàn)象，稱為表面燃燒。其過程屬于非均相燃燒，特點(diǎn)是表面發(fā)紅

而無火焰。如木炭、焦炭以及鐵、銅等的燃燒則屬于表面燃燒形

式。

2.陰燃

某些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(fā)生陰燃。這種燃燒看不見火苗，可持續(xù)數(shù)天，不易發(fā)現(xiàn)。易

發(fā)生陰燃的物質(zhì)，如成捆堆放的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、

草、濕木材等。

陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化。如在密閉或通風(fēng)不良

的場所發(fā)生火災(zāi)，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，即可由有焰燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。陰燃在一

定條件下，如果改變通風(fēng)條件，增加供氧量或可燃物中的水分蒸

發(fā)到一定程度，也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵??；饒錾系膹?fù)燃現(xiàn)象和固

體陰燃引起的火災(zāi)等都是陰燃在一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰分解燃

燒的例子。

3.分解燃燒

分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃?xì)怏w后發(fā)

生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為分解燃燒。如木材、紙張、棉、麻、毛、

絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等的燃燒就屬這類形

式。

4.蒸發(fā)燃燒

熔點(diǎn)較低的可燃固體受熱后融熔，然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸

氣而發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為蒸發(fā)燃燒。如石蠟、松香、硫、

鉀、磷、瀝青和熱塑性高分子材料等的燃燒就屬這類形式。

（一）液體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

1.蒸發(fā)燃燒

易燃可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體

受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒，即蒸

發(fā)燃燒。其燃燒速度，主要取決于液體的蒸發(fā)速度，而蒸發(fā)速度

又取決于液體接受的熱量。接受熱量愈多，蒸發(fā)量愈大，則燃燒

速度愈快。

2.動力燃燒

動力燃燒是指燃燒性液體的蒸發(fā)、低閃點(diǎn)液霧預(yù)先與空氣或氧氣

混合，遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。如霧化汽油、煤油等揮發(fā)

性較強(qiáng)的妙類在氣缸中的燃燒就屬于這種形式。

3.沸溢燃燒

含水的重質(zhì)油品（如重油、原油）發(fā)生火災(zāi)，由于液面從火焰接受

熱量產(chǎn)生熱波，熱波向液體深層移動速度大于線性燃燒速度，而

熱波的溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)。因此，熱波在向液層深部移動過程

中，使油層溫度升上，油品黏度變小，油品中的乳化水滴向下沉

積的同時受向上運(yùn)動的熱油作用而蒸發(fā)成蒸氣泡，這種表面包含

有油品的氣泡，比原來的水體積擴(kuò)大千倍以上，氣泡被油薄膜包

圍形成大量油泡群，液面上下向開鍋一樣沸騰，到儲罐容納不下

時，油品就會像“跑鍋”一樣溢出罐外，這種現(xiàn)象稱為沸溢。

4.噴濺燃燒

重質(zhì)油品儲罐的下部有水墊層時，發(fā)生火災(zāi)后，由于熱波往下傳

遞，若將儲罐底部的沉積水的溫度加熱到汽化溫度，則沉積水將

變成水蒸氣，體積擴(kuò)大，當(dāng)形成的蒸汽壓力大到足以把其上面的

汕層抬起，最后沖破油層將燃燒著的油滴和包油的油氣拋向上空,

向四周噴濺燃燒。重質(zhì)油品儲罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆是：

罐壁會發(fā)生劇烈抖動，伴有強(qiáng)烈的噪音，煙霧減少，火焰更加發(fā)

亮，火舌尺寸變大，形似火箭。發(fā)生沸溢和噴濺會對滅火救援人

員及消防器材裝備等的安全產(chǎn)生巨大的威脅，因此，儲罐一旦出

現(xiàn)沸溢和噴濺的征兆，火場有關(guān)人員必須立即撤到安全地帶，并

應(yīng)采取必要的技術(shù)措施，防止噴濺時油品流散，火勢蔓延和擴(kuò)大。

（三）氣體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

可燃?xì)怏w的燃燒不需要像固體、液體物質(zhì)那樣需經(jīng)熔化、蒸發(fā)等

相變過程，而在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴(kuò)散混

合，完成燃燒反應(yīng)的準(zhǔn)備階段。氣體在燃燒時所需熱量僅用于氧

化或分解，或?qū)怏w加熱到燃點(diǎn)，因此容易燃燒且燃燒速度快。

根據(jù)氣體物質(zhì)燃燒過程的控制因素不同，其燃燒有以下兩種形式:

1.擴(kuò)散燃燒

可燃?xì)怏w從噴口（管道口或容器泄漏口）噴出，在噴口處與空氣中

的氧邊擴(kuò)散混合、邊燃燒的現(xiàn)象，稱為擴(kuò)散燃燒。其燃燒速度主

要取決于可燃?xì)怏w的擴(kuò)散速度。氣體（蒸氣）擴(kuò)散多少，就燒掉多

少，這類燃燒比較穩(wěn)定。例如管道、容器泄漏口發(fā)生的燃燒，天

然氣井口發(fā)生的井噴燃燒等均屬于擴(kuò)散燃燒。其燃燒特點(diǎn)為擴(kuò)散

火焰不運(yùn)動，可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。

對于穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒，只要控制得好，便不至于造成火災(zāi)，一旦

發(fā)生火災(zāi)也易撲救。

2.預(yù)混燃燒

可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w在燃燒之前混合，并形成一定濃度的可燃混

合氣體，被引火源點(diǎn)燃所引起的燃燒現(xiàn)象，稱為預(yù)混燃燒。這類

燃燒往往造成爆炸，也稱爆炸式燃燒或動力燃燒。影響氣體燃燒

速度的因素主要包括氣體的組成、可燃?xì)怏w的濃度、可燃混合氣

體的初始溫度、管道直徑、管道材質(zhì)等。

許多火災(zāi)、爆炸事故是由預(yù)混燃燒引起的，如制氣系統(tǒng)檢修前不

進(jìn)行置換就燒焊，燃?xì)庀到y(tǒng)開車前不進(jìn)行吹掃就點(diǎn)火等。

第四節(jié)燃燒產(chǎn)物

一、燃燒產(chǎn)物的含義和分類

（一）燃燒產(chǎn)物的含義

由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部的物質(zhì)，稱為燃燒產(chǎn)物。它通常

是指燃燒生成的氣體、熱量和煙霧等。

（二）燃燒產(chǎn)物的分類

燃燒產(chǎn)物分完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物兩類。可燃物質(zhì)在燃

燒過程中，如果生成的產(chǎn)物不能再燃燒，則稱為完仝燃燒，其產(chǎn)

物為完全燃燒產(chǎn)物，如二氧化碳、二氧化硫等；可燃物質(zhì)在燃燒

過程中，如果生成的產(chǎn)物還能繼續(xù)燃燒，則稱為不完全燃燒，其

產(chǎn)物為不完全燃燒產(chǎn)物，如一氧化碳、醇類等。

一、不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

燃燒產(chǎn)物的數(shù)量及成分，隨物質(zhì)的化學(xué)組成以及溫度、空氣（氧）

的供給情況等變化而有所不同O

1.單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

一般單質(zhì)在空氣中的燃燒產(chǎn)物為該單質(zhì)元素的氧化物。如碳、氫、

硫等燃燒就分別生成二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫，這些產(chǎn)物不

能再燃燒，屬于完全燃燒產(chǎn)物。

2.化合物的燃燒產(chǎn)物

一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外，還會生成不完

全燃燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳，它能進(jìn)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(chǎn)生熱

裂解，生成許多不同類型的有機(jī)化合物，并能進(jìn)一步燃燒。

3.合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物

合成高分子材料在燃燒過程中伴有熱裂解，會分解產(chǎn)生許多有毒

或有刺激性的氣體，如氯化氫、光氣、氧化氫等。

4.木材的燃燒產(chǎn)物

木材是一種化合物，主要由碳、氫、氧元素組成，主要以纖維素

分子形式存在。木材在受熱后發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成小分子產(chǎn)物。

在200C左右，主要生成二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙酸、一氧

化碳等產(chǎn)物；在280℃?500C,產(chǎn)生可燃蒸汽及顆粒；到500℃

以上則主要是碳，產(chǎn)生的游離基對燃燒有明顯的加速作用。

三、燃燒產(chǎn)物的毒性

燃燒產(chǎn)物有不少是毒害氣體，往往會通過呼吸道侵入或刺激眼結(jié)

膜、皮膚黏膜使人中毒甚至死亡。據(jù)統(tǒng)計，在火災(zāi)中死亡的人約

80%是由于吸入毒性氣體中毒而致死的。一氧化碳是火災(zāi)中最危

險的氣體，其毒性在于與血液中血紅蛋白的高親和力，因而它能

阻止人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀，

嚴(yán)重時會使人昏迷甚至死亡，表2-5所示為不同濃度的一氧化碳

對人體的影響。近年來，合成高分子物質(zhì)的使用迅速普及，這些

物質(zhì)燃燒時不僅會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳，而且還會分解出乙

醛、氯化氫、氟化氫等有毒氣體，給人的生命安全造成更大的威

脅，表2-6為部分主要有害氣體的來源、對人的生理作用及致死

濃度。

四、煙氣

（一）煙氣的含義

由燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮在大氣中，可見的固體和（或）液

體微粒總和稱為煙氣。

（二）煙氣的產(chǎn)生

當(dāng)建、構(gòu)筑物發(fā)生火災(zāi)時，建筑材料及裝修勸料、室內(nèi)可燃物等

在燃燒時所產(chǎn)生的生物之一是煙氣。不論是固態(tài)物質(zhì)或是液態(tài)物

質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì)在燃燒時，都要消耗空氣中大量的氧，并產(chǎn)生大量

熾熱的煙氣。

（三）煙氣的危害性

火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣是一種混合物，其中含有一氧化碳、二氧化碳、

氯化氟等大量的各種有毒性氣體和固體碳顆粒。其危害性主要表

現(xiàn)在煙氣具有毒害性、減光性和恐怖性。

L煙氣的毒害性

人生理正常所需要的氧濃度應(yīng)大于16%,而煙氣中含氧量往往

低于此數(shù)值。有關(guān)試驗(yàn)表明：當(dāng)空氣中含氧量降低到15%時'

人的肌肉活動能力下降；降到10%?14%時，人就四肢無力，智

力混亂，辨不清方向；降到6%?10%時，人就會暈倒；低于6%

時，人接觸短時間就會死亡。據(jù)測定，實(shí)際的著火房間中氧的最

低濃度可達(dá)到3%左右，可見在發(fā)生火災(zāi)時人們要是不及時逃離

火場是很危險的。

另外，火災(zāi)中產(chǎn)生的煙氣中含有大量的各種有毒氣體，其濃度往

往超過人的生理正常所允許的最高濃度，造成人員中毒死亡。試

驗(yàn)表明：一氧化碳濃度達(dá)到1%時，人在lmin內(nèi)死亡；氫氟酸的

濃度達(dá)到270Ppm,人立即死亡；氯化氫的濃度達(dá)到2000ppm以

上時，人在數(shù)分鐘內(nèi)死亡；二氧化碳的濃度達(dá)到20%時，人在

短時間內(nèi)死亡。

2.煙氣的減光性

可見光波的波長為0.4Hm?0.71um,一般火災(zāi)煙氣中煙粒子

粒徑為兒微米到幾十微米，即煙粒子的粒徑大于可見光的波長，

這些煙粒子對可見光是不透明的，其對可見光有完全的遮蔽作用,

當(dāng)煙氣彌漫時，可見光因受到煙粒子的遮蔽而大大減弱，能見度

大大降低，這就是煙氣的減光性。

3.煙氣的恐怖性

發(fā)生火災(zāi)時，火焰和煙氣沖出門窗孔洞，濃煙滾滾，烈火熊熊,

使人產(chǎn)生了恐怖感，有的人甚至失去理智，驚慌失措，往往給火

場人員疏散造成混亂局面。

五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度

（一）火焰

1.火焰的含義及構(gòu)成

火焰（俗稱火苗），是指發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域?；鹧媸怯裳嫘?、

內(nèi)焰、外焰三個部分構(gòu)成的。

2.火焰的顏色

火焰的顏色取決于燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分和氧化劑的供應(yīng)強(qiáng)度。大

部分物質(zhì)燃燒時火焰是橙紅色的，但有些物質(zhì)燃燒時火焰具有特

殊的顏色，如硫黃燃燒的火焰是藍(lán)色的，磷和鈉燃燒的火焰是黃

色的。

火焰的顏色與燃燒溫度有關(guān)，燃燒溫度越高，火焰就越接近藍(lán)白

色。

火焰的顏色與可燃物的含氧量及含碳量也有關(guān)。含氧量達(dá)到50%

以上的可燃物質(zhì)燃燒時，火焰幾乎無光。如一氧化碳等物質(zhì)在較

強(qiáng)的光照下燃燒，幾乎看不到火焰；含氧量在50%以下的，發(fā)

出顯光（光亮或發(fā)黃光）的火焰；相反，如果燃燒物的含碳量達(dá)到

60%以上，火焰就顯光，而且?guī)в写罅亢跓煟瑫霈F(xiàn)煙熏。

（二）燃燒熱和燃燒溫度

1.燃燒熱

燃燒熱是指單位質(zhì)量的物質(zhì)完仝燃燒所釋放出的熱量。燃燒熱值

愈高的物質(zhì)燃燒時火勢愈猛，溫度愈高，輻射出的熱量也愈多。

物質(zhì)燃燒時，都能放出熱量。這些熱量被消耗于加熱燃燒產(chǎn)物,

并向周圍擴(kuò)散?？扇嘉镔|(zhì)的發(fā)熱量，取決于物質(zhì)的化學(xué)組成和溫

度。

2.燃燒溫度

燃燒溫度是指燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度。不同可燃物質(zhì)在同樣條件

下燃燒時，燃燒速度快的比燃燒速度慢的燃燒溫度高；在同樣大

小的火焰下，燃燒溫度越高，它向周圍輻射出的熱量就越多，火

災(zāi)蔓延的速度就越快。

六、燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的影響

燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的影響，分有利和不利兩個方面。

（一）燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的有利方面

1.在一定條件下可以阻止燃燒進(jìn)行

完全燃燒的產(chǎn)物都是不燃的惰性氣體，如二氧化碳、水蒸氣等。

如果室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，隨著這些惰性氣體的增加，空氣中的氧濃度

相對減少，燃燒速度會減慢；如果關(guān)閉通風(fēng)的門、窗、孔洞，也

會使燃燒速度減慢，直至燃燒停止。

2.為火情偵察和尋找火源點(diǎn)提供參考依據(jù)

不同的物質(zhì)燃燒，不同的燃燒溫度，在不同口勺風(fēng)向條件下，煙霧

的顏色、濃度、氣味、流動方向也各不相同。在火場上，通過煙

霧的這些特征（表2-7中列舉了部分可燃物的煙霧特征），消防

人員可以大致判斷燃燒物質(zhì)的種類、火勢蔓延方向、火災(zāi)階段等。

（二）燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的不利方面

1.妨礙滅火和被困人員行動

煙氣具有減光性，會使火場能見度降低，影響人的視線。人在煙

霧中的能見距離，一般為30cm。

人在濃煙中往往辨不清方向，因而嚴(yán)重妨礙人員安全疏散和消防

人員滅火撲救。

2.有引起人員中毒、窒息的危險

燃燒產(chǎn)物中有不少是有毒性氣體，特別是有些建筑使用塑料和化

纖制品作裝飾裝修材料，這類物質(zhì)一旦著火就能分解產(chǎn)生大量有

毒、有刺激性的氣體，往往會通過呼吸道侵入皮膚黏膜或刺激眼

結(jié)膜，使人中毒、窒息甚至死亡，嚴(yán)重威脅著人員生命安全。因

此，在火災(zāi)現(xiàn)場做好個人安全防護(hù)和防排煙是非常重要的。

3.高溫會使人員燙傷

燃燒產(chǎn)物的煙氣中載有大量的熱，溫度較高，高溫可以使人的心

臟加快跳動，產(chǎn)生判斷錯誤；人在這種高溫、濕熱環(huán)境中極易被

灼傷、燙傷。研究表明，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到43℃時，人體皮膚的

毛細(xì)血管擴(kuò)張爆裂，當(dāng)在100℃環(huán)境下，一般人只能忍受幾分鐘，

就會使口腔及喉頭腫脹而發(fā)生窒息，喪失逃生能力。

4.成為火勢發(fā)展蔓延的因素

燃燒產(chǎn)物有很高的熱能，火災(zāi)時極易因熱傳導(dǎo)、熱對流或熱輻射

引起新的火點(diǎn)，甚至促使火勢形成轟燃的危險。某些不完全燃燒

產(chǎn)物能繼續(xù)燃燒，有的還能與空氣形成爆炸性混合物。

第五節(jié)影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素

火災(zāi)發(fā)展變化雖然比較復(fù)雜，但就一種物質(zhì)發(fā)生燃燒時來說，火

災(zāi)的發(fā)展變化有其固有的規(guī)律性。除取決于可燃物的性質(zhì)和數(shù)量

外，同時也受熱傳播、爆炸、建（構(gòu)）筑物的耐火等級以及氣象等

因素的影響。

一、熱傳播對火災(zāi)發(fā)展變化的影響

火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展，始終伴隨著熱傳播過程。熱傳播是影響火災(zāi)發(fā)

展的決定性因素。熱傳播的途徑主要有熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流。

（一）熱傳導(dǎo)

1.熱傳導(dǎo)的含義

熱傳導(dǎo)是指物體一端受熱，通過物體的分子熱運(yùn)動，把熱量從溫

度較高一端傳遞到溫度較低的另一端的過程。

2.熱傳導(dǎo)對火災(zāi)發(fā)生變化的影響

熱總是從溫度較高部位，向溫度較低部位傳導(dǎo)。溫度差愈大，導(dǎo)

熱方向的距離愈近，傳導(dǎo)的熱量就愈多。火災(zāi)現(xiàn)場燃燒區(qū)溫度愈

高，傳導(dǎo)出的熱量就愈多。

固體、液體和氣體物質(zhì)都有這種傳熱性能。其中固體物質(zhì)是最強(qiáng)

的熱導(dǎo)體，液體物質(zhì)次之，氣體物質(zhì)較弱。其中金屬材料為熱的

優(yōu)良導(dǎo)體，北金屬固體多為不良導(dǎo)體。

在其他條件相同時，物質(zhì)燃燒時間越長，傳導(dǎo)的熱量越多。有些

隔熱材料雖然導(dǎo)熱性能差，但經(jīng)過長時間的熱傳導(dǎo)，也能引起與

其接觸的可燃物著火。

（二）熱輻射

1.熱輻射的含義及其特點(diǎn)

熱輻射是指以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象。

熱輻射具有以下特點(diǎn)：熱輻射不需要通過任何介質(zhì)，不受氣流、

風(fēng)速、風(fēng)向的影響，通過真空也能進(jìn)行熱傳播；固體、液體、氣

體這三種物質(zhì)都能把熱以電磁波的形式輻射出去，也能吸收別的

物體輻射出來的熱能；當(dāng)有兩物體并存時，溫度較高的物體將向

溫度較低物體輻射熱能，直至兩物體溫度漸趨平衡。

2.熱輻射對火災(zāi)發(fā)生變化的影響

實(shí)驗(yàn)證明：一個物體在單位時間內(nèi)輻射的熱量與其表面積的絕對

溫度的四次方成正比。熱源溫度愈高，輻射強(qiáng)度越大。當(dāng)輻射熱

達(dá)到可燃物質(zhì)自燃點(diǎn)時，便會立即引起著火。

受輻射物體與輻射熱源之間的距離越大，受到的輻射熱越小。反

之，距離愈小，接受的輻射熱愈多；輻射熱與受輻射物體的相對

位置有關(guān)，當(dāng)輻射物體輻射面與受輻射物體處于平行位置時，受

輻射物體接受到的熱量最高；物體的顏色愈深、表面愈粗糙，吸

收的熱量就愈多；表面光亮、顏色較淡，反射的熱量愈多，則吸

收的熱量就愈少。

當(dāng)火災(zāi)處于發(fā)展階段時，熱輻射成為熱傳播的主要形式。

（三）熱對流

1.熱對流的含義

熱對流是指熱量通過流動介質(zhì)，由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)

象。

2.熱對流的方式

根據(jù)引起熱對流的原因而論，分為自然對流和強(qiáng)制對流兩種方式;

按流動介質(zhì)的不同，熱對流又分為氣體對流和液體對流兩種方式。

⑴自然對流。它是指流體的運(yùn)動是由自然力所引起的，也就是因

流體各部分的密度不同而引起的。如高溫設(shè)備附近空氣受熱膨脹

向上流動及火災(zāi)中高溫?zé)釤煹纳仙鲃?，而冷（新鮮）空氣則與其

作相反方向流動。

⑵強(qiáng)制對流。它是指流體微團(tuán)的空間移動是由機(jī)械力引起的。如

通過鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵等，使氣體、液體產(chǎn)生強(qiáng)制對流。火災(zāi)

發(fā)生時，若通風(fēng)機(jī)械還在運(yùn)行，就會成為火勢蔓延的途徑。使用

防煙、排煙等強(qiáng)制對流設(shè)施，就能抑制煙氣擴(kuò)散和自然對流。地

下建筑發(fā)生火災(zāi)，用強(qiáng)制對流改變風(fēng)流或煙氣流的方向，可有效

地控制火勢的發(fā)展，為最終撲滅火災(zāi)創(chuàng)造有利條件。

⑶氣體對流。氣體對流對火災(zāi)發(fā)展蔓延有極其重要的影響，燃燒

引起了對流，對流助長了燃燒；燃燒愈猛烈，它所引起的對流作

用愈強(qiáng)；對流作用愈強(qiáng)，燃燒愈猛烈。

⑷液體對流。當(dāng)液體受熱后受熱部分因體積膨脹、比重減輕而上

升，而溫度較低、比重較大的部分則下降，在這種運(yùn)動的同時進(jìn)

行著熱傳遞，最后使整個液體被加熱。盛裝在容器內(nèi)的可燃液體,

通過對流能使整個液體升溫，蒸發(fā)加快，壓力增大，就有可能引

起容器的爆裂。

3.熱對流對火災(zāi)