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文檔簡介
2024年11月6日6化工廠防火防爆1/1416.1燃燒爆炸基礎知識6.1.1燃燒基礎知識1.燃燒的概念
燃燒是物質與氧化物之間的放熱反應,它通常會在同時釋放出火焰或可見光。2.燃燒的基本特征放熱、發(fā)光、氧化還原反應是燃燒反應具有的三個基本特征,也是區(qū)分燃燒和非燃燒現象的依據。3.火災的概念
火災是在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害,它通常造成人或物的損失。2024年11月6日6化工廠防火防爆2/1414.燃燒的三要素可燃物。指能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學反應的物質。包括可燃氣體——氫氣、一氧化碳、乙炔等;可燃液體——汽油、酒精、苯等;可燃固體——煤、木材、硫黃、金屬鈉等。助燃物(氧化劑):處于高氧化態(tài),能幫助和支持可燃物燃燒的物質。如空氣(氧)、氯、氯化鉀、高錳酸鉀、過氧化物等。點火源:是指供給可燃物與助燃物發(fā)生燃燒反應的能量來源。如明火、摩擦、撞擊、高溫表面、電火花、靜電、強光、射線、化學反應熱等。2024年11月6日6化工廠防火防爆3/1415.燃燒的必要條件同時具備可燃物、助燃物、點火源,即火的三要素,簡稱火三角。這三個要素缺少任何一個,燃燒不能發(fā)生和維持,因此火的三要素是火災燃燒的必要條件。在火災防治中,如果能夠阻斷火三角的任何一個要素就可以撲滅火災。點火源可燃物助燃物2024年11月6日6化工廠防火防爆4/1416.燃燒的充分條件具備一定的可燃物(數量)濃度。例如,氫氣在常溫常壓空氣中的濃度小于4%(體積分數)時就不能燃著。供給一定數量的氧化劑。例如,當空氣中的氧含量從21%降至14%~16%時,木柴的燃燒就會終止。具有足夠能量和溫度的點火源。例如,煙囪冒出的炭火星溫度約600℃,超過一般可燃物的燃點,落在蓬松的柴草上(比表面積大,與氧氣接觸多),易引起火災;而落在大塊木材上就會很快散熱熄滅,不足以把其加熱至燃點以上。2024年11月6日6化工廠防火防爆5/1417.燃燒的類型及其溫度臨界點(1)閃燃和閃點①閃燃:指在液體(包括可升華固體)表面上能產生足夠的可燃蒸氣(通常與空氣混合),遇點火源能產生一閃即滅的火焰的燃燒現象。如油品。閃燃是短暫的閃火,不是持續(xù)的燃燒,其火焰是瞬間的火苗或閃光。2024年11月6日6化工廠防火防爆6/141②閃點:在規(guī)定的試驗條件下,某種液體(固體)表面能產生閃燃的最低溫度(即閃燃溫度范圍的下限),稱為該物質的閃點。閃燃是液體可燃物的重要特征之一,閃點是可燃液體非常重要的物性參數。閃點低,說明其發(fā)生閃燃的最低溫度低,揮發(fā)性強,蒸氣濃度高,易發(fā)生燃燒。某些固體如樟腦和萘等,也能在室溫下揮發(fā)或緩饅蒸發(fā),因此也有閃點。2024年11月6日6化工廠防火防爆7/141(2)著火和燃點①著火:指可燃物質在有足夠的助燃物情況下,受到外界火源的直接作用而引起的持續(xù)燃燒(5s以上)的現象。著火是日常生產生活中最常見的燃燒現象,例如用火柴點燃柴草,會引起柴草著火。2024年11月6日6化工廠防火防爆8/141②燃點(又稱著火點);在規(guī)定的試驗條件下,使某種可燃物質能發(fā)生持續(xù)燃燒的最低溫度,稱為該物質的燃點??扇嘉锏娜键c越低,越容易著火??刂瓶扇嘉镔|的溫度在燃點以下,在防火防爆中具有重要意義。一切液體的燃點都高于閃點。在閃點時移去火源后閃燃即熄滅,而在燃點時則能繼續(xù)燃燒(此時液體溫度高,能提供保持穩(wěn)定燃燒的蒸氣)。可燃液體的著火點約高于其閃點5~20℃。但閃點在100℃以下時,二者往往相同。在沒有閃點數據的情況下,也可以用著火點表征物質的火險。2024年11月6日6化工廠防火防爆9/141
(3)自燃和自燃點①自燃:可燃物質在沒有外界明火等火源的直接作用下,因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱升溫所產生的自行著火燃燒現象稱為自燃。按引燃熱源的不同,自燃又可分為如下兩種。受熱自燃:在外界熱源作用下發(fā)生的自燃。自熱自燃:完全由自身發(fā)熱而引起的自燃。所謂自身發(fā)熱,包括可燃物本身內部的物理變化(輻射、吸附等)放熱、化學變化(氧化、分解、化合、聚合、活性物質遇水等)放熱、生物變化(發(fā)酵等)放熱等各種方式。2024年11月6日6化工廠防火防爆10/141②自燃點:在規(guī)定的條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度稱為該物質的自燃點。自燃點越低,越易引起自燃,其火災危險性越大?;どa中,可燃物質靠近蒸氣管道、加熱或烘烤過度、化學反應的局部過熱、在密閉容器中加熱溫度高于自燃點的可燃物一旦泄漏,均可發(fā)生受熱自燃。自熱自燃的現象也很多。例如,暴露于空氣中的黃磷在室溫下即可自燃;浸漬在棉紗、木屑中的油脂很容易被空氣氧化而發(fā)熱自燃,硫化鐵極易在空氣中自燃;堆積的潮濕木屑、干草可能因細菌發(fā)酵生熱引起自燃。2024年11月6日6化工廠防火防爆11/141(4)爆燃和發(fā)火點①爆燃(又稱燃爆):是火炸藥或燃爆性氣體混合物的快速燃燒。一股燃料的燃燒由外界供給助燃劑。而火炸藥或燃爆性氣體混合物中,含有較豐富的氧元素或氧氣等氧化劑,燃燒時無需外界的助燃劑參與反應,能發(fā)生自身燃燒反應。若非在特定條件下,其燃燒很容易轉變?yōu)楸?。例如,黑火藥的燃燒爆炸;甲烷?瓦斯)或煤塵與空氣混合物發(fā)生的燃燒爆炸事故等即屬此類。2024年11月6日6化工廠防火防爆12/141②發(fā)火點:火炸藥或燃爆性氣體混合物發(fā)生爆炸時所需要的最低點火溫度,稱為該物質的發(fā)火點。由于從點燃到爆燃有個延滯期,通常都規(guī)定采用5s或5min作延滯期,以比較不同物質在相同延滯期下的發(fā)火點。2024年11月6日6化工廠防火防爆13/1419.燃燒熱值、燃燒溫度和燃燒速度(1)燃燒熱值單位質量或單位體積的可燃燒物質完全燃燒時所產生的熱量??扇夹詺怏w的熱值單位常以J/m3表示,固體和液體的熱值單位常以J/kg表示。不同物質燃燒時放出的熱量不一樣。
2024年11月6日6化工廠防火防爆14/141(2)燃燒溫度物質燃燒時的火焰溫度稱為燃燒溫度。熱值是影響燃燒溫度的重要因素。(3)燃燒速度燃燒速度與燃燒反應的熱值有密切的關系(但還取決于可燃、助燃物質的混合情況等因素)。在燃燒過程中只有某點的燃燒溫度很高,當鄰近各層混合物被加熱達到燃點時,火才能擴展。燃燒時的加熱強度決定于反應時所放出的熱量及燃燒反應的速度。2024年11月6日6化工廠防火防爆15/141影響燃燒速度的因素如下。①同一種可燃固體物質的燃燒速度,取決于固體的比表面積,比表面積越大,則燃燒速度越快。同一種液體物質的燃燒速度,取決于液體表面積與蒸發(fā)速度,表面積大,蒸發(fā)速度快,則燃燒速度快。②不同物質的燃燒速度,與物質的成分有關。若物質中含有低價態(tài)的碳、氫、硫、磷等可燃性元素越多,燃燒的速度就越快。如苯是由92.3%的碳和7.7%的氫組成,而乙醇是由52.2%的碳、13%的氫及34.8%的氧組成,所以乙醇的燃燒速度比苯稍慢。2024年11月6日6化工廠防火防爆16/141③不同物質的燃燒速度同物質與氧化合的能力有關。若分子組成元素簡單,易與氧化合,其燃燒速度就快。通常氣體的燃燒速度較液體、固體要快。氣體擴散燃燒時,其燃燒速度取決于氣體的擴散速度;而在混合燃燒時,燃燒速度也取決于本身的化學反應速度。氣體的燃燒速度常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋砗饬俊?024年11月6日6化工廠防火防爆17/141液體的燃燒速度有兩種表示方法:一種是燃燒的質量速度,即每平方米面積上1h燒掉的液體的質量;另一種是燃燒的直線速度,即單位時問內燒掉液體層的高度。固體的燃燒速度一般小于氣體和液體。不同的固體物質其燃燒速度有很大差別,如硝基化合物、含硝化纖維的制品等,本身含有不穩(wěn)定的基團,燃燒是分解型的,較為劇烈,燃燒速度也很快。2024年11月6日6化工廠防火防爆18/1416.1.2爆炸基礎知識1.爆炸的概念和特征爆炸是物質在短時間內從一種狀態(tài)迅速轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài),并在瞬間以對外作機械功的形式迅速釋放出大量能量的現象。爆炸現象一般具有如下特征:①爆炸過程進行得很快;②爆炸點附近瞬間壓力急劇升高;③發(fā)出或大或小的響聲,很多還伴隨有發(fā)光;④周圍介質發(fā)生振動或鄰近物質遭受破壞。2024年11月6日6化工廠防火防爆19/1412.爆炸的分類(1)按照爆炸能量的來源、產生的原因和性質的不同分類①核爆炸:指由原子核反應引起的爆炸。如原子彈、氫彈、中子彈的爆炸。②物理(性)爆炸(某些文獻中稱為爆裂):指僅由物理因素(如溫度、壓力等)變化而引起的爆炸。如設備內的液體或氣體介質迅速膨脹,壓力急劇上升并超過了設備所能承受的強度,致使容器破裂發(fā)生的爆炸;2024年11月6日6化工廠防火防爆20/141③化學(性)爆炸:因物質發(fā)生激烈的化學反應而引起的爆炸。在發(fā)生化學爆炸的前后,物質的化學結構、性質和化學成分均發(fā)生了根本的變化。如炸藥的爆炸;可燃氣體、可燃液體蒸氣和可燃粉塵與空氣混合物的爆炸等?;ば袠I(yè)中大量存在的是物理爆炸和化學爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆21/141(2)按所發(fā)生的化學變化不同分類①簡單分解爆炸,是簡單分解爆炸物自身分解并放熱而引起的爆炸。單純的簡單分解爆炸發(fā)生的化學反應是分解反應,不發(fā)生燃燒反應。這類爆炸物大多是具有不穩(wěn)定結構的化合物,爆炸所需熱量可由自身分解時產生。如疊氮鉛(PbN6)、乙炔銀(Ag2C2)、碘化氮(NI3)等,這類物質爆炸危險性很大,受到摩擦、撞擊、甚至輕微振動,即可能引起爆炸。爆炸后的產物若為可燃物,則遇氧化劑后可能會引發(fā)火災或燃燒性的二次爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆22/141②復雜分解爆炸,是物質分子在分解反應的同時伴隨有自身氧化還原燃燒反應的爆炸,燃燒所需的氧化劑由本身分解供給。含氧炸藥(如苦味酸、梯恩梯、硝化棉等)的爆炸即屬此類,這類物質的危險性較簡單分解爆炸物稍低。③爆炸性混合物爆炸,是可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵等可燃物單獨或共同與氧化劑(如空氣)按一定比例混合為爆炸性混合物,在點火源作用下,通過瞬間的燃燒反應而發(fā)生的爆炸。與一般氣體燃燒過程相比,其主要區(qū)別在于燃燒速度極快。化工生產中發(fā)生的化學爆炸事故,絕大多數屬于此類。2024年11月6日6化工廠防火防爆23/141
(3)按爆炸的擴散傳播速度分類①輕爆:爆炸傳播速度為(數十厘米~數米)/s的爆炸過程。一般破壞力和聲響不大。如無煙火藥在空氣中的快速燃燒;可燃氣體混合物在接近爆炸濃度上限或下限時的爆炸等。②爆炸:爆炸傳播速度為(10m~數百米)/s的爆炸過程。爆炸點壓力激增,有較大破壞力和震耳響聲??扇細怏w混合物在多數情況下的爆炸、被壓火藥遇火源引起的爆炸即屬此類。2024年11月6日6化工廠防火防爆24/141③爆轟:爆炸傳播速度為(1000m~數千米以上)/s的爆炸過程。爆轟時突然引起極高壓力,并產生超音速的沖擊波。同時可發(fā)生“殉爆”(一種物質的爆炸沖擊波引起鄰近的爆炸性氣體混合物、火炸藥等發(fā)生爆炸的現象)。2024年11月6日6化工廠防火防爆25/141(4)按爆炸的反應相分類①
氣相爆炸。如:可燃氣體混合物爆炸、氣體熱分解爆炸、可燃粉塵爆炸等。②凝聚相爆炸。有兩種。液相爆炸,包括聚合爆炸、液體爆炸品爆炸、過熱液體爆炸等。固相爆炸,包括爆炸性物質的爆炸,固體物質混合、混融所引起的爆炸,由于電流過大所引起的電纜爆炸等。2024年11月6日6化工廠防火防爆26/1413.燃燒性質的化學爆炸各類化學爆炸中,除簡單分解爆炸外,其余的復雜分解爆炸、爆炸性混合物爆炸等各種爆炸,從化學本質上看,都屬于快速的燃燒反應引起的爆炸,所以都是燃燒性質的化學爆炸?;ば袠I(yè)中的爆炸事故絕大多數都是這種燃燒性質的化學爆炸,其中尤以爆炸性混合物爆炸為最多。2024年11月6日6化工廠防火防爆27/141(1)燃燒性質的化學爆炸與一般燃燒的相同點燃燒性質的化學爆炸也是一種燃燒,因此它符合燃燒的本質要求,是同時伴有發(fā)光、放熱的劇烈的氧化還原反應,具有燃燒的三個基本特征。此類爆炸的發(fā)生同樣必須具備燃燒的三要素,必須滿足可燃物、助燃物、點火源三方面定性定量的充分必要條件。破壞其中的任何一個條件,就可以避免此類爆炸的發(fā)生。2024年11月6日6化工廠防火防爆28/141(2)燃燒性質的化學爆炸與一般燃燒的不同點不同點主要在于燃燒反應的速度。燃燒性質的化學爆炸的燃燒反應速度(即氧化速度),遠高于一般燃燒。例如1kg整塊煤在空氣中完全燃燒時需10min,而1kg煤氣與空氣混合后發(fā)生爆炸時,只需0.2s,兩者的燃燒熱值都是29307.6lkJ,但爆炸時產生的功率遠大于燃燒。2024年11月6日6化工廠防火防爆29/141(3)燃燒性質的化學爆炸與一般燃燒的辨證關系同一物質在某種條件下可以燃燒,在另一種條件下可能爆炸。如汽油在敞口容器中能平穩(wěn)燃燒,在閉口容器中則可能爆炸;煤塊在空氣中只能緩慢燃燒,磨成煤粉后與空氣混合可發(fā)生粉塵爆炸。并不是所有的燃燒都能成為爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆30/1414.爆炸極限可燃氣體、可燃蒸氣或可燃粉塵與空氣組成的混合物,當遇點火源時極易發(fā)生燃燒爆炸。但并非在任何混合比例下都能發(fā)生,而是必須在一定的濃度比例范圍內才能發(fā)生。而且在此濃度范圍內混合的比例不同,其燃燒爆炸的劇烈程度亦不同。例如,由一氧化碳與空氣構成的混合氣在火源作用下的燃爆試驗情況見表6-1。2024年11月6日6化工廠防火防爆31/141爆炸極限(也稱燃燒極限):可燃性氣體、蒸氣(含薄霧)或粉塵(含纖維塵)與空氣(氧氣或氧化劑)組成的混合物,在點火源作用下產生燃燒爆炸(足以使火焰蔓延)的可燃物最低或最高濃度,稱為該可燃物的爆炸極限。其中最低濃度稱為爆炸(濃度)下限(也稱燃燒或著火下限);最高濃度稱為爆炸(濃度)上限(也稱燃燒或著火上限)。上、下限之間稱為爆炸(濃度)范圍或爆炸(濃度)極限范圍(也有人把這個范圍統(tǒng)稱為爆炸極限)。2024年11月6日6化工廠防火防爆32/141爆炸(濃度)極限的單位:對于可燃氣體或可燃蒸氣,通常以其質量濃度表示;對于可燃粉塵,則用g/m3或mg/L表示。爆炸極限是可燃氣體(或蒸氣)非常重要的物性參數(如同閃點概念對于可燃液體的重要性一樣)。不同的可燃氣體物質具有不同的爆炸極限,爆炸下限越低、爆炸極限范圍越寬,則出現爆炸的機會就越多,其爆炸的危險性就越大。所以爆炸極限是判別區(qū)分不同的可燃氣體本身火災危險性大小的重要指標,在防火防爆中有很高的應用價值。2024年11月6日6化工廠防火防爆33/141一般爆炸性混合物的濃度在爆炸范圍以外時,可燃物不著火,更不會爆炸。但濃度在爆炸上限以上的爆炸性混合物決不能認為是安全的。例如在容器或管道中的可燃氣體,其濃度原本在爆炸上限以上,若一旦泄漏出來與外部空氣混合,或空氣能補充滲漏進去,都可能使?jié)舛群芸旄淖兌M入爆炸范圍以內。2024年11月6日6化工廠防火防爆34/1416.1.3火災爆炸的主要破壞作用爆炸的主要破壞作用形式有以下幾種。①碎片打擊。②沖擊波。③火災(熱作用)。④中毒和環(huán)境污染。2024年11月6日6化工廠防火防爆35/1416.2火災爆炸危險品及其性質國家標準《危險貨物分類和品名編號》(GB6944-1986)、《危險貨物品名表》(GB12268-1990)、《常用危險化學品的分類及標志》(GB13690-1992)把危險化學品主要分為八大類(21項):①爆炸品;②壓縮氣體和液化氣體;③易燃液體;④易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品;⑤氧化劑和有機過氧化物;⑧毒害品和感染性物品;⑦放射性物品,⑧腐蝕品。2024年11月6日6化工廠防火防爆36/141
(1)爆炸品
指在外界作用下(如受熱、受摩擦、撞擊等),能發(fā)生劇烈的化學反應,瞬時產生大量的氣體和熱量,使用圍壓力急劇上升,發(fā)生爆炸,對周圍環(huán)境造成破壞的物品,也包括無整體爆炸危險,但具有燃燒、拋射及較小爆炸危險的物品。爆炸品實際是炸藥、爆炸性藥品及其制品的總稱,包括點火器材、起爆器材、炸藥和爆炸性藥品、其他爆炸物品(如發(fā)令紙、信號彈、爆竹)等?!氨ā笔窃擃愇锲肥滓奈kU特性。2024年11月6日6化工廠防火防爆37/141爆炸品具有以下危險特性。爆炸性強。爆炸品都具有化學不穩(wěn)定性,在一定外因的作用下,能以極快的速度發(fā)生猛烈的化學反應,產生大量氣體和熱量而引起爆炸。敏感度相對較高。某一炸藥所需要的最小起爆能稱為該炸藥的敏感度。敏感度是確定炸藥爆炸危險性大小的一個非常重要的標志,敏感度越高,則爆炸危險性越大。多數爆炸品對熱、火花、撞擊、摩擦、沖擊波等敏感,極易發(fā)生爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆38/141
(2)壓縮氣體和液化氣體指壓縮、液化或加壓溶解的氣體。為便于貯運和使用,常將氣體加壓貯存于鋼瓶內。各種氣體因性質不同,有的被壓縮成液體,有的仍為氣態(tài),稱為液化氣體或壓縮氣體。由于瓶體受高壓的作用,并且有些氣體具有易燃、易爆、助燃、劇毒等性質,在受熱、撞擊等情況下,易引起燃燒、爆炸或中毒事故。2024年11月6日6化工廠防火防爆39/141壓縮氣體和液化氣體,分為如下三項。易燃氣體。極易燃燒,與空氣混合能形成爆炸性混合物,有些還有毒性,主要有氫、一氧化碳、石油氣等。不燃氣體。指無毒、不燃氣體,包括助燃氣體。其中的助燃氣體本身雖不會燃燒,但有助長火勢、擴大火災的危險性。如氧、壓縮空氣、一氧化二氮等。其余的不燃氣體則性質穩(wěn)定,不易發(fā)生化學反應,也不會引起燃燒,有的可用于作滅火劑或氣封等。但應防止貯存使用時的窒息性,如氮、二氧化碳,以及惰性氣體中的氦、氖、氬、氪等。2024年11月6日6化工廠防火防爆40/141有毒氣體。毒性極大,人吸入后能引起中毒,甚至死亡。有些還能燃燒,如氯、光氣、溴甲烷、氰化氫等。這些氣體都具有擴散性、可壓縮性和膨脹性等危險特性,當盛裝在密閉的壓力容器內并受到高溫、日曬時,氣體極易膨脹產生很大的壓力,超過容器的耐壓強度時會造成爆炸事故。2024年11月6日6化工廠防火防爆41/141(3)易燃液體指閉杯閃點等于或低于61℃的液體、液體混合物或含有固體物質的液體(不含因其危險性而列入其他類別的液體)。在常溫下易揮發(fā),其蒸氣與空氣混合能形成爆炸性混合物。按閃點高低分為三項:①低閃點液體(閃點<-18℃),②中閃點液體(-18℃≤閃點<23℃):③高閃點液體(23℃≤閃點≤61℃)。易燃液體具有易燃易爆性、易揮發(fā)性、易流動擴散性、受熱膨脹等危險特性,多數還具有帶電性、毒害性等。2024年11月6日6化工廠防火防爆42/141
(4)易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品按其燃燒特性分為以下三項易燃固體。指燃點低,對熱、撞擊、摩擦敏感,易被外部火源點燃,燃燒迅速,并可能散發(fā)出有毒煙霧或有毒氣體的固體(已列入爆炸品者除外)。具有易燃性、可分散性、熱分解性、對撞擊和摩擦的敏感性等危險特性,不少還具有毒害性。自燃物品。指自燃點低,在空氣中易于發(fā)生氧化反應,放出熱量,而自行燃燒的物品。具有極易氧化、易分解、蓄熱自燃等危險特性。2024年11月6日6化工廠防火防爆43/141遇濕易燃物品。指遇水或受潮時,發(fā)生劇烈化學反應,放出大量的易燃氣體和熱量的物品。有些不需明火即能燃燒或爆炸。具有遇水或酸反應性強、易燃等特性,某些還具有腐蝕性或毒性等危險特性,如硼氫類化合物、金屬磷化物等。2024年11月6日6化工廠防火防爆44/141(5)氧化劑和有機過氧化物①分類:按其組成分為以下兩項。氧化劑。指處于高氧化態(tài),具有強氧化性,易分解并放出氧和熱量的物質。包括含有過氧基的無機物。其本身不—定可燃,但能導致可燃物的燃燒;與松軟的粉末狀可燃物能組成爆炸性混合物,對熱、振動或摩擦較為敏感。有機過氧化物。指分子組成中含有過氧基的有機物,其本身易燃易爆、極易分解,對熱、振動或摩擦極為敏感。2024年11月6日6化工廠防火防爆45/141②險特性本類物品的危險特性如下。強烈的氧化性。氧化劑多為堿金屬、堿土金屬的鹽或過氧基所組成的化合物。其中的過氧化物均含有過氧基(-O-O-),很不穩(wěn)定,易分解放出原子氧。其余的氧化劑則分別含有高價態(tài)的氯、溴、氮、硫、錳、鉻等元素――有較強的獲得電子能力。因此氧化劑最突出的性質是遇易燃物品、可燃物品、有機物、還原劑等會發(fā)生劇烈化學反應引起燃燒爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆46/141受熱被撞分解性。許多氧化劑,如氯酸鹽類、硝酸鹽類和有機過氧化物等,對高溫、摩擦、撞擊、振動極為敏感,易分解放出氧和熱量,引發(fā)火災爆炸。可燃性。雖然氧化劑大多為不燃物質,但也有少數具有可燃性。有機過氧化物本身特別易燃,這些物質往往不需要外界的可燃物參與即可燃燒。有機過氧化物比無機氧化劑有更大的火災爆炸危險。2024年11月6日6化工廠防火防爆47/141與可燃液體作用自燃性。有些氧化劑與可燃液體接觸能引起自燃。如高錳酸鉀與甘油或乙二醇接觸、過氧化鈉與甲醇或乙酸接觸、鉻酸與丙酮或香蕉水接觸等,都能自燃起火。遇酸分解性。大多數氧化劑,特別是堿性氧化劑,遇酸反應劇烈,甚至發(fā)生爆炸。例如過氧化鈉(鉀)、氯酸鉀、高錳酸鉀、過氧化二苯甲酸等,遇硫酸立即發(fā)生爆炸。這些氧化劑不得與酸類接觸,也不可用酸堿滅火劑滅火。2024年11月6日6化工廠防火防爆48/141遇水分解性。有些氧化劑,特別是過氧化鈉(鉀)等活潑金屬的過氧化物,遇水或吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳時,能分解放出原子氧和熱量,致使可燃物燃燒、爆炸。這些氧化劑應防止受潮,滅火時嚴禁用水、酸堿、泡沫、二氧化碳滅火撲救。強氧化劑與弱氧化劑作用分解性。有些強氧化劑與弱氧化劑接觸能發(fā)生復分解反應,放出大量熱而引起燃燒爆炸。如亞硝酸鹽、次氯酸鹽等氧化劑遇到比它強的氯酸鹽、硝酸鹽氧化劑時,即顯示還原性,并發(fā)生劇烈反應,其至引起火災爆炸。所以各種氧化劑亦不可任意混貯混運。2024年11月6日6化工廠防火防爆49/141毒害腐蝕性。不少氧化劑具有不同程度的毒害性和腐蝕性。例如,鉻酸酐、重鉻酸鹽等,既有毒性,又會燒傷皮膚;有機過氧化物容易傷害眼睛;活性金屬的過氧化物有較強的腐蝕性。操作時應做好個人防護。2024年11月6日6化工廠防火防爆50/141(6)毒害品和感染性物品毒害品。指進入肌體后,累積達一定的量,能與體液和組織發(fā)生生物化學作用或引起生物物理學變化,擾亂或破壞肌體的正常生理功能,引起暫時性或持久性的病理狀態(tài),甚至危及生命的物品。感染性物品。指含有致病的微生物、能引起病態(tài),甚至死亡的物質。如醫(yī)療廢棄物等。
2024年11月6日6化工廠防火防爆51/141毒害品的危險性:
①遇濕(如遇水遇酸)易燃性。如金屬氰化物大都本身不燃,但遇水或受潮能放出易燃且劇毒的氰化氫氣體;硒化鎘遇酸或酸霧能放出易燃有毒的硒化氫氣體。
②氧化性。如毒害品中的銻、汞和鉛等金屬的氧化物都具有氧化性,受熱分解與可燃物接觸,可引發(fā)火災爆炸并放出毒氣。
2024年11月6日6化工廠防火防爆52/141③易燃性。如溴乙烷閃點小于-20℃,受熱可分解放出有毒氣體,非常易燃。④易爆性。如毒害品中的芳香族含2、4位上兩個硝基的氯化物、萘酚、酚鈉等化合物,遇高溫、撞擊等都可引起爆炸,并分解出有毒氣體。此外,很多毒害品都具有易溶解(水溶性或脂溶性較強)、易揮發(fā)、易分散等危險特性。2024年11月6日6化工廠防火防爆53/141
(7)放射性物品指放射性比活度大于7.4×104Bq/kg的物品。其最主要危險是具有放射性:能不斷地放出人體感覺器官不能覺察到的α、β、γ或中子流四種射線。不能用化學方法中和或者其他方法使放射性物品不放出射線,而只能設法把放射性物質清除或者用適當的材料予以吸收屏蔽。放射性物品多數具有易燃性(甚至爆炸)、氧化性(引起燃燒)、毒害(甚至劇毒)性。2024年11月6日6化工廠防火防爆54/141
(8)腐蝕品指能灼傷人體組織,與皮膚接觸后在4h內出現可見壞死現象,并對金屬等物品造成損壞,溫度在55℃時對20號鋼的表面均勻年腐蝕率超過6.25mm的固體或液體。該類按化學性質分為三項:①酸性腐蝕品;⑦堿性腐蝕品;③其他腐蝕品。
2024年11月6日6化工廠防火防爆55/141腐蝕品的危險性:①氧化性。天機腐蝕品大都本身不燃,但具有較強的氧化性,與還原劑、可燃物接觸或遇高溫時,有著火或爆炸的危險。如濃硫酸、發(fā)煙硫酸、硝酸、發(fā)煙硝酸、溴等。②易燃性。有機腐蝕品大都可燃,且有的非常易燃。如苯甲酰氯、乙酰氯等遇火易燃,蒸氣可形成爆炸性混合物;甲基肼在空氣中可自燃。③遇水分解易燃性。部分腐蝕品遇水分解放熱,能產生高溫而燃燒甚至爆炸,如五氯化磷、三溴化硼、氯磺酸、無水溴化鋁、烷基醇鈉類等。2024年11月6日6化工廠防火防爆56/1416.3火災爆炸危險性分析6.3.1關于危險性的概念及其辨識分析的思路要點1.能量(或危險物質)、失控與危險災害事件根據能量觀點的事故因果連鎖模型:當能量失去控制時,就會發(fā)生能量的意外釋放或轉移,從而可能形成事故??梢?,能量和失控是發(fā)生火災爆炸危險災害事件的兩個必要條件。2024年11月6日6化工廠防火防爆57/1412.物質的火災爆炸危險性、臨界量與重大危險源GB18218—2000《重大危險源辨識》指出,辨識分析火災爆炸重大危險源的出發(fā)點是物質的火災爆炸危險性及其數量。判斷重大危險源,注意以下兩方面。①物質本身是否具有火災爆炸危險性。例如汽油的化學活性很強,閃點很低,所以在一般環(huán)境條件下容易達到燃燒極限,火災爆炸的機會多,可能性大(頻率高);同時,汽油的熱值高,燃燒放熱多,與同樣質量的木材相比,火災后果可能更為嚴重(嚴重度大)。2024年11月6日6化工廠防火防爆58/141②數量是否達到或超過臨界量(臨界量的含義和數值詳見國標《重大危險源辨識》)。如果物質本身雖具有火災爆炸危險性,但數量很少,達不到臨界量,則構不成重大危險源。2024年11月6日6化工廠防火防爆59/1413.物的不安全狀態(tài)、人的不安全行為與事故隱患①物的因素。指具有火災爆炸(及有毒等)危險的物料、物品,處于各種環(huán)境和工藝條件下的生產設施、設備、建筑、工具等硬件。這些設備裝置等構造不良、強度不夠、磨損、劣化、位置不當、安全裝置及防護器具的缺陷等,都屬于物的不安全因素。②人的因素。主要是指誤判斷、誤操作、違章作業(yè)、違章指揮、精神不集中、疲勞及身體的缺陷等。其原因包括生理、心理、經濟、文化、培訓、制度、人際關系、環(huán)境等多方面。2024年11月6日6化工廠防火防爆60/1414.潛在危險、安全措施與現實危險危險是相對于安全而言,這一對矛盾中的雙方在化工廠內此消彼長。潛在的危險,若不及時采取安全措施,就會轉化為現實危險而發(fā)展成為事故。采取了完善的安全措施,會大大減小事故的可能性或嚴重度,從而顯著減小現實危險性。2024年11月6日6化工廠防火防爆61/1415.緊緊圍繞把握燃燒三要素凡針對火災和燃燒性化學爆炸進行危險性和安全措施分析時,都應緊緊圍繞把握燃燒三要素,運用不以人的主觀意志而轉移的客觀規(guī)律,去定性定量分析可燃物、助燃物、點火源三方面條件是否具足,其中哪些是工藝條件下不可避免的,哪些是不易避免而應重點防范的。2024年11月6日6化工廠防火防爆62/1416.3.2化工生產典型化學反應過程的火災爆炸危險性分析1.氧化反應氧化反應指失去電子的反應。有機反應中,常把加氧去氫的反應稱為氧化反應。常見的氧化反應如氨氧化制硝酸、甲苯氧化制苯甲酸、乙烯氧化制環(huán)氧乙烷等,火災危險較大。2024年11月6日6化工廠防火防爆63/141主要火險特點如下。①氧化反應需要加熱,但絕大多數反應都是放熱反應,特別是催化氣相反應,一般在250~600℃高溫下進行,反應熱如不及時移去,會使溫度迅速升高甚至發(fā)生爆炸。②某些氧化反應,如氨、乙烯和甲醇蒸氣在空氣中的氧化,其物料配比接近于爆炸下限,倘若配比失調、溫度控制不當,極易爆炸起火。③反應中被氧化的物質大部分是易燃易爆物質。如乙烯氧化制取環(huán)氧乙烷,乙烯是易燃氣體;甲苯氧化制取苯甲酸,甲苯是易燃液體;甲醇氧化制取甲醛,甲醇是易燃液體。2024年11月6日6化工廠防火防爆64/141④反應所用的氧化劑往往具有很大的火災危險性。如氯酸鉀、高錳酸鉀、鉻酸酐等氧化劑,遇高溫或受撞擊、摩擦以及與有機物、酸類接觸,能引起著火爆炸;有機過氧化物不僅具有強氧化性,且大多本身易燃,有的對溫度特別敏感,遇高溫則爆炸。⑤不少氧化反應的產品、中間產物也具有火災危險性。產品如環(huán)氧乙烷是可燃氣體;硝酸雖是腐蝕性物品,同時也是強氧化劑。再如乙醛氧化生產乙酸過程中有過乙酸生成,屬有機過氧化物,易分解或燃燒。2024年11月6日6化工廠防火防爆65/1412.還原反應還原反應指得到電子的反應。有機反應中,常把加氫去氧稱為還原反應。反應危險可忽略,危險主要來自于物質本身,如中間產物、還原劑、催化劑的火災爆炸危險。2024年11月6日6化工廠防火防爆66/1413.硝化反應硝化指在有機化合物分子中引入硝基(-NO2),取代氫原子而生成硝基化合物的反應。如甲苯硝化生產梯恩梯(TNT)、苯硝化制取硝基苯、甘油硝化制取硝化甘油等。其火險特點如下。①硝化是放熱反應,引入一個硝基要放熱約153kJ/mol,所以需在降溫條件下進行。稍有疏忽,如中途攪拌停止、冷卻水供應不良、加料速度過快等,都會使溫度猛增、混酸氧化能力加強,并有多硝基物生成,容易引起著火和爆炸事故。2024年11月6日6化工廠防火防爆67/141②硝化劑具有氧化性,常用硝化劑濃硝酸、硝酸、濃硫酸、發(fā)煙硫酸、混合酸等都具有較強的氧化性、吸水性和腐蝕性。它們與油脂、有機物,特別是不飽和的有機化合物接觸即能引起燃燒。在制備硝化劑時,若溫度過高或落入少量水,會促使硝酸大量分解和蒸發(fā),不僅會導致設備的強烈腐蝕,還可能造成爆炸事故。2024年11月6日6化工廠防火防爆68/141③被硝化的物質大多易燃,如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脫脂棉等,不僅易燃,有的還兼有毒性,如使用或貯存管理不當,很易造成火災。④硝化產品大都有著火爆炸的危險性,特別是多硝基化合物和硝酸酯,受熱、摩擦、撞擊或接觸明火,極易發(fā)生爆炸或著火。2024年11月6日6化工廠防火防爆69/1414.電解反應電解指電流通過電解質溶液或熔融電解質時,在兩個電極上所引起的化學變化過程。許多有色金屬(鈉、鉀、鎂、鉛等)和稀有金屬(鋯、鉿等)的冶煉,金屬銅、鋅、鋁等的精煉,許多基本化工產品(氫、氧、氯、燒堿、氯酸鉀、過氧化氫等)的制備,以及電鍍、電拋光、陽極氧化等,都是通過電解來實現的。危險特點:①高壓直流電的危險性。②物料的危險性。2024年11月6日6化工廠防火防爆70/1415.聚合反應聚合指將若干個分子結合為一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應過程。如氯乙烯聚合生產聚氯乙烯塑料、丁二烯聚合生產順丁橡膠和丁苯橡膠等。聚合按照反應類型可分為加成聚合和縮合聚合兩大類;按照聚合方式又可分為本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合、乳液聚合和縮合聚合5種。2024年11月6日6化工廠防火防爆71/141聚合反應的特點和火險特征如下:①本體聚合。②溶液聚合。③懸浮聚合。④乳液聚合。⑤縮合聚合。2024年11月6日6化工廠防火防爆72/1416.催化反應指在催化劑作用下所進行的化學反應。例如由氮和氫合成氨,由二氧化硫和氧合成三氧化硫,由乙烷和氧合成環(huán)氧乙烷等,都屬于催化反應。特別是在多相反應中,催化作用發(fā)生于相界面及催化劑的表面上,溫度、壓力較難控制。2024年11月6日6化工廠防火防爆73/141催化反應的火險特點:①反應操作。②催化產物。③原料氣。2024年11月6日6化工廠防火防爆74/1417.裂化反應裂化有時又稱裂解,指有機化合物在高溫下分子發(fā)生分解的反應過程。火災爆炸危險特點如下。①熱裂化。②催化裂化。③加氫裂化。2024年11月6日6化工廠防火防爆75/1418.氯化反應指以氯原子取代有機化合物中氫原子的過程。如由甲烷制甲烷氯化物、苯氯化制氯苯等。常用的氯化劑有:液態(tài)或氣態(tài)氯、氣態(tài)氯化氫和各種濃度的鹽酸、磷酰氯(三氯氧化磷)、三氯化磷(用來制造有機酸的酰氯)、硫酰氯(二氯硫酰)、次氯酸鈣等。氯化反應的火災危險性主要決定于被氯化物質的性質及反應過程的條件。2024年11月6日6化工廠防火防爆76/141火險特點如下。①原料大多是有機易燃物和強氧化劑,如甲烷、乙烷、苯、酒精、天然氣、甲苯、液氯等。若不嚴格控制各種著火源、電氣設備不符合防火防爆要求,容易發(fā)生火災爆炸。②反應中最常用的氯化劑——液態(tài)或氣態(tài)的氯,本身不僅屬劇毒品,而且氧化性極強,貯存壓力較高,一旦泄漏,危險很大。氯化反應器前的氯氣緩沖罐未裝設或控制不好,致使被氯化的有機物質倒流,可能引起爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆77/141③氯化反應是一個放熱過程,尤其在較高溫度下進行氯化,反應更為劇烈。例如在環(huán)氧氯丙烷生產中,丙烯需預熱至300℃左右進行氯化,反應溫度可升至500℃,如果物料泄漏就會造成著火或爆炸。冷卻系統(tǒng)不良或氯氣的流量過大,會造成溫度劇升而引起事故。④氯化反應幾乎都有氯化氫氣體生成,所用設備容易受其腐蝕而發(fā)生泄漏。2024年11月6日6化工廠防火防爆78/1419.重氮化反應重氮化是使芳伯胺變?yōu)橹氐}的反應。通常是把含芳胺的有機化合物在酸性介質中與亞硝酸鈉作用,使其中的氨基(-NH2)轉變?yōu)橹氐?-N=N-)的化學反應,如二硝基重氮酚的制取等。2024年11月6日6化工廠防火防爆79/141火險特點如下。①所產生的重氮鹽,如重氮鹽酸鹽(C6H5N2Cl)、重氮硫酸鹽(C6H5N2HSO4),在適宜條件下,極易分解,引起著火或爆炸。②作為重氮劑的芳胺化合物都是可燃有機物質,在一定條件下也有著火和爆炸的危險。2024年11月6日6化工廠防火防爆80/141③重氮化生產過程所使用的亞硝酸鈉于175℃時產生分解,能與有機物反應發(fā)生著火或爆炸。亞硝酸鈉又具有還原性,故遇到氯酸鉀、高錳酸鉀、硝酸鉀等強氧化劑時,有發(fā)生著火或爆炸的可能。④重氮化過程中若反應溫度過高、亞硝酸鈉的投料過快或過量,均會增加亞硝酸的濃度,加速物料的分解,產生大量的氧化氮氣體,有引起著火爆炸的危險。2024年11月6日6化工廠防火防爆81/14110.烷基化反應烷基化亦稱烴化,是在有機化合物中的氮、氧、碳等原子上引入烷基(-R)的化學反應。引入的烷基有甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、丙基(-C3H7)、丁基(-C4H9)等。烷基化常用烯烴、鹵代烴、醇等能在有機化合物分子中的碳、氧、氮等原子上引入烷基的物質稱作烷基化劑。如苯胺和甲醇作用制取二甲基苯胺。2024年11月6日6化工廠防火防爆82/141烷基化的火險特點如下。①被烷基化的物質大都具有著火爆炸危險。如苯是甲類液體,苯胺是丙類液體。②烷基化劑一般比被烷基化物質的火災危險性要大。如丙烯是易燃氣體,甲醇是甲類液體,十二烯是乙類液體。2024年11月6日6化工廠防火防爆83/141③所用的催化劑反應活性強。如三氯化鋁是忌濕易燃物品,有強烈的腐蝕性,遇水或水蒸氣分解放熱,放出氯化氫氣體,有時能引起爆炸,若接觸可燃物,則易著火。三氯化磷是腐蝕性忌濕易燃液體,遇水或乙醇劇烈分解,放出大量的熱和氯化氫氣體,有極強的腐蝕性和刺激性,有毒,遇水及酸(主要是硝酸、乙酸)發(fā)熱、冒煙,有發(fā)生起火爆炸的危險。2024年11月6日6化工廠防火防爆84/141④烷基化反應都是在加熱條件下進行,如果原料、催化劑、烷基化劑等加料次序顛倒、速度過快或者攪拌中斷停止,會發(fā)生劇烈反應,引起跑料,造成著火或爆炸事故。⑤烷基化的產品亦有一定的火災危險。如異丙苯是乙類液體,二甲基苯胺是丙類液體,烷基苯是丙類液體。2024年11月6日6化工廠防火防爆85/14111.磺化反應磺化是在有機化合物分子中引入磺(酸)基(-SO3H)的反應。常用的磺化劑有發(fā)煙硫酸、亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、三氧化硫等。如用硝基苯與發(fā)煙硫酸生產間氨基苯磺酸鈉、鹵代烷與亞硫酸鈉在高溫加壓條件下生成磺酸鹽等均屬磺化反應。2024年11月6日6化工廠防火防爆86/141磺化反應火險特點如下。①磺化劑三氧化硫是氧化劑、遇比硝基苯易燃的物質時很快著火。三氧化硫的腐蝕性很弱,但遇水生成硫酸。大量放熱升溫,會造成沸溢或發(fā)生磺化反應導致起火、爆炸,還會因硫酸的強腐蝕性而增加對設備的腐蝕破壞。2024年11月6日6化工廠防火防爆87/141②所用原料苯、硝基苯、氯苯等都是可燃物,所用磺化劑濃硫酸、發(fā)煙硫酸(三氧化硫)、氯磺酸都是氧化性物質,且有些是強氧化劑。若投料順序顛倒、投料速度過快,可能造成反應溫度升高,使磺化反應變?yōu)槿紵磻鹬鸹虮ㄊ鹿?。③磺化反應是放熱反應,若在反應過程中得不到有效的冷卻和良好的攪拌,都有可能引起反應溫度超高,以至發(fā)生燃燒起火、爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆88/1416.4防火防爆安全技術措施6.4.1控制火災爆炸危險性物質和能量的技術措施a.控制火災爆炸危險性物質的數量b.合理布置總平面和單體平面c.密閉d.通風e.情性介質置換和保護f.可燃粉塵環(huán)境g.混存禁配2024年11月6日6化工廠防火防爆89/1416.4.2點火源控制技術措施1.明火明火指敞開的火焰、火星等,主要有生產過程中的加熱用火、維修用火及其他火源。包括各種燃料加熱爐、燃燒反應爐、火炬、煙囪、焚燒爐、放炮、焊割、燃火照明或加熱燈(如氣燈、噴燈)、燃油燃氣機動車輛、取暖爐、煙頭、火柴、打火機等產生的明火。2024年11月6日6化工廠防火防爆90/141控制措施加熱易燃物料時,盡量避免直接采用明火,宜采用蒸汽、過熱水、中間載熱體或電熱等間接加熱。如必須采用明火,設備應嚴格密閉,燃燒室應與設備分開或隔離。根據火災爆炸危險性大小劃定禁火區(qū)域,禁火區(qū)內禁止明火(含化學能火源)作業(yè)。必須明火作業(yè)時應采取安全措施,清除作業(yè)場所的燃、爆物質,設置警示標志等有針對性的安全防護措施。2024年11月6日6化工廠防火防爆91/141嚴格控制維修用火(如焊接、切割、噴燈、熬煉用火)。為防止發(fā)生火災爆炸時火源在相鄰設備裝置間傳播蔓延,根據需要在系統(tǒng)中設置止逆閥、阻火器、液封、隔爆裝置等。為防止煙囪飛火引起的火災爆炸,爐膛內的燃燒要充分,煙囪應有足夠高度,必要時頂部應裝火星熄滅器。在重要部位裝設火災監(jiān)測儀表和報警、連鎖保護系統(tǒng),如感溫、感光、感煙報警器,可及早發(fā)現火災苗頭,以便及時撲救。2024年11月6日6化工廠防火防爆92/1412.高溫表面、高熱物體高溫熱體,應盡量避開火災爆炸危險物質或與之可靠隔離。難以避開時,高溫表面應有良好的保溫隔熱措施,使表面溫度遠低于介質的自燃溫度及閃點。經常清除高溫表面的污垢以防其分解自燃。加熱溫度高于物料自燃點的工藝過程,應嚴防物料外泄或空氣進入系統(tǒng)。外殼或表面溫度很高的照明燈具,如鹵鎢燈、高壓汞燈、白熾燈泡等,其裝設位置不應距可燃物料過近。2024年11月6日6化工廠防火防爆93/1413.摩擦工藝設備運轉部位的軸承應選用合適材料、防塵密封、潤滑良好、冷卻正常,及時清理附著的可燃污垢,安裝連續(xù)軸溫和振動探測、報警裝置;不宜使用皮帶傳動,如果使用皮帶傳動則必須安裝差速傳感器和自動防滑保護裝置,確保發(fā)生滑動摩擦時能自動停機;采用阻燃防靜電運輸帶,防止摩擦升溫后著火;2024年11月6日6化工廠防火防爆94/141嚴禁無特殊保護措施時使用旋轉磨輪、切盤進行研磨和切割;鋁、鎂、鈦、鋯等金屬及其合金的粉末與不銹鋼摩擦產生的火花是特別危險的點火源,必須避免發(fā)生上述摩擦;嚴格控制介質在容器和管道中的流速;嚴格控制可能產生火花的兩種物質(物品)的相對接觸壓力和移動、摩擦的速度等。2024年11月6日6化工廠防火防爆95/1414.撞擊:對散發(fā)比空氣密度大的有爆炸危險氣體場所的地面采用不發(fā)火地面;在爆炸危險場所禁止使用鐵器工具、穿帶釘子鞋、裝鐵門窗;采用防爆型(如銅制、鋁制或木制等)檢修工具;設置物料除鐵、除雜質裝置(如磁力除鐵器、旋風分離器、篩網等);不宜用磁力離析器的特別危險物質(如硫、碳化鈣)的破碎,采用惰性氣體保護;2024年11月6日6化工廠防火防爆96/141斗式提升機必須配備防超載、倒轉的安全保護裝置,防止墜落撞擊;徹底清除管道和容器中的鐵銹和雜物;通風機翼片選用銅、鋁合金、塑料等撞擊時不起火花的材料;對炸藥等爆炸性物品、紅磷等易燃固體、氯酸鉀等強氧化劑以及氫、乙炔、氧、氯等易(助)燃氣體,應嚴格按國家有關規(guī)定選擇恰當的運輸、裝卸和包裝方式等。2024年11月6日6化工廠防火防爆97/1415.電氣根據場所、裝置整體防火防爆的要求,按危險區(qū)域等級和爆炸性混合物的類別、級別、組別,配備相應符合國家標準規(guī)定的防火防爆等級的電氣設備,并按國家規(guī)定的要求施工、安裝、維護和檢修;設置過載、過電流、短路、漏電等電氣保護裝置;與火災爆炸場所隔離(包括正壓充氣)、密封;連鎖保護;保持安全距離等。2024年11月6日6化工廠防火防爆98/1416.靜電選用合適的匹配材料;限制易燃液體和可燃氣體流速;改進灌注方式(減少沖擊噴射);噴霧增濕;增加灌裝溶液的靜置時間;2024年11月6日6化工廠防火防爆99/141接地導除靜電;添加抗靜電劑;鋪設導電性地面;導電容器、設備、管道進行等電位連接(減少電位差);穿防靜電服、防靜電鞋;安裝靜電消除器等。2024年11月6日6化工廠防火防爆100/1417.雷電防雷保護的設計、安裝應嚴格執(zhí)行《建筑物防雷設計規(guī)范》及《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》的規(guī)定。常用防雷裝置主要包括接閃器(避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器)、引下線和接地裝置。2024年11月6日6化工廠防火防爆101/1418.化學反應發(fā)熱及自燃發(fā)熱預防措施如下:控制化學反應的投料速度;反應中進行有效冷卻(選擇有效的冷卻方法、傳熱設備和冷卻劑);防止攪拌中斷。加強對反應生熱物品的管理。對要求貯存溫度低的火災爆炸危險物質的庫房和貯罐,采取隔熱、通風降溫設施,必要時設自動噴淋降溫系統(tǒng)。2024年11月6日6化工廠防火防爆102/1419.絕熱壓縮氣體在不與周圍(或來不及)進行熱交換的狀態(tài)下壓縮時,所耗的機械功全部轉變成熱能,蓄于氣體內使溫度上升達到燃點,可引起燃燒和爆炸。硝化甘油、硝化甘醇、硝酸酯等爆炸感度高的液體,自燃點低的物質(如二硫化碳等)應避免在絕熱過程中進行壓縮。2024年11月6日6化工廠防火防爆103/14110.光照射對光線采取避光、遮陽、隔離等防護措施。對于見光能反應的化學物品,選用金屬桶或暗色玻璃瓶盛裝;在某些車間、庫房的玻璃上涂以白漆,或采用磨砂玻璃;易燃易爆危險品及受熱易蒸發(fā)析離出氣體的物質,不得在日光下曝曬等。例如對氨貯罐設半敞開式遮陽棚、加保溫隔熱層或設冷卻噴淋水系統(tǒng)等。2024年11月6日6化工廠防火防爆104/14111.其他點火源①射線。對射線、宇宙射線采用合理布局、屏蔽、密封、可靠防護、隔離緩沖等措施,以降低射線的影響。如采用鉛容器、重質鋼筋混凝土墻壁、鉛玻璃等進行屏蔽。②炮彈、炸藥等爆炸及地震、火山爆發(fā)的沖擊波。對爆炸危險環(huán)境采取防護、隔離、緩沖和屏蔽等措施,減緩沖擊波能量的作用。2024年11月6日6化工廠防火防爆105/1416.4.3防火防爆安全技術措施1防火防爆安全裝置(1)阻火裝置阻火裝置的作用是防止外部火焰竄入有火災爆炸危險的設備、管道、容器,或阻止火焰在設備與管道間蔓延擴展。2024年11月6日6化工廠防火防爆106/141主要有如下幾種。①阻火器。其阻火原理是管徑或流通孔隙減小到某一程度,可燃氣體(蒸氣)通過時會因冷卻(散熱)作用程度增加,而使火焰不能蔓延。阻火器有金屬網、礫石和波紋金屬片等形式。常用在容易引起火災爆炸的高熱設備(如燃燒室、高溫氧化爐、高溫反應器)與輸入可燃氣體(蒸氣)的管道之間,以及易燃液體、可燃氣體的容器、管道、設備的排氣管上。2024年11月6日6化工廠防火防爆107/141②安全液封。其阻火原理是使具有一定高度的、由不燃液體組成的液柱穩(wěn)定存在于進出口之間,在液封兩側的任何一側著火,火焰都將在液封處熄滅,從而阻止了火焰蔓延。安全液封一般裝在壓力低于19.61kPa的氣體管線與生產設備之間,常用的安全液封有開敞式和封閉式兩種。2024年11月6日6化工廠防火防爆108/141⑧水封井。其阻火原理與安全液封相似,是安全液封的一種。設置在可燃液體、易燃液體蒸氣或有油污的管網上,以防止燃燒或爆炸沿管網蔓延。2024年11月6日6化工廠防火防爆109/141④單向閥。又稱止逆閥、止回閥,其作用是只允許流體向一定方向流動,遇有回流即自動關閉。常用于防止高壓物料竄入低壓系統(tǒng),也可用作防止回火。如液化石油氣瓶上的調壓閥就是單向閥的一種。生產中用的單向閥有升降式、搖板式、球式等。⑤阻火閘門。是防止火焰沿通風管道蔓延而設置的阻火裝置。有跌落式自動阻火閘門和手動式等多種。如煤氣發(fā)生爐進風管道上應裝阻火閘門,以防突然停風時,爐內煤氣倒流至鼓風機室發(fā)生爆炸。2024年11月6日6化工廠防火防爆110/141⑥火星熄滅器。又稱防火帽,其原理是因容積或行程改變,使火星的流速下降或行程延長而自行冷卻熄滅,以至使火星顆粒沉降而消除火險。通常安裝于能產生火星設備的排空部位,如汽車、拖拉機等機動車輛發(fā)動機的排氣口處,能產生飛火的煙囪口等。2024年11月6日6化工廠防火防爆111/141(2)泄壓裝置①安全閥。用于防止設備或容器內壓力過高引起物理爆炸。當設備或容器內壓力升高超過一定限度時,安全閥即自動開啟,泄放部分氣體,降低壓力至安全范圍內,再自動關閉,從而實現設備和容器壓力的自動控制,防止設備和容器破裂爆炸。常用的安全閥有彈簧式、杠桿式。2024年11月6日6化工廠防火防爆112/141②防爆片。又稱爆破片、防爆膜、泄壓膜,由具有一定厚度和面積的片狀脆性材料制成,大多通過法蘭安裝在受壓設備、容器或管道上適當部位。發(fā)生爆炸或壓力過高時,防爆片作為人為設計的薄弱環(huán)節(jié)自行破裂,排出受壓流體,使爆炸壓力難以繼續(xù)升高,從而保住設備或容器主體,避免更大損害。2024年11月6日6化工廠防火防爆113/141選用及使用注意事項:防爆片的安全可靠性取決于防爆片的材料、厚度和泄壓面積,須經準確計算,不應隨意選用。鐵片破裂時能產生火花,存在燃爆性氣體時不宜采用。防爆片應安裝在破裂時碎片不易傷人的位置。2024年11月6日6化工廠防火防爆114/141③防爆帽和易熔塞。它們的安全泄放量都比較小。防爆帽主要安裝在各類壓縮氣體鋼瓶上。易熔合金塞安裝在由于溫度升高而可能發(fā)生爆炸的小型壓力容器上,通常為一次性使用元件。根據《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》(2000年版)的規(guī)定,盛裝有毒、劇毒氣體的氣瓶上,禁止裝配易熔合金塞、爆破片及其他泄壓裝置。2024年11月6日6化工廠防火防爆115/141④防爆門(窗)。通常設置在燃油、燃氣或燃燒煤粉的燃燒室外壁上,以防燃燒室發(fā)生爆燃或爆炸時設備遭到破壞。為防止燃燒氣體噴出時傷人,應設置在人不常在的位置,高度不低于2m。⑤放空(閥)管。又稱排氣管,在正?;蚓o急情況下,可將受壓設備內的氣體及時排放掉,從而達到安全泄放的目的。一般可燃氣體、液體的生產設備、輸送管道設置有排氣管,其安裝位置、出口高度和連接去向等應符合有關防火防爆安全規(guī)定的要求。2024年11月6日6化工廠防火防爆116/1412.應急處理技術措施和設施在設計、施工和正常運行階段,應及早配備事故應急處理所需設備、設施等硬件條件。為防止突然停電引發(fā)事故,對關鍵生產裝置或設備,應設置雙電源供電或備用電源,也可配置備用的蒸汽機、內燃機等提供能源的動力設備。對重要的控制儀表應設置不間斷電源(UPS)。電加熱爐停電,可能造成爐內物料凝固而破壞爐體,應有保溫或提供其他熱能的措施。2024年11月6日6化工廠防火防爆117/141停電停水可造成冷卻水中斷引起火災爆炸,應有備用水源(如自備井、水塔、水池)以補充提供冷卻水,或及時將放熱反應中的物料進行妥善處理(如排至事故槽)。停汽后,加熱設備溫度下降,汽動設備停止運行,一些在操作溫度下為液態(tài)的物料,可能降溫凝結而堵塞管道。停風時,所有以壓縮空氣為動力的儀表、閥門都不能動作,此時需要有備用的手動操作系統(tǒng)以供立即投運;有些充氣防爆型電氣設備和儀表,也會因停風而無法抵擋可燃氣體入內,處于火災爆炸危險狀態(tài)。2024年11月6日6化工廠防火防爆118/141為處理此類突發(fā)緊急事件,還應設置必要的事故排放液(氣)罐、火炬、緊急切斷電源、緊急切斷煤粉供給、緊急切斷液體、緊急分流、緊急冷卻、緊急通入惰性氣體、緊急停車操作等故障處理安全裝置。還需配備必要的通訊聯絡器材、應急照明燈具。交通運輸車輛、搶險工具材料等。2024年11月6日6化工廠防火防爆119/1413.個體防護措施對于在火災爆炸危險崗位上工作的職工,應按國家有關規(guī)定配備個體防護用品,例如防火面罩、耐熱手套、防護鞋、防火服、防護眼鏡、防毒面具、壓縮空氣呼吸器、氧氣呼吸器等。在方便的位置,配備預防和治療燒傷、燙傷、中毒等急救藥物器材。2024年11月6日6化工廠防火防爆120/1416.4.4消防滅火安全技術措施1.滅火的基本原理和方法(1)冷卻法。最常用的滅火方法,通過向火區(qū)噴灑冷卻劑來降低著火物質的溫度,使之降到燃點以下,消除著火源,使燃燒減緩直至停止。本單位(地區(qū))如有消防給水系統(tǒng)、消防車或泵,應使用這些設施滅火。本單位如配有相應的滅火器,則使用這些滅火器滅火。如缺乏消防器材設施,則應使用簡單工具滅火,如水桶、面盆等。2024年11月6日6化工廠防火防爆121/141(2)隔離法。將正在燃燒的物質與未燃物質隔開,移去可燃物,中斷可燃物的供給,使火源獨立,火勢不致蔓延,直至使火熄滅。將燃燒點附近可能成為火勢蔓延的可燃物移走。關閉有關閥門,切斷流向燃燒點的可燃氣體和液體。打開有關閥門,將已經燃燒的容器或受到火勢威脅的容器中的可燃物料通過管道導至安全地帶。采用泥土、黃沙筑堤等方法,阻止流淌的可燃液體流向燃燒點。2024年11月6日6化工廠防火防爆122/141(3)窒息法。隔絕空氣,使可燃物無法獲得氧氣而停止燃燒。使用泡沫滅火器噴射泡沫覆蓋燃燒物表面。利用容器、設備的頂蓋蓋沒燃燒區(qū)。油鍋著火時,立即蓋上鍋蓋。利用毯子、棉被、麻袋等浸濕后覆蓋在燃燒物表面。用沙、土覆蓋燃燒物。對忌水物質則必須采用燥沙、土撲救。2024年11月6日6化工廠防火防爆123/141(4)化學抑制法。將滅火劑噴入燃燒區(qū),滅火劑參與到燃燒反應中,通過抑制反應,中斷燃燒鏈的正常傳遞,從而使反應停止。2024年11月6日6化工廠防火防爆124/1412.火災的分類為便于消防滅火(選用滅火方式),消防部門把火災劃分為A、B、C、D四類。A類火災:指固體物質火災,如木材、棉、毛、麻、紙張等的火災。B類火災:指液體火災和可熔化的固體物質火災,如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災。2024年11月6日6化工廠防火防爆125/141C類火災:指氣體火災,如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、丙烷、氫等引起的火災。D類火災:指金屬火災,如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金火災等。2024年11月6日6化工廠防火防爆1
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