燃气防火防爆基础知识.ppt
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1、防火防爆基础知识,防 火 防 爆 基 础 知 识,防火防爆基础知识,主要内容,第一部分 燃烧与爆炸第二部分 可燃物质的火灾爆炸危险性第三部分 防火防爆措施第四部分 消防知识,防火防爆基础知识,第一部分 燃烧与爆炸,燃烧的定义:燃烧是可燃物质(气体、液体或固体)与助燃物(氧或氧化剂)发生的伴有放热和发光的一种激烈的化学反应。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。最常见、最普通的燃烧现象是可燃物在空气或氧气中燃烧。,防火防爆基础知识,燃烧的条件,燃烧必须同时具备下述三个条件:可燃性物质、助燃性物质、点火源。每一个条件要有一定的量,相互作用,燃烧方可产生。(1)可燃物(2)助燃物(3)点火源,中国石
2、油安全技术研究所,防火防爆基础知识,燃烧三要素,防火防爆基础知识,常见的火源种类,在生产中,常见的引起火灾爆炸的点火源有以下8种:(1)明火(2)高热物及高温表面(3)电火花(4)静电、雷电(5)摩擦与撞击(6)易燃物自行发热(7)绝热压缩(8)化学反应热及光线和射线,结论:,可燃物、助燃物和着火源构成燃烧的三要素,缺少其中任何一个要素便不能燃烧。燃烧反应在浓度、压力、组成和着火源等方面都存在着极限值。如果可燃物未达到一定浓度,或助燃物数量不足,或着火源不具备足够的温度或热量,那么,即使具备了三个条件,燃烧也不会发生。对于进行着的燃烧,若消除其中任何一个要素,燃烧便会终止,这就是灭火的基本理论
3、。,防火防爆基础知识,防火防爆基础知识,可燃气体的燃烧过程,可燃气体最易燃烧,燃烧所需热量只用于本身氧化分解,所以将可燃气体加热到其燃点即可燃烧。如煤气,天然气。,防火防爆基础知识,可燃液体的燃烧过程及形式,可燃液体在火源或热源的作用下,首先蒸发,然后蒸气氧化、分解进行燃烧。可燃液体的燃烧,实质上是燃烧可燃液体蒸发出来的蒸气,所以叫蒸发燃烧;如液化石油气,液化天然气。对于难挥发的可燃液体,其受热后分解出可燃性气体,然后这些可燃性气体进行燃烧,这种燃烧形式称为分解燃烧。,防火防爆基础知识,三、燃烧的类型,根据可燃物状态的不同,燃烧分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧三种形式。根据燃烧方式的不同,燃烧
4、分为扩散燃烧、预混燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。根据燃烧发生瞬间的特点,燃烧分为闪燃、着火和自燃三种形式。,防火防爆基础知识,闪燃,有明火作用的一闪即灭的燃烧,闪点,可燃液体的特性,可燃物与助燃物是在液体表面混合燃烧的,着火,有明火作用持续而稳定燃烧,燃点,可燃液体固体的特性,受热自燃,无明火作用靠外热引起的自动燃烧,自燃点,可燃气体液体固体的特性,本身自燃,无明火作用靠自热引起自动燃烧,油浸纤维、煤、植物化学物品,可燃物与助燃物是在燃烧过程中边混合边反应的,防火防爆基础知识,闪燃与闪点,液体的表面都有一定数量的蒸气存在,蒸气的浓度取决于该液体所处的温度,温度越高则蒸气浓度越大。在一定温
5、度下,可燃性液体(包括少量可熔化的固体,如萘、樟脑、硫磺、石蜡、沥青等)蒸气与空气混合后,达到一定的浓度时,遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象,叫做闪燃。闪点是指可燃性液体产生闪燃现象的最低温度。闪点是液体可以引起火灾危险的最低温度。液体的闪点越低,它的火灾危险性越大。,防火防爆基础知识,着火与着火点,着火是指可燃物受到外界火源的直接作用而开始的持续燃烧现象。例如,用火柴点燃稻草,就会引起着火。可燃物质开始着火所需要的最低温度,叫做燃点,又称着火点。,防火防爆基础知识,自燃与自燃点,可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象,叫做自燃。可燃物质在没有火
6、焰、电火花等明火源的作用下,由于本身受空气氧化而放出热量,或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃烧的最低温度称为自燃点(或引燃温度)。,防火防爆基础知识,自燃有以下两种情况。(1)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。(2)自热自燃:可燃物在无外部热源影响下,其内部发生物理的、化学的或生化过程而产生热量,并经长时间积累达到该物质的自燃点而自行燃烧的现象。,防火防爆基础知识,爆炸的定义,物质由一种状态迅速地转变为另一种状态,并瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象,称为爆炸。爆炸现象一般具有如下特征:(1)爆炸过程进行得很快(2)爆炸点附近瞬间压力急剧上升(3)发出
7、声响(4)周围介质发生震动或邻近物质遭到破坏,防火防爆基础知识,爆炸的分类,1.按爆炸能量的来源分类(1)物理爆炸(2)化学爆炸2.化学爆炸按参加物质的反应类型(1)简单分解爆炸(2)复杂分解爆炸(3)爆炸性混合物爆炸。3.化学性爆炸按爆炸传播速度,分为爆燃和爆轰。燃气的爆炸多属于爆炸性混合物爆炸(混合气体的爆炸)。,防火防爆基础知识,爆炸极限及影响因素,可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气混合并达到一定浓度时,遇火源就会燃烧或爆炸。这个遇火源能够发生燃烧或爆炸的浓度范围,称为爆炸极限。爆炸极限通常用可燃气体在空气中的体积百分比(V%)表示。对可燃粉尘,我们通常用单位体积内可燃粉尘的质量g/
8、cm3来表示其爆炸上、下限值。液化石油气的爆炸范围约为1.5%9.5%;天然气的爆炸范围约为5.0%15.1%;焦炉煤气的爆炸范围约为5.0-28.4%。,防火防爆基础知识,影响因素 1.温度 温度越高,爆炸范围越宽(下限下降,上限上升),爆炸危险性增加。2.压力 压力越大,爆炸范围越宽(对下限的影响较小,对上限的影响较大),危险性增加。压力降到某一数值,上限与下限重合,这一压力称为临界压力。低于临界压力,混合气则无燃烧爆炸的危险。3.氧含量 混合气中增加氧含量,会使上限显著增高,爆炸范围增大。4.惰性气体 惰性气体含量增加,爆炸范围变窄,但不同惰性气体的影响不同。,防火防爆基础知识,5.点火
9、源 点火源的强度高,热表面的面积大,火源与混合物的接触时间长,会使爆炸范围扩大,增加燃烧、爆炸的危险性。6.消焰距离 实验证明,通道尺寸越小,通道内混合气体的爆炸浓度范围越小,燃烧时火焰蔓延速度越慢。把火焰蔓延不下去的最大通道尺寸叫消焰距离。各种可燃气有不同的消焰距离,消焰距离还与可燃气的浓度有关,也受气体流速、压力的影响。消焰距离是可燃物蔓延能力的一个度量参数,度量可燃物危险程度的一个重要参数。,防火防爆基础知识,最小点火能及影响因素,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。对可燃气体和液体蒸汽而言,最小点火能对应4%的点燃概率。对可燃粉尘而言,最小点火能对应10%的点燃概
10、率。最小点火能数值愈小,说明该物质愈易被引燃。,防火防爆基础知识,燃烧和爆炸的关系,燃烧的主要特征是发光和发热,与压力无特别关系。爆炸的主要特征是压力的急剧上升和爆炸波的产生。燃烧和化学爆炸本质上都是氧化还原反应,但二者反应速度、放热速率和火焰传播速度都不同,前者比后者慢得多。燃烧和爆炸关系十分密切,有时难以将它们完全分开。在一定条件下,燃烧可以引起爆炸,爆炸也可以引起燃烧。事实上,在很多火灾爆炸事故案例中,火灾和爆炸是同时存在的。,城市燃气工程中常见的爆炸,城市燃气工程中的常见爆炸现象,一般是由2种原因引起的:(1)由于管道或管件损坏导致燃气泄露,遇明火或电火花引起爆炸。(2)由于超量的罐装
11、或容器缺陷(主要是液化石油气供应工程中)导致容器破裂,进而引起燃气泄露而产生爆炸。,防火防爆基础知识,防火防爆基础知识,火灾与爆炸的破坏作用(1),火灾的破坏作用主要是由火焰的热辐射引起的。火灾发生后,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,如火灾时间延长一倍,损失可能增加四倍。,防火防爆基础知识,火灾与爆炸的破坏作用(2),爆炸则是猝不及防。可能仅在一秒种内爆炸过程已经结束,设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。爆炸通常伴随发热、发光、发声、压力上升、真空和电离等现象,具有很大的破坏作用。其破坏作用的大小与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因
12、素有关。,防火防爆基础知识,火灾与爆炸的破坏作用(3),爆炸的破坏形式:1 震荡作用 2 冲击波的破坏作用 3 碎片冲击 4 造成火灾 5 造成中毒和环境污染,火灾爆炸对企业的危害及影响,1、物理影响人员的伤亡、机械设备、原材料、产品、建筑物的破坏损失。2、经济影响设备修复和系统重新运行所需的资金;停运期间的经济损失,以及赔偿金等。3、社会影响影响公众对该行业的可靠性、安全性的评价,对企业发展的支持程度,以及公众对其发展前途的信心。若由于爆炸带来的经济损失是企业倒闭、员工失业等,均会造成较为严重的社会问题。,防火防爆基础知识,第二部分 燃气灾害预防概述,燃气爆炸的预防与防护的基本原理:所谓燃气
13、爆炸的预防,是指预先消除物质爆炸的条件,采取一种使物质本身不能引起爆炸的措施。燃气的爆炸是一个化学反应过程,它的出现需要满足相应的条件。也就是说:爆炸的3个要素都必须同时存在,因此爆炸的基本预防应该从预防消除这3个要素开始。,防火防爆基础知识,预防,=,防范与未然,P7,防火防爆基础知识,危险现场分析,1.燃气的爆炸特性(1)气体物质的火灾爆炸危险性(2)液体物质的火灾爆炸危险性2.燃气设备工作环境的危险性(1)腐蚀性土壤的腐蚀性直接影响管道的寿命;燃气中含H2S使器壁脆化。(2)外力受外力的侵害。(3)温度环境热胀冷缩,使阀门损害;高温使液化石油气容器内压力上升。3.管理,防火防爆基础知识,
14、防火防爆基础知识,气体物质的火灾爆炸危险性,爆炸极限是评定气体火灾爆炸危险的主要指标。评定气体火灾爆炸危险性的参数还有自燃点、化学活泼性、比重、扩散性、可缩性和受热膨胀性、腐蚀性、毒害性及带电性等等。,防火防爆基础知识,根据石油化工企业设计防火规范(GB50160-92,1999年版)规定,可燃气体的火灾危险性按下表分类。,防火防爆基础知识,液体物质的火灾爆炸危险性,评定液体危险性的主要指标是闪点。此外,爆炸温度极限、饱和蒸气压、膨胀性、流动扩散性、相对密度、沸点、相对分子质量及化学结构等也都影响其危险性。,中国石油安全技术研究所,防火防爆基础知识,石油化工企业设计防火规范(GB50160-9
15、2,1999年版)规定,液化烃、可燃液体的火灾危险性按规划下表分类。,防火防爆基础知识,防火防爆基础知识,第三部分 防火防爆措施,根据物质燃烧爆炸原理,防止发生火灾爆炸事故的基本原则是:(1)控制可燃物和助燃物的浓度、温度、压力及混触条件,避免物料处于燃爆的危险状态。泄漏的控制(2)消除一切足以导致起火爆炸的点火源。火源管理(3)超压的预防,依赖于检测设备的可靠性和操作的准确性。(4)采取各种阻隔手段,阻止火灾爆炸事故灾害的扩大。使灾害控制在局部,防火防爆基础知识,控制可燃物的措施泄漏的控制,控制可燃物,就是使可燃物达不到燃爆所需要的数量、浓度,或者使可燃物难燃化或用不燃材料取而代之,从而消除
16、发生燃爆的物质基础。控制气态可燃物 控制液态可燃物 泄漏的薄弱环节:管道的连接处、管道与阀门、管道与设备的联接部位。常规的泄露防止,通常是由设备的质量、材料的质量以及施工的质量来加以保证的。,防火防爆基础知识,控制助燃物的措施,控制助燃物,就是使可燃性气体、液体、固体、粉体物料不与空气、氧气或其他氧化剂接触,或者将它们隔离开来,即使有点火源作用,也因为没有助燃物参混而不致发生燃烧、爆炸。密闭设备系统 惰性气体保护 隔绝空气 隔离储存,防火防爆基础知识,控制点火源的措施,在大多数场合,可燃物和助燃物的存在是不可避免的,因此,消除或控制点火源就成为防火防爆的关键。但是,在生产加工过程中,点火源常常
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