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熄灭|第一章|消防基础常识|技术实务|第一篇 (熄灭 by)

钢材供求 2024-12-10 11:30:30 3
第一章

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技术实务:第一篇 消防基础常识 第一章 熄灭

第一节 熄灭条件 基本概念: 熄灭 是指可燃物与氧化剂作用出现的放热反响,理论伴有火焰、发光和(或)发烟现象。

烟 是指由熄灭或热解作用所发生的悬浮于大气中可见的固体和(或)液、气体微粒。

熄灭 可依据有无火焰分为有焰熄灭和无焰熄灭。

无焰熄灭 依据有无可燃气可分为阴燃与无焰熄灭。

熄灭必定具有三个必要条件 即可燃物、助燃物和引火源,理论称为熄灭三要素。

熄灭的充沛条件可表述为 具有足够数量或浓度的可燃物;具有足够数据或浓度的助燃物;具有足够能量的引火源。

一、可燃物 可燃物 指凡是能与空气中的氧或其余氧化剂起化学反响的物质,如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。

按化学组成,可分为无机可燃物和无机可燃物; 按所处形态,可分为可燃固体、可燃液体、可燃气体。

二、助燃物 助燃物 指凡是与可燃物联合能造成和允许熄灭的物质,如空气中的氧气。

其余助燃物如:H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 2Na + Cl2 = 2NaCl 2P + 3Cl2 = 2PCl3三、引火源 引火源 指可以使物质开局熄灭的外部热源(动力)。

常常出现的火源有:化学火源 :炉火、烛火、焊接火、吸烟火、机动车排气管火星、飞火等电气火源 :电弧、电火花(电气设施、电气线路、电气开关及漏电打火、固定电话、手机等通信工具火花、静电火花)、雷击等。

高温火源 :高温加热、烘烤、积热不散、机械设施缺点发热、摩擦发热、聚热发热等冲击火源 :冲击不摩擦,绝热紧缩四、链式反响自在基 自在基 是一种高度沉闷的化学基团,能与其余自在基和分子起反响,从而使熄灭按链式反响的方式扩展,也称游离基。

H2 + Br2 —>2HBr M + Br2 —> 2Br. + M 链引发 Br. + H2 —>HBr + H. 链传递 H. + Br2 —>HBr + Br. H. + HBr —>H2 + Br. 大部分熄灭出现和开展须要四个必要条件,即可燃物、助燃物、引火源和链式反响自在基。

第二节 熄灭类型及其特点 一、按熄灭出现瞬间的特点分类 熄灭可分为着火和爆炸(一)着火 着火 是指可燃物与助燃物共存的条件下,与引火源接触惹起熄灭,并在引火源退出后仍能继续熄灭的现象;着火方式普通可分为扑灭与自燃1.扑灭(或称强制着火) 扑灭 是指从外部动力(电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等)获取能量,使混气的部分范畴遭到剧烈的加热而着火。

2.自燃 自燃 是指可燃物质在没有外部火源的作用时,因受热或自身发热并蓄热所发生的熄灭。

(1)化学自燃,不须要加热,依据自身的化学反响出现的,如火柴受摩擦着火、炸药受撞击而爆炸 (2)热自燃,将可燃物与助燃物的混合物预先平均加热,随着温度升高到必定水平便会智能熄灭(这时着火出当初混合物的整个容积中)(二)爆炸 爆炸 是指物质由一种形态迅速转变成另一种形态,并在瞬间以机械功的方式监禁出渺小的能量,或是气体、蒸气在瞬间出现猛烈收缩等现象。

二、按熄灭物外形分类 熄灭物按外形分为气体熄灭、液体熄灭和固体熄灭。

(一)气体熄灭 可燃气体容易熄灭且速度快,依据可燃气体与氧混合的形态不同,分为分散熄灭和预混熄灭。

1.分散熄灭 分散熄灭指可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂相互分散,边混合边熄灭。

分散熄灭的特点为:熄灭比拟稳固,火焰温度相对较低,分散火焰不静止。

可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口启动,熄灭环节不出现回火现象(火焰缩入火孔外部的现象)2、预混熄灭 预混熄灭是指可燃气体、蒸气预先同空气(或氧)混合,遇引火源发生带有冲击力的熄灭。

火焰在预混气中流传,存在反常火焰流传和爆轰两种方式。

依照混合水平不同,可分为部分预混熄灭和齐全预混熄灭。

预混熄灭的特点为:熄灭反响快,温度高,火焰流传速度快,反响混合气体不分散,在可燃混合气体中引入一个火源即发生一个火焰核心,成为热量与化学活性粒子集中源。

(二)液体熄灭 易燃、可燃液体在熄灭环节中,并不是液体自身在熄灭,而是液体受热时蒸收回来的液体蒸气被分解、氧化到达燃点而熄灭,即蒸发熄灭。

因此,液体能否出现熄灭、熄灭速率高下,与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质亲密相关。

1、闪燃 闪燃是指可燃液体挥收回来的蒸气与空气混合到必定浓度或许可燃固体加热到必定温度后,遇到明火出现一闪即灭的熄灭。

蒸发速度小于熄灭速度。

闪点是指易燃或可燃液体外表发生闪燃的最高温度。

2、沸溢 沸溢(扬沸和喷溅)是指含有水分、黏度较大的重质石油产品,如原油、重油、沥青油等熄灭时,其中的水汽化不易挥发构成收缩气体使液面沸腾,沸腾的水蒸气带着熄灭的油向地面飞溅的现象。

从沸溢环节说明,沸溢构成必定具有三个条件: 1)原油具有构成热波的个性,即沸程宽,密度相差较大; 2)原油中含有乳化水,水遇热波变成蒸汽; 3)原油黏度较大,使水蒸气不容易从下向上穿过油层。

3、喷溅 喷溅现象关键体现为,在重质油品熄灭启动环节中,随着热波温度的逐渐升高,热波向下流传的距离也放大,当热波到达水垫时,水垫的水少量蒸发,蒸汽体积迅速收缩,以致把水垫下面的液体层抛向地面,向外放射。

普通状况下,出现沸溢要比出现喷溅的期间早的多。

沸溢出现的期间与原油的种类、水分含量无关。

喷溅出现的期间与油层厚度、热波移动速度及油的线熄灭速度无关。

(三)固体熄灭 依据各类可燃固体的熄灭方式和熄灭个性,固体熄灭的方式大抵可分为蒸发熄灭、外表熄灭、分解熄灭、熏烟熄灭(阴燃)1、蒸发熄灭 硫、钾、磷、钠、蜡烛、松香、沥青等可燃固体,在遭到火源加热时,先熔融蒸发,随后蒸气与氧气出现熄灭反响,这种方式的熄灭普通称为蒸发熄灭。

樟脑、萘等易升华物质,在熄灭时不经过熔融环节,但其熄灭现象也可看作一种蒸发熄灭。

2、外表熄灭 可燃固体,如木炭、焦炭、铁、铜等的熄灭反响是在其外表由氧和物质间接作用而出现的外表熄灭,这是一种无焰的熄灭,也称异相熄灭。

3、分解熄灭 可燃固体,如木材、煤、分解塑料、钙塑资料等,在遭到火源加热时,先出现热分解,随后分解出的可燃挥发分与氧出现熄灭反响,这种方式的熄灭普通称为分解熄灭。

4、熏烟熄灭(阴燃) 可燃固体,如木材、煤、分解塑料、钙塑资料等,在遭到火源加热时,先出现热分解,随后分解出的可燃挥发分与氧出现熄灭反响,这种方式的熄灭普通称为分解熄灭。

5、动力熄灭 动力熄灭是指可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所出现的爆炸式熄灭,关键包含可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等几种情景。

轰燃是指可燃固体因为受热分解或不齐全熄灭析出可燃气体,当其以适当比例与空气混合后再遇火源时,出现的爆炸式预混熄灭。

例如,能析出一氧化碳的赛璐珞、能析出氰化氢的聚氨酯等,在少量沉积熄灭时,常会发生轰燃现象。

三、闪点、燃点、自燃点的概念 (一)闪点 1、闪点的定义 依据《消防词汇:第1部分:通用术语》(GB5907.1-2014),闪点是指在规则的实验条件下,可燃性液体或固体外表发生的蒸气在实验火焰作用下出现闪燃的最高温度。

2、闪点的意义 闪点是可燃性液体性质的关键标记之一,是权衡液体火灾风险性大小的关键参数。

闪点越低,火灾风险性越大;反之则越小。

闪点与可燃性液体的饱和蒸气压无关,饱和蒸气压越高,闪点越低。

3、闪点在消防上的运行 闪点是判别液体火灾风险性大小及对可燃性液体启动分类的关键依据。

可燃性液体的闪点越低,其火灾风险性越大。

依据消防工程设计及运行,依据闪点的不同将可燃液体分为了三大种类。

即: 甲类液体:闪点小于28℃的液体。

(如原油、汽油等) 乙类液体:闪点大于或等于28℃但小于60℃的液体。

(如喷气燃料、灯用煤油) 丙类液体:闪点大于或等于60℃以上的液体。

(重油、柴油、润滑油等)(二)燃点 1、燃点的定义 在规则的实验条件下,物质在外部引火源作用下外表起火并继续熄灭必定期间所需的最高温度,称为燃点。

2、常常出现可燃物的燃点 物质称号燃点物质称号燃点 蜡烛190棉花210~255 松香216布匹200 橡胶120木材250~300 纸张130~230豆油2203、燃点与闪点的相关 易燃液体的燃点普通比其闪点高1~5℃,并且闪点越低,这一差值越小,特意是在关闭的容器中很难将闪点和燃点辨别开来。

因此,普通用闪点评定易燃液体火灾风险性大小,用燃点权衡固体的火灾风险性大小。

(三)自燃点 1、自燃点的定义 在规则条件下,可燃物质发生自燃的最高温度称为自燃点。

在这一温度时,物质与空气接触,不须要明火的作用就能出现熄灭。

2、常常出现可燃物的自燃点 自燃点是权衡可燃物质受热升温造成自燃风险的依据。

可燃物的自燃点越低,出现自燃的风险性越大。

物质称号自燃点物质称号自燃点 氢气400丁烷405 一氧化碳610乙醚160 硫化氢260汽油530~685 乙炔305乙醇4233、影响自燃点变动的法令 不同的可燃物有不同的自燃点,同一种可燃物在不同的条件下自燃点也会出现变动。

可燃物的自燃点越低,出现火灾的风险性就越大。

关于液体、气体可燃物,其自燃点受压力、氧浓度、催化、容器的材质和外表积与体积比等要素的影响。

而固体可燃物的自燃点,则受受热熔融、挥发物的数量、固体的颗粒度、受热期间等要素的影响。

第三节 熄灭产物 熄灭发生的物质,其成分取决于可燃物的组成和熄灭条件。

大部分可燃物属于无机化合物,关键由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成,熄灭生成的气体普通有一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、氯化氢、二氧化硫等。

一、熄灭产物的概念 由熄灭或热解作用发生的所有物质称为熄灭产物,分为齐全熄灭产物和不齐全熄灭产物。

齐全熄灭产物是指可燃物中的C被氧化成CO2、H被氧化成H2O、S被氧化生成SO2等;而CO、NH3、醇类、醛类、醚类等是不齐全熄灭产物。

熄灭产物的数量、组成等随物质的化学组成及温度、空气的供应状况等的变动而不同。

二、几类典型物质的熄灭产物 (一)高聚物的熄灭产物 无机高分子化合物(高聚物),关键以煤、石油、自然气为原料制得,如塑料、橡胶、分解纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。

其中,塑料、橡胶等分解纤维是人们熟知的三大分解无机高分子化合物,其运行宽泛且容易熄灭。

高聚物的熄灭分为受热硬化熔融、热分解、着火熄灭等阶段。

热分解是高聚物熄灭的关键阶段,关键是分解产物中的可燃性气体的熄灭。

高聚物熄灭具有发热量较高、熄灭速度较快、发烟量大等特点,并且在熄灭环节中发生CO、NOX(氮氧化物),HCl、HF、SO2及COCl2(光气)等有害气体。

只含有碳和氢的高聚物,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯熄灭时有熔滴,易发生CO气体; 含有氧的高聚物,如无机玻璃、赛璐珞等,熄灭时变软,无熔滴,雷同发生CO气体; 含有氮的高聚物,如三聚氰胺甲醛树脂、尼龙等,熄灭状况比拟复杂,熄灭时有熔滴,会发生CO、NO、HCN等有毒气体; 含有氯的高聚物,如聚氯乙烯等,熄灭时无熔滴,有炭瘤,并发生HCl气体。

(二)木材和煤的熄灭产物 木材和煤是典型的固体可燃物质。

它们是由多种元素组成的、复杂自然高聚物的混合物,成分不繁多,并且是非均质的。

1、木材的熄灭产物 木材的关键成分是纤维素,半纤维素和木质素,由碳、氧、氢和氮等元素组成。

木材的熄灭分为两个阶段:一是有焰熄灭阶段,即木材的热分解物的熄灭;二是无焰熄灭阶段,即木炭的外表熄灭。

木材在不同温度下分解发生的气体组成 温度/℃CO2COCH4C2H4H2 .7040.173.76-- .3634.0014.310.861.47 .2029.0121.723.682.34 .9827.2023.425.742.66 .5625.1924.948.502.812、煤的熄灭产物 煤关键由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。

煤的熄灭环节简直同时存在有焰熄灭与无焰熄灭,关键受炭化水平、颗粒度、岩石学组成、风化状况及含水量等多种要素影响。

(三)金属的熄灭产物 金属熄灭理论热值大、温度高、某些金属熄灭时火焰具有特色色彩。

依据熔点和沸点不同,理论将金属分为挥发金属和不挥发金属。

金属称号NaKCaBaSrCuMg 火焰色彩黄色紫色砖白色绿色白色蓝色白色 挥发金属(如Li、Na、K、Mg、Ca等)在空气中容易着火熄灭,熔融成金属液体,它们的沸点普通低于其氧化物的熔点(K除外),因此在其外表能够生成固体氧化物。

不挥发的金属(如Al、Ti、Zr等)因其氧化物的熔点低于金属的沸点,则在熄灭时熔融金属外表构成一层氧化物。

氧化物在很大水平上阻碍了金属和空气中的接触,从而减缓金属被氧化。

这类金属在粉末状、气熔胶状、刨花状时,在空气中熄灭的很剧烈,并且不生成烟。

三、熄灭产物的危害性 统计资料标明,火灾中死亡人员中的大概75%是因为吸入毒性气体而致死的。

熄灭产物中含有少量的有害成分,如CO、HCN、SO2、NO2等。

这些气体均对人体有不同水平的危害。

二氧化碳到达必定浓度时,会抚慰人的呼吸中枢,造成呼吸急促、烟气吸入量参与,并且还会惹起头痛、神志不清等症状。

一氧化碳是火灾中致死的关键熄灭产物之一,其毒性在于对血液中血红蛋白的高亲和性,是氧气的250倍。

除毒性外,熄灭产物的烟气还具有必定的减光性。

烟气在火场上弥漫,会重大影响人们的眼帘

只需是粉尘遇明火都会爆炸吗?

粉尘爆炸粉末状之可燃性固体在空气中以分散(悬浮)之形态存在时,与爆炸性混合气体相反,当供应热能时则起爆炸。

以煤炭为例,粒子愈小外表积则大而对单位品质之熄灭速度则增大。

由上例粉末状之固体与空气混合物之爆炸称为粉尘爆炸。

木材、淀粉、铝粉等粉尘以适当之比率使悬浮於地面时则呈易爆炸形态。

不易挥发之液体如重油,倘以雾状悬浮於空气中时具有与固体粉尘相反之易爆形态。

理论粉尘之爆炸物与混合气体之爆炸相比,粉尘爆炸压力之回升速度较缓,但最大压力则大概相等,惟爆炸压力之继续期间较长,是为特徵。

因此。

粉尘爆炸力之破坏力相当大,倘含有金属或合金粒子时,其发热量更大,有时飞散后附著於周围之可燃物而惹起另一场火灾。

第一节粉尘粒子之大小与浮游浓度粉尘常以大小不同之形态存在,但能悬浮於空气中为必要条件。

理论可以为在100μm以下时则有爆炸之或许。

只管不像气体有明白之爆炸界限,但於单位体积中需存有必定量以上之粉尘时始能爆炸。

摆布悬浮之要素有蓄电性及水分之吸附性等。

各种粉尘之爆炸较气体,火药类尴尬,起爆所需之最小能量对气体。

火药时为10-4~10-6Joul,粉尘则需10-2~10-3Joul。

粉尘之爆炸界限不易测定,但理论之数字为25-45mg/L~80mg/L。

第二节易爆炸之粉尘农产品工厂在磨粉,乾燥、挑选环节中易发生粉尘,其余如煤矿内之碳粉尘,加上矿内之甲烷也能构成爆炸条件。

欧美之湿度较其余地域低,且易发生静电,粉尘爆炸之频率则高,台湾属於高温多湿地带,所以粉尘爆炸较少出现,依文献(16,20,21)湿度超越50%时可防止尘爆。

充沛乾燥之可燃物只需在空气中浮游形态存在时供应适当能量则有爆炸之或许。

空气与粉尘混合物之爆炸难易受下列要素之影响;引燃温度,最小引燃能量,最低爆炸浓度,升压率(Rate of pressure rise),此等要素可当作粉尘爆炸剖析目的(16,17,18)。

易爆炸之粉尘例列於表13。

表13 易爆炸之粉尘类别 粉 尘 名 称 农产物 淀粉、棉花、稻谷、豆类 金属类 铝、镁、铁、锰、矽、钛、锌 塑胶系 醋酸纤维、硝酸纤维、木质素树脂 酚树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、分解橡皮 其余 煤炭、硫黄、木屑可燃性粉尘浮游在空气中倘有电气火花或高温固体存在时则有爆炸之或许。

其要素与可燃性瓦斯或引火性液体之蒸气相反,属於空气(氧气)与粉尘粒子间之熄灭反响及混合气中有火焰流传现象所惹起。

第三节影响粉尘爆炸之要素粉尘爆炸之难易、爆炸之强弱,著火之难易,由粉尘种类而差异甚大。

一、粉尘之化学性质粉尘之化学结构及反响性与爆炸性有极大相关自不待言。

如氧化反响发生之气体量之大小,熄灭热之大小,发生热量或气体之速度等均与爆炸之强度无关。

热分解瓦斯量较大之无机药品或塑胶粉尘,其余如具有高熄灭热之铝粉尘等爆炸威力则大。

挥发成分小之碳粉只能熄灭而威力则小。

农产物中灰分多或发热量少之矿物粉尘有相反之理由爆炸强度较弱。

大部分之可燃性粉尘大少数属於混合组成其纯度不高,且化学结构不明者多,所以风险性非经自多方面加以剖析否则不易预测。

二、粒径与粒度之散布空气中之粉尘经过一段期间后会自然沈降,常被以为粒径在10μm至200μm间,但粉尘种类不同时理化性之差异则大,据此要素同一种粉尘依粒径之不同爆炸性有所差异。

理论粒子愈小则易爆炸,强度亦强。

因粉尘粒子之熄灭起自於粒子外表,发生之热量也被粒子自身之升温所消耗。

比面积大之小粒子所消耗之热量少,所以发生之热对爆炸系之温度回升有协助,於是成为易爆性。

图10示意粉尘粒子大小与数种目的间之相关。

粉尘粒子之大小理之当然与悬浮性无关,粒径愈小悬浮期间则长,因沈降速度小在空气中维持爆炸性混合气之期间则长。

图10 喷雾状A1粉之粒子大小与爆炸目的之相关(25)三、粒子之外形与外表之形态粒子之外形及外表形态亦极为关键。

如上述之比面积则含有粒子外形之要素,理论被称为外形系数对球状粒子而言最小数字为6,偏平状者其数字在50以上。

依图11所示偏平粉尘之浓度增大时爆炸压力则参与。

但球状粉尘到达0.5g/l后则压力有降落之趋向。

某种粉尘在空气中其外表能被氧化者期间愈久则显示较难爆炸。

图11 Al粉尘之外形与爆炸压力(18,25)第四节粉尘之爆炸个性一、粉尘之爆炸界限爆炸在气体中无论用何种分散方法也不可达成粒子大小之均一化。

因不像瓦斯等能均一化而得明白之实验结果。

对粉尘则用浓度与爆炸或许率之相关以或许率之方式用数字示意其限界浓度,此数字经泛滥钻研上班者屡次实验而得。

图12、13示意数种化学药品之粉尘爆炸或许率与下限之相关,自图中可知浓度低之粉尘较有规则性,浓度大者则相反。

聚丙烯粉尘经过300目(mesh)略有挑选过者爆炸或许率相当分歧,但经过50~100目之较大粒子爆炸风险性则降落。

图12 粉尘种类与爆炸下限(22) 图13粉尘粒度与爆炸下限之相关(25)二、参与其余气体对爆炸界限之影响粉尘-空气组合中参与不活性气体或燃性气体或氧气浓度之增减对爆炸界限有极大影响。

氧气浓度增大,爆炸性高,当氧气浓度降落时爆炸性随之降落。

聚乙烯及聚丙烯粉尘之爆炸界限与氧气浓度之相关依文献(22,23,24),在图中显示只需氧气浓度低於11%时只管用能量大之火源也不可引爆。

图14 粉尘浓度与氧气浓度之相关三、粒子外形,外表形态与发火之相关粉尘发火温度之测定依云状粉尘与层状云层外形之不同需各别启动钻研。

云状粉产混入空气后通入必定温度之圆筒炉内观察能否起燃。

粒子大小仍与发火温度无关,高浓度时粒子愈小发火温度愈低,但粒子数少时受辐射热之相关较易起燃,粒子大者易排汇热致使发火温度降落等理想,因此许多钻研似难有分歧性。

层状粉尘与高温物体经长期间接触时会有蓄热发火,其环节为先有闷烧再停顿为片面熄灭,理论层下之温度较层面之温度为高,接触期间在2小时内能起闷烧时层外表之温度视为沉积粉尘之发火温度。

四、爆炸压力与压力回升速度粉尘爆炸之防止可思考克服粉尘浓度在下限以下,消弭火源,参与湿度,降落氧气浓度等,但上列各项方法均非容易达成。

另一方面防止灾祸之扩展则较易口头。

例如当设计爆炸泄压装置时需思考粉尘种类,粒子浓度、火源、空气流、氧气浓度、挥发成分。

可燃性瓦斯浓度及灰分含量等要素。

具有爆炸压力大,压力回升速度快等个性之强爆炸性粉尘及较缓慢爆炸之粉尘在熄灭后瓦斯组成差异则大。

在图15中可知强爆炸性之粉尘发生少量CO为特徵。

参与约60%不活性粉尘时能克服爆炸,用氮气稀释空气中之氧气时升至最低压力所需期间变长而成为缓慢熄灭。

挥发性物含量与爆炸压力之相关示於图16。

图15 玉米粉尘浓度与熄灭生成瓦斯量之相关 图16 挥发性物含量与最大压力,平均压力回升速度,最大压力回升速度之相关

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