消防培訓課件：火災與燃燒

一、火災的危害 火災的危害是火災在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害?；鹗侨祟悘囊靶U進化到文明的重要標志。但火和其他事物一樣具有兩重性，一方面給人類帶來了光明和溫暖，帶來了健康和智慧，從而促進了人類物質(zhì)文明的不斷發(fā)展；另一方面火又是一種具有很大破壞性的多發(fā)性的災害，隨著人們在生產(chǎn)生活中用火用電的不斷增多，由于人們用火用電管理不慎、或者設備故障、或者放火等原因而不斷產(chǎn)生火災，對人類的生命財產(chǎn)構成了巨大的威脅。 以下列出近年的一些重大特大火災案例： 1994年12月8日下午，新疆克拉瑪依市、新疆石油管理局為迎接自治區(qū)教委工作檢查，在克拉瑪依市友誼館由克拉瑪依市教委組織現(xiàn)場文藝匯報演出，由于光柱燈烤燃紗幕而引起火災，當時七個安全出口僅有一個打開，造成325人死亡、130人受傷、經(jīng)濟損失211萬元，其中280多名中小學生死亡。1994年11月27日下午1時30分，遼寧省阜新市面積200多平方米的藝苑歌舞廳營業(yè)時由于一17歲男青年點煙后將燃燒的報紙隨手扔到沙發(fā)座下，造成特大火災，死亡233人、燒傷20人。1995年12月8日晚21時40分，廣東省廣州市裝修豪華的“廣濤閣芬蘭浴”大樓發(fā)生火災，燒死18人，經(jīng)濟損失145萬元。1993年8月12日22時左右，北京十大商廈的隆福大廈發(fā)生火災，造成直接經(jīng)濟損失2149萬元，34人受傷。1998年5月5日下午5時35分，北京玉泉營環(huán)島家具城由于電鈴線圈過熱引起大火，造成經(jīng)濟損失近億元。1991年5月30日凌晨3時30分，廣東東莞興業(yè)制衣廠工人亂扔的煙頭引燃可燃物造成火災，造成死亡72人、傷47人、直接經(jīng)濟損失190萬元的特大火災，這是一起典型的三合一廠房火災事故。1987年3月15日凌晨2時39分，我國最大的麻紡企業(yè)哈爾濱亞麻廠發(fā)生粉塵爆炸事故，死亡58人、傷82人、直接經(jīng)濟損失650萬元。1989年3月5日下午3時許，西安煤氣公司液化氣發(fā)生泄露著火，引起儲罐爆炸，造成44人傷亡（其中死亡11人，消防人員7人、液化氣站工作人員4人）1989年8月12日上午9時55分，山東省黃島油庫雷擊引起火災，火災中發(fā)生噴濺、爆炸，造成死亡19人（消防官兵14人、油庫職工5人），傷78人（消防官兵66人、油庫職工11人），直接經(jīng)濟損失3540萬元。并因原油流入海洋使130公里海岸線受到污染，海產(chǎn)品損失和清理污染也需要數(shù)千萬元。1988年1月7日，272次列車因旅客郭中奇違章帶入的易燃易爆品油漆泄露，郭點煙后隨手扔掉的火柴梗引起火災，造成死亡34人、傷30人，6節(jié)車廂燒毀，直接經(jīng)濟損失149萬元。 由以上火災事故可以看出，火災對人類的危害是巨大的。它能燒掉茂密的森林和廣袤的草原，使寶貴的自然資源化為烏有，還污染了大氣，破壞了生態(tài)環(huán)境；能燒掉人類經(jīng)過辛勤勞動創(chuàng)造的物質(zhì)財富，使工廠、倉庫、城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村和大量的生產(chǎn)、生活資料化為灰燼，影響社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們的正常生活；能燒掉大量文物古建筑等許多人類文明，毀滅人類歷史的文化遺產(chǎn)，造成無法挽回和彌補的損失；甚至還涂炭生靈，奪去許多人的生命和健康，造成難以消除的身心痛苦。因此，如何正確的使用火和防止火災的發(fā)生，是我們生活生產(chǎn)中的一項十分重要的工作。 二、燃燒與火災燃燒 燃燒與火災燃燒是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象。 （一）燃燒的必要條件物質(zhì)燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展，必須具備以下三個必要條件，即：可燃物、氧化劑和溫度（引火源）。只有這三個條件同時具備，才可能發(fā)生燃燒現(xiàn)象，無論缺少哪一個條件，燃燒都不能發(fā)生。但是，并不是上述三個條件同時存在，就一定會發(fā)生燃燒現(xiàn)象，還必須這三個因素相互作用才能發(fā)生燃燒。 １．可燃物：凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學反應的物質(zhì)稱為可燃物。可燃物按其物理狀態(tài)分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三種類別。可燃燒物質(zhì)大多是含碳和氫的化合物，某些金屬如鎂、鋁、鈣等在某些條件下也可以燃燒，還有許多物質(zhì)如肼、臭氧等在高溫下可以通過自己的分解而放出光和熱。 ２．氧化劑：幫助和支持可燃物燃燒的物質(zhì)，即能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質(zhì)稱為氧化劑。燃燒過程中的氧化劑主要是空氣中游離的氧，另外如氟、氯等也可以作為燃燒反應的氧化劑。 ３．溫度（引火源）：是指供給可燃物與氧或助燃劑發(fā)生燃燒反應能量來源。常見的是熱能，其它還有化學能、電能、機械能等轉(zhuǎn)變的熱能。 ４．鏈式反應：有焰燃燒都存在鏈式反應。當某種可燃物受熱，它不僅會汽化，而且該可燃物的分子會發(fā)生熱裂解作用從而產(chǎn)生自由基。自由基是一種高度活潑的化學形態(tài)，能與其他的自由基和分子反應，而使燃燒持續(xù)進行下去，這就是燃燒的鏈式反應。 （二）燃燒的充分條件： （1）一定的可燃物濃度； （2）一定的氧氣含量； （3）一定的點火能量； （4）未受抑制的鏈式反應。 汽油的最小點火能量為0.2mJ，乙醚為0.19mJ，甲醇為0.215mJ。對于無焰燃燒，前三個條件同時存在，相互作用，燃燒即會發(fā)生。而對于有焰燃燒，除以上三個條件，燃燒過程中存在未受抑制的游離基（自由基），形成鏈式反應，使燃燒能夠持續(xù)下去，亦是燃燒的充分條件之一。 三、火災的定義及分類 火災的定義是：在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。火災分為A、B、C、D四類。 A類火災指固體物質(zhì)火災。如木材、棉、毛、麻、紙張； B類火災指液體火災和可熔化的固體物質(zhì)火災。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災； C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。 四、燃燒中的幾個常用概念 １．閃燃：在液體（固體）表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸氣，遇火能產(chǎn)生一閃即滅的火焰的燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。 ２．陰燃：沒有火焰的緩慢燃燒現(xiàn)象稱為陰燃。 ３．爆燃：以亞音速傳播的爆炸稱為爆燃。 ４．自燃：可燃物質(zhì)在沒有外部明火等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自行燃燒現(xiàn)象稱為自燃。亦即物質(zhì)在無外界引火源條件下，由于其本身內(nèi)部所進行的生物、物理、化學過程而產(chǎn)生熱量，使溫度上升，最后自行燃燒起來的現(xiàn)象。 ５．閃點：在規(guī)定的試驗條件下，液體（固體）表面能產(chǎn)生閃燃的最低溫度稱為閃點。同系物中異構體比正構體的閃點低；同系物的閃點隨其分子量的增加而升高，隨其沸點升高而升高。各組分混合液，如汽油、煤油等，其閃點隨沸程的增加而升高；低閃點液體和高閃點液體形成的混合液，其閃點低于這兩種液體閃點的平均值。木材的閃點在260攝氏度左右。 閃點的意義： （1）閃點是生產(chǎn)廠房的火災危險性分類的重要依據(jù)； （2）閃點是儲存物品倉庫的火災危險性分類的依據(jù)； （3）閃點是甲、乙、丙類危險液體分類的依據(jù)； （4）以甲、乙、丙類液體分類為依據(jù)規(guī)定了廠房和庫房的耐火等級、層數(shù)、占地面積、安全疏散、防火間距、防爆設置等； （5）以甲、乙、丙類液體的分類為依據(jù)規(guī)定了液體儲罐、堆場的布置、防火間距、可燃和助燃氣體儲罐的防火間距，液化石油氣儲罐的布置、防火間距等。 ６．燃點：是指在規(guī)定的試驗條件下，液體或固體能發(fā)生持續(xù)燃燒的最低溫度稱為燃點。一切液體的燃點都高于閃點。 ７．自燃點：是指在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度是該物質(zhì)的自燃點。 可燃物質(zhì)發(fā)生自燃的主要方式是： （1）氧化發(fā)熱； （2）分解放熱； （3）聚合放熱； （4）吸附放熱； （5）發(fā)酵放熱； （6）活性物質(zhì)遇水； （7）可燃物與強氧化劑的混合。 影響液體、氣體可燃物自燃點的主要因素：壓力：壓力越高，自燃點越低；氧濃度：混合氣中氧濃度越高，自燃點越低；催化：活性催化劑能降低自燃點，鈍性催化劑能提高自燃點；容器的材質(zhì)和內(nèi)徑：器壁的不同材質(zhì)有不同的催化作用；容器直徑越小，自燃點越高。影響固體可燃物自燃點的主要因素：受熱熔融：熔融后可視液體、氣體的情況；揮發(fā)物的數(shù)量：揮發(fā)出的可燃物越多，其自燃點越低；固體的顆粒度：固體顆粒越細，其比表面積就越大，自燃點越低；受熱時間：可燃固體長時間受熱，其自燃點會有所降低。 ８．氧指數(shù)：是指在規(guī)定條件下，固體材料在氧、氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒所需的最低氧含量。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒，一般認為氧指數(shù)＜22屬于易燃材料，氧指數(shù)在22---27之間屬可燃材料，氧指數(shù)＞27屬難燃材料。 ９．可燃液體的燃燒特點：可燃液體的燃燒實際上是可燃蒸氣的燃燒，因此，液體是否能發(fā)生燃燒，燃燒速率的高低與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發(fā)速率等性質(zhì)有關。在不同類型油類的敞口貯罐的火災中容易出現(xiàn)三種特殊現(xiàn)象：沸溢、噴濺和冒泡。突沸現(xiàn)象：液體在燃燒過程中，由于不斷向液層內(nèi)傳熱，會使含有水分、粘度大、沸點在100℃以上的重油、原油產(chǎn)生沸溢和噴濺現(xiàn)象，造成大面積火災，這種現(xiàn)象稱為突沸現(xiàn)象。能產(chǎn)生突沸現(xiàn)象的油品稱為沸溢性油品。 液體火災危險分類及分級是根據(jù)其閃點來劃分的，分為甲類（一級易燃液體）：液體閃點小于28攝氏度；乙類（二級易燃液體）：閃點大于等于28小于60攝氏度；丙類（可燃液體）：液體閃點大于等于60攝氏度三種。 １０．固體燃燒特點：固體可燃物必須經(jīng)過受熱、蒸發(fā)、熱分解，固體上方可燃氣體濃度達到燃燒極限，才能持續(xù)不斷地發(fā)生燃燒。燃燒方式分為：蒸發(fā)燃燒、分解燃燒、表面燃燒和陰燃四種。陰燃：一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會陰燃，如成捆堆放的棉、麻、紙張及大堆垛的煤、草、濕木材等。 五、熱傳播的途徑和火災蔓延的途徑 火災的發(fā)生、發(fā)展就是一個火災發(fā)展蔓延、能量傳播的過程。熱傳播是影響火災發(fā)展的決定性因素。 熱量傳播有以下三種途徑：熱傳導、熱對流和熱輻射。 １．熱傳導：是指熱量通過直接接觸的物體，從溫度較高部位傳遞到溫度較低部位的過程。影響熱傳導的主要因素是：溫差、導熱系數(shù)和導熱物體的厚度和截面積。導熱系數(shù)愈大、厚度愈小、傳導的熱量愈多。 ２．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。火場中通風孔洞面積愈大，熱對流的速度愈快；通風孔洞所處位置愈高，熱對流速度愈快。熱對流是熱傳播的重要方式，是影響初期火災發(fā)展的最主要因素。 ３．熱輻射是指以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象。當火災處于發(fā)展階段時，熱輻射成為熱傳播的主要形式。火災在建筑物之間和建筑物內(nèi)部的主要蔓延途徑有：建筑物的外窗、洞口；突出于建筑物防火結構的可燃構件；建筑物內(nèi)的門窗洞口，各種管道溝和管道井，開口部位；未作防火分隔的大空間結構，未封閉的樓梯間；各種穿越隔墻或防火墻的金屬構件和金屬管道；未作防火處理的通風、空調(diào)管道等。 六、燃燒的特殊形式－－爆炸 （一）爆炸的概念爆炸是指由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應，使溫度、壓力急劇增加或使兩者同時急劇增加的現(xiàn)象。 爆炸可分為：物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。 １．物理爆炸：由于液體變成蒸氣或者氣體迅速膨脹，壓力急速增加，并大大超過容器的極限壓力而發(fā)生的爆炸。如蒸氣鍋爐、液化氣鋼瓶等的爆炸。 ２．化學爆炸：因物質(zhì)本身起化學反應，產(chǎn)生大量氣體和高溫而發(fā)生的爆炸。如炸藥的爆炸，可燃氣體、液體蒸氣和粉塵與空氣混合物的爆炸等?；瘜W爆炸是消防工作中防止爆炸的重點。 （二）爆炸極限：爆炸極限是指可燃氣體、蒸汽或粉塵與空氣混合后，遇火產(chǎn)生爆炸的最高或最低濃度。通常以體積百分數(shù)表示?？扇細怏w、蒸氣或粉塵與空氣組成的混合物，能使火焰?zhèn)鞑サ淖畹蜐舛确Q為該氣體或蒸氣的爆炸下限，也稱燃燒下限?？扇細怏w、蒸氣或粉塵與空氣組成的混合物，能使火焰?zhèn)鞑サ淖罡邼舛确Q為該氣體或蒸氣的爆炸上限，也稱燃燒上限。 （三）影響爆炸極限的因素 １．爆炸極限值受各種因素變化的影響，主要有：初始溫度、初始壓力、惰性介質(zhì)及雜質(zhì)、混合物中氧含量、點火源等。 ２．初始溫度高，爆炸極限范圍大；初始壓力高，爆炸極限范圍大；混合物中加入惰性氣體，爆炸極限范圍縮小，特別對爆炸上限的影響更大?；旌衔锖趿吭黾樱ㄏ孪藿档?，爆炸上限上升。 （四）粉塵爆炸的特點 １．粉塵爆炸的條件： （1）粉塵本身必須是可燃性的； （2）粉塵必須具有相當大的比表面積； （3）粉塵必須懸浮在空氣中，與空氣混合形成爆炸極限范圍內(nèi)的混合物； （4）有足夠的點火能量。 ２．影響粉塵爆炸的因素： （1）顆粒的尺寸； （2）粉塵濃度； （3）空氣的含水量； （4）含氧量； （5）可燃氣體含量。 顆粒越小其比表面積越大，氧吸附也越多，在空氣中懸浮時間越長，爆炸危險性越大。空氣中含水量越高、粉塵越小、引爆能量越高。隨著含氧量的增加，爆炸濃度范圍擴大。有粉塵的環(huán)境中存在可燃性氣體時，會大大增加粉塵爆炸的危險性。 ３．粉塵爆炸的特點： （1）多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點； （2）粉塵爆炸所需的最小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上。 （3）與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強。 七、燃燒產(chǎn)物及其毒性 燃燒產(chǎn)物是指由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)。燃燒產(chǎn)物包括：燃燒生成的氣體、能量、可見煙等。燃燒生成的氣體一般是指：一氧化碳、氫化氫、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等?；馂慕y(tǒng)計表明，火災中死亡人數(shù)大約80%是由于吸入火災中燃燒產(chǎn)生的有毒煙氣而致死的?；馂漠a(chǎn)生的煙氣中含有大量的有毒成分，如二氧化碳、HCH、二氧化硫、二氧化氮等。二氧化碳是主要的燃燒產(chǎn)物之一，而一氧化碳是火災中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性，其對血紅蛋白的親和力比氧氣高出250倍。3l