1、防火防爆安全技术,一、燃烧、爆炸及其特性二、防火防爆技术,第一节 燃烧、爆炸及其特性,一、 燃 烧及其特性 1、燃烧的概念和特征 物质发生强烈的氧化还原反应，同时发出热和光的现象称为燃烧。它具有发光、发热、生成新物质三个特征。 2 、燃烧的要素和条件 (1)燃烧的三要素:可燃物、助燃物、点火源。,(2)燃烧的必要条件 可燃物:凡能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质。可燃物包括：可燃固体、可燃液体、可燃气体。 助燃物(氧化剂):凡能帮助和维持可燃物燃烧的物质，均称为助燃物。常见的助燃物是空气和氧气以及氯气氯酸钾等氧化剂。 点火源:凡能引起可燃物质燃烧的能源，统称点火源。包括：明火、电火
2、花、摩檫与撞击、高温体、雷电等。,(3)燃烧的充分条件： 具备一定的可燃物(数量)浓度,否则不能燃烧; 供给一定数量的氧化剂,反之燃烧不能进行.当空气中氧含量小于14%时一般可燃物不能燃烧; 具有足够能量和温度的点火源。 总之:要使燃烧或继续维持,不仅必须同时具备燃烧三要素,而且还需满足其定量的充分条件.对于已经进行着的燃烧,若消除其中一个条件,燃烧便会终止。,凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。常见的助燃物是空气和氧气以及氯气氯酸钾等氧化剂。,凡能与空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质。可燃物包括：可燃固体、可燃液体、可燃气体。,凡能引起可燃物质燃烧的能源，统称点火源。包括：明火、电火花、
3、摩檫与撞击、高温体、雷电等,物质燃烧三要素,可燃物质燃烧过程,1、爆炸的概念和特征 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。爆炸时由于压力急剧上升而对周围物体产生破坏作用，爆炸的特点是具有破坏力、产生爆炸声和冲击波。 2、爆炸的分类 按照爆炸能量的来源、产生的原因和性质的不同可以把爆炸分为：核爆炸、物理爆炸、化学爆炸。,二、爆 炸及其特性,3、燃烧性质的化学爆炸 各类化学爆炸中，除简单分解爆炸外，其余的复杂分解爆炸、爆炸性混合物爆炸等各种爆炸，从化学本质上看，都属于快速的燃烧反应引起的爆炸，所以都是燃烧性质的化学爆炸。 （1）燃烧性质的化学爆炸
4、与其它一般燃烧的相同点 燃烧性质的化学爆炸也是一种燃烧，符合燃烧的本质。此类爆炸的发生，同样必须具备燃烧的三要素，必须满足三方面定性定量的充分必要条件。破坏其中的任何一个条件，就可避免此类爆炸的发生。 （2）燃烧性质的化学爆炸与其它一般燃烧的不同点 不同点主要在于燃烧反应的速度。,（3）燃烧性质的化学爆炸与其它一般燃烧可随条件而转化 同一种物质在某种条件下可以燃烧，在另一种条件下可能爆炸。如汽油在敞口容器中能平稳燃烧，在闭口容器中则可能爆炸。 生产过程中的爆炸事故案例中，有许多是先爆炸后引起火灾，也有不少是先火灾后引起爆炸。这些都与爆炸的充分必要条件先后发生了变化有关，值得我们认真思考与总结。
5、,爆炸与燃烧的关系,4、爆炸极限 （1）爆炸极限的概念 爆炸极限（也称燃烧极限）：可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气（或氧化剂）组成的混合物在点火源作用下产生燃烧爆炸的可燃物最底或最高浓度，称为该可燃物的爆炸极限。对可燃气体、可燃液体蒸气通常用可燃气体在空气中的体积百分比（）表示。 爆炸温度极限：可燃液体的爆炸极限有浓度和温度两种表示方法。爆炸温度极限，也有上、下限之分，以表示。因为可燃蒸气的浓度是在可燃液体一定的温度下形成的。因此，爆炸温度极限对应表示一定的爆炸浓度极限。,（2）影响爆炸极限的因素 爆炸极限受许多因素的影响，一般手册上给出的爆炸极限数值对应的条件是常温常压。当温度、压力等
6、因素发生变化时，爆炸极限也会发生变化。 初始温度：一般情况下爆炸性混合物的原始温度（爆炸前温度）越高，则爆炸极限范围越大。 初始压力：一般情况下压力增大，爆炸极限范围也扩大，尤其是爆炸上限显著提高。减压操作利于降低爆炸危险性。 惰性介质：一般情况下惰性介质的加入可以缩小爆炸极限范围。 容器尺寸：容器直径越小，火焰在其中越难于蔓延，混合物的爆炸极限范围则越小。 阻火器 氧含量：混合物中氧含量增加，爆炸极限范围扩大，尤其是上限显著提高。 点火源：点火源的能量、热表面积、点火源与混合物接触的时间等，对爆炸极限均有影响。,一、燃烧、爆炸及其特性二、防火防爆技术,第二节 防火防爆技术,一、防火防爆安全技
7、术措施 1、火灾爆炸的预防治理原则 防火防爆技术的基本要点： （1）采取措施预防、阻止火灾、爆炸过程的出现。即控制火灾、爆炸性混合物的形成和控制点火源。 （2）针对可能或已经出现的的火灾爆炸，采取措施限制、阻止其蔓延发展，并进行扑救。 （3）针对火灾爆炸可能或已经造成的伤害，采取措施进行防护。 火灾和燃烧性爆炸的预防治理，就是采取措施和使用安全装置，把发生火灾爆炸的三个必要条件同时出现的可能性，消除或减小到最低程度。,2、选用安全技术措施的优先顺序 选用安全技术措施的基本要求： （1）能消除或减弱生产过程中的火灾爆炸危险因素。 （2）处置危险和有害物，使其储存和使用的安全条件达到国家规定要求。
8、 （3）预防生产装置失灵和操作失误产生的有害因素。 （4）预防重大事故和职业危害的发生。 （5）发生事故时能为遇险人员提供自救和互救条件。,从防火防爆安全的工程技术角度考虑，选用安全技术措施，一般可按以下优先顺序进行： （1）消除：首先应优先选用能从根本上消除危险的安全工艺或技术。如：取代、自动控制等。 （2）预防：当无法“消除”时，则优先采用能预防火灾爆炸事故发生的工程技术措施。如：安全阀、安全电压、熔断器、防爆工具等。 （3）减弱：当以上做不到时，则优先采用能减弱火灾爆炸危险严重后果的措施。如减少储存量。 （4）隔离：将人员与危险、有害因素隔开，并将不能共存的物质分开。如：安全罩、防护屏、
9、隔离操作室、安全距离、自救装置等。 （5）连锁：操作失误或设备达危险状态时，应通过连锁装置终止危险、危害发生。 （6）警告：在易发生故障和危险性较大的地方，配置醒目的安全色、安全标志，必要时设置声、光报警装置。,3、提高本质安全化水平 狭义的“本质安全”，是指当操作失误时，设备、系统仍能自动保证安全；当设备、系统发生故障时，能自动排除、切换或安全地停止运转；采取多种安全措施，确保人身和设备安全。 广义的“生产过程本质安全化”，是指采用无毒或低毒原料代替有毒或剧毒原料，采用无危害或危害较小的符合安全卫生要求的新工艺、新技术、新设备。还包括生产过程中应具有比较高的连续化、自动化和机械化，为提高装置
10、安全可靠性而设计的监测、报警、连锁、安全保护装置，为降低生产过程危险性而采取的各种安全卫生措施和迅速扑救事故装置。 4、预防为主、防消结合、突出重点、以人为本 5、安全教育、安全管理措施与技术措施相结合,二、控制火灾爆炸危险性物质和能量的技术措施 1、优先使用不燃或难燃物质代替可燃物，不用或少用强氧化剂。尽量减少生产场所中火灾爆炸危险物质的数量。 2、合理布置总平面、立面和建筑物。在总平面布置中尽量限制和缩小危险区域的范围，将不同等级的爆炸危险区及非爆炸危险区分隔在各自界区内，尽量将易爆厂房与其它非易爆厂房、露天生产装置、油罐区分隔开，并留有一定的安全距离。有火灾爆炸危险厂房，宜采用敞开或半敞
11、开布置。工艺管网应合理布置放空口、排放口、取样口，管线应减少地下沟、坑的敷设等。,二、控制火灾爆炸危险性物质和能量的技术措施 3、密闭。对于易燃或强氧化性物质，应尽可能采用密闭生产装置、储罐和输送管道系统，并尽量防止泄漏。常用密闭和防漏措施如下： （1）在保证安装检修方便的前提下，危险系统的连接尽可能采用焊接，尽量减少法兰、丝扣等活动连接。密封材料的选用应符合耐温、耐压、耐腐蚀等要求。 （2）严格检漏、试漏。停车时按规定进行水压试验和气密性试验，运行时测定有关参数变化，在环境中安装可燃气体检测报警装置等，均可直接或间接发现泄漏。 （3）发现泄漏及时处理。如关断气液法、注水升液法、转移倒罐法、泄
12、气减压法、卡箍夹管法、堵漏剂充填法、用物堵塞法、罐口加盖法等。,二、控制火灾爆炸危险性物质和能量的技术措施 4、通风。采取必要的通风措施，使环境中可燃气体、蒸气达不到爆炸浓度范围。可燃气体（蒸气）比空气轻时排风口应设在室内建筑的上部（屋顶开天窗或装通风帽）；比空气重时应设在下部（输油泵房下部装百叶窗）。当自然通风不能满足要求时应采取机械通风。火灾爆炸危险场所的风机应为防爆型，通风管内应设防火挡板。 5、惰性介质置换和保护。特别对易燃易爆的加工、输送、储存系统，在开工、停工、检维修等过程中，用惰性介质进行清洗、置换。 6、混存禁配。相互接触能引起燃烧爆炸的物质不能混存。在重视原料、产品的火灾爆炸
13、危险性的同时，不应忽视废液、废气、废渣排放系统的防火防爆，避免其形成火灾爆炸性混合物。,三、点火源控制技术措施 点火源控制是防火防爆的重要组成部分。石油化工生产涉及的点火源，按能量来源大致可分为四类：化学火源，如明火、化学分解、发热自燃；热火源，如高温表面、热射线（日光）；机械火源，如撞击、摩擦、绝热压缩；电火源，如点火花、静电火花、雷电火花等。,1、明火 明火指敞开的火焰、火星等，主要有生产过程中的加热用火、维修用火及其它火源。包括各种燃料加热炉、火炬、烟囱、焊割、加热灯、燃油机动车辆、取暖炉、烟头、火柴、打火机等产生的明火。 （1）加热易燃物料时，尽量避免直接采用明火，宜采用蒸汽、过热水或
14、电热等间接加热。如必须采用明火，设备应严格密闭、隔离。明火加热设备的布置应与工艺设备及罐区保持足够的安全距离。 （2）根据火灾爆炸危险性大小划定禁火区域。必须明火作业时，按程序办理用火作业手续，落实安全措施。有可能产生明火的机动车辆，不允许进入禁火区域。必要时，进入车辆在排气管上加装火星熄灭器等安全装置。 （3）严格控制维修用火。 （4）为防止火灾爆炸时装置间的传播蔓延，根据需要在系统中设置止逆阀、阻火器、液封、隔爆装置等。 （5）为防止烟囱飞火，炉膛内的燃烧要充分，烟囱要有足够的高度，必要时顶部应装火星熄灭器。 （6）在重点要害部位装设相应的检测报警装置等。,2、高温表面、高热物体 固体表面
15、温度超过可燃物的燃点时，可燃物接触可能一触即燃，或长时间烘烤升温而着火。常见的高温热体有：加热装置外壳、高温物料输送管线及机泵、蒸汽管道、烟道、高温炉渣、灯具等。高温热体应尽量避开火灾爆炸危险物质或与之可靠隔离。当难以避开时，高温表面应有良好的保温隔热措施。 3、摩擦与撞击 摩擦：工艺设备运转部位的轴承应选用合适的材料，防尘密封、润滑良好、冷却正常，及时清理附着的可燃油污。严格控制介质在容器、管道内的流速，严格控制可能产生火花的两种物质的相对接触压力和移动、摩擦的速度。 撞击：对散发比空气重的有爆炸危险气体场所的地面采用不发火地面；在爆炸危险场所禁止使用铁制工具、穿带铁钉鞋、装铁门窗；采用防爆
16、型检修工具等。,4、电气、静电、雷电引燃（爆）能源 电气：电气（包括电气设备和线路）方面形成的点火源包括正常和故障状态（短路、过载、接触不良、漏电等）时所产生的电火花、电弧或危险温度。应按危险区域等级和爆炸危险性混合物的类别、级别，配备相应的符合国家标准规定的防爆等级的电气设备，并按国家规定的要求施工、安装、维护和检修；设置过载、过电流、短路、漏电等电气保护装置；与火灾爆炸场所隔离、密封；保持安全距离等。 静电：为防止静电引起火灾爆炸，消除或控制静电产生、积累的条件，可采取工艺控制法、泄漏法和中和法。如：选用合适的匹配材料；限制易燃液体、可燃气体流速；改进灌注方式；增加溶液静置时间；接地倒除静
17、电；添加抗静电剂；铺设导电性地面；导电容器、设备、管道进行等电位连接；穿防静电服；安装静电消除器等。 雷电：为防止雷电引起火灾，防雷保护设计、安装应严格执行建筑物防雷设计规范、电力设施过电压保护设计技术规程等规定。常用避雷装置主要包括接闪器、引下线和接地装置。 5、化学反应热及自燃发热、光照射、射线、绝热压缩,四、工艺条件、设备装置及其它控制技术措施 1、工艺参数的安全控制 （1）投料控制 投料速度和投料温度；投料配比；投料顺序；投料量等控制。 （2）温度控制 由于物质爆炸极限与温度、压力有关，既爆炸浓度范围随原始温度、压力的增大而变宽。消除形成爆炸浓度极限温度有两个，一是低于闪点或爆炸下限的
18、温度，二是高于上限的温度。因此应在爆炸极限之外的条件下，选择安全操作的温度和压力。为严格控制温度，须正确选用（供）换热设备、传热介质、控制投料速度、防止搅拌中断等。 （3）压力控制 在温度不变的条件下，安全操作的压力亦有两个：一个是高于爆炸上限的压力，二是低于爆炸下限的压力。重要的关键部位，应设置压力超限报警和连锁控制装置。 （4）其它工艺参数的控制 其它许多工艺参数，如储罐、气柜、液位、流速、流量、浓度、反应时间、电压等控制。,2、泄漏的控制 大量物料泄漏，通常是由于设备损坏、人为操作错误、反应失控等原因造成的。因此必须在工艺指标控制、设备结构形式等方面采取相应的措施。如重要阀门采取两级控制
19、；对危险性较大的装置，设远距离遥控断路阀；为防止误操作，重要控制阀、管线应涂色或挂标志，加锁；各管道上的阀门保持一定的距离等。 3、安全保护装置 （1）信号报警装置。在生产、运输、储存、使用场所和设施的重要部位，安装手动或自动信号报警装置。 （2）保险装置。在生产发生危险情况时，保险装置能自动消除不正常状态。如备用电源。 （3）安全连锁装置。安全连锁装置是对操作顺序有特定安全要求、防止误操作的一种安全装置，有机械连锁和电气连锁。,4、防火防爆安全装置 （1）阻火装置 阻火装置的作用是防止外部火焰窜入有火灾爆炸危险的设备、管道、容器，或阻止火焰在设备与管道间蔓延扩展。主要有： 阻火器。其阻火原理
20、是管径或流通孔隙减小到某一程度，可燃气体（蒸气）通过时会因冷却（散热）作用程度增加，而使火焰不能蔓延。阻火器有金属网、砾石波纹金属片等形式。 安全液封。其阻火原理是由于液体封在进出口之间，在液封两侧的任何一侧着火，火焰都将在液封处熄灭，阻止了火焰蔓延。常用的安全液封有开敞式和封闭式。 水封井。其阻火原理与安全液封相似。设置在可燃液体、易燃液体蒸气或有油污的管网上，以防止燃烧或爆炸沿管网蔓延。 单向阀（止逆阀、止回阀）。常用于防止高压物料窜入低压系统，也可用于防止回火。 阻火阀门。是防止火焰沿通风管道蔓延而设置的阻火装置。 火星熄灭器（防火帽）。其原理是因容积或行程改变，使火星的流速下降或行程延
21、长而自行冷却熄灭，火星颗粒沉降。常用于机动车排气口、烟囱口等。,4、防火防爆安全装置 （2）泄压装置 安全阀。用于防止设备或容器内非正常压力过高引起物理爆炸。 防爆片。又称爆破片、防爆膜、泄压膜，由具有一定厚度和面积的片状脆性材料制成，大多通过法兰安装在受压设备、容器或管道上适当部位。 防爆帽和易熔塞。安全泄放量较小。防爆帽主要安装在各类压缩气体钢瓶上。易熔塞安装在由于温度升高而可能发生爆炸的小型压力容器上。 防爆门（窗）。通常设置在燃油、燃气、燃烧煤粉的燃烧室外壁上，以防止燃烧室发生爆燃或爆炸时设备遭到破坏。 放空（阀）管。在正常或紧急情况下，可将受压设备内的气体及时排放掉，从而达到安全泄压
22、的目的。 （3）其它防火防爆安全装置 5、应急处理技术措施和设施 6、个体防护措施,五、消防灭火安全技术措施 1、灭火的基本原理和方法 由燃烧必须同时具备三个基本条件可知，消除其中任何一个条件，燃烧就会终止，灭火就是破坏燃烧条件使燃烧反应终止的过程。 （1）冷却灭火法：针对可燃物必须达到各自的着火温度时才能维持燃烧这一条件，将灭火剂直接喷洒在燃烧的物体上，使可燃物冷却到其燃点或闪点以下，燃烧反应就会终止。在直接灭火的同时，还常用水冷却尚未燃烧的可燃物、储存容器上，以防止其燃烧、变形损坏，阻止火势扩大。 （2）窒息灭火法：根据可燃物需要足够的助燃物这一条件，通过降低燃烧物周围助燃气体的浓度而起到
23、灭火作用。如：用不燃或难燃材料覆盖燃烧物或封闭孔洞；利用建筑物的门窗及设备部件，阻止新鲜空气进入；用水蒸气、二氧化碳等惰性气体充入燃烧区内。,（3）隔离灭火法：根据发生燃烧必须具备可燃物这一条件，将燃烧物与附近的可燃物隔离或疏散开，使燃烧停止。如：将火源附近的可燃物移出燃烧区；关闭有关阀门，以阻止可燃物流入燃烧区；打开有关阀门，使容器内可燃液体导至安全区域；阻拦流散的可燃液体；拆除与火源相连的建筑物，形成阻止火焰蔓延的空间隔离地带。 （4）化学抑制灭火法：喷入灭火剂使燃烧连锁反应中断，从而使燃烧停止。常用的干粉灭火剂等均有化学抑制灭火作用。 2、火灾的分类 国标GB4968火灾分类根据物质燃烧
24、特性，把火灾划分为A、B、C、D四类： A类火灾：指固体物质火灾。如木材、棉、毛、麻、纸张等。 B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾。如汽油、煤油、柴油、原油、乙醇、沥青、石蜡火灾等。 C类火灾：指气体火灾。如天然气、煤气、甲烷、乙烷、氢气火灾等。 D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、铝镁合金火灾等。,3、灭火剂（1）水：由于水具有较高的比热（4.186kjkg. ）和蒸发潜热（2260kjkg），因此在灭火中的冷却作用十分明显。水在气化时体积增大1700多倍，大量水蒸气笼罩于燃烧物质周围使氧含量减少。用水灭火主要依靠冷却降温作用，同时也有隔离和窒息作用；水蒸气灭火主要依靠窒息作用。水灭
25、火剂主要缺点是产生水渍损失，造成污染，不能带电火灾、遇水燃烧物质火灾、融化铁水火灾的扑救等。（）泡沫灭火剂：是能够与水混合、通过化学反应或机械方法产生泡沫的灭火剂。灭火剂在燃烧物表面形成连续的泡沫层，通过泡沫本身和所析出的混合液对燃烧物表面进行冷却，同时因覆盖作用使燃烧物与氧隔绝而灭火，在灭火中主要起冷却、窒息作用。主要缺点是水渍损失和污染、不能用于带电火灾的扑救。常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐（硫酸铝）和碱性盐（碳酸氢钠）与少量发泡剂、稳定剂等，混合后相互作用生成大量二氧化碳气体泡沫。它不能扑救忌水忌酸物质火灾。泡沫灭火剂根据其溶液成泡后发泡倍数（膨胀率）的大小分为低倍数、中倍数和高倍数
26、泡沫三种。（）干粉灭火剂：由具有灭火效能的无机盐和少量的添加剂（如防潮剂）组成的干燥、易于流动的细微粉末。主要靠化学抑制和窒息作用灭火。（）二氧化碳：无色无味，比空气重，不燃烧也不助燃，经压缩液化灌入钢瓶内制成。二氧化碳灭火剂喷出78 的雪花状固体二氧化碳，气化吸热降温，并覆盖燃烧区，其灭火主要依靠窒息作用和部分冷却作用。,、消防设施（）火灾检测报警系统（）消防站（）消防给水系统石化企业的消防给水可采用高压、临时高压或低压三种系统。低压系统是指消防水管道的压力比较低（0.15MPa），灭火时靠消防车通过消防栓加压；高压管网是指消防给水网始终保持较高压力（0.7-1.2MPa），灭火时通过管网上的消防栓、高压水枪等设施可直接进行灭火；临时高压系统是由加压泵、高压水枪及喷射设施、消防栓等通过管网组成的一个消防给水系统，平时维持低压状态，灭火时开启加压泵升压，水压的高低根据生产设施的高度确定。（）泡沫灭火系统低倍数泡沫灭火系统包括固定泡沫站和半固定泡沫灭火装置，它是有效保护移动式泡沫灭火器（消防车）所不易达到部位的灭火设施。半固定式空气泡沫灭火装置是指固定在易燃液体储罐上的空气泡沫产生器，可借助泡沫消防车或固定消防泵供给泡沫混合液的压力吸入空气，形成空气泡沫进行灭火。（）蒸汽灭火系统固定式蒸汽灭火系统、半固定式蒸汽灭火系统（）干粉灭火系统、灭火器材灭火器、其它灭火器材,谢谢大家！,
