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第一篇 消防基礎(chǔ)知識(shí)
第三章爆炸
第一節(jié)爆炸的定義及分類
一、爆炸的定義
爆炸指在周圍介質(zhì)中瞬間形成高壓的化學(xué)反應(yīng)或狀態(tài)變化,通常伴有強(qiáng)烈放熱、發(fā)光和聲響。爆炸是由物理變化和化學(xué)變化引起的。
二、爆炸的分類
(一)物理爆炸
物理爆炸的特點(diǎn)是爆炸前后物質(zhì)的化學(xué)成分均不改變。
例如,蒸汽鍋爐因水快速汽化,容器壓力急劇增加,壓力超過(guò)設(shè)備所能承受的強(qiáng)度而發(fā)生的爆炸;
壓縮氣體或液化氣鋼瓶、油桶受熱爆炸等。
物理爆炸本身雖沒(méi)有進(jìn)行燃燒反應(yīng),但它產(chǎn)生的沖擊力可直接或間接地造成火災(zāi)。
(二)化學(xué)爆炸
化學(xué)爆炸是指由于物質(zhì)急劇氧化或分解產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時(shí)增加而形成的爆炸現(xiàn)象。化學(xué)爆炸前后,物質(zhì)的化學(xué)成分和性質(zhì)均發(fā)生了根本的變化。
1.炸藥爆炸
2. 可燃?xì)怏w爆炸
可燃?xì)怏w爆炸是指物質(zhì)以氣體、蒸氣狀態(tài)所發(fā)生的爆炸。
3.可燃粉塵爆炸
粉塵是指呈分散狀態(tài)的固體物質(zhì)。粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時(shí)發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。
(2010年2月24日,秦皇島一個(gè)淀粉廠的工人在車間里用鐵锨、鐵畚箕清理散落的淀粉。鐵制工具碰撞產(chǎn)生的火花引發(fā)粉塵爆炸,導(dǎo)致21人死亡,47人受傷,這是迄今為止中國(guó)最為慘烈的糧食粉塵爆炸事故。)
(1)粉塵爆炸的過(guò)程。
第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾并產(chǎn)生出可燃?xì)怏w;
第二步是可燃?xì)怏w與空氣混合后被引火源引燃發(fā)生有焰燃燒,火焰從局部傳播、擴(kuò)散;
第三步是粉塵燃燒放出的熱量,以熱 傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來(lái)的粉塵,這些粉塵受熱分解或干餾后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。
(2)可燃粉塵爆炸一般應(yīng)具備三個(gè)條件:
一是粉塵本身是可燃的,可燃粉塵包括有機(jī)粉塵和無(wú)機(jī)粉塵兩大類
二是粉塵必須懸浮在空氣中,并且其濃度處于一定的范圍
三是有足以引起粉塵爆炸的引火源
(3)粉塵爆炸的特點(diǎn)。
1)與可燃?xì)怏w爆炸相比,粉塵爆炸壓力上升和下降速度都較緩慢,較高壓力持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),釋放的能量大,爆炸的破壞性和對(duì)周圍可燃物的燒毀程度較嚴(yán)重。
而且,有的粉塵爆炸會(huì)因多次爆炸,反應(yīng)速度和爆炸壓力呈現(xiàn)跳躍式加快和升高,具有離起爆點(diǎn)越遠(yuǎn)破壞越嚴(yán)重的特點(diǎn)。
2)粉塵二次爆炸往往比初次爆炸壓力更大,破壞更嚴(yán)重
3)粉塵爆炸比氣體爆炸所需的點(diǎn)火能大、引爆時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜
第二節(jié)爆炸極限
可燃的氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合后,遇火會(huì)發(fā)生爆炸的最高或最低的濃度,稱為爆炸濃度極限,簡(jiǎn)稱爆炸極限。
能引起爆炸的最高濃度稱為爆炸上限
能引起爆炸的最低濃度稱為爆炸下限
上限和下限之間的間隔稱為爆炸范圍。
一、氣體和液體的爆炸極限
氣體和液體的爆炸極限通常用體積分?jǐn)?shù)(%)表示。
乙炔:又名電石氣
甲烷:存于天然氣、沼氣、煤礦坑井氣中
丙烷:液化石油氣的主要成分
乙烯:合成纖維、橡膠、塑料的基本原料,世上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品,是石化產(chǎn)業(yè)的核心
除助燃物條件外,對(duì)于同種可燃?xì)怏w,其爆炸極限受以下四個(gè)方面的影響:
(1)火源能量
(2)初始?jí)毫Α?扇蓟旌蠚怏w初始?jí)毫υ黾樱ǚ秶龃螅ㄎkU(xiǎn)性增加。
值得注意的是,干燥的一氧化碳和空氣的混合氣體初始?jí)毫ι仙浔O限范圍縮小。
(3)初溫
(4)惰性氣體
二、可燃粉塵的爆炸極限
粉塵爆炸極限是粉塵和空氣混合物,遇火源能發(fā)生爆炸的最低濃度(下限)和最高濃度(上限),通常用單位體積中所含粉塵的質(zhì)量(g/m3)表示。
三、爆炸極限在消防上的應(yīng)用
爆炸極限是評(píng)價(jià)可燃?xì)怏w、液體蒸氣、粉塵等物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的主要參數(shù)之一。
在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過(guò)程中,為保證安全,控制可燃物濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限。
例如,采用可燃?xì)怏w或蒸氣氧化法生產(chǎn)時(shí),可以用惰性氣體稀釋和保護(hù)的方式,避免可燃?xì)怏w或蒸氣的濃度 在爆炸極限范圍之內(nèi)。
第三節(jié)爆炸危險(xiǎn)源
發(fā)生爆炸必須具備兩個(gè)基本要素,一是爆炸介質(zhì), 二是引爆能源。
二、常見(jiàn)爆炸引火源
根據(jù)前文所述,引火源是發(fā)生爆炸的必要條件之一,常見(jiàn)引發(fā)爆炸的引火源主要有機(jī)械火源、熱火源、電火源及化學(xué)火源,見(jiàn)表1-3-4。
三、最小點(diǎn)火能
能夠引燃某種可燃混合物所需的最低電火花能量值稱為最小點(diǎn)火能,通常采用mJ作為單位。
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