防火防爆技术原理及应用研究.docx

1、防火防爆技术原理及应用研究毕业论文题 目 防火防爆技术原理及应用研究系 （部） 制药与环境工程系 专 业 安全技术管理 指导教师 作 者 完成日期 2015 .5.20 摘要防火防爆是安全技术管理的核心内容，是安全管理的重点。通过防火防爆来降低事故的发生概率，维护社会和平与安全。1针对燃烧爆炸的基本原理分析，从而达到防火防爆的要求。防火防爆运用的原理、知识进行研究与调查，达到最终的目的。 火灾和爆炸对于人类社会一直是具有巨大创造性和破坏性的力量，在生产和生活中，一旦失去控制，就会酿成灾害，而且火灾和爆炸事故往往能造成惨重的人身伤亡和巨大的财产损失。随着现代化建设的飞速发展，可燃易爆物品广泛应用

2、于各行各业，尤其是石油、化工、矿山、火工等行业，危险性更大。现在，火灾和爆炸事故的预防仍然是世界各国重点研究的安全防范课题。随着经济建设的高速发展和科学技术的突飞猛进，防火防爆技术也必将不断发展变化，人们开始对防火防爆技术进行研究，把火灾爆炸事故的发生概率降低到最小极限。防火基本技术措施，就是根据科学原理和实践经验，对火灾危险所采取的预防、控制和消除措施。防爆基本技术措施，根据物质燃烧爆炸原理，采取防爆基本技术措施，防止发生火灾爆炸事故的基本点为：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，采取各种阻隔手段，阻止火灾爆炸事故灾害的扩大，在各种建筑物的设计中，加强

3、防火防爆的抵抗能力，使得建筑物能更耐久更安全。 关键词：防火；防爆；技术原理；应用研究。AbstractFor fire and explosion prevention is the core content of safety technology management, is the focus of safety management. Through to reduce the probability of accident for fire and explosion prevention, Maintaining socialpeace and security.Analyses

4、 the basic principle of combustion explosion, so as to achieve requirements for fire and explosion prevention. Used for fire and explosion prevention principle, knowledge, research and investigation, and achieve the goal of eventually.Fire and explosion for the human society has always been a great

5、creative and destructive power, and in the production and life, once out of control, will lead to disaster, and fire and explosion accidents often can cause heavy personal casualties and huge property losses. With the rapid development of modern construction, combustible and explosive items are wide

6、ly used in all walks of life, especially in petroleum, chemical, mining, fire and other industries, risk is bigger. Now, fire and explosion accident prevention is still the world focuses on safety issue.With the high-speed development of economy and the rapid development of science and technology, t

7、echnology for fire and explosion prevention development will also change, people begin to study of technology for fire and explosion prevention, reduce the fire explosion accident probability to a minimum limit.Technical measures for fire and explosion protection technology measures.Basic technical

8、measures, fire prevention is based on the principle of the scientific and practical experience, the fire risk prevention, control and elimination measures.Explosion-proof basic technical measures, according to the principle of material burning explosion, explosion-proof basic technical measures take

9、n to prevent the fire explosion accident of the fundamental point is: the control of the fuel and oxidizer concentration, temperature, pressure and mixed contact conditions, avoid the perilous state of the material in the bums, take various means to cut off, stop the fire explosion disasters, in the

10、 design of all kinds of buildings, strengthening fire blast resistance ability, can make the building more durable and more secure.Keywords:fire；explosion；technical principle；application research目录摘要.2Abstract.3绪论.5第一章 燃烧的基本原理.61.1燃烧理论.61.2燃烧类型.71.3燃烧特征.7第二章 爆炸的基本原理.92.1爆炸及其种类.92.2爆炸极限及其理论.10第三章 防火防

11、爆技术原理及应用研究.133.1防火技术原理与措施.133.2防爆技术原理与措施.153.3防火防爆的应用研究.17结论.20参考文献.21致谢.22绪论火灾与爆炸事故是人类社会的重要灾害之一，其直接后果是危害人民生命安全，破坏生态平衡，造成经济损失，导致环境污染。随着社会经济的不断发展，城市化加速，导致火灾的危险源不断增多，火灾与爆炸事故的特点是：发生频率高、突发性强、危害大等。由此带来的灾难后果也更加严重，因此，加强火灾与爆炸事故的研究，掌握最新的防火防爆技术，对于预防和控制火灾与爆炸事故的发生发展，具有重要的意义。 本文对防火防爆的研究主要是根据燃烧与爆炸的基本原理，根据这一原理来达到我

12、们想要的目的：即减少火灾与爆炸事故的发生个概率。在本文中防火防爆技术的研究是最重要的，也是必不可少的，正因为有了这些技术才使得火灾爆炸事故的发生大幅度减少，为人们带来了健康和谐的生活环境。2火灾事故无时无刻不在威胁着人们的生命、财产的安全。火灾事故的起因多种多样，有时还非常复杂，但火灾事故并非是绝对不可控制的，只要采取蒸汽的技术和措施，贯彻“预防为主，消防结合”的工作方针，就能有效的防止和减少火灾事故的发生。防爆基本技术与措施，就是根据科学原理和实践经验，对火灾爆炸危险场所采取的预防、控制和消除措施。根据物质燃烧爆炸原理，不使物质处于燃爆的危险状态、在设计时严格按照防火防爆规范执行和采用生产安

13、全装置，就可以防止火灾爆炸事故的发生。但在实践中，由于受到生产、储存条件的限制，或者受某些不可控制因素的影响，仅采取一种措施是不够的，往往需要同时采取上述多个方面的措施，以提高安全度。此外，还可以考虑某种辅助措施，以便发生火灾爆炸事故时，减少危害，把损失降到最低限度。 第一章 燃烧基本原理1.1燃烧理论从本质上讲，燃烧室一种氧化还原反应，它服从于化学动力学、热力学定律以及质量守恒等基本定律，但其放热、发光、发烟等基本特征表面它不同于一般的氧化还原反应，根据这些特征，可以区别燃烧现象与其他氧化现象。燃烧必须具备三要素：第一，要有可燃物；第二，要有助燃物；第三，要有点火源。可燃物：凡是能与空气中的

14、氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物，某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧，还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。助燃物：通俗地说是指帮助可燃物燃烧的物质，确切地说是指能与可燃物质发生燃烧反应的物质。3化学危险物品分类中的氧化剂类物质均为助燃物。除此之外，助燃物还包括一些未列入化学危险物品的氧化剂如正常状态下的空气等，为了明确助燃物的种类，应首先了解列入危险物品的氧化剂的种类，在此基础上，再了解未列入危险物品氧化剂类的助燃物有哪些种类。点火源：又称着火源

15、，是指具有一定能量,凡能够引起可燃烧的热能源。例如：化工企业中常见的着火源有明火、化学反应热、热辐射、高温表面、摩擦和撞击等，这些点火源必须具有足够的温度，才能点燃由一定的量结合的可燃物和助燃物。可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的三个要素，缺一不可。燃烧的充分条件如下：1 具备一定数量的可燃物；2 有足够数量的氧化剂；3 点火源要具有一定的能量；4 三要素必须相互作用。 可燃物 助燃物 点火源 图1-1 燃烧三角形1.2燃烧类型燃烧现象按其发生瞬间的特点，可分为闪燃、着火、自燃、爆燃等类型，每一种类型的燃烧各有特点。闪燃：是指易燃或可燃液体挥发出来的蒸气与空气混合后,遇火源发生一闪即灭的燃烧现

16、象.发生闪燃现象的最低温度点称为闪点.在消防管理分类上,把闪点小于28的液体划为甲类液体也叫易燃液体,闪点大于28小于60的称为乙类液体,闪点大于60的称为丙类液体,乙、丙两类液体又统称可燃液体。着火：指可燃物质在空气中受到外界火源或高温的直接作用,开始起火持续燃烧的现象.这个物质开始起火持续燃烧的最低温度点称为燃着火点。自燃：物质在缓慢氧化的过程中会产生热量.如果产生的热量不能及时散失就会越积越多,靠热量的积聚达到一定的温度时,不经点火也会引起自发的燃烧而发生的燃烧现象叫做自燃。爆炸：指物质在瞬间急剧氧化或分解反应产生大量的热和气体,并以巨大压力急剧向四周扩散和冲击而发生巨大响声的现象.可燃

17、气体、蒸气或粉末与空气组成的混合物遇火源能发生爆炸的浓度称爆炸极限,其最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限.低于下限的遇明火既不爆炸也不燃烧,高于上限的,虽不爆炸,但可燃烧。1.3燃烧特征着火延滞期：可燃物质温度在达到自燃点或着火点之后，并不能立即发生自燃或着火，这段时间称为着火延滞期。燃烧热：在燃烧的过程中放出的热量。温度越高燃烧越久，燃烧中放热量大于吸热量，则燃烧继续，反之燃烧熄灭。火焰传播：高温火焰靠向邻近的未燃混气层导热或传递活性分子将其点燃，从而使火焰得以在空间混气中扩展和推进的过程。烟气：烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽

18、、SO2 、N2、O2、 CO 、 CO2 碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于 10 微米的飘尘，尤其以 1-2.5 微米的飘尘危害性最大。第二章 爆炸的基本原理2.1爆炸及其种类2.1.1爆炸现象极短时间内（一定空间）急速燃烧，短时间内聚集大量的热，使气体体积迅速膨胀，就会引起爆炸。爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。在此过程中，空间内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来，转变成机械功、光和热等能量形态。所以一旦失控，发生爆

19、炸事故，就会产生巨大的破坏作用，爆炸发生破坏作用的根本原因是构成爆炸的体系内存有高压气体或在爆炸瞬间生成的高温高压气体。爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变是爆炸的最重要特征，这种压力差的急剧变化是产生爆炸破坏作用的直接原因。爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理变化或化学反应时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，通常同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。爆炸的定义主要是指在爆炸发生当时产生的稳定爆轰波，也就是有一定体积的气体在短时间内以恒定的速率辐射性高速胀大（压力变化），没有指明一定要有热量或光的产生，例如一种叫熵炸药TATP（三聚过氧丙酮炸药），其爆炸只有

20、压力变化和气体生成，而不会有热量或光的产生。而爆炸音的产生，主要是源自于爆炸时所产生的气体膨胀速度高于音速所致。空气和可燃性气体的混合气体的爆炸、空气和煤屑或面粉的混合物爆炸等，都由化学反应引起，而且都是氧化反应。4但爆炸并不都与氧气有关。如氯气与氢气混合气体的爆炸，且爆炸并不都是化学反应，如蒸汽锅炉爆炸、汽车轮胎爆炸则是物理变化。一般来说，爆炸现象具有以下特征：1 爆炸过程进行的很快；2 爆炸点附近压力急剧升高；3 发出或大或小的响声；4 周围介质发生震动或临近物质遭到破坏。2.1.2爆炸分类2.1.2.1 物理爆炸：物理爆炸可以分为受压容器爆炸、水蒸气爆炸。2.1.2.2化学爆炸：a.化学

21、爆炸按爆炸时所发生的化学变化可以分为气体 单分解爆炸、气体混合物爆炸、炸药爆炸。b.按爆炸的瞬时燃烧速度的不同可以分为爆燃、爆炸、爆轰。2.1.2.3 粉尘爆炸：a.按粉尘爆炸的条件：可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成人们常说的粉尘云；有充足的空气和氧化剂；有火源或者强烈振动与摩擦。b.按粉尘爆炸的过程：悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生出可燃气体；可燃气体与空气混合而燃烧；粉尘燃烧放出热量,以热传导和火焰辐射方式传给附近原来悬浮着的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热气化后使燃烧循环持续进行下去,随着每个循环的逐项进行,其反应速度也逐渐增大,通过激烈的燃烧,最后形成爆炸。c.按粉

22、尘爆炸的特性：所需的起始引爆能量大、有产生爆炸两次的可能、可能会使可燃物局部严重碳化或人体严重烧伤。d.按影响粉尘的因素：粉尘的化学性质和组成、粒度及粒子形状、粉尘或空气中含水量。2.2爆炸极限及其理论2.2.1爆炸极限可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。例如一氧化碳与空气混合的爆炸极限为12.5%74%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限时不会爆炸，但能

23、燃烧。这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。5当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时，具有最大的爆炸威力(即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例)。控制气体浓度是职业安全不可缺少的一环。加入惰性气体或其他不易燃的气体来降低浓度。 在排放气体前，可以以涤气器、吸附法来清除可爆的气体。2.2.2爆炸极限的影响因素混合系的组分不同，爆炸极限也不同。同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化。一般规律是：混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大，即下限降低

24、、上限升高。因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。系统压力增大，爆炸极限范围也扩大，这是由于系统压力增高，使分子间距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更易进行。压力降低，则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时对应的压力称为混合系的临界压力。压力降至临界压力以下，系统便不成为爆炸系统(个别气体有反常现象)。混合系中所含惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值，混合系就不能爆炸。容器、管子直径越小，则爆炸范围就越小。当管径(火焰通道)小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中

25、断熄灭。火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径。点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大。除上述因素外，混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围。2.2.3爆炸极限的应用2.2.3.1爆炸极限在消防上的应用物质的爆炸极限是正确评价生产、储存过程的火灾危险程度的主要参数，是建筑、电气和其他防火安全技术的重要依据。控制可燃性物质在空间的浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限，是保证安全生产、储存、运输、使用的基本措施之一。具体应用有以下几方面。（1）爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性大小的依据，爆炸范围越大，下限越低，火灾

26、危险性就越大。（2）爆炸极限是评定气体生产、储存场所火险类别的依据，也是选择电气防爆形式的依据。6生产、储存爆炸下限小于10%的可燃气体的工业场所，应选用隔爆型防爆电气设备；生产、储存爆炸下限大于或等于10%的可燃气体的工业场所，可选用任一防爆型电气设备。（3）根据爆炸极限可以确定建筑物耐火等级、层数、面积、防火墙占地面积、安全疏散距离和灭火设施。（4）根据爆炸极限确定安全操作规程，例如，采用可燃气体或蒸气氧化法生产时，应使可燃气体或蒸气与氧化剂的配比处于爆炸极限范围以外，若处于或接近爆炸极限范围进行生产时，应充惰性气体稀释和保护。2.2.3.2热力学第二定律在确定可燃气体爆炸极限中的应用可燃气体的爆炸过程,借助孤立熵增原理,建立了单组分气体爆炸极限的计算公式,进行了实例验算,对计算结果的普适性和精确度进行了分析评价,从而为可燃气体的爆炸极限计算提供了科学的定量依据12。第三章 防火防爆技术原理及应用研究3.1防火技术原理与措施3.1.1防火基本原理（1）控制可燃物和助燃物在消防工作中可根据不同情况采取不同措施，破坏燃烧的基础和基本条件，防止形成燃爆介质。例如：用难燃或不燃代替可燃或易燃材料；用水泥代替木材建筑房屋；用防火涂料沁涂可燃材料，以提高耐火极限；早材料中渗入阻燃剂，进行阻燃处理,使易燃材料变