關于火災的一點小知識蒲城人 <p class="ql-block"> 近來全國發(fā)生了好幾起火災，引起了大家的關注和熱議。我也說一點關于火災爆炸的知識，供大家參考。奇文共欣賞，疑義相與析。愿意與同行們共同探討，共同提高。</p><p class="ql-block"> 2022年9月16日下午，位于湖南省長沙市芙蓉區(qū)的中國電信大樓發(fā)生火災，網(wǎng)傳視頻顯示，現(xiàn)場濃煙滾滾，有帶火物品墜落，數(shù)十層樓體燃燒劇烈。根據(jù)湖南消防通報，目前，明火已撲滅，暫未發(fā)現(xiàn)人員傷亡。</p><p class="ql-block"> 公開資料顯示，荷花園中國電信大廈曾以218米的高度成為長沙首座突破200米的樓宇，當時也曾被稱為湖南第一高樓，目前仍是長沙地標建筑之一。</p><p class="ql-block"> 從視頻中可以看到，著火現(xiàn)場濃煙滾滾，火很快就沿大樓外墻燒到高層。從視頻和公開報道中可以得到幾個信息：</p><p class="ql-block"> 1.四十多層高的樓，人員全部逃生，說明樓內(nèi)沒有著火，人員逃生沒有受阻。</p><p class="ql-block"> 2.火災很快被撲滅，說明火只是在外墻，從外面噴水就可以滅火。如果是大樓內(nèi)部著火，滅火就沒有這么容易。湖南衡陽的衡州大廈火災，撲滅很困難，最后甚至犧牲了十幾位消防隊員。</p><p class="ql-block"> 3.從滾滾濃煙可以判斷是外墻保溫材料著火。使用聚氨酯塑料泡沫和聚苯乙烯板都是易燃材料，而且煙毒性很大。這些泡沫在燃燒時燃燒不充分，所以產(chǎn)生滾滾濃煙。</p><p class="ql-block"> 4.易燃可燃性保溫材料引發(fā)高層建筑火災的案例很多。巖棉等不燃保溫材料在施工上有點難度。使用易燃保溫材料沒有按照規(guī)定進行認真的水平不燃隔斷，給火向上蔓延留下隱患。</p> <p class="ql-block">液化氣燃燒就沒有那么多黑煙，因為氣體燃燒比較充分。從火的顏色和亮度就基本能夠判斷是固體燃燒還是氣體燃燒。液體燃燒有的有濃煙，有的沒有。</p><p class="ql-block"> 氣體泄漏出來是立體蔓延，在沒有著火以前會向可能的空間擴散。著火就是預混燃燒，整個空間幾乎同時著火，給人的逃生造成困難。</p> <p class="ql-block">吉林省長春市的小油餅餐廳火災，看火焰的顏色和亮度，開始燃燒時沒有濃煙，可以認為是燃氣燃燒。后來有濃煙是別的物質(zhì)著火產(chǎn)生的。</p><p class="ql-block"> 現(xiàn)在又有消息說是醇基燃料引起的。醇基燃料是液體，泄漏出來順地面流淌，中午時分，吃飯的人那么多，怎么會沒有人發(fā)現(xiàn)呢？液體著火不像氣體著火那樣的預混燃燒，不會那么猛，人的逃生機會比較大。</p> <p class="ql-block"> 消防部門通報的小油餅餐廳火災成因是燃氣泄漏爆炸燃燒引起的火災?？墒腔馂暮蟮膱D片顯示餐廳建筑物并沒有被爆炸破壞的樣子。警方說的爆炸燃燒的意思可能是兩層，火災發(fā)生起始的一瞬間是爆炸，爆炸引起更多可燃物燃燒，但是，爆炸能量沒有達到摧毀建筑物的程度，或者是建筑物的泄爆面積夠大，把爆炸產(chǎn)生的壓力泄掉了。</p><p class="ql-block"> 下面講一點關于爆炸的知識。</p><p class="ql-block"> 可燃氣體或者可燃粉塵爆炸的起爆點都在點火源處。起爆以后，由起爆點向周圍產(chǎn)生兩個傳播波，一個就是燃燒的火焰波傳播過程，另一個就是沖擊波傳播過程，這兩種傳播都有一定的速度。無論是化學爆炸（例如由燃燒產(chǎn)生）還是物理爆炸（例如空氣壓縮機爆炸），共同物理本質(zhì)就是壓力驟變形成壓縮波。爆炸就是按照傳播速度進行分類。</p><p class="ql-block">1. 按照爆炸的火焰?zhèn)鞑ニ俣确譃槿悾?lt;/p><p class="ql-block">⑴ 輕爆：爆炸傳播速度數(shù)量級0.1～10m/s；</p><p class="ql-block">⑵ 爆炸（狹義）：爆炸傳播速度數(shù)量級10～1000m/s；</p><p class="ql-block">⑶ 爆轟：爆炸傳播速度大于1000m/s。</p><p class="ql-block">2. 爆燃。爆炸性混合氣體或者粉塵的火焰波以低于聲速傳播的燃燒過程稱為爆燃。爆燃反應速度快到不能被控制，火焰?zhèn)鞑ニ俣雀撸紵a(chǎn)物體積迅速膨脹，并產(chǎn)生壓力波，具有一定的破壞性。但爆燃不能持續(xù)，同爆炸類似，在瞬間完成。因此，爆燃與正常燃燒的本質(zhì)區(qū)別在于：爆燃發(fā)生時，燃燒產(chǎn)物體積急速膨脹，火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h遠大于燃燒速度，同時產(chǎn)生壓力波。而正常燃燒因其燃燒產(chǎn)物體積膨脹是穩(wěn)定的，因而其火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c燃燒速度相等，不會產(chǎn)生壓力波。</p><p class="ql-block">3. 爆炸。是物質(zhì)非常迅速的化學或物理變化過程，在變化過程里迅速地放出巨大的熱量并生成大量的氣體，此時的氣體由于在爆炸發(fā)生的瞬間尚存在于有限的空間內(nèi)，故有極大的壓強，對爆炸點周圍的物體產(chǎn)生了強烈的壓力，當高壓氣體迅速膨脹時形成爆炸。爆燃和爆炸的區(qū)別是，雖然爆燃也是在短時間內(nèi)使可燃物燃燒，但是產(chǎn)生的壓力可以及時散開，所以不會造成即時殺傷?？偟膩碚f兩者的發(fā)生原理是一致的，爆炸和爆燃的烈度和破壞程度要看環(huán)境來定。</p><p class="ql-block">4. 爆轟。爆炸性混合氣體的火焰波以高于聲速傳播的燃燒過程稱為爆轟。爆炸首先在起爆點發(fā)生爆炸反應而產(chǎn)生大量高溫、高壓和高速的氣流，在爆炸性氣體、蒸氣和粉塵云中激發(fā)沖擊波。沖擊波強烈壓縮鄰近的爆炸物質(zhì)薄層引起爆炸反應，產(chǎn)生大量氣體與大量熱。反應所釋放出來的熱量的一部分足以補償沖擊波傳播時的能量損耗，因此，沖擊波得以維持固有波速和波陣面壓力繼續(xù)向前傳播。其后緊接著引起爆炸物質(zhì)進行化學反應，并以同等速度向前傳播。這種伴隨有化學反應、在爆炸物質(zhì)中傳播的特殊形式的沖擊波稱為爆轟波，這個過程叫做爆轟過程。爆轟波掃過后，爆炸介質(zhì)成為高溫高壓的爆轟產(chǎn)物。</p><p class="ql-block">5. 沖擊波：以超音速運動的激波稱為沖擊波。某些爆炸火焰溫度可高達2000℃,爆炸壓力可高達1.9Mpa。爆炸時，沖擊波傳播的速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，國?nèi)外實測的火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?10～1800m/s，而爆炸沖擊波最高可達2000m/s。帶有化學反應的沖擊波就稱為爆轟波，即：沖擊波+化學反應區(qū)=爆轟波。</p><p class="ql-block">由于沖擊波的存在，爆轟所引起的爆炸烈度和產(chǎn)生的破壞程度遠遠大于爆燃和爆炸。可燃氣體、可燃液體蒸氣和粉塵云在應用空間與空氣形成了混合體，被點火源點燃以后，燃燒的火焰波就在這個可燃物質(zhì)與空氣的混合物中傳播，很多情況下都會產(chǎn)生爆轟現(xiàn)象。</p> <p class="ql-block"> 對氣體的密度要給于足夠的重視。河北省張家口市盛華化工廠氯乙烯罐建在公路高處8米的高臺上，氯乙烯泄漏以后，像瀑布一樣流向公路，造成嚴重后果。</p><p class="ql-block"> 雖然都是燃氣，但是天然氣以甲烷為主，密度低于空氣，泄漏以后上升。所以使用天然氣的地方，氣體濃度檢測儀要安裝在可能的泄漏點上方。液化石油氣成份主要是丙烷和丁烷，密度大于空氣，泄漏以后下沉。氣體濃度檢測儀要安裝在可能的泄漏點下方距離地面30厘米左右處。</p><p class="ql-block"> 這是我勘察的一個事故現(xiàn)場。今年六月份，一個出租屋住戶要求燃氣站送液化氣。送氣工來了以后，換了氣瓶，把減壓閥擰上。女主人帶孩子與送氣工一起下樓去做核酸。做了核酸以后，女主人回到二樓的家，打開門，聞到有燃氣味。就走到爐灶旁。突然，從褲子上開始著火，上下衣前面全部著火，女主人嚴重燒傷。</p><p class="ql-block"> 可以看到，廚房與大廳之間沒有門，是敞開的，廚房窗戶是打開的，上面還有一個排氣扇。著火是怎么發(fā)生的？我分析，氣瓶連接減壓閥和爐灶，中間有一個泄漏點。泄漏出來的燃氣密度大，集聚在灶臺下面窗戶下面窩風的地方。灶臺下面沒有任何可能的點火源。點火源只能是女主人衣服上的靜電。她下樓上樓，走了那么多的路，帶有化纖面料的衣褲集聚了足夠的靜電，成了點火源。</p> <p class="ql-block"> 我經(jīng)常檢查三小場所，很多大排檔都是用50公斤的液化氣瓶。這種氣瓶有氣相的也有液相的。氣相瓶可以直接用。液相瓶要通過汽化器變成氣體才能用。我們都是要求商家不能把氣瓶放在灶間，要有專門的氣瓶房，通過管道連接到廚房。氣瓶房要有氣體濃度檢測儀和通風。所以，深圳這種氣瓶爆炸的事故少。長春這起事故可能不是把氣瓶和廚房分開的，而是直接在飯館房間內(nèi)?？椿鸬拇笮?，估計用的是50公斤大瓶。</p> <p class="ql-block">液相氣瓶上面有字。</p> <p class="ql-block">氣相液化氣瓶上也有字。</p> <p class="ql-block"> 火場逃生的一個方法是濕布捂鼻法。濕布可以把吸入的火場的空氣溫度降低一點、毒性過濾一點。但是網(wǎng)上有人說，濕布捂鼻子會窒息，濕布不透氣。我做了一個實驗，把厚毛巾疊八層，泡濕，捂在鼻子上，呼吸仍然暢通。不知道濕布令人窒息的說法是怎么一回事？</p> <p class="ql-block"> 這是燃燒四要素圖。 </p><p class="ql-block"> 以下是從我的書稿里面摘錄出來的部分內(nèi)容，供大家參考。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一、燃燒的形成</p><p class="ql-block">燃燒是指可燃物與助燃物發(fā)生化學反應、放出大量熱量的現(xiàn)象。一般的燃燒有發(fā)光、發(fā)煙、冒火焰現(xiàn)象，也有的燃燒不冒火焰不發(fā)煙，比如鐵的燃燒。甚至有的燃燒也不發(fā)光，比如陰燃。在燃燒過程中，燃燒區(qū)的高溫使得某些白熾狀態(tài)的固體粒子和某些受激發(fā)的中間物質(zhì)內(nèi)部的電子發(fā)生能級躍遷，就發(fā)出各種波長的光。發(fā)光的氣相燃燒區(qū)就是我們能夠看得見的火焰，火焰是燃燒的最明顯、最直接的標志，也是人們對火的最基本的、最原始的認識，隨著人們知識的積累，才把對火的認識擴展到各種各樣的燃燒概念。一般燃燒產(chǎn)生的煙是由于沒有充分燃燒的小顆粒形成的。</p><p class="ql-block"> 物質(zhì)要開始燃燒必須滿足圖所示的燃燒三角形，即可燃物，助燃物和點火源。這三個要素必須同時存在且相互發(fā)生作用，燃燒才能開始。這三個條件是燃燒開始的充分而必要的條件，缺少其中一個條件，燃燒也不能開始，除了這三個條件，再不需要其他任何條件，燃燒就能開始。明火燃燒開始以后，鏈式反應的自由基就起到關鍵作用。所以撲滅明火有四個有力的手段，就是把可燃物、助燃物、點火源和自由基任何一項去掉，火都會熄滅。</p><p class="ql-block"> 自由基在化學上也稱為“游離基”，是指化合物的分子在光熱等外界條件下，共價鍵發(fā)生斷裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。物質(zhì)分子間的聯(lián)系最牢固的就是共價鍵，其次是離子鍵，再次是氫鍵。明火燃燒是靠自由基進行鏈式反應持續(xù)下去的。干粉滅火器和七氟丙烷等化學滅火方法就是抑制自由基、阻斷鏈式反應而達到滅火目的的?；瘜W滅火法只能撲滅明火，不能撲滅沒有火焰的固體燃燒。</p><p class="ql-block">二、可燃物</p><p class="ql-block">可燃物是一個相當寬泛的概念，一般意義上的可燃物是指凡是能夠與氧或者其他氧化劑產(chǎn)生化學反應的物質(zhì)?？扇嘉锓譃闅怏w、液體、固體三大類。氣體包括氫氣、天然氣、甲烷等。液體包括汽油、酒精、及種類繁多、數(shù)量龐大的烴類及酊類、醇類、醚類、酯類、醛類、酮類液體及其蒸氣。固體品種就更多了，既有紙張、木材、煤炭、塑料、糧食、糖、棉、麻等有機物，也有硅、鐵等無機物。有的無機物，比如鋰、鋁、鎂、鈉等不但能直接在空氣中燃燒，它們遇到水，與水產(chǎn)生化學反應，釋放出氫氣，氫氣又能與氧氣發(fā)生劇烈的化學反應，變成更猛烈的燃燒，甚至爆炸。</p><p class="ql-block">有的物質(zhì)不但能夠在氧氣中燃燒，還能夠在其他氣體中燃燒，甚至有的物質(zhì)不但能在氧氣中燃燒，也能夠與其他的物質(zhì)產(chǎn)生化學反應，引起燃燒。例如能夠在二氧化碳里面燃燒的非?；顫姷慕饘冁V（Mg）、鉀(K)、鈉(Na)、鈣（Ca）。能在氯氣里燃燒的金屬就更多了，鈦、錳、鋅、鎂、鈉、鋁、鐵、銅、鉀都可以在氯氣里面燃燒，大部分物質(zhì)都可以在氯氣里面燃燒。最活潑的助燃氣體非氟氣莫屬，氟氣化學性質(zhì)十分活潑，是已知的最強的氧化劑，幾乎可以與所有的有機物和無機物發(fā)生反應，產(chǎn)生大量的熱。大多數(shù)金屬都會被氟腐蝕，堿性金屬在氟氣中都會燃燒，甚至連黃金燒熱以后也能在氟氣中燃燒，還有許多非金屬，例如硅、磷、硫等同樣也會在氟氣在燃燒。</p><p class="ql-block">發(fā)煙硫酸是濃度超過100%的硫酸，也就是它含有游離的三氧化硫氣體，發(fā)煙硫酸在敞開狀態(tài)時，由于三氧化硫氣體的逸出，與空氣中的水分有很強的結(jié)合性，形成白色酸霧，好象冒煙一樣，故稱發(fā)煙硫酸。發(fā)煙硫酸具強氧化性、脫水性及腐蝕性，遇到木材等可燃物就會迅速使其脫水氧化，同時大量放熱，引起火災甚至爆炸。發(fā)煙硝酸是含硝酸90～97.5%的有毒液體，因溶解了NO2而呈紅褐色，腐蝕性極強，在空氣中猛烈發(fā)煙并吸收水分。與濃硫酸一樣，發(fā)煙硝酸與強還原劑接觸可能爆炸，與有機物接觸有起火的風險。這些強酸遇到了可燃物發(fā)生了化學反應，并不需要外部點火源就可以燃燒，因此，發(fā)煙硫酸歸為乙類可燃物，在存放發(fā)煙硫酸和發(fā)煙硝酸的地方要配備干粉滅火球等自動滅火裝置，防止他們意外遇到有機物而引起火災。</p><p class="ql-block">三、助燃物</p><p class="ql-block">凡是能與可燃物相互結(jié)合而導致燃燒并支持燃燒持續(xù)下去的物質(zhì)叫做助燃物。除了上面提到的二氧化碳、氯氣、氟氣能夠?qū)σ恍┨囟ㄎ镔|(zhì)起到助燃作用以外，普遍意義上的助燃物就是指氧氣，更普遍意義就是指空氣中的氧氣，一般所說的燃燒就是可燃物在空氣中的燃燒?？扇嘉镏荒茉谝欢ǖ难鹾繚舛鹊沫h(huán)境中才能燃燒，環(huán)境氧含量過低，燃燒就不可能發(fā)生。</p> <p class="ql-block">四、點火源（溫度）</p><p class="ql-block">凡是能夠引起物質(zhì)燃燒的點燃能源，皆稱為點火源。在一定條件下，各種物質(zhì)能夠開始燃燒，其本身都需要一定的點燃能量，點火源不一定是明火，只要溫度超過物質(zhì)的燃點就可以了。潛在的點火源包括：</p><p class="ql-block">1.高溫表面：如加熱器、旋轉(zhuǎn)軸承摩擦生熱、電氣接頭松動局部大電阻發(fā)熱；</p><p class="ql-block">2.明火：生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的明火、非阻燃電氣絕緣塑料被異常器件點燃產(chǎn)生的明火、施工管理不當產(chǎn)生的明火、焊接產(chǎn)生的明火和焊渣、沒有熄滅的煙頭、撞擊或者摩擦產(chǎn)生的火星、機動車輛排氣管冒出的火星、飛火等；</p><p class="ql-block">3.灼熱的氣體或者液體：高溫蒸氣及其管道、高溫設備旁邊熱對流形成的高溫氣流、鋼水、鐵水等；</p><p class="ql-block">4.機械火花：風扇等部件脫落撞擊或旋轉(zhuǎn)刮擦的機械火花；</p><p class="ql-block">5.電弧和電火花：電氣設備、電氣線路、電力開關及漏電打火、電話、手機等通訊工具的火花、溶劑滴落腐蝕電線絕緣外皮引起的短路電??；</p><p class="ql-block">6.雷擊：雷擊瞬間高壓大電流放電能夠引燃任何可燃物；</p><p class="ql-block">7.絕熱壓縮：氣體壓縮設備在外界沒有冷卻設施，即設備本身與外界沒有熱交換的前提下對氣體進行壓縮，就會產(chǎn)生熱量集聚，設備表面就產(chǎn)生高溫；</p><p class="ql-block">8.振動波生熱：超聲波、紅外線、微波都能夠使物體產(chǎn)生熱量。比如鋰離子電池生產(chǎn)過程的超聲波焊接、對極片的紅外線加熱烘干、家庭生活用的微波爐；</p><p class="ql-block">9.高溫環(huán)境：環(huán)境的高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械故障發(fā)熱、摩擦發(fā)熱、聚焦發(fā)熱等。</p><p class="ql-block">10.化學反應發(fā)熱：化學反應發(fā)熱包括氧化劑和還原劑相遇產(chǎn)生的化學反應，以及化學品本身的自燃。2012年3月25日，深圳市松崗街道某企業(yè)發(fā)生一起危險化學品火災事故，造成2人死亡，直接經(jīng)濟損失為人民幣165萬元。事故直接原因是該廠將強氧化劑亞氯酸鈉與木質(zhì)卡板一起存放，強氧化劑亞氯酸鈉與易燃物、有機物、還原劑或銨的化合物、氰化物、金屬粉末混合后有引起燃燒或爆炸的危險。工人以滾桶的方式運送亞氯酸鈉，木質(zhì)卡板與泄漏出的亞氯酸鈉混合發(fā)生化學反應，鐵桶與地面摩擦產(chǎn)生火星，隨即發(fā)生爆炸。</p><p class="ql-block">1993年8月5日13時26分，深圳市清水河化學危險品倉庫發(fā)生特大爆炸事故也是因為大量氧化劑高錳酸鉀、過硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀等與強還原劑硫化堿、可燃物樟腦精等混存在4號倉內(nèi)，此外，倉庫內(nèi)還有數(shù)千箱火柴，為火災爆炸提供了物質(zhì)條件。貨物堆放混亂，使氧化劑與還原劑相遇，引發(fā)火災，發(fā)展成爆炸事故。</p><p class="ql-block">11.粉塵受潮自燃：鋁、鎂等粉塵受潮以后與水分發(fā)生化學反應，釋放出氫氣和化學反應熱。在絕熱條件下熱量積聚，溫度達到五百多度，超過鋁、鎂粉塵的燃點，就會產(chǎn)生自燃著火。2014年8月2日7時34分，位于江蘇省蘇州市昆山市昆山經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)的中榮金屬制品有限公司拋光二車間發(fā)生特別重大鋁粉塵爆炸事故，當天造成75人死亡、185人受傷，事故共造成146人死亡、95人受傷，直接經(jīng)濟損失3.51億元。事故直接原因是事故車間除塵系統(tǒng)較長時間未按規(guī)定清理，鋁粉塵集聚。除塵系統(tǒng)風機開啟后，打磨過程產(chǎn)生的高溫顆粒在集塵桶上方形成粉塵云。1號除塵器集塵桶銹蝕破損，桶內(nèi)鋁粉受潮，發(fā)生氧化放熱反應，達到粉塵云的引燃溫度，引發(fā)除塵系統(tǒng)及車間的系列爆炸。這個事故的化學反應過程如下：</p><p class="ql-block">鋁與水的化學反應：2Al + 6H2O = 2Al(HO)3 + 3H2 （發(fā)熱） </p><p class="ql-block"> 鋁與氧的化學反應：4Al + 3O2 = 2Al2O3 （被點燃） </p><p class="ql-block">鋁熱反應：2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe </p><p class="ql-block">鋁、鎂粉受潮生熱有一個濕度平衡點。水分太多，反應熱被水分蒸發(fā)帶走，不會著火。水分太少，反應發(fā)生不起來。</p><p class="ql-block">12.化學品自燃：有一些化學品在空氣中就會產(chǎn)生自燃。一些活潑金屬，比如鈉、鉀、銣、銫就會在常溫空氣中自燃。自燃物品按其危險性可以分為三類：第一類自燃物品化學性質(zhì)很活潑，在空氣中很容易自燃，如黃磷、還原鐵、還原鎳、以及多種作為聚合催化劑(或原料)的金屬有機化合物(三乙基鋁、三丁基硼等)。第二類自燃物品化學性質(zhì)較第一類自燃物品穩(wěn)定，但可在空氣中氧化并引起自燃，主要是一些含植物油類的物質(zhì)，包括：桐油配料制品(如油布、油綢、油紙、漆布、蠟布、蠟管等)、浸油金屬屑、浸油棉麻、毛發(fā)、破布或紙屑、云母帶等。桐油、亞麻仁油、白蘇油等干性油類，由于含有不飽和鍵化合物(如桐油酸、亞麻酸等高級不飽和脂肪酸的甘油酯)，在潮濕和高溫環(huán)境中易于發(fā)生自氧化作用與聚合作用，從而可引起自燃。雖然這一類自燃物品性能比第一類自燃物品穩(wěn)定，但可因積熱不散而發(fā)生自燃，遇火星也可致燃，應貯存于陰涼、干燥、通風處，溫度不宜超過30～32℃，相對濕度要在75～80％以下，與氧化劑、氧、氯分貯。浸油金屬屑應與酸類分開，以防致燃，嚴禁煙火，曝曬，應注意通風防潮。第三類是其他自燃物品，包括：</p><p class="ql-block">（1）精制油之后廢棄的白土過濾布等類浸油織物、活性炭、油煙、金屬粉、硫化堿、橡膠粉等物品，均可因在氧化過程中積熱不散而引起自燃；</p><p class="ql-block">（2）煤粉在含有適量水分或硫礦石時可以自燃；</p><p class="ql-block">（3）干草、飼料由于堆貯發(fā)酵、通風散熱不良等原因可以自燃；</p><p class="ql-block">（4）高壓容器中的液態(tài)氫氰酸，在含有微量水分時會發(fā)熱自燃。</p><p class="ql-block">（5）苯甲酸、反丁烯二酸(又稱富馬酸、延胡索酸)、順丁烯二酸(又稱馬來酸、縮蘋果酸)、苯酐(又稱苯二甲酸酐)等在亞鐵化合物的催化下可因氧化而自燃；</p><p class="ql-block">（6）硝化棉、賽璐珞、硝化甘油等硝酸酯類物質(zhì)以及有機過氧化物在自行分解過程中可以發(fā)生自燃。</p><p class="ql-block">2019年3月21日14時48分許，位于江蘇省鹽城市響水縣生態(tài)化工園區(qū)的天嘉宜化工有限公司發(fā)生特別重大爆炸事故，造成78人死亡、76人重傷，640人住院治療，直接經(jīng)濟損失二十億元。事故直接原因是該公司存放的硝化棉廢料自燃引爆。硝化廢料具有自分解特性，分解時釋放熱量，且分解速率隨溫度升高而加快。實驗數(shù)據(jù)表明，絕熱條件下，硝化廢料的貯存時間越長，越容易發(fā)生自燃。天嘉宜公司舊固廢料庫內(nèi)貯存600噸硝化廢料，最長貯存時間超過七年。在堆垛緊密、通風不良的情況下，長期堆積的硝化廢料內(nèi)部因熱量累積，溫度不斷升高，當上升至自燃溫度時發(fā)生自燃，火勢迅速蔓延至整個堆垛，堆垛表面快速燃燒，內(nèi)部溫度快速升高，硝化廢料劇烈分解發(fā)生爆炸。</p><p class="ql-block">（7）其他一些含不飽和鍵、易于聚合的有機物在混入催化性物質(zhì)時可以引起自燃或自發(fā)爆炸。</p> <p class="ql-block">第三節(jié) 燃燒的類型、方式及特點</p><p class="ql-block">可燃物在空氣中被熱源加熱到一定的溫度就開始與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，釋放出熱量和光，這就是一般意義上的著火，也是燃燒的開始?？扇嘉镏鹨院?，把加熱源移開，燃燒能夠持續(xù)進行下去，這就是燃燒的兩個特點：物質(zhì)可點燃、燃燒可持續(xù)。著火是日常生活中最常見的燃燒現(xiàn)象?？梢詮闹鸱绞健⒊掷m(xù)燃燒的方式來進行分類。</p><p class="ql-block">一、按照燃燒形成的起始條件和發(fā)生瞬間的特點，燃燒可分為：</p><p class="ql-block"> 1.點燃（強迫著火）。點燃也稱引燃，特點是強迫著火，是指從外部能源，例如上兩節(jié)所講的除了自燃以外的那些點火源得到能量，使可燃物與空氣結(jié)合的局部范圍受到強烈的加熱而著火。著火以后，可燃物不斷地獲得空氣而使燃燒持續(xù)進行，然后依靠燃燒波傳播到整個可燃混合物中，一直到可燃物燃盡或者火被撲滅。</p><p class="ql-block">2.自燃。可燃物在無外界引火源的條件下，其本身內(nèi)部所發(fā)生的生物、物理或者化學變化產(chǎn)生熱量，并且由于散熱條件不好而使熱量積蓄，溫度不斷上升，自然燃燒起來的現(xiàn)象。比如第一節(jié)所講的化學品自燃和粉塵受潮自燃，還有干草、飼料由于堆貯發(fā)酵、通風散熱不良等原因引起自燃。</p><p class="ql-block">二、燃燒的方式及其特點</p><p class="ql-block">物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)都可以發(fā)生燃燒現(xiàn)象，可燃物質(zhì)受熱后，因其狀態(tài)的不同而發(fā)生不同的變化。常見的燃燒都是有火焰、冒煙的，這些燃燒物質(zhì)都是在蒸氣和氣體的狀態(tài)下進行的。有的燃燒只冒煙不冒火，煉焦炭和燒木炭就是這樣。有的甚至既不冒煙也不冒火，只有熱量，有的也可以看到燃燒表面發(fā)光，例如焦炭和木炭的燃燒。</p><p class="ql-block">1.氣體燃燒</p><p class="ql-block">可燃氣體的燃燒不需要像固體和液體那樣經(jīng)過熔化、蒸發(fā)的過程，所需熱量只需要把氣體加熱到燃點即可。因為沒有固體和液體那樣經(jīng)過熔化、蒸發(fā)的吸熱過程，所以，引燃所需熱量小很多，很容易點燃且燃燒速度快。根據(jù)點燃前可燃氣體與氧氣混合狀況不同，燃燒方式分為擴散燃燒和預混燃燒。</p><p class="ql-block">（1）擴散燃燒</p><p class="ql-block">擴散燃燒就是可燃氣體或蒸氣分子與氧氣相互擴散，邊混合邊燃燒。在擴散燃燒過程中，燃燒的化學反應速度要比氣體混合擴散的速度快的多。整個燃燒速度的快慢由可燃氣體與助燃氣體物理混合速度決定，可燃氣體或蒸氣擴散多少就燃燒多少。就像做飯用的爐灶那樣，天然氣從爐灶的氣孔中冒出，被點燃以后形成火苗。天然氣源源不斷的冒出來，火苗就保持穩(wěn)定燃燒，持續(xù)下去?？梢杂^察到火苗由外及里顏色越來越深，這是因為從氣孔里冒出來的天然氣在不同的層面所得到的氧氣不同，形成了焰心、內(nèi)焰和外焰。天然氣剛剛從氣孔里冒出來，受到外面的火苗包圍，得不到充足的氧氣，不能充分燃燒，溫度最低，且有還原作用，這一部分叫做焰心。焰心的外面是火焰的中層，火焰呈明亮的深紅色或者淺黃色，溫度比焰心高，稱為內(nèi)焰?；鹈绲耐鈱訋缀蹩床灰婎伾@是因為供氧充足，燃燒完全、充分，溫度最高且有氧化作用，稱為外焰或者氧化焰。</p><p class="ql-block">擴散燃燒的特點是燃燒比較穩(wěn)定，擴散火源不運動，可燃氣體與氣體氧化劑的混合在可燃氣體噴口進行。對于穩(wěn)定的擴散燃燒，只要控制得好，就不至于造成火災，一旦發(fā)生火災，也較容易撲滅。有時候由于各種原因，可燃氣體或者可燃蒸氣供氧不足，燃燒不充分，就會冒黑煙。在火災狀態(tài)，得不到充分燃燒的可燃氣體或可燃蒸氣集聚在密閉的空間內(nèi)，如果這時候打開門窗，充滿在房間里的可燃蒸氣或者可燃氣體溫度本來就高，突然得到了充足的氧氣，就會產(chǎn)生轟燃。</p><p class="ql-block">（2）預混燃燒</p><p class="ql-block">預混燃燒又稱爆炸式燃燒，它是指可燃氣體、可燃蒸氣或者粉塵預先同空氣或者氧氣混合，遇到點火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。預混燃燒一般發(fā)生在封閉系統(tǒng)中或者在混合氣體向周圍擴散的速度遠小于燃燒速度的敞開體系中。燃燒放熱造成空氣迅速膨脹，壓力升高，壓力可達到800KPa左右。通常的化學爆炸就是預混燃燒。</p><p class="ql-block">預混燃燒的特點是燃燒反應快，溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，參加反應的混合氣體不擴散，在可燃混合氣中任何地方引入一個點火源即產(chǎn)生一個火焰中心，成為熱量與化學活性粒子集中源。如果預混氣體從管口噴發(fā)出就形成動力燃燒，若流速大于燃燒速度，則在管口形成穩(wěn)定的燃燒火焰，由于燃燒充分，燃燒速度快，燃燒區(qū)呈高溫的白熾狀態(tài)，例如氣燈的燃燒是如此。若可燃混合氣體在管口的流速小于燃燒速度，則會發(fā)生“回火”，就是燃燒向管道內(nèi)部移動的現(xiàn)象。制氣系統(tǒng)檢修前不進行置換就燒焊，或者燃氣系統(tǒng)開車前不進行吹掃就點火，用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負壓“回火”，或者漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時往往形成動力燃燒，有可能造成設備損壞和人員傷亡。最常見的回火現(xiàn)象發(fā)生在氧—乙炔焰切割或者焊接的時候，雖然乙炔管道里流動的是純粹的乙炔氣體，在焊炬點火以后，由于操作不當，壓力比較大的氧氣進入乙炔管道，燃燒就在乙炔管道里進行，迅速發(fā)展到乙炔氣瓶，如果乙炔氣瓶的回火閥失效，就會發(fā)生乙炔氣瓶爆炸。這一種回火不屬于預混燃燒，它是氧氣向乙炔氣體內(nèi)擴散的燃燒。這種回火也屬于一種動力燃燒，因為兩種氣體在管道里都是流動的，燃燒點在乙炔管道里迅速向乙炔瓶方向移動。</p><p class="ql-block">2.液體燃燒</p><p class="ql-block">可燃液體在燃燒過程中并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時，蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解氧化，達到燃點而燃燒。因此液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速度高低，與液體的蒸氣氣壓、閃點、沸點和蒸發(fā)速率等性質(zhì)密切相關。</p><p class="ql-block">像電解液等烴類可燃液體燃燒時產(chǎn)生橘紅色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。酒精等醇類燃燒時通常產(chǎn)生透明的藍色火焰，幾乎不產(chǎn)生煙霧，在比較明亮的環(huán)境甚至看不到燃燒發(fā)生，溫度可達到800℃。某些醚類燃燒時，液體表面伴有明顯的沸騰狀。這些物質(zhì)的火災較難撲滅，而且酒精火災撲滅的方式與其他可燃液體火災的撲滅方式不同，所以酒精不能與其他可燃液體同庫存放。</p><p class="ql-block">閃燃是液體燃燒的一種特有的現(xiàn)象。易燃或可燃液體（包括可溶化的少量固體，如石蠟、樟腦、萘等）在較低的溫度揮發(fā)出來的蒸氣分子與空氣混合之后，達到一定的濃度時，遇到引火源著火，一閃即滅（持續(xù)時間小于5秒）。發(fā)生的原因是易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度比較慢，蒸發(fā)出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，來不及補充新的蒸氣以維持穩(wěn)定的燃燒，因而一閃就滅了。但是閃燃卻是引起火災事故的先兆之一，閃點則是易燃、可燃液體表面產(chǎn)生閃燃的最低溫度。</p><p class="ql-block">3.固體燃燒</p><p class="ql-block">根據(jù)可燃固體的燃燒方式和燃燒特性，分為五大類，大的方面可分為氣相燃燒和固相燃燒。</p><p class="ql-block">（1）蒸發(fā)燃燒。硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體在受到火源加熱時，先熔融蒸發(fā)，隨后蒸氣與氧氣發(fā)生燃燒反應。這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，不經(jīng)過熔融過程，直接升華為氣體燃燒，這種現(xiàn)象也可看作一種蒸發(fā)燃燒。物質(zhì)先變成氣體，然后才能燃燒的現(xiàn)象叫做氣相燃燒。最常見的就是點蠟燭，沒有燭芯，蠟燭是很難點燃的。點蠟燭時，先由比較細小的燭芯上面的蠟變成蒸氣開始燃燒，其熱量把下面的蠟燭變成液體，沿著燭芯蒸發(fā)，蠟燭就能一直燃燒下去。吹滅蠟燭時，可以看到蠟的蒸氣在飄蕩。</p><p class="ql-block">（2）表面燃燒。如木炭、焦炭、鐵、銅等可燃固體的燃燒反應是在其表面由氧和可燃物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱作為表面燃燒。這是一種沒有火焰的燃燒，所以又稱為固相燃燒。有時候木炭和焦炭燃燒時也會產(chǎn)生煙氣，這是因為木材和煤炭在炭化過程中揮發(fā)物沒有完全揮發(fā)的原因，殘留的揮發(fā)物燃燒不充分就形成煙氣。</p><p class="ql-block">（3）分解燃燒。木材、煤、合成塑料、鈣塑材料等，在受到火源加熱時，先發(fā)生熱分解，然后分解出的可燃揮發(fā)成分與氧發(fā)生燃燒反應，這種形式的燃燒稱為分解燃燒，也是氣相燃燒的一種。</p><p class="ql-block">（4）熏煙燃燒（陰燃）。只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象就是熏煙燃燒，又稱為陰燃。發(fā)生陰燃的原因就是可燃固體從外界加熱溫度低、或者空氣不流通得不到充足的氧氣、分解出的可燃揮發(fā)成分較少或者逸散較快、或者濕度較大。比如在農(nóng)村為了取得制硝的草木灰，就不能把蓬蒿草曬得太干，點燃以后還要用比較濕的草蓋在上面，只冒煙不冒火。如果冒火了，草就被完全燒成灰了。對于火災來講，陰燃是很危險的，尤其在的初起階段，容易被人們忽視，沒有及時采取滅火措施，終于釀成大火。</p><p class="ql-block">（5）動力燃燒（爆炸）。動力燃燒是可燃固體或其分解析出的可燃揮發(fā)成分遇火源所發(fā)生的爆炸式燃燒。當可燃固體遇到加熱源產(chǎn)生可燃性揮發(fā)成分，這些可燃性揮發(fā)成分一般是氣體?？扇細怏w集聚在一個空間，沒有遇到明火，沒有及時燃燒，或者雖有燃燒，但是空間又比較密閉，空氣不流通，可燃氣體得不到充分的氧氣，不能充分燃燒。當遇到充分的氧氣，又有適當?shù)狞c火源，就形成了預混燃燒，也就是爆炸。常見的例子有賽璐璐能夠分解出一氧化碳、聚氨酯塑料泡沫能夠析出氰化氫，這些物質(zhì)在大量堆積而受熱時就會產(chǎn)生動力燃燒。粉塵爆炸也是一種預混燃燒，也屬于動力燃燒?？偨Y(jié)一下，各種狀態(tài)物質(zhì)的燃燒過程如圖8.2所示。</p> <p class="ql-block">國家能源局標準《易燃液體、氣體和蒸氣的分類及化工生產(chǎn)區(qū)域中電氣安裝危險區(qū)的劃分》（SY/T6519-2017）對可燃液體和易燃液體的劃分標準規(guī)定：</p><p class="ql-block">閃點高于或者等于37.8℃（100℉）的液體屬于可燃液體?？杉毞譃椋?lt;/p><p class="ql-block">Ⅱ級液體：閃點高于或者等于37.8℃（100℉），同時低于60℃（140℉）；</p><p class="ql-block">ⅢA級液體：閃點高于60℃（140℉），同時低于93.4℃（200℉）；</p><p class="ql-block">ⅢB級液體：閃點高于93.4℃（200℉）。</p><p class="ql-block">關于易燃液體的判定標準是閉杯閃點低于37.8℃（100℉）的液體。按照火災危險性分為Ⅰ類、ⅠA類、ⅠB類和ⅠC類：</p><p class="ql-block">Ⅰ類液體：是指閉杯閃點低于37.8℃（100℉）且蒸氣壓力在37.8℃（100℉）時不超過0.276MPa(2068.6mmHg) ［40psi(絕壓)］的液體；</p><p class="ql-block">ⅠA類液體：是指閉杯閃點低于22.8℃（73℉）且沸點低于37.8℃（100℉）的液體；</p><p class="ql-block">ⅠB類液體：是指閉杯閃點低于22.8℃（73℉）且沸點大于或等于37.8℃（100℉）的液體；</p><p class="ql-block">ⅠC類液體：是指閉杯閃點高于或等于22.8℃（73℉）但低于37.8℃（100℉）的液體。</p>