木材、纺织品、聚丙烯腈尼龙、聚氨脂等物质燃烧时分解出的氰化氢(HCN) 纺织物燃烧时产生二氧化氮 (NO2)和其他氮的氧化物 由木材、丝织品、尼龙以及三聚氰胺燃烧产生的氨气(NH3) PVC电绝缘材料,其他含氯高分子材料及阻燃处理物热分解产生的氯化氢(HCl) 氟化树脂类或薄膜类以及某些含溴阻燃材料热分解产生的含卤酸气体 含硫化合物及含硫物质燃烧分解产生的二氧化硫(SO2) 由聚烯烃和纤维素低温热解(400℃)产生的丙醛 一种迅速致死、窒息性的毒物 肺的强刺激剂,能引起即刻死亡及滞后性伤害 强刺激性,对眼、鼻有强烈刺激作用 350 >200 >1000 呼吸刺激剂,吸附于微粒上的HCl的>500,气体或微粒潜在危险性较之等量的HCl气体要大 存在时 HF≈400 COF2≈100 HBr>500 >500 30~100 呼吸刺激剂 强刺激剂,在远低于致死浓度下即使人难以忍受 潜在的呼吸刺激剂 一氧化碳是火灾中致死的主要燃烧产物之一,其毒性在于对血液中血红蛋白的高亲和性,其对血红蛋白的亲和力比氧气高出250倍,因而,它能够阻碍人体血液中氧气的输送,引起头痛、虚脱、神志不清等症状和肌肉调节障碍
第二章 火灾基础知识
第一节 火灾的定义、分类与危害
一、火灾的定义
根据国家标准《消防基本术语(第一部分)》 GB5907,火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
二、火灾的分类
根据不同的需要,火灾可以按不同的方式进行分类。 (一)按照燃烧对象的性质分类
按照国家标准《火灾分类》 GB/T4968-2008的规定,火灾分为A、B、C、D、E、F六类。
A.类火灾:固体物质火灾。这种物质通常具有有机物性质,一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。
B.类火灾:液体或可熔化固体物质火灾。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。
C.类火灾:气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、氢气、乙炔等。 D.类火灾:金属火灾。如钾、钠、镁、钛、锆、锂等。
E.类火灾:带电火灾。物体带电燃烧的火灾。如变压器等设备的电气火灾等。 F.类火灾:烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。 (二)按照火灾事故所造成的灾害损失程度分类
依据国务院2007年4月6日颁布的《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院令493号)中规定的生产安全事故等级标准,消防部门将火灾分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火灾四个等级。
①特别重大火灾:是指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤,或者1亿元以上直接财产损失的火灾;
②重大火灾:是指造成10人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾;
③较大火灾:是指造成3人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾;
④一般火灾:是指造成3人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接财产损失的火灾。
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注:“以上”包括本数,“以下”不包括本数。
第二节 火灾发生的常见原因
一、电气
电气原因引起的火灾在我国火灾中居于首位,据有关资料显示,2012年,全国因电气原因引起的火灾占火灾总数的32.2%。
二、吸烟
2012年,全国因吸烟引发的火灾占到了总数的6.2%。 三、生活用火不慎
2012年,全国因生活用火不慎引发的火灾占到了总数的17.9%。 四、生产作业不慎 五、设备故障 六、玩火 七、放火 八、雷击
第三节 建筑火灾蔓延的机理与途径
一、建筑火灾蔓延的机理 (一)热传导 (二)热对流 (三)热辐射
二、建筑火灾的烟气蔓延
三、建筑火灾发展的几个阶段
图1-2-1 建筑室内火灾温度-时间曲线
第四节 灭火的基本原理与方法
一、冷却
可燃物一旦达到着火点,即会燃烧或持续燃烧。将可燃物的温度降到一定温度以下,燃烧即会
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停止。
二、隔离
将可燃物与氧气、火焰隔离,就可以中止燃烧、扑灭火灾。
三、窒息
可燃物的燃烧是氧化作用,需要在最低氧浓度以上才能进行,低于最低氧浓度,燃烧不能进行,火灾即被扑灭。一般氧浓度低于15%时,就不能维持燃烧。在着火场所内,可以通过灌注不燃气体,如二氧化碳、氮气、蒸汽等,来降低空间的氧浓度,从而达到窒息灭火。此外,水喷雾灭火系统实施动作时,喷出的水滴吸收热气流热量而转化成蒸汽,当空气中水蒸汽浓度达到35%时,燃烧即停止,这也是窒息灭火的应用。
四、化学抑制
化学抑制灭火的灭火剂常见的有干粉和卤代烷(已淘汰)。化学抑制法灭火,灭火速度快,使用得当可有效地扑灭初期火灾,减少人员和财产的损失。
第三章 爆炸基础知识
第一节 爆炸的概念及分类
爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象。 一、爆炸的定义
由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象,称为爆炸。
二、爆炸的分类 (一)物理爆炸
物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸。物理爆炸的特点是前后物质的化学成分均不改变。
(二)化学爆炸
化学爆炸是指由于物质急剧氧化或分解产生温度、压力增加或两者同时增加而形成的爆炸现象。化学爆炸前后,物质的化学成分和性质均发生了根本的变化。
1.炸药爆炸 2.可燃气体爆炸 3.可燃粉尘爆炸
(3)影响粉尘爆炸的因素。各类可燃性粉尘因其燃烧热的高低、氧化速度的快慢、带电的难易、含挥发物的多少而具有不同的燃烧爆炸特性。但从总体看,粉尘爆炸受下列条件制约:
①颗粒的尺寸。颗粒越细小其比表面积越大,氧吸附也越多,在空中悬浮时间越长,爆炸危险性越大;
②粉尘浓度。粉尘爆炸与可燃气体、蒸气一样,也有一定的浓度极限,即也存在粉尘爆炸的上、下限,单位用g/m3表示。粉尘的爆炸上限值很大,例如糖粉的爆炸上限为13500g/m3,如此高的悬浮粉尘浓度只有沉积粉尘受冲击波作用才能形成;
③空气的含水量。空气中含水量越高,粉尘的最小引爆能量越高; ④含氧量。随着含氧量的增加,爆炸浓度极限范围扩大;
⑤可燃气体含量。有粉尘的环境中存在可燃气体时,会大大增加粉尘爆炸的危险性。
第二节 爆炸极限
一、爆炸浓度极限
可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合后,遇火源会发生爆炸的最高或最低的浓度范围,称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限。能引起爆炸的最高浓度称爆炸上限,能引起爆炸的最低浓度称爆炸下限,上限和下限之间的间隔称爆炸范围。可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合后形成的混合物遇火源不一定都能发生爆炸,只有其浓度处在爆炸极限范围内,才发生爆炸。浓度高于上限,助燃物数量太少,不会发生爆炸,也不会燃烧;浓度低于下限,可燃物的数量不够,也不会发生爆炸或燃烧。但是,若浓度高于上限的混合物离开密闭的空间或混合物遇到新鲜空气,遇火源则有发生燃烧或爆炸的危险。
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(一)气体和液体的爆炸(浓度)极限
气体和液体的爆炸极限通常用体积百分比%表示。不同的物质由于其理化性质不同,其爆炸极限也不同;即使是同一种物质,在不同的外界条件下,其爆炸极限也不同。如在氧气中的爆炸极限要比在空气中的爆炸极限范围宽,下限会降低。部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限如表1-3-1所示。
表1-3-1 部分可燃气体和蒸气的爆炸极限 物质名称 氢气 乙炔 甲烷 乙烷 丙烷 乙烯 丙烯 氨 环丙烷 一氧化碳 乙醚 丁烷 二乙烯醚 在空气中(%) 下限 4.0 2.5 5.0 3.0 2.1 2.75 2.0 15.0 2.4 12.5 1.9 1.5 1.7 上限 75.0 82.0 15.0 12.45 9.5 34.0 11.0 28.0 10.4 74.0 40.0 8.5 27.0 在氧气中(%) 下限 4.7 2.8 5.4 3.0 2.3 3.0 2.1 13.5 2.5 15.5 2.1 1.8 1.85 上限 94.0 93.0 60.0 66.0 55.0 80.0 53.0 79.0 63.0 94.0 82.0 49.0 85.5 除助燃物条件外,对于同种可燃气体,其爆炸极限还受以下几方面影响。 (1)火源能量的影响。引燃混气的火源能量越大,可燃混气的爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大。
(2)初始压力的影响。混气初始压力增加,爆炸范围增大,爆炸危险性增加。值得注意的是,干燥的一氧化碳和空气的混合气体,压力上升,其爆炸极限范围缩小。
(3)初温对爆炸极限的影响。混气初温越高,混气的爆炸极限范围越宽,爆炸危险性越大。 (4)惰性气体的影响。可燃混气中加入惰性气体,会使爆炸极限范围变宽,一般上限降低,下限变化比较复杂。当加入的惰性气体超过一定量以后,任何比例的混气均不能发送爆炸。
(二)可燃粉尘的爆炸(浓度)极限
粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m3)表示。可燃粉尘爆炸浓度上限,因为太大,以致在多数场合都不会达到,所以没有实际意义,通常只应用粉尘的爆炸下限。表1-3-2列出了部分粉尘的爆炸下限。
三、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,也是选择电气防爆型式的依据:生产、储存爆炸下限<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≥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
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性气体稀释和保护。
第三节 爆炸危险源
一、引起爆炸的直接原因 (一)物料原因 (二)作业行为原因 (三)生产设备原因 (四)生产工艺原因 二、常见爆炸点火源
表1-3-4 常见引发爆炸的点火源 火源类别 机械火源 热火源 电火源 化学火源 火源举例 撞击、摩擦 高温热表面、日光照射并聚焦 电火花、静电火花、雷电 明火、化学反应热、发热自燃 三、最小点火能量
所谓最小点火能量,是指每一种气体爆炸混合物,都有起爆的最小点火能量,低于该能量,混合物就不爆炸,目前都采用mJ作为最小点火能量的单位。表1-3-5中列出部分可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能量。
表1-3-5 部分可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能量 物质名称 乙烷 丙烷 甲烷 庚烷 乙炔 乙烯 丙炔 丙烯 丁二烯 氯丙烷 甲醇 异丙醇 乙醛 最小点火能量(mJ) 0.285 0.305 0.47 0.70 0.02 0.096 0.152 0.282 0.175 1.08 0.215 0.65 0.325 物质名称 丁酮 丙酮 乙酸乙酯 甲醚 乙醚 异丙醚 三乙胺 乙胺 呋喃 苯 环氧乙烷 二硫化碳 氢 最小点火能量(mJ) 0.68 1.15 1.42 0.33 0.49 1.14 0.75 2.4 0.225 0.55 0.087 0.015 0.02
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