防火防爆安全技術(shù),是一門為了防止火災和爆炸事故的綜合性技術(shù),涉及多種工程技術(shù)學科,范圍廣泛,技術(shù)復雜。火災和爆炸是安全生產(chǎn)的大敵,一旦發(fā)生,極易造成人員的重大傷亡和財產(chǎn)損失。所以,必須貫徹“以防為主,以消為輔”的消防工作方針,嚴格控制和管理各種危險物及發(fā)火源,消除危險因素,將火災和爆炸危險控制在最小范圍內(nèi);發(fā)生火災事故后,作業(yè)人員能迅速撤離險區(qū),安全疏散,同時要及時有效地將火災撲滅,防止蔓延和發(fā)生災害。
一、燃點、自燃點和閃點
火災和爆炸的形成,與可燃物的燃點、自然點和閃點密切有關(guān)。了解這方面的知識,有助于防止發(fā)生火災和爆炸。
(一)燃點。燃點是可燃物質(zhì)受熱發(fā)生自燃的最低溫度。達到這一溫度,可燃物質(zhì)與空氣接觸,不需要明火的作用,就能自行燃燒。
(二)自燃點。物質(zhì)的自燃點越低,發(fā)生起火的危險性越大。但是,物質(zhì)的自燃點不是固定的,而是隨著壓力、溫度和散熱等條件的不同有相應的改變。例如,汽油的自燃點在0.1兆帕(1公斤力/平方厘米)下為480,在1兆帕(25公斤力/平方厘米)下為250。一般壓力愈高,自燃點愈低??扇細怏w在壓縮機中之所以較容易爆炸,原因之一就是因壓力升高后自燃點降低了。
(三)閃點。閃點是易燃與可燃液體揮發(fā)出的蒸氣與空氣形成混合物后,遇火源發(fā)生內(nèi)燃的最低溫度。
閃燃通常發(fā)生藍色的火花,而且一閃即滅。這是因為,易燃和可燃液體在閃點時蒸發(fā)速度緩慢,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,不能繼續(xù)燃燒。從消防觀點來說,閃燃就是火災的先兆,在防火規(guī)范中有關(guān)物質(zhì)的危險等級劃分,就是以閃點為準的。
二、燃燒和爆炸
要有效防止火災和爆炸的發(fā)生,正確掌握防火防爆技術(shù),需要了解形成燃燒和爆炸的基本原理。
(一)燃燒。燃燒是可燃物質(zhì)與空氣或氧化劑發(fā)生化學反應而產(chǎn)生放熱、發(fā)光的現(xiàn)象。在生產(chǎn)和生活中,凡是產(chǎn)生超出有效范圍的違背人們意志的燃燒,即為火災。燃燒必須同時具備以下三個基本條件。
1.凡是與空氣中氧或其他氧化劑發(fā)生劇烈反應的物質(zhì),都稱為可燃物。如木材、紙張、金屬鎂、金屬鈉、汽油、酒精、氫氣、乙炔和液化石油等。
2.助燃物。凡是能幫助和支持燃燒的物質(zhì),都稱為助燃物。如氧化氯酸鉀、高錳酸鉀、過氧化鈉等氧化劑。由于空氣中含有21%左右的氧,所以可燃物質(zhì)燃燒能夠在空氣中持續(xù)進行。
3.火源。凡能引起可燃物質(zhì)燃燒的熱能源,都稱為火源。如明火、電火花、聚焦的日光、高溫灼熱體,以及化學能和機械沖擊能等。
防止以上三個條件同時存在,避免其相互作用,是防火技術(shù)的基本要求。
(二)爆炸。物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成為另一種狀態(tài),并在極短的時間內(nèi)以機械功的形式放出巨大的能量,或者是氣體在極短的時間內(nèi)發(fā)生劇烈膨脹,壓力迅速下降到常溫的現(xiàn)象,都稱為爆炸。爆炸可分為化學性爆炸和物理性爆炸兩種。
1.化學性爆炸。物質(zhì)由于發(fā)生化學反應,產(chǎn)生出大量氣體和熱量而形成的爆炸。這種爆炸能夠直接造成火災。根據(jù)其化學反應又可以分為以下三種類型:
(1)簡單爆炸。例如爆炸物乙炔銅和乙炔銀等受到輕微振動發(fā)生的爆炸。
(2)復雜分解爆炸。屬于這類爆炸物有炸藥、苦味酸、硝化棉和硝化甘油等。
(3)爆炸性混合性爆炸。這里指可燃氣體、蒸氣或粉塵與空氣(或氧氣)按一定比例均勻混合,達到一定的濃度,形成爆炸性混合物時遇到火源而發(fā)生的爆炸。
2.物理性爆炸。通常指鍋爐、壓力容器或氣瓶內(nèi)的物質(zhì)由于受熱、碰撞等因素,使氣體膨脹,壓力急劇升高,超過了設備所能承受的機械強度而發(fā)生的爆炸。
(三)爆炸極限??扇細怏w、蒸氣和粉塵與空氣(或氧氣)的混合物,在一定的濃度范圍內(nèi)能發(fā)生爆炸。爆炸性混合物能夠發(fā)生爆炸的最低濃度,稱為爆炸下限;能夠發(fā)生爆炸的最高濃度,稱為爆炸上限。爆炸下限和爆炸上限之間的范圍,稱為爆炸極限??扇細怏w或蒸氣的爆炸極限,通常以其在混合物中百分比來表示;可燃粉塵的爆炸極限,以其在混合物中的體積重量比(克/立方米)表示。例如,乙炔和空氣混合的爆炸極限為(2.2-81%,鋁粉法的爆炸下限為35克/立方米。顯然,可燃物質(zhì)的爆炸下限越低,爆炸極限范圍越寬,則爆炸的危險性越大。影響爆炸極限的因素很多。爆炸性混合物的溫度越高,壓力越大,含氧量越高,以及火源能量超大等,都會使爆炸極限范圍擴大。幾種可燃氣體分別與空氣、氧氣混合的爆炸極限。可燃氣體與氧氣混合的爆炸范圍都比與空氣混合的爆炸范圍寬。因而更具有爆炸的危險性。