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防火防爆及壓力容器安全講座

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防火防爆及壓力容器安全講座
講座人：新疆大學化學化工學院
鄭維智 （教授、高級工程師）
（自治區(qū)安全專家、注冊安全工程師）
電話：0991—4537527（宅）
手機：13579937346
第一部分：防火防爆
一：燃燒：是一種復雜的物理化學過程。燃燒過程具有發(fā)光，發(fā)熱，生成新物質的 三個特征。
燃燒必要條件
（1）可燃物質火源作用下能被點燃且當點火源移去后能繼續(xù)燃燒直至燃盡的物質。
（2）助燃物質：凡具有較強的氧化能力，能與可燃物資發(fā)生化學反應，并引起燃燒的物資。
如：空氣，氧氣，氯氣。
（3）點火源：凡能引起可燃物資燃燒的能源。
如：明火，電火花。
   燃燒充分條件：
            （1）一定的可燃物濃度。
            （2）一定的含氧量。
            （3）一定的著火源能量。
            （4） 相互作用。
     可見燃燒要進行三者要同時具備，而且要有正確的比例和合適的狀態(tài)下才能發(fā)生燃燒或爆炸。
   物質的分類: 
       1、 可燃物質 
         （1）氣態(tài) ；（2）液態(tài)； （3）固態(tài)；
        2、難燃物質 
        3、不可燃物質
二：火災及其分類
   1、 火災的概念：
           廣義上說，火災的定義是：凡是超出有效范圍的燃燒均屬于火災。
           狹義上說，火災的定義是：凡失去控制并對財產和人身造成損害的燃燒現象都為火災。
    2、 火災的分類：
         按一次火災事故造成的人員傷亡，受災戶數和財產直接損失金額，火災劃分為三類：
      （1）特大火災；（2）重大火災；（3）一般火災；
 
 3、 火災原因分類：
（1）  放火
（2）  違反電氣安裝安全規(guī)定；
 （3）  違反電氣使用安全規(guī)定；
 （4）  違反安全操作規(guī)程；
 （5）  吸煙；  
 （6）  生活用火不慎；
 （7）  玩火； 
 （8）  自燃；
 （9）  自然原因； 
 （10）其他原因及原因不明。
三： 防火技術的基本理論和應用
   
     1、防火技術的基本理論：防止燃燒三個基本條件同時存在或者避免它們的相互作用如在汽油庫里或操作乙炔發(fā)生器時，
于有空氣和可燃物存在，所以規(guī)定必須嚴禁煙火。

燃燒過程及形成:

固體
液體
氣體
融化蒸發(fā)
蒸發(fā)
氧
化
分
解
著火
燃燒

四：根據燃燒的起因不同可分為閃燃、著火和自燃三類。
  （1）閃燃和閃點
            閃燃：可燃液體的蒸氣（也包括可升華固體的蒸氣）與空氣混合后，遇到明火而引起瞬間（延續(xù)時間少于5S）燃燒叫閃燃。
            閃點：液體能發(fā)生閃燃的最低溫度，稱為該液體的閃點。
    閃燃是著火先兆，可燃液體的閃點越低，越易著火，火災危害性越大。
        如：苯的燃點是-110C；  乙醇為120C；
               汽油-580C   100C；   原油為-350C；  甲苯40C。
  （2）著火和燃點
            著火：可燃物在有足夠助燃物（充分空氣、氧）的情況下，有點火源作用引起的持續(xù)燃燒現象叫著火。
   
             燃點：使可燃物發(fā)生持續(xù)燃燒的最低溫度,稱為燃點或著火點.燃點越低,越容易著火。
     如：木材的著火點為2950C ；
             紙張的著火點為1300C 。
  閃點與燃點的區(qū)別：
          燃點燃燒不僅是蒸氣，而且還有液體。閃點時移去火源后，閃燃即熄滅，而在燃點時則能繼續(xù)燃燒。
    可見液體的燃點都高于閃點
  結論：控制可燃物的溫度在燃點以下是預防發(fā)生火災的有效措施之一。

（3）自燃與自然點
    自燃：可燃物受熱升溫而不需明火作用就能自行著火燃燒的現象.
    自燃點：可燃物發(fā)生自燃的最低溫度。
  如： 乙醇4220C；  苯5550C； 
       汽油2800C；  煤3200C；
 可見自燃點越低，則火災危險性越大。
    自燃的分類：分為①受熱自燃和②自熱自燃兩種。

五：燃燒產物

1.燃燒產物的組成：
.
    包括不能再燃燒的生成物，如：二氧化碳,二氧化硫,水蒸氣二氧化氮以及還能繼續(xù)燃燒的生成物如一氧化炭，未燃盡的酮類，醇類等兩大類以及硫化氫和一氧化氮等有毒或有刺激性的氣體和有害煙霧。
     2 . 燃燒產物對人體和火勢發(fā)展過程的影響
       （1）燃燒產物除水蒸氣外,其他產物大都對人體有害如
   一氧化炭，硫化氫，一氧化氮，二氧化氮，二氧化碳。
       （2）煙霧影響人們的視力,降低火場的能見度不易逃生。
       （3）高溫的燃燒產物發(fā)出強烈熱對流和熱輻射能引起其他可燃物的燃燒造成新的火源和危險及爆炸。
       （4）燃燒產物中的完全燃燒產物有阻燃作用，如火災發(fā)生在一密閉空間內，隨著火勢發(fā)展，空中氧氣逐漸減少，完全燃燒產物濃度升高，二氧化碳30%，燃燒停止。

六：防火技術措施的基本原則
    1.消除著火源。
      消除著火源的措施很多如安裝防爆燈具,禁止煙火,接地避雷，隔離和控溫等。
    2.控制可燃物。
    3.隔絕空氣。
    4.防止形成新的燃燒條件,阻止火災訪范圍擴大。
  綜上所述,一切防火措施都包括兩個方面:一是防止燃燒基本
條件產生；二是避免燃燒基本條件的相互作用。
七：滅火技術的基本理論和應用
     1.隔離法
     2.冷卻法
     3.窒息法
八：爆炸及其分類
      1.  爆炸：是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量的現象.
          爆炸的特征：
              內部特征：產生大量氣體和能量突然釋放,造成高溫高壓。
            外部特征：壓力急劇升高,產生沖擊波造成破壞發(fā)出巨大聲響。
   如：氧氣與乙炔混合發(fā)生爆炸，0.01秒完成化學反應。
                   2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q   
    2.  爆炸的分類
        按照爆炸能量來源的不同分為三類
       （1）物理爆炸其特點，爆炸前后爆炸物質的性質及化學成分均不變。
      （2）化學性爆炸：物質在極短內完成化學反應，形成其他物質，同時產生大量氣體和能量的現象。
       化學性爆炸的特征:
        反應的高速度，大量氣體大量熱量如用來制造炸藥的硝化棉在爆炸時體積突然增大47萬倍，幾萬分之一秒內完成，釋放出大量的熱量。
      （3）核爆炸
     按照爆炸反應的相的不同，可分為以下三類：
           ①：氣相爆炸 ；②：液相爆炸；③：固相爆炸。
      按照爆炸的瞬時燃燒速度的不同,可分為以下三類：
           ①：輕爆；         ②：爆炸；        ③：爆轟；

2. 爆炸極限及影響因素
  （1）爆炸下限：
           在火源作用下可燃氣體（蒸氣粉塵）在空氣中恰足以使火焰蔓延（燃燒）的最低濃度。
  （2）爆炸上限：
            恰足以使火焰蔓延(燃燒)的最高濃度。
   爆炸上限與下限之間的濃度叫爆炸范圍。
   小于下限，大于上限，可燃物不著火，更不會爆炸。但含量在上限之上的混合物不能認為是安全的，因為一旦進空氣，濃度下降，就危險了。如：

天然氣        4.5%     13.5%；  乙炔      1.5%      82%；
   氫氣           4..0%     75.6%； 汽油      1.4%     7.6%；
   一氧化碳    12.5%     74 % ；  苯        1.2%     8.0%；
（3）影響因素：
          ①溫度,通常爆炸混合物溫度越高爆炸范圍越大，危險性越大。
          ②壓力，爆炸混合物壓力增大，爆炸上限增高危險性增大因而減壓有利于減小爆炸危險性。
          ③惰性介質及雜物,通常爆炸混合物中進入惰性介質，可縮小爆炸極限范圍。
          ④容器，容器直徑越小，火焰蔓延越難,，極限范圍越小。
          ⑤氧含量，混合物中含氧量增加，爆炸極限范圍擴大（尤其上限提高的更多）

可燃氣體在空氣中和純氧中爆炸極限范圍比較如下:
                               空氣                            純氧
    CH4                  5~15%                        5~61%
    C2H2               1.5~82%                     2.8~93%
    CO                 12~74.5%                   15.5~94%
    H2                     4~75%                        4~95%

⑥能源，能源的性質對爆炸極限范圍的影響是：能源強度越高，加熱面積越大，作用時間越長，則爆炸極限范圍越寬。

最小點火能量：
     乙炔 0.019mJ；甲醇 0.215mJ；甲烷  0.47mJ；

3. 爆炸的破壞作用
   ① 沖擊波；② 碎片沖擊；③ 振蕩作用；④ 造成二次事故。

九：防爆技術基本理論
     （1）可燃物質化學性爆炸的條件
       可燃物質化學性爆炸必須同時具備以下三個條件才能發(fā)生：
          第一，存在可燃物質，包括可燃氣體，蒸氣或粉塵。
          第二，可燃物質與空氣（或氧氣）混合并達到爆炸極限，形成爆炸性混合物。
          第三，爆炸性混合物在火源作用下。

（2）防爆技術基本理論及應用
       防爆技術基本理論：
            防止可燃物質化學性爆炸三個基本條件的同時存在。
      首先， 消除可燃物，通常采取防止可燃物跑、冒、滴、漏。
同時應保證廠房通風良好。
     其次， 為消除可燃物與空氣混合,采取正壓操作。
      再次，控制著火源。如 ：采用防爆電機電氣，靜電防護，
銅制工具，嚴禁明火，保護性接地（零）以及防雷措施等。
十：防火與防爆技術措施
     1. 火災發(fā)展過程與預防基本原則
       （1）火災發(fā)展過程的特點 
        當燃燒失去控制而發(fā)生火災時，將經歷下列發(fā)展階段： 
                 a  醞釀期  
                 b 發(fā)展期 
                 c  全盛期 
                 d  衰滅期
       （2）影響火災變化的因素：
                 a  可燃物的數量 
                 b 空氣流量 
                 c  蒸發(fā)潛熱

（3）預防火災的基本原則
                 a  嚴格控制火源
                 b  監(jiān)視醞釀期特征
                 c  采用耐火材料
                 d  阻止火焰的蔓延
                 e   限制火災可能發(fā)展的規(guī)模
                 g   組織訓練消防隊伍及配備相應的消防器材
     2. 爆炸發(fā)展過程與預防基本原則
       （1）爆炸發(fā)展過程的特點 
                 a  可燃物與空氣或氧氣相互擴散混合，形成爆炸性混合物。                
                b 爆炸性混合物遇著火源，爆炸開始。
                c 產生連鎖反應,爆炸范圍擴大，威力升級。                
             d 最后是完成化學反應，爆炸威力造成災害性破壞。
      （2）預防爆炸的基本原則    
               a 防止爆炸性混合物的形成。
               b 嚴格控制著火源。
               c 燃爆開始就及時泄出壓力。
               d 切斷爆炸傳播途徑。
               e  減弱爆炸壓力和沖擊波對人員，設備和建筑的損失。
               f  檢測報警。
     3. 火災與爆炸的預防技術措施
      （1）防止可燃可爆系統的形成。
                 a  用難燃或不燃物質代替可燃物質。
                 b  根據物質的危險特性采取措施。
                 c  密閉與通風措施。
                 d  惰性介質保護。
         （2）消除點火源（點火源）
              a 明火，如加熱（維修）用火的控制。
                b 高溫表面
                c 電器火花及電弧。
                d 靜電，靜電防護主要是設法消除或控制靜電的產生 
                   和積累的條件。
                e 摩擦與撞擊。
       （3）限制火災與爆炸蔓延擴散的措施。
              a 隔離，露天布置，遠距離操縱。
                           b 安全裝置。 如：
                              阻火裝置及防爆泄壓裝置。
    火災和爆炸事故特點：
         1.  嚴重性；
         2.  復雜性；
         3.  突發(fā)性。
    火災爆炸事故的一般原因：
         1.  人的因素 ；
         2.  設備的原因； 
         3.  物料的原因；
         4.  環(huán)境的原因；
         5.  管理的原因。

十、火災撲救
一、滅火的基本原理和方法
滅火的基本原理（1）抑制反應物接觸（2）減少反應物濃度（3）降低反應物溫度（4）初期火災。
滅火的基本方法有：1、窒息滅火法。2、冷卻滅火法。3、隔離滅火法。4、化學抑制滅火法。
二、滅火劑及其應用
（一）水（及水蒸氣）（1）滅火作用（2）滅火形式（3）注意事項。
水滅火劑的適用范圍較廣，除以下情況下，都可以考慮用水滅火。
（1）忌水性物質如輕金屬、電石等著火不能用水撲救。
（2）不溶于水而且密度小于水的易燃液體（如汽油、煤油等）著火不能用水撲救。但原油、重油可用霧狀水撲救。
（3）密集水流不能撲救帶電設備火災。
（4）不能用密集水流撲救儲存有大量濃硫酸、濃硝酸場所的火災。（5）高溫設備著火不宜用水撲救，因為這會使金屬機械強度受到影響。
（6）精密儀器設備、貴重文物檔案、圖書著火，不宜用水撲救。
（二）泡沫滅火劑
凡能與水混溶并可通過化學反應或機械方法產生泡沫滅火的滅火藥劑稱為泡沫滅火劑。
1、泡沫滅火劑分類：按照生成泡沫的機理，泡沫滅火劑可以分為化學泡沫滅火劑和空氣泡沫滅火劑兩大類。
按泡沫的發(fā)泡倍數可分為低倍數泡沫、中倍數泡沫和高倍數泡沫3類。
（三）二氧化碳及惰性氣體滅火劑
二氧化碳滅火劑在消防工作上有較廣泛的應用（1）特點（2）應用場合（3）注意事項。
（四）鹵代烷滅火劑
鹵代烷即碳氫化合物中氫原子完全地或部分地被鹵族元素取代而生成的化合物。主要用來撲救各種易燃液體火災。特點應用場合。
主要缺點是毒性較高。鹵代烷不能用來撲陰燃火災，因為此時會形成有毒的熱分解產物。鹵代烷也不能撲救輕金屬如鎂、鋁、鈉等的火災，因為它們能與這些輕金屬起化學反應且發(fā)生爆炸。
（五）干粉滅火劑。是比較新型的滅火劑。
1、分類（1）普通干粉滅火劑主要適用于撲救可燃流體、可燃氣體及帶電設備 和火災。（2）多用于干粉滅火劑。
2、有缺點及適用范圍。
三、滅火器和消防設施
（一）滅火裝置。滅火器是指在其壓力作用下將所裝填的滅火劑噴出以撲救初起的小型滅火器具。
1、滅火器的分類。（1）按充裝滅火劑的種類可以分為水型滅火器、空氣泡沫滅火器、干粉滅火器、鹵代烷滅火器、二氧化碳滅火器等。（2）按滅火器的重量及移動方式可以分為手提式滅火器、背負式滅火器、推車式滅火器等。（3）按加壓方式可以分為儲氣瓶式滅火器。儲壓式滅火器等。
2、滅火器型號。
3、適用范圍（1）水型滅火器（2）空氣泡沫滅火器（3）干粉滅火器（4）鹵代烷滅火器（5）7150滅火器。
4、常用滅火器的使用與保養(yǎng)。
5、滅火器的配置。設置滅火器總的要求是：根據場所可能發(fā)生火災的性質，選擇滅火器的種類并應保證足夠的數量；滅火器應放置在明顯、取用方便、又不易被損壞的地方；滅火器應注意使用期限，定期進行檢查，保證隨時啟用。
（二）消防給水設施。
四、危險化學品火災的撲救。
（一）概述。撲救危險化學品火災總的要求如下（1）上風點（2）防護措施（3）查明火災情況（4）選擇正確的滅火劑和滅火方法（5）制定應急預案，定期演練。
（二）壓縮或液化氣體火災的撲救要點。
（三）易燃液體火災的撲救要點。
（四）爆炸品火災爆炸的撲救要點。
（五）遇濕易燃物品火災的撲救要點。
（六）易燃固體、自燃物品火災的撲救要點。
（七）氧化劑和有機過氧化物火災的撲救要點。
（八）毒害品、腐蝕品火災的撲救要點。

第二部分：壓力容器安全
一 、壓力容器定義及特點
       壓力容器：
       （廣義）包括所有承受流體壓力的密閉容器。
       （狹義）是指受監(jiān)察的，同時具備以下三個條件的容器：
              1. 最高工作壓力大于等于0.1MPa（表壓）。
              2. 內直徑大于等于0.15m，且容積大于等于0.025m3。
              3. 介質為氣體，液化氣體或最高工作溫度大于等于標準沸點的液體。
    壓力容器特點：
                   1. 在工業(yè)生產中廣泛應用。
                  2. 容易發(fā)生事故危害性大同時操作工況復雜。
     二 、壓力容器的分類
         1. 按工作壓力分類
            （1）低壓容器（L）；（2）中壓容器（M）；
            （3）高壓容器（H）；（4）超高壓容器（U）。
         2. 按工藝用途分類
            （1）反應容器；           （2）換熱容器 ；
            （3）分離容器 ；          （4）儲存容器。
          3. 按安全的重要程度<危險（害）性>分類
            （1）一類容器 ；          （2）二類容器； 
            （3）三類容器。
    三、壓力容器的使用與安全管理

1. 壓力容器使用管理基礎工作 
        （1）選購與驗收； （2）安裝與調試；
        （3）技術檔案 ；    （4）使用登記；
        （5）統計報表。
        2.使用管理工作的內容與要求
        （1）機構人員；
        （2）貫徹有關法規(guī)標準及編制本單位安全規(guī)章制度及安全操作規(guī)程；
        （3）使用登記 ；
        （4）建檔，報檢；
        （5）編制定檢計劃并組織實施；
        （6）做好運行維修，安全附件檢驗； 
        （7）爆炸及重大事故報告制度。
         3. 使用管理制度 
         （1）各級崗位責任制； 
         （2）基礎工作管理制度；
         （3）使用過程中管理制度；
         （4）安全操作規(guī)程。
         4. 安全運行管理
         （1）投用準備；
         （2）運行中工藝參數控制；
         （3）安全操作的一般要求；
         （4）運行中的檢查；
         （5）停止運行。
     四、壓力容器安全狀況等級的劃分及含義
         壓力容器狀況劃分為五個等級
           ① 1級；② 2級；③ 3級；④ 4級；⑤ 5級。

五、壓力容器事故
   1.壓力容器事故分類
    （1）爆炸事故
    （2）重大事故
    （3）一般損害事故。
  2.壓力容器事故的結案工作
   3.壓力容器事故處理應遵循的原則

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