2019年中級注冊安全工程師答疑:火災和爆炸的類型及特點?
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問題：火災和爆炸的類型及特點?
答疑：
生產加工和儲存運輸過程中發(fā)生的火災和爆炸災害是多種多樣的，為了便于探討防火和滅火的有效對策，需要對火災和爆炸災害進行分類。在此火災是指那些火焰?zhèn)鞑ニ俣?或燃燒速度)較慢的燃燒型火災，爆炸則包括火焰?zhèn)鞑ニ俣群芸斓幕瘜W性爆炸和某些物理性爆炸。在火場上，火災有時會引起爆炸，爆炸有時會引起火災?；馂暮捅纱笾路殖捎牲c火源直接點燃而引起的和不需要點火源直接點燃而引起的兩種情況?；馂暮捅愋蛣澐忠姳?(略)。
火源型、蓄熱型火災和爆炸的特點是發(fā)生了燃燒、分解等反應的化學變化過程，而潛熱型蒸氣爆炸特點是發(fā)生了液相向氣相急劇相變而急劇升高壓力的物理變化過程，亦即發(fā)生了物理性爆炸。發(fā)生潛熱型蒸氣爆炸的物質若為不燃氣體，爆炸后則可能造成設備損壞或人員傷亡，一般不會進一步造成火災;若為可燃氣體，爆炸后則可能被點火源點燃，從而發(fā)生化學性爆炸或造成大范圍的火災。下面簡述上表列出的六類火災和爆炸現象。
(一)?泄漏類火災和爆炸
指處理、儲存或輸送可燃物質的容器、機械或其它設備，因某種原因發(fā)生破裂而使可燃氣體、蒸氣、粉塵泄漏到大氣中(或外界空氣吸入負壓設備內)，達到爆炸濃度極限時遇點火源所發(fā)生的火災和化學性爆炸。在泄漏口處及地面上泄漏的液體或粉塵往往只發(fā)生火災。
(二)?燃燒類火災和爆炸?
指可燃物質，在某種火源作用下，發(fā)生燃燒、分解等化學反應，而導致的火災和化學性爆炸。在敞開式或半敞開式空間中，一般的可燃物質燃燒后產生的氣體和壓力能夠向大氣中釋放，所以不會發(fā)生爆炸，而只發(fā)生火災。在密閉容器中，可燃物質被點火源點燃后發(fā)生燃燒或分解等反應，產生的大量氣體，在反應熱的作用下體積急劇膨脹，從而使容器內的壓力迅速升高，當超過容器的耐壓極限強度時，則會使容器破裂發(fā)生爆炸。在較為密閉的建筑物內，如充滿可燃氣體、蒸氣或懸浮著可燃粉塵，若達到爆炸濃度極限范圍，遇點火源也會發(fā)生這種燃燒類化學性爆炸。某些易分解氣體和火、炸藥等爆炸性物質，在開放空間中或密閉容器內，被點火源點燃后都會發(fā)生這種燃燒類化學性爆炸。另外，輸送高壓氧氣的鐵制管路和閥門在一定條件下與氧化合，會發(fā)生劇烈燃燒，導致此類火災和爆炸。
(三)自燃類火災與爆炸
指某些物質由于發(fā)生放熱反應、積蓄反應熱量引起自行燃燒而導致的火災和化學性爆炸。通常，在敞開式或半敞開式的容器或空間發(fā)生的自燃，大多會導致火災;在密閉容器或空間發(fā)生的自燃，因反應壓力急劇上升則容易使容器破裂，造成爆炸。能發(fā)生這種自燃類火災和爆炸的物質及其自燃特點大致包括：
1、黃磷、烷基鋁、磷化氫、硫化鐵、煤、含油脂物品(桐油漆布、種籽餅等)、橡膠粉末等，在空氣中發(fā)生氧化放熱自燃;
2、硝化棉、硝化纖維膠片等，在空氣發(fā)生分解放熱自燃;
3、還原鎳、還原鐵、活性炭等，在空氣中發(fā)生吸附放熱自燃;
4、稻草、原棉、鋸木屑等，在潮濕條件下發(fā)生發(fā)酵放熱自燃;
5、金屬鈉、氫化鈉、電石(碳化鈣)、鋅粉、鎂鋁粉、放射性物質鈾等，遇水或在潮濕空氣中發(fā)生水解放熱自燃;
6、可燃物與強氧化劑(如甘油與高錳酸鉀)發(fā)生混和接觸氧化放熱自燃等。
(四)反應失控類爆炸
指某些物質在化學反應容器內進行放熱反應，當反應熱量沒有按工藝要求及時移出反應體系外時，使容器內溫度和壓力急劇上升，容器超壓后破裂，導致物料從破裂處噴出或容器發(fā)生爆炸。這類爆炸可認為是物理性爆炸，但是當物料的溫度超過其自燃點時，則會在容器破裂或爆炸后，發(fā)生燃燒反應，瞬間變成化學性爆炸。發(fā)生這類爆炸的化學反應大致有聚合反應、氧化反應、酯化反應、硝化反應、氯化反應、分解反應等。
(五)傳熱類蒸氣爆炸
指低溫液體與高溫物體接觸時，高溫物體的熱量使低溫液體瞬間由液相轉變?yōu)闅庀喽l(fā)生的爆炸。這類爆炸主要有水接觸高溫物體(如鐵水、熾熱鐵塊、高溫爐等)發(fā)生的水蒸汽爆炸。常溫的水全部變成水蒸氣會使體積膨脹1700倍以上，這種急劇的膨脹會對人員或設備等造成傷亡或破壞。另外，當液態(tài)甲烷倒入液態(tài)丁烷、液態(tài)丙烷倒入液氮、液態(tài)丙烷倒入約70℃的水中時，也會發(fā)生這種傳熱類蒸氣爆炸。傳熱類蒸氣爆炸屬于物理性爆炸，一般不會造成火災。但液態(tài)甲烷、丙烷等可燃氣體發(fā)生的蒸氣爆炸，與空氣形成爆炸性混合氣體，則有發(fā)生化學性爆炸及發(fā)生火災的危險;水蒸氣爆炸可能損壞機械設備、電氣設備等，間接引起火災。
(六)?破壞平衡類蒸氣爆炸
指較高壓力的密閉容器中盛有高于常壓蒸氣壓的液體，當容器氣相部分的容器殼體因材質劣化、碰撞等原因出現裂縫時，容器內液體急劇從裂縫中噴出，容器內的壓力急劇下降，從而破壞了氣—液平衡狀態(tài)，變成不穩(wěn)定的過熱狀態(tài)，液體立即沸騰，體積急劇膨脹，壓力劇增，使容器裂縫擴大或破裂成碎片，容器內液體大量噴出，液體由液相瞬間變成氣相、呈現的蒸氣爆炸現象。這種破壞平衡類蒸氣爆炸屬于物理性爆炸。但是，若容器內的液體是可燃性液體時，噴出的液體變成蒸氣后，與空氣形成爆炸性混合氣體，遇點火源便會發(fā)生化學性爆炸或大面積火災。常溫的液化石油氣火車槽車、汽車槽車因撞車、脫軌等原因會發(fā)生這類蒸氣爆炸。在火場上受到烘烤加熱的易燃、可燃液體貯罐以及有較高壓力的液體貯罐或反應器等，若容器上因某種原因有裂縫存在，也會發(fā)生這種破壞平衡類蒸氣爆炸。
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