第一節火災爆炸事故機理

【燃燒與火災】

【燃燒與火災】1.定義（了解）f火災事故統計（觀注）

<2+1+1>2.過程和形式（☆）J過程（氣體、液體、固體）

2分第一層（☆）1遍（擴散、混合、蒸發、表面、分解）

盼

“1分”3.火災分類（/）第一層級（1分）

第一層級（☆）4.基本概念、參數（弓I、著、自燃點、燃點、閃點）

5.典型火災階段（了解）

6.燃燒機理■（活化能

（了解）

過氧化物

〔鏈的自由基

【爆炸】

.恒陽、?二z八*/能量（物理'化學'核爆炸）第二層級

【爆炸】1.AE乂'分類t反應相（氣、'液、固）（★）第一層級1分

焉;之2.破壞作用觀注）

吸3.可燃氣體｛慧⑶雪||1分

4.爆炸濃度極限（☆）第-層級（fH%隼二殿）

2分（會）5.朝塵（條件、醛、特點）°”又

6.燃燒令爆炸（了解）

一、燃燒與火災

（一）燃燒和火災的定義、條件

1.燃燒的定義：可燃物質與氧化劑作用發生的放熱反應。

［注］通常伴有火焰、發光和發煙的現象。

2.火災的定義

《消防詞匯第1部分：通用術語》GB/T5907.1：

將火災定義為在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。

《火災統計管理規定》公通字1996-82號明確了所有火災不論損害大小，都應列入火災統計范圍。

下列情況應列入火災統計范圍：（※）

（1）易燃易爆化學物品燃燒爆炸引起的火災。

（2）破壞性試驗中引起非實驗體的燃燒。

（3）機電設備內部故障導致燃燒或引起其他物件燃燒。

（4）車輛、船舶、飛機等交通工具的燃燒。

3.燃燒（火災）發生的必要條件

同時具備氧化劑、可燃物、點火源，即燃燒的三要素。

【注】阻斷三要素中任何一個即可撲滅火災。

著火三角形

（二）燃燒（火災）過程和形式

1.燃燒過程（派※※）

除結構簡單的可燃氣體（如氫氣），大多數可燃物質的燃燒并非是物質本身在燃燒，而是物質受熱

分解成氣或液體蒸汽在氣相中燃燒。

【可燃物質的燃燒過程】

①可燃氣體燃燒

所需要的熱量只用于本身的氧化分解，并使其達到自燃點而燃燒。

②可燃液體燃燒

在點火源作用（加熱）下，首先蒸發為蒸氣，其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。

③可燃固體燃燒

?簡單物質（例如硫或磷）受熱后首先熔化,蒸發成蒸氣進行燃燒，沒有分解過程。

?復雜物質受熱時先分解為氣態或液態產物，其氣態或液態產物的蒸氣進行氧化分解著火燃燒。

【可燃物質燃燒過程流程圖】

L氣體

光

?

受法化

燃

液體蒸發分■

加溫燎

解火

熱

口固體］.熔化［J蒸發或分解」

［2018］可燃物質的燃燒過程如下圖所示，圖中1、2、3處依次應為（）。

A.氧化分解、光、輻射

B.氧化分解、光、沖擊波

C.達到點燃溫度、光、熱量

D.蒸發、氧化分解、光

受魁、加況熱?

氣體

『正確答案』D

『答案解析』本題考查的是燃燒與火災。

■

化

分

解

固體嬉化羸量或分解

【內容拓展】熱量的傳導方式

熱傳導熱從物體溫度較高部分沿?B體傳遍度較低的部分

通過依靠^^a液體的流動來傳逆熱量的方式

物體因為自身的溫度而具有向外發射能出昉式

曲相倒悔豐修整ns熱過fgna中懶爆豐事s被執過知

【注］熱岷于吸熱1,撼相整,反之M中斷.

2.燃燒形式(派※※)

【可燃氣體燃燒形式】

(1)擴散燃燒：混合濃度達到爆炸極限范圍內的可燃氣體遇到火源即著火并能形成穩定火焰的燃

結

(2)混合燃燒：混合氣體的濃度在爆炸范圍內，遇到火源后在其分布的空間快速進行的燃燒。

(3)蒸發燃燒：可燃液體在火源和熱源的作用下，蒸發出的蒸氣發生氧化分解進行的燃燒。例如,

酒精、汽油等易燃液體的燃燒。

(4)分解燃燒：可燃物質首先遇熱分解出可燃性氣體，分解出的可燃氣體再與氧氣進行的燃燒。

例如，木材、紙、油脂固體的燃燒。

(5)表面燃燒：固體表面與空氣接觸部位上，會被點燃而生產“炭灰”，使燃燒持續下去。例如:

炭、箔狀或粉狀金屬(鋁或鎂)。

【補充】固體的蒸發燃燒

可熔化固體受熱后先熔化為液態，其液態蒸發為蒸氣，蒸氣在氧氣中完成燃燒，該物態的轉化過程

并不改物質的成分。

【例如】石蠟、瀝青、硫磺等物質的燃燒。

［注］燃燒形式都依靠擴散方法相互接觸，其燃燒傳播的速度取決于兩種物質的擴散速度。

【思考】試判斷下列情形屬于那種燃燒形式？

①實驗室用來加熱的酒精燈正常點燃。（液體蒸發燃燒）

②停電時使用蠟燭進行照亮室內空間。（固體蒸發燃燒）

③廚房炒菜時用的煤氣罩上方的火焰。（氣體擴散燃燒）

④使用丁烷的打火機點火產生的燃燒。（氣體擴散燃燒）

⑤用乙快瓶在現場進行焊接的乙煥焰o（氣體擴散燃燒）

⑥烤羊肉串時爐內散發出高溫的焦炭。（固體表面燃燒）

⑦忘關煤氣罐后，抽煙緩解緊張心情。（氣體混合燃燒）

（三）火災的分類（:※※※）

（1）《火災分類》GB/T4968按可燃物的類型和燃燒特性分為:

A類固體物質火災木、棉、毛、麻、紙

B類液體或可熔固體物質火災汽油、甲醇、瀝青、石蠟

C類氣體火災煤氣、天然氣、甲烷、氫氣

D類金屬火災鉀、鈉、鎂、鈦、錯、鋰

E類帶電火災發電機、電纜、家用電器

F類烹飪器具內的烹飪物火災動物油脂、植物油脂

【2018】按可燃物的類型和燃燒特征，《火災分類》GB/T4968將火災分為6類，其中“D類火災”

是指（）。

A.液體火災

B.金屬火災

C.氣體火災

D.帶電火災

『正確答案』B

『答案解析』本題考查的是燃燒與火災。D類火災：指金屬火災，如鉀、鈉、鎂、鈦、錯、鋰、鋁

鎂合金火災等。

［2019］某化工技術有限公司污水水處理車間發生火災，經現場勘查，污水處理車間廢水罐內主要

含水、甲苯、燃油、少量催化劑（雷尼銀）等，事故調查分析認為雷尼鎮自燃引起甲苯燃爆。根據《火

災分類》（GB/T4968）?該火災類型屬于（）。

A.A類火災

B.C類火災

C.B類火災

D.D類火災

『正確答案』C

『答案解析』本題考查的是燃燒與火災。本事故源于真實案例，系江蘇泰興經濟開發區某化工技術

有限公司火災爆炸事故。其題干中所描述的雷尼銀（鎂鋁合金）屬于經特殊處理的加氫催化劑，在

此次事故中最終燃燒的物質為甲苯燃爆，而雷尼鎮的自燃屬于點火源，因此該火災因判斷為甲苯產

生的火災，故為液體火災，屬于B類火災。

（2）火災事故等級

根據《生產安全事故報告和調查處理條例》規定：

一般事故較大事故重大事故特別重大事故

3人10人30人

死亡人數____________I______I______I?

10人50人100人

重傷人敷------------1------1------1-------

1000萬508萬1億

直接經濟損失-----------1--------------1-------------1--------------

（四）火災基本概念及參數（※※※）

1.引燃能（最小點火能）

引燃能指釋放能夠觸發初始燃燒化學反應的能量。

影響其反應發生的因素有：溫度、釋放能量、熱量和加熱時間。

【思考J物質引燃能越小,其著火可能性越大，是否正確？

【思考2】物質引燃能越小,其火災危險性越大，是否正確？

2.著火延滯期（誘導期或感應期）

可燃性物質和助燃氣體的混合物在高溫下從開始暴露到起火的時間或混合氣著火前自動加熱的時

間。

【思考J物質的著火延滯期越短,火災危險性越大，是否正確？

【思考2】物質的著火延滯期越長,火災危險性越小，是否正確？

【注】引燃能和著火延滯期屬于物質的外在特性，因此只能作為判斷火災危險性的參考因素，不能

作為判斷的直接要素。

3.閃燃：閃燃往往是持續燃燒的先兆。

閃燃是指一定溫度下，在液體表面上能產生足夠的可燃蒸氣,遇火能產生一閃即滅的燃燒現象。

4.閃點：可燃液體表面蒸發出足夠蒸氣而發生閃燃的最低溫度。

【注1一般情況下閃點越低，其火災危險性越大。

【注2】閃點是衡量可燃液體物質火災危險性的直接要素。

5.燃點（著火點）

著火是指可燃物與火源接觸燃燒，并且在火源移去后仍能保持燃燒的現象。燃點是指可燃物質發生

著火的最低溫度。

【注I】一般情況下燃點越低，其火災危險性越大。

【注2】燃點是衡量可燃固體物質火災危險性的直接要素O

【注3】衡量可燃固體物質火災危險性的直接要素還包括熔點。

6.自燃點

自燃指可燃物在沒有外界火源作用下，靠自熱或外熱而發生燃燒的現象，自燃點是不用任何輔助引

燃能源而達到自行燃燒的最低溫度。

【注J液體和固體可燃物受熱分解并析出來的可燃氣體揮發物越多，其自然點越低。固體可燃物

粉碎得越細，其自燃點越低。

【注2】一般情況下自燃點越低，其火災危險性越大。

【注3】自燃點是衡量可燃氣體物質火災危險性的直接要素o

衡量可燃氣體火災危險性的直接要素還包括爆炸極限。

一般情況，密度越大，閃點越高而自燃點越低。

【例如】下列油品的密度關系為：汽油〈煤油〈輕柴油〈重柴油〈蠟油〈渣油，其閃點依次升高,

自燃點則依次降低。

【思考】根據以上描述,汽油在上述油品中，其密度最低，即汽油的閃點最低，而自燃點最高，則

火災危險性應如何判定？

[2018]衡量物質火災危險性的參數有：最小點火能、著火延滯期、閃點、著火點、自燃點等。關

于火災危險性的說法，正確的有（）。

A.一般情況下，閃點越低，火災危險性越大

B.一般情況下,著火點越高，火災危險性越小

C.一般情況下,最小點火能越高，火災危險性越小

D.一般情況下,自燃點越低，火災危險性越大

E.一般情況下,著火延滯期越長，火災危險性越大

『正確答案』ABD

『答案解析』本題考查的是火災爆炸事故機理。選項C錯誤，最小點火能為外界參考因素，不能直

接評定其危險性。選項E錯誤，著火延滯期為外界參考因素，不能直接評定其危險性。

[2019]可燃物質在規定條件下，不用任何輔助引燃能源而達到自行燃燒的最低溫度稱為自燃點。

關于可燃物質自燃點的說法，正確的是（）。

A.液體可燃物質受熱分解越快，自身散熱越快，其自燃點越高

B.固體可燃物粉碎的越細，其自燃點越高

C.固體可燃物受熱分解的可燃氣體揮發物越多，其自燃點越低

D.一般情況下密度越小，閃點越高，其自燃點越低

『正確答案』C

『答案解析』本題考查的是火災。選項A,液體可燃物質受熱分解的可燃氣體揮發物越多，其自燃

點越低；選項B,固體可燃物粉碎的越細，其自燃點越低；選項D,一般情況下，密度越大，閃點

越高而自燃點越低，語句邏輯組織關系錯誤；值得注意的是選項A的描述，液體可燃物質受熱先轉

化為蒸汽，蒸汽受熱分解的過程是向外界放熱（散熱）的過程，因此，自身散熱速度快，意味著能

更快的分解出可燃氣體揮發物質，因此自燃點越低。

（五）典型火災的發展規律

【發展階段規律】

?初起期：主要特征是冒煙、陰燃。

■發展期：隨時間平方遞增，轟燃。

■最盛期：火勢由建筑物通風決定。

?熄滅期：燃料不足以及滅火系統。

【注】由于建筑物內可燃物、通風條件不同，建筑火災有可能達不到最盛期，而是緩慢發展至熄

及。

【甩考】如圖所示為火災的發展過程曲線，試描述圖示中各序號所代表的內容，以及相應內容的特

1----------------------------------------------------------BWJ（t）

火災的發展過程曲線

[2020]火災事故的發展過程分為初起期，發展期、最盛期，減弱至熄滅期。其中，發展期是火勢

由小到大發展的階段，該階段火災熱釋放速率與時間的（）成正比。

A.平方

B.立方

C.立方根

D.平方根

『正確答案』A

『答案解析』本題考查的是燃燒與火災。火災事故的發展期是火勢由小到大發展的階段，一般采用

T平方特征火災模型來簡化描述該階段穩態火災熱釋放速率隨時間的變化，即假定火災釋放速率與

時間的平方成正比，轟燃就發生在這一階段。

（六）燃燒機理

1.活化能理論

物質分子間發生化學反應，首要的條件是相互碰撞。（※）

【活化分子】具有一定能量相互碰撞發生反應的分子。

【活化能】使普通分子變為活化分子所必需的能量。

【注】氣體分子按直線軌跡運動，其運動速度取決于溫度。

?溫度越高，氣體分子運動速度越快。（※）

?參加燃燒的活化分子越多，燃燒越猛烈。（X）

2.過氧化物理論

首先氧分子在熱能作用下活化，被活化的氧分子形成過氧鍵。

【例如】氫和氧的反應中先生成過氧化氫,再與氫氣生成H20。

【注】過氧化物是可燃物質被氧化的最初產物,是不穩定的化合物，能在受熱、撞擊、摩擦等情況

分解甚至引起燃燒或爆炸。

3.鏈反應理論

鏈的反應分為鏈的引發、鏈的發展（含鏈的傳遞）及鏈的終止。

（1）引發階段：第一批自由基產生使反應開始。

（2）鏈的發展：生成新的自由基，使反應持續下去。

（3）終止階段：自由基減少、消失，使鏈反應終止。

【自由基消失的原因】

?壓力較高時：自由基相互碰撞生成分子。（:※）

?壓力較低時：自由基撞擊器壁將能量散失或被吸附。飾

鏈的反應通常分為直鏈反應和支鏈反應：

?直鏈反應：每個自由基與其他分子反應后只生成一個新自由基。

【例如】氯與氫的反應就是典型的直鏈反應。（X）

?支鏈反應：反應中一個游離基能生成一個以上的新的游離基。

【例如】氫與氧的反應就是典型的支鏈反應。

二、爆炸

（一）爆炸及其分類

1.爆炸的定義

爆炸是物質系統的一種極為迅速的物理或化學能量釋放或轉化的過程，是系統蘊藏的或瞬間形成的

大量能量在有限的體積和極短的時間內，驟然釋放或轉化的現象。

一般來說，爆炸現象具有以下特征：（X）

（1）爆炸過程高速進行。

（2）爆炸點附近壓力急劇升高,多數伴有溫度升高。

（3）發出或大或小的響聲。

（4）周圍介質發生震動或鄰近的物質遭到破壞。

［注］爆炸最主要的特征是爆炸點及其周圍壓力急劇升高。

2.爆炸的分類

（1）按能量的來源劃分

1）物理爆炸：一種極為迅速的物理能量因失控而釋放的過程。

【例如】蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸、水的大量急劇氣化等。

2）化學爆炸：物質發生高速放熱化學反應,產生大量氣體，并急劇膨脹做功而形成的爆炸現象。

【例如】炸藥爆炸、可燃氣體、可燃粉塵與空氣形成的爆炸。

3）核爆炸：原子核裂變或聚變，如，原子彈和氫彈的爆炸。

（2）按照爆炸反應相劃分（派※※）

1）氣相爆炸

①混合氣體爆炸：空氣和氫氣、丙烷、乙酸等混合氣的爆炸。（化學爆炸）

②氣體分解爆炸：乙快、乙烯、氯乙烯等在分解時引起爆炸。（化學爆炸）

③粉塵爆炸：空氣中飛散的鋁粉、鎂粉、玉米淀粉的爆炸。（化學爆炸）

④噴霧爆炸：油壓機噴出的油霧、噴漆作業引起的爆炸。（化學爆炸）

2）液相爆炸

①混合危險物質：硝酸和油脂、液氧和煤粉、高物酸鉀和濃酸。（化學爆炸）

②蒸氣爆炸：熔融礦渣與水接觸、鋼水與水混合產生蒸氣爆炸。（物理爆炸）

③易爆化合物：硝基甘油的爆炸。（化學爆炸）

3）固相爆炸

①易爆化合物：三硝基甲苯、乙一銅的爆炸。（化學爆炸）

②導線爆炸：導線因電流過載而引起的爆炸。（物理爆炸）

【思考】試分析上述物質發生的爆炸按爆炸能量來源如何分類？

［2018］按照爆炸物質反應相的不同，爆炸可分為氣相爆炸、液相爆炸、固相爆炸。空氣與氫氣混

合的爆炸、鋼水與水混合產生的爆炸分別屬于（）。

A.氣相爆炸和液相爆炸

B.氣相爆炸和固相爆炸

C.液相爆炸和氣相爆炸

D.液相爆炸和固相爆炸

『正確答案』A

『答案解析』本題考查的是爆炸。氣相爆炸：①混合氣體爆炸：空氣和氫氣、丙烷、乙酸等混合氣

的爆炸。②氣體分解爆炸：乙烘、乙烯、氯乙烯等在分解時引起爆炸。③粉塵爆炸：空氣中飛散的

鋁粉、鎂粉、玉米淀粉的爆炸。④噴霧爆炸：油壓機噴出的油霧、噴漆作業引起的爆炸。液相爆炸：

①混合危險物質：硝酸和油脂、液氧和煤粉、高物酸鉀和濃酸。②蒸氣爆炸：熔融礦渣與水接觸、

鋼水與水混合產生蒸氣爆炸。③易爆化合物：硝基甘油的爆炸。

【2019】爆炸是物質系統的一種極為迅速的物化或化學能量的釋放或轉化過程，在此過程中，系統

的能量將轉化為機械功、光和熱的輻射等。按照能量來源，爆炸可分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。

下列爆炸現象中，屬于物理爆炸的是（）。

A.導線因電流過載而引起的爆炸

B.活潑金屬與水接觸引起的爆炸

C.空氣中的可燃粉塵云引起的爆炸

D.液氧和煤粉混合而引起的爆炸

『正確答案』A

『答案解析』本題考查的是爆炸。物理爆炸是一種極為迅速的物理能量因失控而釋放的過程，在這

個過程中，只發生物態變化，不發生化學變化。這是本題答題的關鍵所在。選項B,活潑金屬，例

如，鈉、鉀等物質與水接觸產生化學反應，釋放出氫氣，產生爆炸屬于化學爆炸；選項C,空氣中

的可燃粉塵云，因粉塵從燃燒到爆炸的過程是復雜的化學轉變過程，因此屬于化學爆炸；選項D,

液氧屬于強化劑，煤粉的主要成分是碳，屬于還原劑，兩者混合產生爆炸一般建立與氧化還原反應。

因此屬于化學爆炸。選項A,導線因電流過載，使導線過熱，進入迅速氣化導致內部壓力增大形成

的爆炸，屬于物理爆炸。

（3）按照爆炸速度分類

燃燒速度每秒數米，亞音速傳播，破壞力和聲響小

爆燃①燃氣體混合物在爆炸濃度上限或下限的爆炸；

舉例

②無煙火藥遇到點火源產生的燃燒；

燃燒速度每秒幾十至數百米，壓力激增，破壞和聲響大

爆炸①燃氣體混合物在多數情況下的爆炸；

舉例

②火藥遇到點火源引起的爆炸；

燃燒速度每秒上千米，極高壓力，產生超音速沖擊波

爆轟

舉例梯恩梯（TNT）炸藥產生的爆炸

（二）爆炸破壞作用（X）

（1）沖擊波：這種沖擊波能造成附近建筑物的破壞，其破壞程度與沖擊波能量、建筑物堅固程度

及其距產生沖擊波中心距離有關。

（2）碎片沖擊：爆炸的機械破壞作用產生的碎片在相當大的范圍內飛散而造成傷害，碎片的四處

分散距離一般可達數十米至數百米。

（3）震蕩作用：特別是較猛烈的爆炸往往會引起短暫的地震波,在爆炸波及范圍內，地震波會造

成建筑物震蕩、開裂、松散倒塌危害。

（4）次生事故

?車間或庫房存放有可燃物會造成火災。

?高空的作業人員會發生高處墜落事故。

?粉塵作業場所導致積存在地面上的粉塵揚起，引發二次爆炸。

（5）有毒氣體

?生成一定量的CO、NO、H2S、S02等有毒氣體。

?特別是在有限空間內爆炸，毒氣會導致人員中毒死亡。

（三）可燃氣體爆炸

1.分解爆炸性氣體爆炸

某些氣體如乙烘、乙烯、環氧乙烷等,在沒有氧氣的條件下也能被點燃爆炸。

【注】分解熱在80kJ/mol以上的氣體,在一定條件下（溫度和壓力）遇到火源即會發生爆炸。

?分解熱是引起氣體爆炸的內因。（派）

?溫度和壓力是引起其他爆炸的外因。

【舉例】當乙快受熱或受壓時，容易發生聚合、加成、取代或爆炸性分解等反應。

【存在乙煥環境的注意事項】

①乙煥易與銅、銀、汞等重金屬反應生成爆炸性乙快鹽。

②禁止使用含銅量超過65%的銅合金制作盛裝乙煥的容器。

③使用乙煥焊進行焊接時，不能使用含銀焊條。

［注1分解爆炸的敏感性與壓力有關。

【注?分解爆炸所需的能量，隨壓力的升高而降低。件

【注3】乙烯分解爆炸所需的發火能比乙煥要大。仔

2.可燃性混合氣體爆炸

可燃性混合氣體與爆炸性混合氣體難以嚴格區分。由于條件不同，有時發生燃燒，有時發生爆炸,

在一定條件下兩者也可能轉化。

燃燒反應過程一般可以分為三個階段：

（1）擴散階段

（2）感應階段

（3）化學反應階段

［注,燃燒與化學爆炸的區別在于燃燒反應的速度不同。（派）

【注”擴散過程是決定可燃氣燃燒或爆炸的主要條件。,

【舉例】煤氣由管道噴出后在空氣中燃燒，是典型的擴散燃燒。

如果煤氣和空氣一定比例均勻混合，燃燒反應的擴散階段在點燃前已經完成,此時整個空間充滿

了預混氣，將形成爆炸。

空氣

獷徽火焰結構示意圖儂管氣體爆洋示意圖

3.可燃氣爆炸反應歷程

許多可燃混合氣的爆炸可以用熱著火機理解釋。

有些物質的爆炸是根據著火的鏈式反應理論來解釋的。

【舉例說明】氫和氧混合物（2:1）爆炸區間

當初始溫度為500℃時：

?a點壓力為200pa?

?b點壓力為6666pa。

?溫度升高，爆炸極限變寬。

?溫度增加對上限影響大。

?溫度增加對下限影響小。

壓力P(Pa)

(四)物質爆炸濃度極限(※※※)

爆炸極限是表征可燃氣體、蒸汽和可燃性粉塵危險性的主要指標。

【爆炸濃度極限】當可燃性氣體、蒸氣或可燃粉塵與空氣(或氧)在一定濃度范圍內均勻混合，遇

到火源發生爆炸的濃度范圍。

①爆炸濃度極限范圍內的混合氣體稱為爆炸性混合氣體。

②危險度用爆炸上限、下限之差與爆炸下限濃度之比值表示。

即：H=(L上一L下)/L下或H=(Y/一Y下)/Y下

1注1危險度的值越大,爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。

【2018】可燃易爆氣體的危險度H與氣體的爆炸上限、下限密切相關。一般情況下，H值越大，表

示爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。如果甲烷在空氣中的爆炸下限為5.00%,爆炸上限為15.00%,

則其危險度H為()。

A.2.50

B.1.50

C.0.50

D.2.00

『正確答案』D

『答案解析』本題考查的是物質爆炸濃度極限。危險度H=(15%-5%)/5%=2o

[2019]下列爆炸性氣體危險性最大的是()。

在空氣中的爆炸極限(體積分數)%

氣體名稱

爆炸下限爆炸上限

丁烷1.58.5

乙烯2.834.0

氫氣4.075.0

一氧化碳12.074.5

A.丁烷B.氫氣C.乙烯D.一氧化碳

『正確答案』B

『答案解析』本題考查的是爆炸。由危險度H=(L上-L下)/L下可知，丁烷(H)=(8.5-1.5)/I.5=4.7；

乙烯(H)=(34-2.8)/2,8=11.14；氫氣(H)=(75-4)/4=17.75；一氧化碳(H)=(74.5-12)

/12=5,21；因危險度越大，爆炸的危險性越大，因此氫氣的危險性最大。

【內容拓展】爆炸極限的計算

①單一可燃氣體的爆炸極限計算

根據完全燃燒反應所需氧原子數，其經驗公式如下:

1004x100

4.76（N-1）*14.76N?4

【注】N表示每摩爾可燃氣體完全燃燒所需氧原子數。

【思考】試求乙烷在空氣中的爆炸上限和下限，并計算危險度的大小。

②多種可燃氣體組成的混合物的爆炸極限計算

由多種可燃氣體組成爆炸性混合氣體的爆炸極限，計算公式如下：

100

「-------------------------

V*vV,

—+—2+—+...

。U

【注1v表示各組分在混合氣體中的濃度。

【注JL表示組成混合氣各組分的爆炸極限。

【思考】某種天然氣的組分如下：甲烷80%,乙烷15%,丙烷4%,丁烷1虬各組分相應的爆炸下限

分別為5%、3.22樂5.37%和1.86%,試求天然氣的爆炸下限。

爆炸極限值不是一個物理常數,它隨條件的變化而變化。

1.溫度的影響

初始溫度越高，爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性增加。

2.壓力的影響

①一般而言，初始壓力增大，氣體爆炸極限變大，危險性增加。

②當壓力降到某一數值時，則會出現爆炸上、下限重合，此時即使初始壓力再降低，也不會使混

合氣體爆炸。（※）

③把爆炸極限范圍縮小為零的壓力稱為爆炸的臨界壓力。

④針對于密閉設備進行減壓操作對安全是有利的。（X）

3.惰性介質的影響

隨著惰性氣體含量的增加，爆炸極限范圍縮小。

【注】當惰性氣體的濃度增加到某一數值時，爆炸上下限趨于一致，使混合氣體不發生爆炸。

4.爆炸容器對爆炸極限的影響（X）

若容器材料的傳熱性好，管徑越細，火焰在其中越難傳播，爆炸極限范圍變小。

5.點火源的影響（X）

點火源的活化能前去、加熱面積越大、作用時間越長，爆炸極限范圍越寬。

【注I】一般而言爆炸極限均在較高的點火能量下測得。

【注2】測甲烷與空氣混合氣體的爆炸極限用10J以上的點火能。

[2020]可燃氣體爆炸濃度極限范圍受溫度、壓力、點火源能量等因素的影響。當其他因素不變、

點火源能量大于某一數值時，點火源能量對爆炸濃度極限范圍的影響較小。在測試甲烷與空氣混合物的

爆炸濃度極限時，點火源能量應選（）。

A.5焦耳以上

B.15焦耳以上

C.20焦耳以上

D.10焦耳以上

『正確答案』D

『答案解析』本題考查的是爆炸。如測甲烷與空氣混合氣體的爆炸極限時，用10J以上的點火能量,

其爆炸極限為5%-15%。

（五）粉塵爆炸

具有粉塵爆炸危險性的物質較多，大體可分為七類：

①金屬類：鎂粉、鋁粉、其他金屬等。

②煤炭類：活性炭、煤等。

③糧食類：面粉、淀粉、玉米粉、麥糠、大麥粉等。

④合成材料類：塑料、染料、合成洗劑、合成黏結劑等。

⑤飼料類：血粉、魚粉、飼料粉等。

⑥農副產品類：棉花、煙草、砂糖等。（X）

⑦林產品類：紙粉、木粉等。

1.粉塵爆炸的機理

粉塵爆炸是一個瞬間連鎖反應，屬于不穩定的氣固二相流反應。

①氣相點火機理

②表面非均相點火機理

粉塵氣相點火過程示意圖

2.粉塵爆炸的特點（派※※）

（1）粉塵爆炸速度或爆炸壓力上升速度比爆炸氣體小,但粉塵燃燒時間長，產生的能量大，破壞

程度大。

（2）爆炸感應期較長。

（3）有產生二次爆炸的可能性。

（4）粉塵有不完全燃燒的現象。

【注】燃燒后的氣體中可能含有大量的C0及粉塵自分解的有毒氣體，會伴隨中毒死亡的事故。

3.粉塵爆炸的條件（X）

（1）粉塵本身具有可燃性。

（2）粉塵懸浮在空氣（或助燃氣體）中并達到一定濃度。

（3）有足以引起粉塵爆炸的起始能量。

4.粉塵爆炸過程

【粉塵爆炸過程與可燃氣爆炸的區別】

①粉塵爆炸所需的發火能更大。

②可燃氣體爆炸的傳熱方式主要是熱傳導。

③粉塵爆炸中傳熱方式主要是熱輻射。

5.粉塵爆炸的特性及影響因素（※※※）

?粒度對粉塵爆炸壓力上升速率的影響比壓力的影響大。

?粒度越細，比表面越大，反應速度越快，爆炸上升速率越大。

?容器尺寸對粉塵爆炸壓力及壓力上升速率有很大的影響。

?因湍流的影響，粉塵呈旋渦狀態，爆炸波陣面不斷加速。

【注】當管道長度足夠長時,甚至會轉化為爆轟。

粉塵爆炸極限不是固定不變的。

下列因素會導致粉塵爆炸極限范圍擴大，爆炸危險性增加：

①粉塵粒度越細

②粉塵分散度高

③可燃氣體和氧含量越大

④火源強度、初始溫度越高

⑤濕度越低

⑥惰性粉塵及灰分越少

[2019]評價粉塵爆炸危險性的主要特征參數有爆炸極限、最小點火能量及壓力上升速率。關于粉

塵爆炸危險性特征參數的說法，錯誤的是（）。

A.粉塵爆炸極限不是固定不變的

B.容器尺寸會對粉塵爆炸壓力及壓力上升速率有很大影響

C.粒度對粉塵爆炸壓力的影響比其對粉塵爆炸壓力上升速率的影響大得多

D.粉塵爆炸壓力及壓力上升速率受湍流度等因素的影響

『正確答案』C

『答案解析』本題考查的是粉塵爆炸的特性及影響因素。粉塵爆炸壓力及壓力上升速率（dp/dt）

主要受粉塵粒度、初始壓力、粉塵爆炸容器、湍流度等因素的影響。選項C錯誤，粒度對粉塵爆炸

壓力上升速率的影響比其對粉塵爆炸壓力的影響大得多。

（六）燃燒、爆炸的轉化（X）

?爆炸：主要的特征是壓力急劇上升，但不一定著火。

?燃燒：一定存在發光放熱現象，但與壓力無特別關系。

【固體或液體炸藥燃燒轉化為爆炸的主要條件】

（1）炸藥處于密閉的狀態下，燃燒產生的高溫氣體增大了壓力。

（2）燃燒面積不斷擴大，使燃速加快，形成沖擊波。

（3）藥量較大時，炸藥燃燒形成的高溫反應區將熱量傳給了尚未反應的炸藥

第二節防火防爆技術

1.基本原則（★）第一層級f危險化學品'幽"

2.點火源｛墨岑焊割（第二層級）

3.爆炸（會）第一層級2分（2個單選）

4中仝拈普/阻火隔爆（第二層）1分

4.女全蒞置I防爆減壓（第一層）1分

一、火災爆炸預防基本原則（派※※）

從理論上講，防止火災爆炸事故發生的基本原則為：

（1）防止和限制可燃可爆系統的形成。

（2）盡可能消除或隔離各類點火源。

（3）阻止和限制火災爆炸的蔓延擴展。

[2019]預防火災爆炸事故的基本原則是：防止和限制燃燒爆炸的危險因素。當燃燒爆炸物不可避

免時，要盡可能消除或隔離各類點火源。阻止和限制火災爆炸的蔓延擴展，盡量降低火災爆炸事故造成

的損失。下列預防火災爆炸事故的措施中，屬于阻止和限制火災爆炸蔓延擴展原則的是（）。

A.嚴格控制環境溫度

B.安裝避雷裝置

C.使用防爆電氣

D.安裝火災報警系統

『正確答案』D

『答案解析』本題考查的是火災爆炸預防基本原則。防火防爆的基本原則包括：（1）防止和限制

可燃可爆系統形成；（2）當燃燒爆炸物質不可避免時，盡可能消除或隔離各類點火源；（3）阻止

和限制火災爆炸的蔓延；其中前兩項主要是火災爆炸發生之前的對可燃物和點火源的控制，后一項

是針對火災爆炸發生后的控制；選項D,火災報警系統只有在火災爆炸發生后才起到報警的作用，

提示相關人員及時采取措施進行救援及滅火，因此屬于阻止和限制火災爆炸蔓延擴展的原則措施。

選項A、B、C均屬于對環境中可能出現的點火源的控制原則。

二、點火源與其控制

消除點火源是防火和防爆的最基本措施,控制點火源對防止火災和爆炸事故的發生具有極其重要

的意義。

（一）明火

1.加熱用火的控制

①加熱易燃物料，宜采用熱水或其他介質間接加熱。

②明火加熱的設備應布置在易燃氣體上風向或側風向。

③存在一個以上的明火設備，應集中于裝置的邊緣。

④工作結束時，應及時清理不得留下火種。

2.維修焊割用火的控制

（1）在輸送、盛裝易燃物料的設備、管道上，或在可燃可爆區域內動火時，應將系統和環境進行

徹底的清洗或清理。

【注】用惰性氣體進行吹掃置換，氣體分析合格后方可動焊。

【可燃氣體應符合的要求】（※）

①爆炸下限24%的可燃氣或蒸氣，濃度應小于0.5冊

②爆炸下限＜4%的可燃氣或蒸氣，濃度應小于0.2%。

（2）動火現場應配備必要的消防器材。

【注】可能積存可燃氣體的管溝、電纜溝、深坑、下水道內及其附近應用惰性氣體吹掃干凈，再用

非燃體進行遮蓋。

（3）氣焊作業時，應將乙快發生器放置安全地點。

（4）不得用與易燃易爆設備有聯系的金屬件作電焊地線。

【2018】焊接切割時，飛散的火花及金屬熔融碎粒滴的溫度高達1500-2000℃,高空飛散距離可達

20m。下列焊接切割作業的注意事項中，正確的有（）。

A.在可燃易爆區動火，應將系統和環境進行徹底清洗

B.若氣體爆炸下限＞4%,環境中該氣體濃度應＜1%

C.可利用與可燃易爆設備有聯系的金屬構件作電焊地線

D.動火現場應配備必要的消防器材

E.氣焊作業時，應將乙煥發生器放置在安全地點

『正確答案』ADE

『答案解析』本題考查的是防火防爆技術。選項B錯誤，可燃氣體應符合爆炸下限大于4%（體積

百分數）的可燃氣體或蒸氣，濃度應小于0.5%；爆炸下限小于4%的可燃氣體或蒸氣，濃度應小于

0.2%的標準。選項C錯誤，不得利用與可燃易爆生產設備有聯系的金屬構件作為電焊地線。

［2020］甲烷爆炸下限為5%,對甲烷輸送設備管道清洗后，采用氮氣進行吹掃置換。氣體分析時

符合要求的甲烷濃度應小于（）。

A.0.2%

B.0.5%

C.0.8%

D.1.0%

『正確答案』B

『答案解析』本題考查的是防火防爆技術。可燃氣體應符合：爆炸下限大于4%（體積百分數）的

可燃氣體或蒸氣，濃度應小于0.5%；爆炸下限小于4%的可燃氣體或蒸氣，濃度應小于0.2%的標準。

（二）摩擦和撞擊

工人應禁止穿釘鞋，不得使用鐵器制品。

如果機器設備不能用不發生火花的金屬制造，應當使其在真空中或惰性氣體中操作。

在有爆炸危險的生產中，機件的運轉部分其中之一應是不發生火花的有色金屬材料（如銅、鋁）。

（X）

輸送可燃氣體或易燃液體的管道應做耐壓試驗和氣密性檢查。

（三）電氣設備

（四）靜電和雷電放電

（五）化學能和太陽能

（1）化學能的影響

［例如1電石與水反應可分解釋放出乙煥氣體。（X）

【例如2】金屬鈉與水反應可分解釋放出氫氣。

（2）太陽能的影響

【例如J避免凸透鏡、圓形玻璃等形成高溫焦點。

【例如”應采取遮陽措施，窗戶宜采用磨砂玻璃。

［2018］火災、爆炸這兩種常見災害之間存在緊密聯系，它們經常是相伴發生的，由于火災發展過

程和爆炸過程各有特點，故防火、防爆措施不盡相同。下列防火、防爆措施中，不屬于防火基本措施的

是（）。

A.及時泄出燃爆初始壓力

B.采用耐火建筑材料

C.阻止火焰的蔓延

D.嚴格控制火源條件

『正確答案』A

『答案解析』本題考查的是防火防爆技術。選項A屬于防爆措施。

三、爆炸控制（其他安全案例）

防止爆炸的一般原則有：（※※※）

?控制混合氣體中可燃物含量處在爆炸極限以外。

?使用惰性氣體取代空氣。

?使用氧氣濃度處于其極限值以下。

為此，應防止可燃氣體向空氣中泄漏，或防止空氣進入可燃氣體中，控制、監視混合氣體各組分

濃度，裝設報警裝置和設施。

1.惰性氣體保護

以下情況通常需考慮采用惰性介質保護：

（1）可燃固體物質粉碎、篩選處理及其粉末輸送時，采用惰性氣體覆蓋保護。

（2）處理可燃易爆物料系統，在進料前用惰性氣體進行置換。

（3）將惰性氣體通過管線與火災爆炸危險的設備等連接起來。

（4）易燃液體利用惰性氣體充壓輸送。

（5）對有可能引起火災危險的電器、儀表等采用充氮正壓保護。

（6）易燃易爆系統檢修動火前，使用惰性氣體進行吹掃置換。

【2020】在生產過程中，為預防在設備和系統里或在其周圍形成爆炸性混合物，常采用惰性氣體保

護措施。下列采用惰性氣體保護的措施中，正確的有（）。

A.惰性氣體通過管線與有火災爆炸危險的設備連接供危險時使用

B.有可能引起火災危險的電器、儀表等采用充氮負壓保護

C.易燃易爆系統檢修動火前，使用惰性氣體進行吹掃置換

D.可燃固體粉末輸送時，采用惰性氣體進行保護

E.易燃液體輸送時，采用惰性氣體作為輸送動力

『正確答案』ACDE

『答案解析』本題考查的是爆炸控制。選項B,有可能引起火災危險的電器、儀表等采用充氮正壓

保護。

化工生產中，一般采取惰性氣體或阻燃氣體進行保護。

［例如］氮氣、二氧化碳、水蒸氣、煙道氣等。

【作用】縮小或消除爆炸極限范圍，沖淡混合物。

氮氣等惰性氣體在使用前應經過氣體分析，含氧量不得超過2%。

惰性氣體需用量取決于允許最高含氧量,其公式如下：

X?--5-V或X?-V

幾種可燃混合物不發生爆炸時的氧的最高含量

氧的最大安全濃度%氧的最大安全濃度%

可燃物質可燃物質

C02稀釋劑M稀釋劑C02稀釋劑2稀釋劑

甲烷14.612.1乙烯11.710.6

乙烷13.411.0氫5.95.0

丁烷14.311.4co5.95.6

汽油14.411.6苯13.911.2

【思考J某容器內盛裝甲烷氣體，容器內原有空氣容積為100L,應充入多少氮氣才能保證甲烷氣

體不爆炸？

【思考2】在上述條件中，若所充入的氮氣中含氧量為6%,應充入多少氮氣才能保證甲烷氣體不發

生爆炸？

［2019］某企業維修人員進入儲油罐內檢修前，不僅要確保放空油罐油料，還要用惰性氣體吹掃油

罐。維修人員去庫房提取氮氣瓶時，發現僅有的5個氮氣瓶標簽上的含氧量有差異。下列維修人員可以

提取的氮氣瓶有（）。

A.含氧量小于3.5%的氣瓶

B.含氧量小于2.0%的氣瓶

C.含氧量小于1.5%的氣瓶

D.含氧量小于3.0%的氣瓶

E.含氧量小于2.5%的氣瓶

『正確答案』BC

『答案解析』本題考查的是爆炸控制。確保放空油罐內油料，同時采用惰性氣體氮氣進行置換，氮

氣等惰性氣體在使用前應經過氣體分析，其中含氧量不得超過2隊因此只有小于2%的符合要求。

2.系統密閉和正壓操作

設備密閉不良是發生火災和爆炸事故的主要原因之一。

①在驗收新設備時，在設備修理之后及在使用過程中，必須根據壓力計讀數用水壓試驗來檢查其

密閉性。

②可于接縫處涂抹肥皂液進行充氣檢測。

【注】檢查無味氣體（氫、甲烷）可在其中加入顯味劑。

③對爆炸危險度大的可燃氣體以及危險設備和系統，在連接處應盡量采用焊接接頭，減少法蘭連

go

3.廠房通風

①必須用通風的方法使可燃氣體、蒸汽或粉塵的濃度不至達到危險的程度，一般應控制在爆炸下限

1/5以下。

②從車間排出含有可燃物質的空氣時，應設防爆的通風系統。

③鼓風機的葉片應采用碰擊時不會產生火花的材料制造。

4.以不燃溶劑代替可燃溶劑

①以不燃或難燃材料代替可燃材料，是防火防爆的根本性措施。

②常見的不燃溶劑有四氯化碳、三氯乙烷或丁醇、氯苯等。

［注］此類溶劑具有毒性，火災時能分解釋放出光氣。

［2019］對盛裝可燃易爆介質的設備和管路應保證其密閉性，但很難實現絕對密閉，一般總會有一

些可燃氣體，蒸汽或粉塵從設備系統中泄漏出來。因此，必須采用通風的方法使可燃氣體，蒸汽或粉塵

的濃度不會達到危險的程度。一般應控制在爆炸下限的（）。

A.1/5以下

B.1/2以下

C.1/3以下

D.1/4以下

『正確答案』A

『答案解析』本題考查的是爆炸控制。采用通風的方法使可燃氣體、粉塵或蒸汽的濃度不至達到危

險的程度，一般應控制在爆炸下限1/5以下。值得注意的是，本題容易誤選1/4,其數值描述的是

良好的通風應將濃度稀釋到爆炸下限的1/4以下，而針對于爆炸而言控制要求更為嚴格。

5.危險物品的儲存（X）

①爆炸物品：梯恩梯、硝化棉、硝酸甘油、雷汞等。

［注,不準與任何其他類的物品共儲，必須單獨隔離儲存。

【注”起爆藥、雷管與炸藥必須隔離儲存。

②易燃液體：汽油、苯、乙酸、甲苯、酒精等。

【注J不準與其他種類物品共同儲存。

【注J如數量甚少，允許與固體易燃物品隔開后存放。

③易燃氣體：乙快、氫、硫化氫、氨等。

【注】除惰性氣體外，不準和其他種類的物品共儲。

④惰性氣體：氮、二氧化碳、二氧化硫、氟利昂等。

［注］除易燃氣體、助燃氣體、氧化劑和有毒物品外,不準和其他種類物品共儲。

⑤助燃氣體：氧、氟、氯等。

【注】除惰性氣體和有毒物品外,不準和其他物品共儲。

⑥遇水或空氣能自燃的物品：鉀、鈉、電石、鋁粉、黃磷等。

【注”不準與其他種類物品共同儲存。

［注）鉀、鈉須浸入石油中，黃磷浸入水中，均單獨儲存。

⑦易燃固體：賽璐珞、電影膠片、樟腦、硫磺、火柴等。

【注1不準與其他種類物品共同儲存。

［注.賽璐珞、膠片、火柴均須單獨隔離儲存。

⑧氧化劑：氯酸鉀、硝酸鉀、過氧化鈉、過氧化氫（30%）等。

【注J除惰性氣體外，不準與其他種類的物品共儲。

【注2】過氧化物遇水有發熱爆炸危險，應單獨儲存。

⑨能引起燃燒的物品：硝酸、高鋅酸鉀等。

【注】不準與其他種類的物品共儲，與氧化劑亦應隔離。

⑩有毒物品：光氣、三氧化二碑、氟化鉀、氧化鈉等。

【注】除惰性氣體外，不準與其他種類的物品共儲。

[2018]火災爆炸的預防包括防火和防爆兩方面，下列措施中，不符合防爆基本原則的是（）。

A.防止爆炸性混合物的形成

B.負壓操作

C.嚴格控制火源

D.檢測報警

『正確答案』B

『答案解析』本題考查的是爆炸控制。防止爆炸的一般原則：一是控制混合氣體中的可燃物含量處

在爆炸極限以外；二是使用惰性氣體取代空氣；三是使氧氣濃度處于其極限值以下

四、防火防爆安全裝置及技術

（一）阻火及隔爆技術

按照作用機理，可分為機械隔爆和化學抑爆兩類。

?機械隔爆：依靠某些固體或液體物質阻隔火焰傳播。

?化學抑爆：通過釋放某些化學物質來抑制火焰傳播。

機械阻火隔爆裝置主要有工業阻火器、主動式隔爆裝置和被動式隔爆裝置，其中工業阻火器裝于

管道中，形式最多，應用也最為廣泛。

1.工業阻火器（:※※※）

0手寫板圖示

j簡單：工業阻火器f慢速一初期

,復雜:復合機械f快速塔釐■器

原理：自身物理特性□□□□阻火間隙

OOOOO

“最大實蛉安全間隙”