2019年初級消防設(shè)施操作員基礎(chǔ)講義六

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一、可燃物的燃燒過程

當(dāng)可燃物與其周圍相接觸的空氣達(dá)到可燃物的點(diǎn)燃溫度時，外層部分就會熔解、蒸發(fā)或分解并發(fā)生燃燒，在燃燒過程中放出熱量和光。這些釋放出來的熱量又加熱邊緣的下一層，使其達(dá)到點(diǎn)燃溫度，于是燃燒過程就不斷地持續(xù)。固體、液體和氣體這三種狀態(tài)的物質(zhì)，其燃燒過程是不同的。固體和液體發(fā)生燃燒，需要經(jīng)過分解和蒸發(fā)，生成氣體，然后由這些氣體與氧化劑作用發(fā)生燃燒。而氣體物質(zhì)不需要經(jīng)過蒸發(fā)，可以直接燃燒。

二、可燃物的燃燒特點(diǎn)

(一)固體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

固體可燃物在自然界中廣泛存在，由于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、物理性質(zhì)的不同，其燃燒方式也不相同。主要有下列四種方式：

1、表面燃燒

蒸氣壓非常小或者難于熱分解的可燃固體，不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或分解燃燒，當(dāng)氧氣包圍物質(zhì)的表層時，呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無焰燃燒現(xiàn)象，稱為表面燃燒。其過程屬于非均相燃燒，特點(diǎn)是表面發(fā)紅而無火焰。如木炭、焦炭以及鐵、銅等的燃燒則屬于表面燃燒形式。

2、陰燃

陰燃是指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。

某些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或含水分較高時就會發(fā)生陰燃。這種燃燒看不見火苗，可持續(xù)數(shù)天，不易發(fā)現(xiàn)。易發(fā)生陰燃的物質(zhì)，如成捆堆放的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、濕木材等。陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化。如在密閉或通風(fēng)不良的場所發(fā)生火災(zāi)，由于燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度減慢，分解出的氣體量減少，即可由有焰燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。陰燃在一定條件下，如果改變通風(fēng)條件，增加供氧量或可燃物中的水分蒸發(fā)到一定程度，也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵；饒錾系膹?fù)燃現(xiàn)象和固體陰燃引起的火災(zāi)等都是陰燃在一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰分解燃燒的例子。

3、分解燃燒

分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃?xì)怏w后發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為分解燃燒。如木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等的燃燒就屬這類形式。

4、蒸發(fā)燃燒

熔點(diǎn)較低的可燃固體受熱后融熔，然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸氣而發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為蒸發(fā)燃燒。如石蠟、松香、硫、鉀、磷、瀝青和熱塑性高分子材料等的燃燒就屬這類形式。

(二)液體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

1·蒸發(fā)燃燒

易燃可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒，即蒸發(fā)燃燒。其燃燒速度，主要取決于液體的蒸發(fā)速度，而蒸發(fā)速度又取決于液體接受的熱量。接受熱量愈多，蒸發(fā)量愈大，則燃燒速度愈快。

2·動力燃燒

動力燃燒是指燃燒性液體的蒸發(fā)、低燃點(diǎn)液霧預(yù)先與空氣或氧氣混合，遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。如霧化汽油、煤油等揮發(fā)性較強(qiáng)的烴類在氣缸中的燃燒就屬于這種形式。

3·沸溢燃燒

含水的重質(zhì)油品(如重油、原油)發(fā)生火災(zāi)，由于液面從火焰接受熱量產(chǎn)生熱波，熱波向液體深層移動速度大于線性燃燒速度，而熱波的溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)。因此，熱波在向液層深部移動過程中，使油層溫度升上，油品黏度變小，油品中的乳化水滴在向下沉積的同時受向上運(yùn)動的熱油作用而蒸發(fā)成蒸氣泡，這種表面包含有油品的氣泡，比原來的水體積擴(kuò)大千倍以上，氣泡被油薄膜包圍形成大量油泡群，液面上下像開鍋一樣沸騰，到儲罐容納不下時，油品就會像“跑鍋"一樣溢出罐外，這種現(xiàn)象稱為沸溢。

4·噴濺燃燒

重質(zhì)油品儲罐的下部有水墊層時，發(fā)生火災(zāi)后，由于熱波往下傳遞，若將儲罐底部的沉積水的溫度加熱到汽化溫度，則沉積水將變成水蒸氣，體積擴(kuò)大，當(dāng)形成的蒸汽壓力大到足以把其上面的油層抬起，最后沖破油層將燃燒著的油滴和包油的油氣拋向上空，向四周噴濺燃燒。

重質(zhì)油品儲罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆是：罐壁會發(fā)生劇烈抖動，伴有強(qiáng)烈的噪聲，煙霧減少，火焰更加發(fā)亮，火舌尺寸變大，形似火箭。發(fā)生沸溢和噴濺會對滅火救援人員及消防器材裝備等的安全產(chǎn)生巨大的威脅，因此，儲罐一旦出現(xiàn)沸溢和噴濺的征兆，火場有關(guān)人員必須立即撤到安全地帶，并應(yīng)采取必要的技術(shù)措施，防止噴濺時油品流散、火勢蔓延和擴(kuò)大。

(三)氣體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

可燃?xì)怏w的燃燒不像固體、液體物質(zhì)那樣經(jīng)熔化、蒸發(fā)等相變過程，而在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴(kuò)散混合，完成燃燒反應(yīng)的準(zhǔn)備階段。氣體在燃燒時所需熱量僅用于氧化或分解，或?qū)怏w加熱到燃點(diǎn)，因此容易燃燒且燃燒速度快。

根據(jù)氣體物質(zhì)燃燒過程的控制因素不同，其燃燒有以下兩種形式：

1、擴(kuò)散燃燒

可燃?xì)怏w從噴口(管道口或容器泄漏口)噴出，在噴口處與空氣中的氧邊擴(kuò)散混合、邊燃燒的現(xiàn)象，稱為擴(kuò)散燃燒。其燃燒速度主要取決于可燃?xì)怏w的擴(kuò)散速度。氣體(蒸氣)擴(kuò)散多少，就燒掉多少，這類燃燒比較穩(wěn)定。例如，管道、容器泄漏口發(fā)生的燃燒，天然氣井口發(fā)生的井噴燃燒等均屬于擴(kuò)散燃燒。擴(kuò)散燃燒特點(diǎn)為擴(kuò)散火焰不運(yùn)動，可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。對于穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒，只要控制得好，便不至于造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也易撲救。

2、預(yù)混燃燒

可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w在燃燒之前混合，并形成一定濃度的可燃混合氣體，被引火源點(diǎn)燃所引起的燃燒現(xiàn)象，稱為預(yù)混燃燒。這類燃燒往往造成爆炸，也稱爆炸式燃燒或動力燃燒。影響氣體燃燒速度的因素主要包括氣體的組成、可燃?xì)怏w的濃度、可燃混合氣體的初始溫度、管道直徑、管道材質(zhì)等。許多火災(zāi)、爆炸事故是由預(yù)混燃燒引起的，如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)行置換就燒焊，燃?xì)庀到y(tǒng)開車前不進(jìn)行吹掃就點(diǎn)火等。

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