二、火災

　　火災(燃燒)是可燃物與氧化劑結合，并釋放出能量的化學反應，釋放出能量中的一部分用來維持其反應。

　　(一)燃燒的形式

　　燃燒是可燃物質與氧或氧化劑化臺時發生的一種伴有放熱和發光的激烈氧化反應。由于可燃物質可以是氣體、液體或固體，所以它們的燃燒形式是多種多樣的。

　　按照產生燃燒反應相的不同，可分為均相燃燒和非均相燃燒。均相燃燒是指燃燒反應在同一相中進行，如天然氣在審氣中燃燒是在同一的氣相中進行的，就屬于均相燃燒。與此相反的情況則為非均相燃燒，如石油、木材等液體和固體的燃燒就屬于非均相燃燒。非均相燃燒較為復雜，必須考慮到可燃液體及固體物質的加熱，以及由此而產生的相變化。

　　1.可燃性氣體的燃燒有混合燃燒和擴散燃燒2種形式：

　　(1)混合燃燒。將可燃性氣體預先與空氣混合，在這種情況下發生的燃燒成為混合燃燒。混合燃燒反應速度快、溫度高，通常的混合氣體爆炸就屬于這一類。

　　(2)擴散燃燒。可燃氣體從管中噴出，與周圍空氣接觸，邊混合邊燃燒，這種形式的燃燒稱為擴散燃燒。在擴散燃燒中，由于反應不完全，所以經常產生沒有完全燃燒的炭黑。

　　2可燃性液體和固體的燃燒分別屬手蒸發燃燒、分解燃燒或表面燃燒等3種形式：

　　(1)蒸發燃燒。可燃液體燃燒時，通常液體本身并不燃燒，而只是由液體蒸發產生的蒸氣進行燃燒，這種形式的燃燒叫做蒸發燃燒。蒸氣被點燃起火后。形成的火焰溫度進一步加熱了可燃物體表面，從而加速易燃液體的蒸發。使燃燒繼續蔓延和擴大。汽油、酒精等易燃液體的燃燒就屬于蒸發燃燒。

　　(2)分解燃燒。很多固體或不揮發性液體，由于受熱分解而產生可燃性氣體，這種氣體的燃燒稱為分解燃燒。例如木材和油脂，大多是先分解產生可燃氣體再行燃燒，所以是分解燃燒的一種。

　　(3)表面燃燒。可燃固體燃燒到后期，分解不出可燃氣體，就剩下無定形炭和灰，此時沒有可見火焰。燃燒是在高溫可燃固體與空氣相接觸的表面上進行的，這種燃燒稱為表面燃燒。金屬的燃燒也是男一種表面燃燒，沒有汽化過程，燃燒溫度較高。

　　(二)燃燒條件

　　燃燒必須同時具備3個條件，即：

　　(1)有可燃物質存在;

　　(2)有助燃物質存在，常見者為空氣、氧氣等;

　　(3)有能導致燃燒的能源即點火源，如撞擊、摩擦、明火、靜電火花、雷電等。

　　可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的三要素，缺少其中任何一個燃燒都不能發生。但是燃燒在可燃物濃度、溫度、點火能等方面都存在著極限值。在某些情況下，如可燃性混合物未達到燃燒極限濃度范圍之內或不具備足夠的點火能量，那么即使具備了上述3個條件，燃燒也不會發生。例如當空氣中的含氧量低于14%時，一般可燃物質便不會發生燃燒：又如一根火柴的熱量不能點燃一根木柴。對于已經進行著的燃燒，若消除3個條件中的任何一個，燃燒就會終止，這就是滅火的基本原理。

　　(三)閃點

　　可燃液體的表面都有一定量的蒸氣存在，蒸氣的濃度取決于液體的溫度。可燃液體的蒸氣與空氣所組成的混合物遇明火時產生閃燃，引起閃燃的最低溫度稱為閃點。閃燃不能使液體燃燒，原因是在閃點溫度下，液體蒸發緩慢，可燃液體蒸氣與空氣的混合物瞬間燃盡，新的可燃蒸氣來不及補充，故閃燃瞬間就熄滅。雖然僅是閃燃，但閃點卻是衡量石油及油品火災危險性的主要標志。閃點數據通過標準儀器測定，有開杯式和閉杯式2種。常溫下能閃燃的液體常用閉杯閃點儀測定，閃點較高的液體則用開杯容器測定。同系列的可燃液體，其閃點變化規律是：隨分子量的增加而增高;隨密度的增加而增高;隨沸點的增高而增高：隨蒸氣壓的降低而增高。可燃液體混合物的閃點不具有加和性，高閃點液體中即使加入少量低閃點液體也會大大降低閃點，增加火災危險性。石油的密度比煤油高，但石油的閃點卻比煤油低就是一個例子。

　　(四)引燃溫度

　　引燃溫度是指物質(不論是固態、液態或氣態)在沒有外部火花或火焰的條件下，能自動引燃和繼續燃燒的最低溫度。

　　對石油產品來講，密度愈大，閃點愈高，而引燃溫度卻愈低。因此，從引燃溫度來說，重質油料比輕質油料的火災危險性大。

　　對天然氣來講無閃點數據，但是天然氣中氣態烴的引燃溫度則具有隨分子量增加而降低的規律，例如甲烷時引燃溫度高于乙烷、丙烷的引燃溫度。

　　(五)石油的燃燒速度

　　液體燃料的燃燒速度有2種表示方法：①以每平方米面積上l小時燒掉液體的質量表示，稱為液體燃燒的質量速度;②以l小時(或1分鐘)燒掉液體屢的高度來表示，稱為液體燃燒的直線速度。

　　液體燃料燃燒前須先蒸發而后燃燒，故液體燃燒速度取決于液體鈞蒸發，并且與很多因素有關。例如液體的初溫越高，燃燒速度越快;儲罐中低液位燃燒比高液位燃燒的速度要快(因為受火焰加熱的罐壁可以進一步加速油品的蒸發);不含水的比含水的石油產品燃燒速度要快;蒸氣壓高的比蒸氣壓低的石油產品燃燒速度要快。

　　油品燃燒時。火焰靠輻射向油品表面傳熱，使油品液面溫度逐漸升高，同時油品蒸發加劇。油品蒸發要吸收大量蒸發熱，最后在液面上保持熱平衡，液面溫度不再升高而維持定值。輕質油品揮發強度大，吸收的蒸發熱量多，故液面溫度較低。重質油品揮發強度小，液面溫度較高。

　　油品著火后火焰便很快沿油品表面蔓延。火焰沿液面蔓延的速度取決于液體的初溫、熱容、蒸發熱和火焰的輻射能力。此外，風速對火焰蔓延速度也有很大影響。

　　(六)天然氣的燃燒速度

　　天然氣的燃燒不需要像固體、液體那樣經過熔化蒸發等過程，所以燃燒速度很快。

　　氣體燃燒分混合燃燒和擴散燃燒，通常情況下混合燃燒速度高于擴散燃燒速度。氣體的燃燒速度常用火焰傳播速度來衡量，火焰傳播速度在不同直徑的管道中測試時其值不同。一般講火焰傳播速度隨著管道直徑增加而增加，當達到某個直徑時速度就不再增加。同樣，隨著管道直徑的減少而減少，當直徑小到一定程度時火焰就不再傳播而熄滅，這是因為管子直徑減小時熱損失增加所致，這也就是阻火器的原理。

　　(七)燃燒溫度

　　燃燒溫度實質上就是火焰溫度。因為可燃物質燃燒所產生的熱量是在火焰燃燒區域內析出的，因而火焰溫度也就是燃燒溫度。

　　油品著火燃燒時，火焰的中央部分由于空氣供應不足，燃燒不充分，所以溫度不高。因此火焰的溫度是：在比油面稍高的位置上，火焰溫度相當于油品的沸點溫度：隨著高席增加，火焰溫度急劇升高，約距油面1. 5 m高度上，火焰溫度可達最高值;當高度繼續增加，火焰溫度有所下降。此外，火焰的高度則取決于燃燒液面直徑和燃燒速度。一般說，燃燒速度越快，火焰高度與燃燒液面直徑之比值越大。

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