一、燃烧条件
1、要有可燃物。
凡是能在空气、氧气或其他氧化剂中发生燃烧反应的物质都称为可燃物。如木材、纸张、汽油、酒精、氢气、乙炔、钠、镁等。可燃物从化学组成上分为有机可燃物和无机可燃物;从物质状态上分为气体、液体、固体可燃物。不同可燃物的燃烧难易程度不同,同一可燃物的燃烧难易程度也会因条件改变而改变,甚至在一定条件下为不燃物,而在另一定的条件下成为可燃物。如铁、铝等在空气中是难燃物质,而在纯氧中则能发生剧烈的燃烧。
2、要有助燃物。
凡能帮助和支持可燃物燃烧的物质都叫助燃物。如空气、氧、氯酸钾、过氧化钠、浓硝酸、浓硫酸等。发生火灾时,空气是主要的助燃物。必须指出,有时可燃物和助燃物是合二为一的,这类物质在燃烧过程中发生分解反应。
3、要有着火源。
凡能引起可燃物质燃烧的热能源均称为着火源(也称点火源)。着火源可以是明火,也可以是高温物体,它们可以由热能、化学能、电能、机械能转换而来。电器开关、电器短路、静电等产生的电火花、炉火、烟头、火柴、蜡烛等,是常见的引起火灾的着火源。金属与金属、金属与岩石之间的撞击、摩擦所产生的火星,其温度可达1000℃以上,可引燃可燃气体、可燃液体蒸气以及棉花、干草绒毛等物质。雷电是很强烈的放电现象,其电火花往往是古建筑、森林的着火源。
二、预防火灾的基本措施
1.控制可燃物。
在可能的情况下,用难燃和不燃材料代替易燃材料;对工厂中易产生可燃气体的地方,可采取通风措施加以排除;对生产可燃气体和液体的设备,应尽可能防止可燃物的跑、冒、滴、漏现象发生。
2.隔绝空气。
涉及到易燃易爆物质的生产过程,应在密闭设备中进行;对有异常危险的,要充惰性气体进行保护;对某些特殊物质,应隔绝空气贮存,例如硝存于煤油中,磷存于水中等。3.消除着火源。在易产生可燃性气体的场所,采用防爆电器,同时禁止一切火种。
三、火灾扑救的基本方法
1.隔离法。
将尚未燃烧的物质移走,使其同正在燃烧的可燃物分开,燃烧得不到足够的可燃物,火就会熄灭。如切断可燃气来源、移走剩余的可燃液体等。
2.窒息法。
窒息法就是隔绝空气,使可燃物得不到足够的氧气而停止燃烧。例如用不燃或难燃的物质捂盖燃烧表面,用水蒸气或惰性气体灌注容器设备,封闭起火的建筑和设备的孔洞,用泡沫覆盖燃烧表面等。冷却法。即把燃烧着的物体温度降低,当可燃物的温度低于其燃点时,燃烧便停止。如用水扑灭火灾时,主要是冷却法起作用。抑制法。这种方法的原理是使灭火剂参与到链锁反应中去,使燃烧过程中产生的自由基消失,而形成稳定的分子或低活性的自由基,使链锁反应中止。大家熟悉的1202、1301、1211等均属这类灭火剂。
四、燃烧的分类
由于热源的产生和性质不同,使着火表现出不同的形式,据此将着火分为如下三种:
1.强迫着火,又称点燃或引燃。指可燃物的局部地区受到火花、炽热物体、引燃火源等明火源加热着火、燃烧,然后依靠燃烧波传播到整个可燃物中去。大多数火灾就是通过这种着火方法发生的。
2.受热自燃,又叫热自燃。是没有明火直接作用,而靠外界加热引起燃烧的过程。
3.化学自燃,指在没有外来热源的情况下,由于体系内发生了某种物理化学过程,从而产生热量,使体系温度升高,并发生燃烧的方式。受热自燃和化学自燃统称自燃,两者的不同点在于热的来源不同。从消防安全角度看,化学自燃的特点是具有隐蔽性,着火前一般不易发现。
五、火场中热烟气的一般毒害作用
据统计,火灾中人员死亡的原因,因烟气和毒气直接致死的占40%,加上由于中毒晕倒后被烧死的.,则占一半以上。因此,了解火灾中燃烧产物对人体的毒害作用,从而对保护人民群众生命安全具有重要意义。
1.缺氧。人无时无刻不在进行呼吸,吸进氧气,呼出二氧化碳。正常空气中氧占21%(体积分数)。在火场中,由于可燃物的燃烧使火场中氧的含量减少,特别是密闭环境中,例如冬天紧闭的房间,一旦着火,火场中的氧气会迅速下降。当空气中O2含量低于16%~12%时,人会出现头痛,呼吸急促,脉搏加快;当O2含量低于14%~9%时,人判断能力迟钝,出现酩酊状态,产生紫斑;当O2含量低于10%~6%时,人意识不清,痉挛,致死。
2.高温气体的热损伤。火场中,由于可燃物多,火灾发展迅速,火场气体温度升高很快。根据一般室内火灾升温曲线,着火中心5min后,即可升高到500℃以上。人体呼吸系统中的鼻腔、气管及支气管的内粘膜和肺泡组织很娇嫩的。只要吸入的气体温度超过70℃,就会使气管、支气管内黏膜充血,出血起水泡,组织坏死,并引起肺扩张、肺水肿而死亡。
3.热烟尘的毒害作用。火灾中的热烟尘由燃烧中析出的碳粒子、焦油状液滴,以及房屋倒塌,天花板掉落时扬起的灰尘组成。这些烟尘吸入呼吸系统后,堵塞、刺激内黏膜,其毒害作用随烟尘的温度、直径不同而不同,其中温度高、直径小、化学毒性大的烟尘对呼吸道的损害最严重。烟尘直径在5μm左右,一般只停留在上呼吸道,3μm左右的则进入支气管,1μm的烟尘会进入肺泡。进入呼吸道的烟尘会由气管壁上的纤毛运动被输送到咽头,而咳出或吞入胃内。
六、火灾蔓延
1.火焰在气相物质中的燃烧均产生火焰。某些固体物质,高温中能分解出可燃气体,燃烧时也能产生火焰;另一些固体(如木炭、金属)燃烧时,则仅有发光发热,而不产生火焰。液体可燃物(如酒精)先受热蒸发、固体可燃物(如石蜡)受热熔化再变化为可燃气体,燃烧时也产生火焰。
火焰通常从外到内分为三层:
①外焰:可燃气体与空气接触、混合、充分燃烧,温度最高,但不明亮,呈淡蓝色。
②内焰:可燃气体不完全燃烧,伴有炭粒形成的部分,明亮、橙黄色,温度稍次于外焰。
③焰心:可燃物质受热分解、蒸发、熔融气化而未燃烧的部分,暗区,温度最低。几种可燃物质的火焰温度如下:酒精1700℃,蜡烛1400℃,乙炔和氧气3800℃,一氧化碳和氧2600℃。高温与色相的关系如下:初期的红色为500℃,橙黄色1100℃,白色为1300℃。可燃气体向静止的空气中喷出时,一般形成层流扩散焰,火焰的长度与方向受可燃气体喷射的速度和方向影响,而且气体喷射的速度越高,火焰也越长。当外界空气流动形成风时,火焰的方向随风向改变;当外界空气流速大,形成乱流时,火焰的长度几乎形成定值。
2.火势影响因素建筑物发生火灾时,火焰的温度、长度和方向都是火灾损失、火灾蔓延的重要因素。而实际火灾中火势的大小还与可燃物种类、堆放方式、空气流通情况等有关,许多实际火灾的记录,对人类认识火灾是有益的。如:1985年1月30日昆明橡胶一厂化工原料仓库(橡胶、松香、石蜡、硫黄等)起火,火焰裹着黑色浓烟高达40~50m。1985年5月11日黑龙江德都县龙镇车站储木场原木起火,火焰高达30m以上1986年3月30日大庆林原炼油厂蜡油罐起火,火焰高达10m以上。1986年9月18日上海二轻局大楼高档进口商品陈列室大火,呼呼窜出的火舌长达2m左右。
3.火灾的蔓延火灾的蔓延不单是火焰引起各种可燃物质燃烧的结果。燃烧除必须有可燃物质、氧气外,还必须积蓄一定热量,使可燃物温度达到燃点,燃烧过程才能发生。因而,通过各种热传播途径(热传导、热辐射、热对流等)积蓄热量,或由于风力助威、熔融物滴落、可燃物飞溅或飘落,都可能使火灾迅速蔓延。
①火灾在楼层内的水平蔓延。建筑物内的起火房间,开始时往往只有一处,随后整个楼层起火,究其原因主要是内墙上的门未能把火挡住,使火灾通过门和走廊在楼层内的水平方向进行了蔓延。从内墙上的门喷向走廊的热气流,其动力一是燃烧产生的压力;二是高温烟气自身的浮力。热气流通过内墙门,经过走廊,再经过相邻房间的门进入相邻房间。如果起火房间的门和邻近房间的门都不曾开启,那么对火灾在楼层内的水平蔓延会起到一定的控制作用。如果走廊内有可燃的内装修材料,则热气流会很快将其点燃,助长火灾在楼层内的水平蔓延。如果一个楼层有数个防火分区,则这种水平方向的蔓延一般只在同一个防火分区内进行。
②火灾在建筑物内的垂直蔓延。火灾在建筑物内的垂直蔓延一般有两种渠道,一是通过接板上的孔洞及竖向井道;二是通过外墙窗口。由于上下交通联系及管线垂直穿越等功能的需要,其内有许多竖向的井道及开口位,如楼梯间、电梯井、管道井、电线井、垃圾井等,这些井道和开口部位大都贯穿全楼,犹如一座座烟囱,当发生火灾时,由于竖井的强大抽力作用,会使烟气迅速向上部楼层蔓延。高温烟气在竖向井道中向上蔓延的速度为3~5m/s。起火房间的温度很高时,如果烟气中含有过量未燃烧气体,则高温烟气从外墙窗口排出后而会形成火焰,这将会引起火势向上层蔓延。1985年4月23日湖南辰溪县辰阳镇龙门旅社,金属烟囱管辐射热引燃天花板,烧毁房屋200多幢,损失320万元。1985年5月23日伊春市某居民抽烟引燃木板棚,受6~7级西南风影响,使大火波及七条街,烧毁各类建筑88520m2,直接经济损失2097万元。火场由“豹斑式燃烧”迅速扩展为20万m2,一片火海。1985年6月20日青海冷湖地区2号油井井喷,火焰窜起几十米高,井口附近温度达1800~2100℃,强烈的热辐射使距井口约100m的木板房、茅草等烤着起火。1985年8月19日西安飞机制造业红安公司用氧炔焰气割,火种落入地下仓库,火灾燃烧123h,烘烤与射水使库房下沉30cm,混凝土顶板裂缝45mm,部分钢筋外露,火场能见度仅1~2m。1985年10月28日天津二钢2号炉试氧时,输氧管道发红引起钢铁燃烧,高压纯氧助威,随着发红的输氧管道一声巨响,气流从管道内冲出,6m长的一段钢管倾刻熔化,钢水四处倾泻,又穿透平台上的钢板,架设管道的走廊顿时一片烈焰,总调度、总指挥等9人丧身。1986年7月15日台湾高雄饭店地下室石化产品着火,沿楼梯化纤地毯窜火,高温烟气很快使火灾蔓延到10楼。
七、常用消防设施、设备和器材
1.灭火器
2.火灾自动报警系统
3.自动喷淋系统装置
4.消防栓系统
5.排烟系统
6.加压送风系统
7.安全通道与消防梯
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