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傳播速度(或燃燒速度)較慢的燃燒型火災，爆炸則包括火焰傳播速度很快的化學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。火災和爆炸可大致分成由點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。火災和爆炸類型劃分見表 (略)。
火源型、蓄熱型火災和爆炸的特點是發生了燃燒、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，亦即發生了物理性爆炸。發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，所以不會發生爆炸，而只發生火災。在密閉容器中，可燃物質被點火源點燃后發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生的自燃，大多會導致火災;在密閉容器或空間發生的自燃，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，在空氣中發生氧化放熱自燃;
2、硝化棉、硝化纖維膠片等，在空氣發生分解放熱自燃;
3、還原鎳、還原鐵、活性炭等，在空氣中發生吸附放熱自燃;
4、稻草、原棉、鋸木屑等，在潮濕條件下發生發酵放熱自燃;
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，發生燃燒反應，瞬間變成化學性爆炸。發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為氣相而發生的爆炸。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，當液態甲烷倒入液態丁烷、液態丙烷倒入液氮、液態丙烷倒入約70℃的水中時，也會發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。但液態甲烷、丙烷等可燃氣體發生的蒸氣爆炸，與空氣形成爆炸性混合氣體，則有發生化學性爆炸及發生火災的危險;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，變成不穩定的過熱狀態，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，也會發生這種破壞平衡類蒸氣爆炸。
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