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闪燃

可燃液体挥发的蒸气与空气混合达到一定浓度遇明火发生一闪即逝的燃烧,或者将可燃固体加热到一定温度后,遇明火会发生一闪即灭的燃烧现象,叫闪燃。

发生闪燃时的最低温度称为闪点。

(flashover)现象一般发生在一个密封火场,因现场积聚大量易燃气体,当密封燃烧下令温度持续上升至超过摄氏500度时,火场会在一至两秒间因场内所有可燃物体被高温点燃自动燃烧而全场起火,变成一片火海,可造成严重伤亡。

现场气温突然飙升,室内物体释放烟雾状可燃气体,天花板上出现像海啸波浪的浓烟,浓烟呈现像雪球的形状 ,分烟层下降。

一旦出现闪燃,立即伏下,找物件掩护。消防员可采用间歇式喷水雾的方法。

恐怖的闪燃(flashover)以及回燃(backdraft)是前线消防员的天敌,一旦发生,往往造成严重的伤亡。

闪燃是在一定温度下,液态可燃物液面上蒸发出的蒸气与空气形成的混合气体恰好等于爆炸下限浓度时,遇火源产生的一闪即灭的现象。这时,由于易燃、可燃液体在闪点温度下,蒸发速度还不太快,蒸发出来的气体仅能维持一刹那的燃烧,而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧,因而燃一下就灭了。

闪燃现象出现后,受环境温度等因素的影响,液体蒸发速度往往会加快,这时遇火源就会产生持续燃烧,在一定条件下(如爆炸性混合物达到爆炸极限,并遇到较高的点火能量),就会出现燃烧速度比较快的燃烧现象,即爆燃。因此,闪燃现象往往是爆燃的前兆。由于爆燃能够形成很高的燃烧速度和温度,因此会直接造成火灾,所以与闪燃现象相比,具有很大的火灾危险性。这样积极控制和预防闪燃现象的出现,就具有极其重要的现实意义。

闪燃现象的出现一般基于两个条件,一是在环境中存在足够的可燃蒸气;二是具有能够引起闪燃的温度。因此,控制和预防闪燃现象,实质上就是防止可燃气体或蒸气与空气混合而形成可燃性气体混合物或者防止出现着火源。联系到生产、储存、运输、使用易燃、可燃气体或液体的实际中,则要着力抓好以下几个环节。

一、要保证通风良好

通风良好是防止形成爆炸性混合物的最基本、最方便的措施。对散发轻于空气的易燃、可燃气体或蒸气的场所,要保证室内上部空间通风良好。设置顶部气窗、风孔、风管(道)等是加强自然排风的有效方法,但同时为了防止气压、风向、风力等因素对自然排风的影响,还应在这些场所设置强制排风装置,以确保及时排除挥发、泄漏出来的易燃、可燃气体或蒸气;对散发重于空气的易燃、可燃气体或蒸气的场所,则要加强地面通风,通过在贴近地面的墙上开设气孔、气窗来实现低位的空气对流,防止形成爆炸性混合物。并不得在这些场所留有凹坑、地沟、管沟等,防止在低凹处形成爆炸性气体。

二、要严格控制火源火种

首先要严格按照《建筑设计防火规范》、《石油化工企业设计防火规范》等相关的消防技术规范和标准,从严确定明火或散发火花地点与生产、使用、储存易燃、可燃气体或蒸气场所的防火间距,防止留下先天性隐患;其次要认真搞好设备管道的防静电接地。凡用于传输、储存易燃、可燃气体或蒸气的设备和管道,都应保证接地良好。管道接口、法兰等要进行跨接。真空泵、循环泵等设备的进口和出口以及管道的始端和末端等在必要时应单独接地。设备、容器进液应采用液下方式,防止因喷溅式进液产生的静电得不到有效导除;第三要严禁使用非防爆电器。在散发易燃、易爆气体或蒸气的场所,不应使用非防爆型的电气开关、照明、电机等一切可能成为点火能量的电器设施。要严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求,从严、从优选用符合要求的电器设施,防止留下电器火灾的隐患;第四要严格控制流动火种。在划定的禁火区域内,要严格禁止一切流动的火种。一切车辆在进入禁火区前,必须在排气口加装阻火罩。一切人员在进入禁火区域后均不得吸烟。在特别危险的地带不得穿着化纤服装和带铁钉的鞋,不得使用手机、BP机等。在部分核心部位或已发生易燃、可燃气体或蒸气泄漏的场所,严禁使用非防爆工具进行检修作业。

三、要严格按照工艺要求选用设备和进行操作

闪燃现象大多发生在蒸馏单元操作过程中。首先,易燃、可燃液体在蒸馏过程中,由于处于沸点状态,其体系则为气——液共存,如果发生泄漏或溢出,即可与空气形成爆炸性混合物,遇火源就会发生闪燃或爆燃。这就要求在蒸馏易燃、可燃液体的生产过程中,应当选用密闭的夹套或内置蛇管加热的蒸馏釜,或者电感加热方式的设备。为防止因超温超压引起泄漏或溢出,应在蒸馏釜上设置安全阀和放空管,一旦发生事故,确保将易燃、可燃气体(蒸气)释放到室外大气中,防止在室内因通风限制形成爆炸性混合物。其次要严格按照操作规程进行操作。要严格控制加料的速度,防止造成沸溢、淹塔以及增大气相负荷的事故;要严格控制加热的速度,防止造成爆炸或低燃点的物料发生闪燃或自燃;要严格控制加热的时间,防止蒸干或引起结垢,造成局部过热而增加爆炸危险;要防止有水或其他低沸点物质进入高温蒸馏系统内,引起瞬间大量气化,增大压力,而发生泛塔或爆炸的危险。此外,蒸馏设备应经常检查、清理和维修,尤其是防止设备腐蚀破裂或管道、塔盘等部位堵塞,开车或检修前,系统应按安全操作规程严格进行清洗、置换,确保检修和开车安全。

四、要设置检测报警和紧急停车联锁装置

闪燃现象一般出现在等于或接近爆炸下限之时。因此在易燃、可燃液体或蒸气可能与空气形成爆炸性混合物的场所,设置检测报警装置,并将报警的浓度设置在小于爆炸浓度极限下限的15-20%处,将会有效地防止闪燃现象的发生,同时,为防止报警后继续升温加热,导致易燃、可燃气体或蒸气大量外溢。还可将报警装置与紧急停车装置联锁互动,以增加安全保险系数。

闪燃现象出现后的应对方法和措施

在许多情况下,如操作失误、违章操作等,控制和预防都将失去其应有的作用,这时就会不可避免地出现闪燃现象。如前所述,闪燃现象往往是爆燃的前兆,因此,这时如果处置不当,措施不力,就会发生重大的财产损失和人员伤亡。根据工作的实际,笔者认为,当“闪燃”现象出现时,可以采取以下几种应对方法和措施。

第一,应当立即向在场人员发出警报,并迅速离开危险区域。许多教训一再说明,当出现闪燃现象时,最好的选择就是通知在场人员迅速撤离危险区域。这里主要取决于两个方面的因素:一是许多低闪点的液体,其闪点与燃点之间的差值一般只有1-2℃,因此一旦出现“闪燃”后,随时都有可能发展为爆燃,这对在场人员将是致命性的;二是一旦出现“闪燃”现象,在极短的时间内,一般不可能同时解决好降温、通风、火种控制等问题,进而消除火险警报。因此无条件迅速撤离危险区域,是出现闪燃后的最佳选择。

第二,加强通风,水雾驱散。在人员安全撤离后,可以根据风向和地形特点,在专业人员的指导下,穿戴好防护服装,谨慎地采用水雾驱散和加强通风的方法,对危险区域内已经形成的爆炸性气体或蒸气混合物进行驱散,使爆炸性混合物慢慢降低浓度,达到防止闪燃演变为爆燃的目的。通风除可以利用自然通风外,还可利用已有的机械排风设备,强制通风。对容易发生易燃、可燃气体或蒸气积聚的低洼、犄角等处,还可利用水蒸气、水雾等办法驱散,对那些可溶于水的气体或蒸气(如液化石油气),采用水雾驱散,则效果更加。

第三,启动保护装置,稀释惰化。在没有固定和移动式惰性气体保护装置的场所,一旦出现“闪燃”现象时,可以通过自动控制设备,立即启动惰性气体保护装置,使惰性气体迅速充入可燃气体混合物中,进而降低可燃气体和助燃气体的比例浓度,防止和降低可燃气体和助燃气体的反应能力,抑制燃烧反应进行。

第四,关阀截流,防止继续升温和反应。闪燃现象出现后,如果发生闪燃的是高闪点的液体蒸气,由于其闪点与燃点之间的差值较大,因此,一般不会马上发生爆燃。这时可以冷静地采用关阀截流的方法,切断反应热,中止投料,使反应和升温停止。条件具备的场所,应当同时向设备内喷洒惰性气体,则更能有效地防止爆燃事故的发生。

第五,坚持冷却,保持警戒。闪燃现象往往是爆燃的前兆,但受易燃、可燃气体或蒸气的闪点高低和温度以及通风条件、气象条件等内外因素的影响,闪燃现象出现后,爆燃何时发生、能否发生却是极不确定的。因此,既不能因为一时没有发生爆燃而轻信爆燃不会发生,也不能因为没有发生爆燃而溜之大吉。应当在采取了相应的应对措施后,继续保持对反应设备的冷却,同时,划定一定范围的警戒区域,防止无关人员和火种进入危险区域,直到危险真正消除。

当然,爆燃并不是闪燃的必然结果,只是一种常见形式,在特定的条件下,闪燃有可能会演变为燃烧速度更快的爆轰,也有可能演变为燃烧速度较缓的缓燃,甚至不会引起燃烧和爆炸。因此,在实际工作中要具体问题具体分析,既不能对闪燃现象麻木不仁,不注重研究防止闪燃现象出现的方法,留下火灾爆炸事故的隐患,也不能说到闪燃就谈虎色变,而要以科学的态度,具体分析闪燃产生的原因,可能出现的后果,这样才能在一旦发生闪燃现象时,及时采取正确地应对措施,化险为夷。


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