在備考2025年注安技術科目時，“火災爆炸事故機理”這一考點需掌握燃燒與火災、爆炸等內容。

一、燃燒與火災★★★★

(一)燃燒和火災的定義、條件

1.燃燒的定義

可燃物與氧化劑發生的放熱反應，通常伴有火焰、發光和發煙。

2.火災定義

將火災定義為在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。

3.燃燒(火災)發生的必要條件—前提條件，基本知識

同時具備氧化劑、可燃物、點火源，即燃燒三要素。從現代燃燒理論的角度分析，燃燒的必要條件除了燃燒三要素外，還必須保持參與燃燒物質的鏈式反應(活性基因)未受到抑制。

在火災防治中，只要消除4個必要條件之一就可以撲滅。

4.物質燃燒(火災)發生的充分條件—附加要求(量)

物質發生燃燒并得到發展，除了上述4個必要條件外，還必須具備3個充分條件：①一定量的可燃劑濃度，如甲烷在空氣中的體積分數必須在5%~15%;②一定量的氧含量，如汽油燃燒最低含氧量為14.4%;③一定量的點火能，必須達到可燃物最小點火能以上。

可燃物系統具備上述4個必要條件或者3個充分條件時，燃燒才能發生和繼續。

(二)燃燒(火災)過程和形式★★★★

2.燃燒形式

燃燒形式有6種，(氣態可燃物)擴散燃燒、混合燃燒;(液態可燃物)蒸發燃燒、分解燃燒;(固態可燃物)分解燃燒和表面燃燒和陰燃。

(1)擴散燃燒。可燃氣體從管道、容器的裂縫(閥門)流向空氣，可燃物與空氣分子互相擴散、混合，達到爆炸極限范圍內的可燃氣體遇到火源著火并能形成穩定火焰的燃燒，如天然氣井口發生的井噴燃燒、打火機的燃燒、放空火炬。

擴散燃燒—燃燒前，可燃性氣體先經過擴散、混合的過程，通常僅集中在泄漏的裂縫、閥門處，屬于穩定的擴散燃燒焰，不會發生回火的現象，最常見的就是氣體類介質泄漏火災，此類火災在沒有封堵措施的前提基礎上，切忌壓滅火勢。

(2)預混燃燒。可燃氣體和助燃氣體在管道、容器內混合，混合氣體的濃度在爆炸極限范圍內，遇到火源后快速進行的燃燒，煤氣、液化石油氣泄露并與空氣混合后遇到明火發生的燃燒為混合燃燒。如家用燃氣灶火焰、接力用火炬的火焰、氣體切割焊接、氣體爆炸等。

混合燃燒—可燃性氣體在一定空間(設備內、空間內)內已經得到充分混合后遇到點火源形成的瞬間轟爆型燃燒，燃燒充分但是及其危險，混合燃燒實際實質上就是受控型爆炸。一旦供氣速度小于燃燒速度，供氣設備會發生回火現象最終導致設備整體爆炸，類似于氣體切割焰。

混合燃燒供氣設備上應設置防回火裝置—阻火器、單向閥。

(3)蒸發燃燒(液體燃燒的典型形式)，可燃液體在火源和熱源的作用下，蒸發出的蒸氣發生氧化分解而進行的燃燒，稱為蒸發燃燒。如酒精、汽油、乙醚等易燃液體的燃燒。

(4)分解燃燒。可燃物質在燃燒過程中首先遇熱分解出可燃性氣體，分解出的可燃性氣體再與氧進行的燃燒，稱為分解燃燒。如木材、紙張及高分子材料的燃燒。(特征—黑煙)

應注意液體類火災切忌直接噴射帶壓力的滅火劑，防止液體沖出后形成流散類火災。

(5)表面燃燒。如炭、箔狀或粉狀金屬(鋁、鎂)的燃燒。

(6)陰燃，固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或含水較多等條件下發生的只冒煙、無火焰的燃燒現象。如大量堆放的煤、雜草、濕木材。

(三)火災的分類

(1)按可燃物的類型和燃燒特性將火災分為6類。

A類火災：固體物質火災，這種物質通常具有有機物性質。

B類火災：液體或可熔化的固體物質火災，瀝青、石蠟火災等。

C類火災：氣體火災。

D類火災：金屬火災，鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金火災等。

E類火災：帶電火災，如發電機、電纜、家用電器等。

F類火災：指烹飪器具內烹飪物火災，如動植物油脂等。

(四)火災基本概念及參數

1.引燃能(最小點火能)—數值越低越易被引燃，危險性越大

釋放能夠觸發初始燃燒化學反應的能量，也叫最小點火能。

2.著火遲滯期(誘導期)—誘導期越短，危險性越大

高溫作用下從開始暴露到起火的時的時間，單位用 ms表示。

3.閃燃(一閃即滅)和閃點—閃點越低、危險性越大

4.燃點(著火點)—燃點越低、危險性越大

5.自燃和自燃點—不依靠外部熱源、自行燃燒★★

(1)液體和固體受熱分解的可燃氣體揮發物越多，自燃點越低。

(2)固體可燃物粉碎得越細，自燃點越低。

(3)一般情況下，密度越大，閃點越高而自燃點越低。

下列油品的密度：汽油<煤油<輕柴油<重柴油<蠟油<渣油，閃點依次升高，自燃點則依次降低。

密度和閃點：汽煤柴蠟渣

汽油<煤油<輕柴油<重柴油<蠟油<渣油

自燃點：

渣油<蠟油<重柴油<輕柴油<煤油<汽油

6.熱分解溫度

熱分解溫度是指可燃物質受熱發生分解的初始溫度。它是評價可燃固體的火災危險性主要指標之一，固體的熱分解溫度越低，燃點也低，火災的危險性越大。

(五)典型火災的發展規律

典型火災事故的發展分為初起期、發展期、最盛期、減弱至熄滅期。初起期是火災開始發生的階段，這一階段可燃物的熱解過程至關重要，主要特征是冒煙、陰燃。

發展期是火勢由小到大發展的階段，一般采用T平方特征火災模型來簡化描述該階段非穩態火災熱釋放速率隨時間的變化，即假定火災熱釋放速率與時間的平方成正比，轟燃就發生在這階段。

典型火災事故的發展分為初起期、發展期、最盛期、減弱至熄滅期。最盛期的火災燃燒方式是通風控制火災，火勢的大小由建筑物的通風情況決定。

減弱至熄滅期是火災由最盛期開始消減直至熄滅的階段，熄滅的原因可以是燃料不足、滅火系統的作用等。

二、爆炸★★★★

(一)爆炸及其分類

1.爆炸的定義

迅速的物理的或化學的能量釋放或轉化過程，是系統蘊藏的或瞬間形成的大量能量在有限的體積和極短的時間內，驟然釋放或轉化的現象。爆炸最主要的特征是爆炸點及其周圍壓力急劇升高。

2.爆炸的分類

1)按照爆炸的能量來源分類

爆炸可分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。

(1)物理爆炸。純物理過程，只發生物態變化，不發生化學反應，例如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸、水的大量急劇氣化。

(2)化學爆炸。高速放熱化學反應，產生大量氣體急劇膨脹形成的爆炸現象。炸藥，可燃氣體、粉塵與空氣形成的爆炸性混合物的爆炸。(產生新物質)

(3)核爆炸(原子爆炸)。如原子彈、氫彈的爆炸。

2)按照爆炸反應相分類—爆炸前的相態

爆炸可分為氣相爆炸、液相爆炸和固相爆炸。

(1)氣相爆炸，包括可燃性氣體和助燃性氣體混合物的爆炸;氣體的分解爆炸;液體被噴成霧狀物在劇烈燃燒時引起的爆炸(噴霧爆炸);飛揚懸浮于空氣中的可燃性粉塵引起的爆炸。

(2)液相爆炸，包括聚合爆炸、蒸發爆炸以及由不同液體混合引起的爆炸。例如硝酸和油脂混合時引起的爆炸;熔融的礦渣與水接觸或澆包與水接觸時，由于過熱發生快速蒸發引起的蒸汽爆炸。

(3)固相爆炸，包括爆炸性混合物及其他爆炸性物質的爆炸(乙炔銅);導體因電流過載，由于過熱，金屬迅速氣化引起的爆炸。

(三)可燃氣體爆炸(三乙、臭氧、聯胺)

1.分解爆炸性氣體爆炸—不一定燃燒，不需要氧氣，體積壓力迅速增加

乙炔、乙烯、環氧乙烷等，在沒有氧氣的條件下，也能被點燃爆炸，其實質是一種分解爆炸。除上述氣體外，分解爆炸性氣體還有臭氧、聯氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氫、四氟乙烯等。當乙炔受熱或受壓時，容易發生聚合、加成、取代或爆炸性分解等反應。當乙炔壓力較高時，應加入氮氣等惰性氣體加以稀釋。此外，乙炔易與銅、銀、汞等重金屬反應生成爆炸性的乙炔鹽;不能用含銅量超過65%的銅合金制造盛乙炔的容器;在用乙炔焊接時，不能使用含銀焊條。

2.可燃性混合氣體爆炸—一定發生燃燒，一定需要氧氣

(1)擴散階段。可燃氣分子和氧氣分子分別從釋放源通過擴散達到相互接觸，所需時間稱為擴散時間。

(2)感應階段。可燃氣分子和氧化分子接受點火源能量，離解成自由基或活性分子，所需時間稱為感應時間。

(3)化學反應階段。自由基與反應物分子相互作用，生成新的分子和新的自由基，完成燃燒反應。

三段時間相比，擴散階段時間遠大于其他兩階段時間，因此是否經歷擴散過程，就成了決定可燃氣體燃燒或爆炸的主要條件。

(四)物質爆炸濃度極限★★★★

當可燃性氣體、蒸氣或可燃粉塵與空氣(或氧)在一定濃度范圍內均勻混合，遇到火源發坐爆炸的濃度范圍稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。能夠爆炸的最低濃度稱為爆炸下限;能發生爆炸的最高濃度稱為爆炸上限。

用爆炸上限、下限之差與爆炸下限濃度之比值表示危險度H，H值越大，表示可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。

爆炸極限值不是一個物理常數，隨條件的變化而變化。

1.溫度的影響

混合爆炸氣體的初始溫度越高，爆炸極限范圍越寬，則爆炸下限越低，上限越高，爆炸危險性增加。

2.壓力的影響

一般而言，初始壓力增大，爆炸極限也變大，危險性增加。壓力減小時，爆炸極限范圍縮小，當壓力降到某一數值時，則會出現下限與上限重合。把爆炸極限范圍縮小為零的壓力稱為爆炸的臨界壓力。

3.惰性介質的影響

混合氣體中加入惰性氣體，隨著惰性氣體含量增加，爆炸極限范圍縮小。當惰性氣體增加到某一數值時，爆炸上下限趨于一致，不發生爆炸。惰性氣體更容易把氧分子和可燃氣體分子隔開，對爆炸上限產生較大的影響，使爆炸上限迅速下降。 同理，混合氣體中氧含量的增加爆炸極限擴大，尤其對爆炸上限提高得更多。

4.爆炸容器對爆炸極限的影響

容器材料的傳熱性好，管徑越細，爆炸極限范圍變小。當容器直徑或火焰通道小到某一數值時，火焰就不能傳播下去，這一直徑稱

為臨界直徑或最大滅火間距。

5.點火源的影響

點火源的活化能量越大，加熱面積越大，作用時間越長，爆炸極限范圍也越大。

6.爆炸極限的計算

2)多種可燃氣體混合物的爆炸極限計算

由多種可燃氣體組成爆炸性棍合氣體的爆炸極限，可根據各組分的爆炸極限進行計算，其計算公式為：

以天然氣為例，若其組分為甲烷80%、乙烷15%、丙烷4%和丁烷1%，各組分相應的爆炸下限分別為5.00%、3.22%、2.37%和1.86%。

(五)粉塵爆炸(可燃性粉塵)

當可燃性固體呈粉體狀態，懸浮于空氣中，并達到一定濃度，遇到足夠的點火能量，就能發生粉塵爆炸。

粉塵爆炸危險性的物質大體可分為七類：①金屬類(如鎂粉、鋁粉、其他金屬等);②煤炭類(如活性炭、煤等);③糧食類(如面粉、淀粉、玉米粉、啤酒麥芽粉、麥糠、大麥粉等);④合成材料類(如塑料、染料、合成洗劑、合成如結劑等);⑤飼料類(如血粉、魚粉、飼料粉等);⑥農副產品類(如棉花、煙草、砂糖等);⑦林產品類(如紙粉、木粉等)。

發生粉塵爆炸的一定是可燃性粉塵。

2.粉塵爆炸的特點

(1)粉塵爆炸速度或爆炸壓力上升速度比爆炸氣體小，但燃燒時間長，產生的能量大，破壞程度大;(2)爆炸感應期較長;(3)有產生二次爆炸的可能性;(4)有不完全燃燒現象;

3.粉塵爆炸的條件

(1)粉塵本身具有可燃性;(2)粉塵懸浮在空氣(或助燃氣體)中并達到一定濃度;(3)有足以引起粉塵爆炸的起始能量。

4.粉塵爆炸過程

可燃粉塵與空氣混合物遇點火源發生爆炸，也具有爆炸極限，包括上限及下限，但有實際應用意義的主要是下限。

粉塵爆炸過程與可燃氣爆炸相似，但有兩點區別：一是粉塵爆炸所需的發火能要大得多;二是在可燃氣爆炸中，促使溫度上升的傳熱方式主要是熱傳導;在粉塵爆炸中，熱輻射的作用大。

5.粉塵爆炸的特性及影響因素

一般來說，粉塵粒度越細，分散度越高，可燃氣體和氧的含量越大，火源強度、初始溫度越高，濕度越低，惰性粉塵及灰分越少，爆炸極限范圍越大。

粉塵爆炸壓力及壓力上升速度受粉塵粒度、初始壓力、粉塵爆炸容器、湍流度的影響，粒度對粉塵爆炸壓力上升速度的影響比其對爆炸壓力的影響大得多。