第一章 消防基礎知識

第一節 燃燒基礎知識

燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應，通常伴有火焰、發光和(或)煙氣的現象。燃燒過程中，燃燒區的溫度較高，使其中白熾的固體粒子和某些不穩定(或易受激發)的中間物質分子內的電子發生能級躍遷，從而發出各種波長的光。發光的氣相燃燒區就是火焰，它是燃燒過程中最明顯的標志。由于燃燒不完全等原因，燃燒產物中會混有一些微小顆粒，這樣就形成了煙。

燃燒可分為有焰燃燒和無焰燃燒。有焰燃燒是指氣相燃燒，伴有發光現象；無焰燃燒是指物質處于固體狀態而沒有火焰的燃燒。

一、燃燒條件

燃燒的發生和發展，必須具備三個必要條件，即可燃物、助燃物(又稱氧化劑)和引火源(溫度)。當燃燒發生時，上述三個條件必須同時具備，如果有一個條件不具備，那么燃燒就不會發生或者停止發生。

大部分燃燒的發生和發展除了具備上述三個必要條件以外，其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基作中間體。自由基是一種高度活潑的化學基團，能與其他自由基和分子起反應，從而使燃燒按鏈式反應的形式擴展，也稱游離基。多數燃燒反應不是直接進行的，而是通過自由基團和原子這些中間產物瞬間進行的循環鏈式反應。自由基的鏈式反應是這些燃燒反應的實質，光和熱是燃燒過程中的物理現象。因此，完整論述的話，大部分燃燒發生和發展需要四個必要條件，即可燃物、助燃物(氧化劑)、引火源(溫度)和鏈式反應。

(一)可燃物

凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質，均稱為可燃物，如木材、氫氣、汽油、煤炭、紙張、硫等。可燃物按其化學組成，分為無機可燃物和有機可燃物兩大類。按其所處的狀態，又可分為可燃固體、可燃液體和可燃氣體三大類。

(二)助燃物(氧化劑)

凡是與可燃物結合能導致和支持燃燒的物質，稱為助燃物，如廣泛存在于空氣中的氧氣。普通意義上，可燃物的燃燒均指在空氣中進行的燃燒。在一定條件下，各種不同可燃物發生燃燒，均有本身固定的最低氧含量要求，氧含量過低，即使其他必要條件已經具備，燃燒仍不會發生。

(三)引火源(溫度)

凡是能引起物質燃燒的點燃能源，統稱為引火源。在一定條件下，各種不同可燃物發生燃燒，均有本身固定的最小點火能量要求，只有達到這個要求才能引起燃燒。常見的引火源有下列幾種：

(1)明火。其指生產生活中的爐火、燭火、焊接火、吸煙火、撞擊火花、摩擦打火、機動車輛排氣管火星、飛火等。

(2)電弧、電火花。其指電氣設備、電氣線路、電氣開關及漏電打火，電話、手機等通信工具火花，靜電火花(物體靜電放電、人體衣物靜電打火、人體積聚靜電對物體放電打火)等。

(3)雷擊。雷擊瞬間高壓放電能引燃任何可燃物。

(4)高溫。其指高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械設備故障發熱、摩擦發熱、聚焦發熱等。

(5)自燃引火源。其指在既無明火又無外來熱源的情況下，物質本身自行發熱、燃燒起火，如白磷、烷基鋁在空氣中會自行起火；鉀、鈉等金屬遇水著火；易燃、可燃物質與氧化劑、過氧化物接觸起火等。

(四)鏈式反應

大部分燃燒都存在著鏈式反應，燃燒過程中產生活性很強的游離基。由于游離基是一種高度活潑的化學形態，能與其他的游離基及分子反應，而使燃燒持續下去，這就產生了燃燒的鏈式反應。

具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必然發生。發生燃燒還應有“量”方面的要求，這就是發生燃燒或持續燃燒的充分條件，即：

(1)一定的可燃物濃度?？扇細怏w或蒸氣只有達到一定濃度，才會發生燃燒或爆炸。如甲醇在低于7℃時，液體表面的蒸汽量不能達到燃燒所需的濃度，這種條件下雖有足夠的氧氣和明火，仍不能發生燃燒。

(2)一定的氧氣含量。各種不同的可燃物發生燃燒，均有本身固定的最低氧含量要求。低于這一濃度，雖然燃燒的其他條件已具備，燃燒仍然不能發生?？扇嘉镔|不同，燃燒所需要的含氧量也不同，如汽油燃燒的最低含氧量要求為14.4%，煤油為15%。

(3)一定的點火能量。不管何種形式的引火源，都必須達到一定的強度才能引起燃燒反應。所需引火源的強度，取決于可燃物質的最小點火能量即引燃溫度，低于這一能量，燃燒便不會發生。不同可燃物質燃燒所需的引燃溫度各不相同，如汽油的最小點火能量為0.2mJ，乙醚的最小點火能量為0.19mJ。

(4)不受抑制的鏈式反應。燃燒過程中存在未受抑制的游離基，形成鏈式反應，使燃燒能夠持續下去，也是燃燒的充分條件之一。

二、燃燒類型

燃燒可從著火方式、持續燃燒形式、燃燒物形態、燃燒現象等不同角度做不同的分類。掌握燃燒類型的有關常識，對于了解物質燃燒機理、評定火災危險性有著重要的意義。

(一)按燃燒發生瞬間的特點分類

按照燃燒形成的條件和發生瞬間的特點，燃燒可分為著火和爆炸。

1．著火

可燃物在與空氣共存的條件下，當達到某一溫度時，與引火源接觸即能引起燃燒，并在著火源離開后仍能持續燃燒，這種持續燃燒的現象叫著火。著火就是燃燒的開始，并且以出現火焰為特征。著火是日常生活中最常見的燃燒現象?？扇嘉锏闹鸱绞揭话惴譃橄铝袔最悾?/p>

(1)點燃(或稱強迫著火)。其是指從外部能源，諸如電熱線圈、電火花、熾熱質點、點火火焰等得到能量，使混氣的局部范圍受到強烈的加熱而著火。這時就會在靠近引火源處引發火焰，然后依靠燃燒波傳播到整個可燃混合物中，這種著火方式習慣上也稱為引燃。

(2)自燃。可燃物質在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發熱并蓄熱所產生的自然燃燒，稱為自燃。即物質在無外界引火源條件下，由于其本身內部所發生的生物、物理或化學變化而產生熱量并積蓄，使溫度不斷上升，自然燃燒起來的現象。

①化學自燃。例如金屬鈉在空氣中自燃；煤因堆積過高而自燃等。這類著火現象通常不需要外界加熱，而是在常溫下依據自身的化學反應發生的，因此習慣上稱為化學自燃。

②熱自燃。如果將可燃物和氧化劑的混合物預先均勻加熱，隨著溫度的升高，當混合物加熱到某一溫度時便會自動著火(這時著火發生在混合物的整個容積中)，這種著火方式習慣上稱為熱自燃。

2．爆炸

爆炸是物質從一種狀態迅速轉變成另一狀態，并在瞬間以機械功的形式釋放出巨大的能量，或是氣體、蒸氣在瞬間發生劇烈膨脹等現象。爆炸最重要的一個特征是爆炸點周圍發生劇烈的壓力突變。這種壓力突變就是爆炸產生破壞作用的原因?；馂倪^程中有時會發生爆炸，從而對火勢的發展及人員安全產生重大影響，爆炸發生后往往又易引發大面積火災。

爆炸有著不同的分類，按物質產生爆炸的原因和性質不同，通常分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸三種。物理爆炸和化學爆炸最為常見。

(1)物理爆炸。物質因狀態導致壓力發生突變而形成的爆炸叫物理爆炸。物理爆炸的特點是前后物質的化學成分均不改變。如蒸汽鍋爐因水快速汽化，容器壓力急劇增加，壓力超過設備所能承受的強度而發生的爆炸；壓縮氣體或液化氣鋼瓶、油桶受熱爆炸等。物理爆炸本身雖沒有進行燃燒反應，但它產生的沖擊力可直接或間接地引發火災。

(2)化學爆炸?；瘜W爆炸是指由于物質急劇氧化或分解導致溫度、壓力增加或兩者同時增加而形成的爆炸現象。化學爆炸前后，物質的化學成分和性質均發生了根本性的變化。這種爆炸速度快，爆炸時產生大量熱能和很大的氣體壓力，并發出巨大的聲響?；瘜W爆炸能直接造成火災，具有很大的火災危險性。各種炸藥的爆炸和氣體、液體蒸氣及粉塵與空氣混合后形成的爆炸都屬于化學爆炸，特別是后一種爆炸幾乎存在于工業、交通、生活等各個領域，危害性很大，應特別注意。

①炸藥爆炸。炸藥是為了完成可控制爆炸而特別設計制造的物質，其分子中含有不穩定的基團，絕大多數炸藥本身含有氧，不需要外界提供氧就能爆炸，但炸藥爆炸需要外界引火源引起。其爆炸一旦失去控制，將會造成巨大災難。

②可燃氣體爆炸。其是指物質以氣體、蒸氣狀態所發生的爆炸。氣體爆炸由于受體積能量密度的制約，造成大多數氣態物質在爆炸時產生的爆炸壓力分散在5~10倍于爆炸前的壓力范圍內，爆炸威力相對較小。按爆炸原理，氣體爆炸包括混合氣體爆炸、氣體單分解爆炸兩種。

③混合氣體爆炸。其是指可燃氣(或液體蒸氣)和助燃性氣體的混合物在引火源作用下發生的爆炸，較為常見?？扇細馀c空氣組成的混合氣體遇火源能否發生爆炸，與混合氣體中的可燃氣濃度有關。

④氣體單分解爆炸。其是指單一氣體在一定壓力作用下發生分解反應并產生大量反應熱，使氣態物膨脹而引起的爆炸。氣體單分解爆炸的發生需要滿足一定的壓力和分解熱的要求。能使單一氣體發生爆炸的最低壓力值稱為臨界壓力。單分解爆炸氣體物質壓力高于臨界壓力且分解熱足夠大時，才能維持熱與火焰的迅速傳播而造成爆炸。

⑤可燃粉塵爆炸。粉塵是指分散的固體物質；粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發生的爆炸現象。粉塵本身是可燃的?？扇挤蹓m包括有機粉塵和無機粉塵兩大類，但并非所有的可燃粉塵都能發生爆炸?？扇挤蹓m爆炸一般應具備三個條件：一是粉塵本身具有爆炸性；二是粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度；三是有足以引起粉塵爆炸的引火源，一般來說，最小點火能量是10~100MJ，比可燃氣體的最小點火能量大100~1000倍。

與可燃氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升和下降速度都較緩慢，較高壓力持續時間長，釋放的能量大，爆炸的破壞性和對周圍可燃物的燒毀程度較嚴重。粉塵初始爆炸產生的氣浪會使沉積粉塵揚起，在新的空間內形成爆炸性混合物，因而可能會發生二次爆炸。

(3)核爆炸。原子核裂變或聚變反應釋放出核能所形成的爆炸，稱為核爆炸。如原子彈、氫彈、中子彈的爆炸都屬核爆炸。

(二)按燃燒物形態分類

可燃物質受熱后，因其聚集狀態的不同而發生不同的變化。絕大多數可燃物質的燃燒都是在蒸氣或氣體的狀態下進行的，并出現火焰。而有的物質則不能成為氣態，其燃燒發生在固相中，如焦炭燃燒時，呈灼熱狀態。由于可燃物質的性質、狀態不同，所以燃燒的特點也不一樣。

1．氣體燃燒

可燃氣體的燃燒不需要像固體、液體那樣經熔化、蒸發過程，其所需熱量僅用于氧化或分解，或將氣體加熱到燃點，因此容易燃燒且燃燒速度快。根據燃燒前可燃氣體與氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴散燃燒和預混燃燒。

(1)擴散燃燒。其指可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴散，邊混合邊燃燒。在擴散燃燒中，可燃氣體與空氣或氧氣的混合是靠氣體的擴散作用來實現的，混合過程要比燃燒反應過程慢得多，燃燒過程處于擴散區域內，整個燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。擴散燃燒的特點為：燃燒比較穩定，火焰溫度相對較低，擴散火焰不運動，可燃氣體與氣體氧化劑的混合在可燃氣體噴口進行，燃燒過程不發生回火現象(火焰縮入火孔內部的現象)。對穩定的擴散燃燒，只要控制得好，就不會造成火災，一旦發生火災也較易撲救。

(2)預混燃燒。其指可燃氣體、蒸氣預先同空氣(或氧)混合，遇火源產生帶有沖擊力的燃燒。預混燃燒一般發生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴散的速度遠小于燃燒速度的敞開體系中，燃燒放熱造成產物體積迅速膨脹，壓力升高，壓強可達709.1~810.4kPa。火焰在預混氣中傳播，存在正?；鹧鎮鞑ズ捅Z兩種方式。按照混合程度不同，預混燃燒還可分為部分預混燃燒和完全預混燃燒。預混燃燒的特點為：燃燒反應快，溫度高，火焰傳播速度快，反應混合氣體不擴散，在可燃混氣中引入一火源即產生一個火焰中心，成為熱量與化學活性粒子的集中源。

2．液體燃燒

易燃、可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發出來的液體蒸氣被分解、氧化達到燃點而燃燒，即蒸發燃燒。因此，液體能否發生燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發速率等性質密切相關?？扇家后w會產生閃燃的現象。

可燃液態烴類燃燒時，通常產生橘色火焰并散發濃密的黑色煙云。醇類燃燒時，通常產生透明的藍色火焰，幾乎不產生煙霧。某些醚類燃燒時，液體表面伴有明顯的沸騰狀，這類物質的火災較難撲滅。在含有水分、黏度較大的重質石油產品，如原油、重油、瀝青油等燃燒時，沸騰的水蒸氣帶著燃燒的油向空中飛濺，這種現象稱為揚沸(沸溢和噴濺)。

(1)閃燃。閃燃是指可燃性液體揮發的蒸氣與空氣混合達到一定濃度或者可燃性固體加熱到一定溫度后，遇明火發生一閃即滅的燃燒。發生閃燃的原因是可燃性液體在閃燃溫度下蒸發的速度比較慢，蒸發出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，來不及補充新的蒸氣維持穩定燃燒，因而一閃就滅了。但閃燃卻是引起火災事故的先兆之一。

(2)沸溢。以原油為例，其黏度比較大，并且都含有一定的水分，以乳化水和水墊兩種形式存在。乳化水是原油在開采運輸過程中，原油中的水由于強力攪拌成細小的水珠而懸浮于油中而成。放置久后，油水分離，水因密度大而沉降在底部形成水墊。

燃燒過程中，這些沸程較寬的重質油品產生熱波，在熱波向液體深層運動時，由于溫度遠高于水的沸點，因而熱波會使油品中的乳化水氣化，大量的蒸氣就要穿過油層向液面上浮，在向上移動過程中形成油包氣的氣泡，即油的一部分形成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫。這樣，必然使液體體積膨脹，向外溢出，同時部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨脹力拋出罐外，使液面猛烈沸騰起來，就像“跑鍋”一樣，這種現象叫沸溢。

由沸溢過程說明，沸溢形成必須具備以下三個條件：

① 油具有形成熱波的特性，即沸程寬，密度相差較大。

② 油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸汽。

③ 原油黏度較大，使水蒸氣不容易從下向上穿過油層。

(3)噴濺。在重質油品燃燒過程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當熱波達到水墊時，水墊的水大量蒸發，蒸汽體積迅速膨脹，以至于把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射，這種現象叫噴濺。

一般情況下，發生沸溢要比發生噴濺的時間早得多。發生沸溢的時間與原油的種類、水分含量有關。根據實驗，含有1%水分的石油，經45~60min燃燒就會發生沸溢。噴濺發生的時間與油層厚度、熱波移動速度以及油的燃燒線速度有關。

油滴飛濺高度和散落面積與油層厚度、油池直徑有關，一般散落面積的直徑與油池直徑之比均在10以上。由于噴濺帶出的燃油從池火燃燒狀態轉變為液滴燃燒狀態，改變了燃燒條件，燃燒強度和危險性隨之增加，并且油滴在飛濺過程中和散落后將繼續燃燒，極易造成火災的迅速擴大，影響周邊其他可燃物及人員、設備等，造成傷亡和損失，所以對油池而言，要避免噴濺現象的發生。

3．固體燃燒

根據各類可燃固體的燃燒方式和燃燒特性，固體燃燒的形式大致可分為五種，其燃燒各有特點。

(1)蒸發燃燒。硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體，在受到火源加熱時，先熔融蒸發，隨后蒸氣與氧氣發生燃燒反應，這種形式的燃燒一般稱為蒸發燃燒。樟腦、萘等易升華物質，在燃燒時不經過熔融過程，但其燃燒現象也可看作是一種蒸發燃燒。

(2)表面燃燒?？扇脊腆w(如焦炭、木炭、鐵、銅等)的燃燒反應是在其表面由氧和物質直接作用而發生的，稱為表面燃燒。這是一種無火焰燃燒，有時稱之為異相燃燒。

(3)分解燃燒?？扇脊腆w，如煤、木材、合成塑料、鈣塑材料等，在受到火源加熱時，先發生熱分解，隨后分解出的可燃揮發成分與氧發生燃燒反應，這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。

(4)熏煙燃燒(陰燃)。陰燃是指物質無可見光的緩慢燃燒，通常產生煙氣和溫度升高的現象。陰燃是固體材料特有的燃燒形式，但其能否發生，主要取決于固體材料自身的理化性質及其所處的外部環境。很多固體材料，如紙張、鋸末、纖維織物、膠乳橡膠等，都能發生陰燃。這是因為這些材料受熱分解后能產生剛性結構的多孔碳，從而具備多孔蓄熱并使燃燒持續下去的條件。此外，陰燃的發生需要有一個供熱強度適宜的熱源，通常有自燃熱源、陰燃本身的熱源和有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃等。

(5)動力燃燒(爆炸)。動力燃燒是指可燃固體或其分解析出的可燃揮發成分遇火源所發生的爆炸式燃燒，主要包括可燃粉塵爆炸、炸藥爆炸、轟燃等幾種情形。其中，轟燃是指某一空間內，所有可燃物的表面全部卷入燃燒的瞬變過程。建筑室內火災發生過程中可能會產生轟燃。

上述各種燃燒形式的劃分并非絕對，有些可燃固體的燃燒往往包含兩種或兩種以上的形式。例如，在適當的外界條件下，木材、棉、麻、紙張等的燃燒會明顯地存在分解燃燒、陰燃、表面燃燒等形式。

三、閃點、燃點、自燃點、爆炸極限

不同形態物質的燃燒各有特點，通常根據不同燃燒類型，用不同的燃燒性能參數來分別衡量不同可燃物的燃燒特性。

(一)閃點

1．閃點的定義

在規定的試驗條件下，可燃性液體或固體表面產生的蒸氣在試驗火焰作用下發生閃燃的最低溫度，稱為閃點。

2．閃點的意義

閃點是可燃性液體性質的主要標志之一，是衡量液體火災危險性大小的重要參數。閃點越低，火災危險性越大，反之則越小。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關，飽和蒸氣壓越高，閃點越低。在一定條件下，當液體的溫度高于其閃點時，液體隨時有可能被火源引燃或發生自燃；若液體的溫度低于閃點，則液體是不會發生閃燃的，更不會著火。常見的幾種易燃或可燃液體的閃點如表1-1所示。

3．閃點在消防上的應用

閃點是判斷液體火災危險性大小以及對可燃性液體進行分類的主要依據?？扇夹砸后w的閃點越低，其火災危險性也越大。例如，汽油的閃點為-50℃，煤油的閃點為38~74℃，顯然汽油的火災危險性就比煤油大。根據閃點的高低，可以確定生產、加工、儲存可燃性液體場所的火災危險性類別：閃點<28℃的為甲類；28℃≤閃點<60℃的為乙類；閃點≥60℃的為丙類。

(二)燃點

1．燃點的定義

在規定的試驗條件下，物質在外部引火源作用下表面起火并持續燃燒一定時間所需的最低溫度，稱為燃點。

2．常見可燃物的燃點

在一定條件下，物質的燃點越低，越易著火。常見可燃物的燃點如表1-2所示。

3．燃點與閃點的關系

易燃液體的燃點一般高出其閃點1~5℃，并且閃點越低，這一差值越小，特別是在敞開的容器中很難將閃點和燃點區分開來。因此，在評定這類液體火災危險性大小時，一般用閃點。固體的火災危險性大小一般用燃點來衡量。

(三)自燃點

1．自燃點的定義

自燃是指可燃物在沒有外部火源的作用時，因受熱或自身發熱并蓄熱所產生的燃燒。可燃物質產生自燃的最低溫度稱為自燃點。

2．常見可燃物的自燃點

自燃點是衡量可燃物質受熱升溫導致自燃危險的依據?？扇嘉锏淖匀键c越低，發生自燃的危險性就越大。某些常見可燃物在空氣中的自燃點如表1-3所示。

3．影響自燃點變化的規律

不同的可燃物有不同的自燃點，同一種可燃物在不同的條件下自燃點也會發生變化?？扇嘉锏淖匀键c越低，發生火災的可能性就越大。

對于液體、氣體可燃物，其自燃點受壓力、氧濃度、催化、容器的材質和表面積與體積比等因素的影響。而固體可燃物的自燃點，則受受熱熔融、揮發物的數量、固體的顆粒度、受熱時間等因素的影響。

(四)爆炸極限

1．爆炸極限的定義

爆炸極限一般認為是物質發生爆炸必須具備的濃度范圍。對于可燃氣體、液體蒸氣和粉塵等不同形態的物質，通常以與空氣混合后的體積分數或單位體積中的質量等來表示遇火源會發生爆炸的最高或最低濃度范圍，稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。能引起爆炸的最高濃度稱為爆炸上限，能引起爆炸的最低濃度稱為爆炸下限，上限和下限之間的間隔稱為爆炸范圍。

2．氣體和液體的爆炸極限

氣體和液體的爆炸極限通常用體積分數(%)表示。不同的物質由于其理化性質不同，其爆炸極限也不同。即使是同一種物質，在不同的外界條件下，其爆炸極限也不同。通常，在氧氣中的爆炸極限要比在空氣中的爆炸極限范圍寬。部分可燃氣體在空氣和氧氣中的爆炸極限如表1-4所示。

除助燃物條件外，對于同種可燃氣體，其爆炸極限還受以下幾方面影響：

(1)火源能量的影響。引燃混合氣體的火源能量越大，可燃混合氣體的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。

(2)初始壓力的影響。可燃混合氣體初始壓力增加，爆炸范圍增大，爆炸危險性增加。值得注意的是，干燥的一氧化碳和空氣的混合氣體，若壓力上升，其爆炸極限范圍縮小。

(3)初溫對爆炸極限的影響?；旌蠚怏w初溫越高，混合氣體的爆炸極限范圍越寬，爆炸危險性越大。

(4)惰性氣體的影響?？扇蓟旌蠚怏w中加入惰性氣體，會使爆炸極限范圍變窄，一般上限降低，下限變化比較復雜。當加入的惰性氣體超過一定量以后，任何比例的混合氣體均不能發生爆炸。

3．可燃粉塵的爆炸極限

粉塵爆炸極限是粉塵和空氣混合物，遇火源能發生爆炸的最低濃度(下限)和最高濃度(上限)，通常用單位體積中所含粉塵的質量(g/m3)來表示。許多工業粉塵的爆炸下限為20~60g/m3，爆炸上限為2000~6000g/m3。由于粉塵沉降等原因，實際情況下很難達到爆炸上限值，因此，粉塵的爆炸上限一般沒有實際價值，通常只應用粉塵的爆炸下限。爆炸下限越低的粉塵，發生爆炸的可能性就越大。此外，爆炸壓力、懸浮狀態下的粉塵自燃點等也是衡量粉塵爆炸危險性大小的重要參數。表1-5列出了部分粉塵的爆炸下限及其他特性參數。

4．爆炸極限在消防上的應用

物質的爆炸極限是正確評價生產、儲存過程的火災危險程度的主要參數，是建筑、電氣和其他防火安全技術的重要依據。控制可燃性物質在空間的濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限，是保證安全生產、儲存、運輸、使用的基本措施之一。具體應用有以下幾方面：

(1)爆炸極限是評定可燃氣體火災危險性大小的依據，爆炸范圍越大，下限越低，火災危險性就越大。

(2)爆炸極限是評定氣體生產、儲存場所火險類別的依據，也是選擇電氣防爆形式的依據。生產、儲存爆炸下限小于10%的可燃氣體的工業場所，應選用隔爆型防爆電氣設備；生產、儲存爆炸下限大于或等于10%的可燃氣體的工業場所，可選用任一防爆型電氣設備。

(3)根據爆炸極限可以確定建筑物耐火等級、層數、面積、防火墻占地面積、安全疏散距離和滅火設施。

(4)根據爆炸極限確定安全操作規程。例如，采用可燃氣體或蒸氣氧化法生產時，應使可燃氣體或蒸氣與氧化劑的配比處于爆炸極限范圍以外，若處于或接近爆炸極限范圍進行生產時，應充惰性氣體稀釋和保護。

此時，由于爆炸性混合物在不同濃度時發生爆炸所產生的壓力和放出的熱量不同，因而具有的危險性也不同。在爆炸下限時，爆炸壓力一般不會超過4×105Pa，放出的熱量不多，爆炸溫度不高。隨著爆炸性混合物中可燃氣體或液體蒸氣濃度的增加，爆炸產生的熱量也增加，壓力增大。當混合物中可燃物質的濃度增加到稍高于化學計量濃度時，可燃物質與空氣中的氧發生充分反應，所以爆炸放出的熱量最多，產生的壓力最大。當混合物中可燃物質濃度超過化學計量濃度時，爆炸放出的熱量和爆炸壓力隨可燃物質濃度的增加而降低。

(五)最小點火能量

最小點火能量是指在一定條件下，每一種爆炸混合物的起爆所需的最小能量，目前基本都采用毫焦(mJ)作為最小點火能量的單位。表1-6中列出了部分可燃氣體和蒸氣在一定條件下于空氣中的最小點火能量。部分粉塵在一定條件下于空氣中的最小點火能量如表1-5所示。

四、燃燒產物

燃燒產生的物質，其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機化合物，它們主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、氯化氫、二氧化硫等。

(一)燃燒產物的概念

由燃燒或熱解作用產生的全部物質稱為燃燒產物，其有完全燃燒產物和不完全燃燒產物之分。完全燃燒產物是指可燃物中的C被氧化生成CO2(氣)、H被氧化生成H2O(液)、S被氧化生成SO2(氣)等；而CO、NH3、醇類、醛類、醚類等是不完全燃燒產物。燃燒產物的數量、組成等隨物質的化學組成及溫度、空氣的供給情況等的變化而不同。

燃燒產物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在10-7至10-4cm的極小的碳黑粒子；大直徑的粒子容易由煙中落下來，稱為煙塵或碳黑。碳粒子的形成過程比較復雜。例如碳氫可燃物在燃燒過程中，會因受熱裂解產生一系列中間產物，中間產物還會進一步裂解成更小的碎片，這些小碎片會發生脫氫、聚合、環化等反應，最后形成石墨化碳粒子，構成了煙。

(二)燃燒產物的危害性

統計資料表明，火災中大約75%的死亡人員是由于吸入毒性氣體而致死的。燃燒產物中含有大量的有毒成分，如CO、HCN、SO2、NO2等。這些氣體均對人體有不同程度的危害。常見的有害氣體的來源、生理作用及致死濃度如表1-7所示。

二氧化碳和一氧化碳是燃燒產生的兩種主要燃燒產物。其中，二氧化碳雖然無毒，但當達到一定的濃度時，會刺激人的呼吸中樞，導致呼吸急促、煙氣吸入量增加，并且還會引起頭痛、神志不清等癥狀。而一氧化碳是火災中致死的主要燃燒產物之一，其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性，其對血紅蛋白的親和力比氧氣高出250倍，因而它會阻礙人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調節障礙等。一氧化碳對人的影響如表1-8所示。

除毒性之外，燃燒產生的煙氣還具有一定的減光性。通?？梢姽獠ㄩL(λ)為0.4~0.7 μm，一般火災煙氣中的煙粒子粒徑(d)為幾到幾十微米，由于d>2λ，故煙粒子對可見光是不透明的。煙氣在火場上彌漫，會嚴重影響人們的視線，使人們難以辨別火勢發展方向和尋找安全疏散路線。同時，煙氣中有些氣體對人的肉眼有極大的刺激性，也會降低能見度。