燃燒爆炸理論基礎與應用

第1章緒論
1典型案例：河北某硝基胍生產(chǎn)車間重大爆炸事故1
1.1火災爆炸事故的特點2
1.1.1火災爆炸事故后果嚴重2
1.1.2火災爆炸事故發(fā)生頻繁3
1.1.3火災爆炸事故原因及過程復雜4
1.1.4火災爆炸事故易發(fā)、突發(fā)5
1.2火災爆炸事故的一般原因6
1.2.1人的原因6
1.2.2設備設施及物料原因6
1.2.3技術原因6
1.2.4環(huán)境原因7
1.2.5管理原因7
第2章燃燒理論8
典型案例：硫化鐵自燃引起裝置的火災爆炸8
2.1燃燒現(xiàn)象及其本質(zhì)9
2.1.1燃燒現(xiàn)象9
2.1.2燃燒的化學本質(zhì)10
2.2燃燒過程15
2.2.1燃燒的一般過程15
2.2.2自燃16
2.2.3點燃21
2.2.4著火延滯期23
2.2.5熄火25
2.3氣體的燃燒28
2.3.1氣體的燃燒形式28
2.3.2火焰的結(jié)構(gòu)29
2.3.3火焰?zhèn)鞑?0
2.4液體燃燒32
2.4.1液體的穩(wěn)定燃燒32
2.4.2沸溢和噴濺34
2.5固體燃燒35
2.5.1固體的燃燒形式35
2.5.2固體著火燃燒理論37
2.5.3高分子物質(zhì)的燃燒39
2.5.4煤的燃燒41
思考與練習42
第3章爆炸理論43
典型案例：羥胺蒸餾裝置爆炸事故43
3.1爆炸現(xiàn)象概述43
3.1.1爆炸的定義43
3.1.2爆炸的特征44
3.1.3爆炸發(fā)生的條件44
3.2爆炸分類45
典型案例：氧氣充裝的物理爆炸與化學爆炸之爭45
3.2.1按能量來源分類46
3.2.2按爆炸傳播速度分類46
3.2.3按爆炸反應的相態(tài)分類47
3.3可燃氣體爆炸48
典型案例：天津某化工廠氯化氫合成爐爆炸事故48
3.3.1單一氣體分解爆炸49
3.3.2混合氣體爆炸50
3.3.3氣云爆炸51
3.3.4爆炸極限52
3.3.5最小點火能量64
3.3.6著火臨界壓力67
3.3.7臨界直徑68
3.4粉塵爆炸72
典型案例：江蘇昆山某金屬制品廠金屬粉塵爆炸72
3.4.1粉塵爆炸機理74
3.4.2粉塵爆炸的特點75
3.4.3粉塵爆炸的影響因素76
3.4.4粉塵爆炸的特征參數(shù)78
3.5易爆物的熱分解爆炸81
典型案例：陜西某公司硝銨裝置特別重大爆炸事故81
3.5.1熱分解過程82
3.5.2易爆化合物的氧平衡與氧系數(shù)83
3.5.3爆炸變化方程的理論確定方法84
3.5.4爆炸變換方程經(jīng)驗確定法86
3.5.5爆炸變換方程的應用88
3.6反應失控爆炸89
典型案例：美國北卡羅來納州某化工廠聚丙烯酸合成反應釜爆炸事故89
3.6.1反應體系的熱平衡與冷卻失效90
3.6.2Semenov熱溫圖92
3.6.3失控反應體系評估93
3.7噴霧爆炸95
3.8蒸汽爆炸96
典型案例：鍋爐缺水誤操作引起爆炸96
3.8.1液體過熱與沸騰現(xiàn)象97
3.8.2熔融物水蒸氣爆炸99
3.8.3低溫液化氣蒸汽爆炸100
3.8.4高壓過熱液體蒸汽爆炸100
思考與練習101
第4章燃燒爆炸物質(zhì)危險性及測評方法103
典型案例：原料倉庫化工原料儲存不當連續(xù)性爆炸事故103
4.1危險物質(zhì)的分類103
4.2可燃性氣體或蒸氣104
4.2.1可燃氣體的燃燒爆炸危險特征104
4.2.2氣體燃燒爆炸危險性分類及判據(jù)106
4.2.3爆炸極限的測定106
4.3可燃性液體108
4.3.1可燃性液體燃燒爆炸危險特征108
4.3.2可燃液體燃燒危險分類及判據(jù)108
4.3.3液體閃點與燃點的測定方法110
4.3.4液體閃點計算111
4.4可燃性固體112
4.4.1可燃性固體的燃燒爆炸危險特性112
4.4.2可燃性固體火災危險分類及判據(jù)113
4.5爆炸性物質(zhì)114
4.5.1爆炸性物質(zhì)的燃燒爆炸危險特性114
4.5.2爆炸性物質(zhì)的分類115
4.5.3易爆化合物的熱安定性117
4.6自燃性物質(zhì)123
4.6.1分類124
4.6.2自燃物質(zhì)的危險特性124
4.7忌水性物質(zhì)125
4.8氧化劑和有機過氧化物126
4.8.1氧化劑126
4.8.2有機過氧化物127
4.9有毒品128
4.10放射性物品129
4.11腐蝕品129
4.12混合接觸危險物系130
思考與練習135
第5章點火源控制136
典型案例：上海靜安膠州路公寓大樓“11·15”特別重大火災事故136
5.1明火137
典型案例：焊割作業(yè)引發(fā)的重大火災137
5.1.1生產(chǎn)火138
5.1.2非生產(chǎn)用明火139
5.2絕熱壓縮140
典型案例：絕熱壓縮對溶解乙炔生產(chǎn)的危害及原因分析140
5.2.1理論依據(jù)140
5.2.2應用——壓縮點火141
5.2.3事故及預防142
5.3沖擊和摩擦143
典型案例：山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故143
5.3.1沖擊摩擦點火源的形成方式144
5.3.2機械作用點火機理144
5.3.3沖擊、摩擦點火源的影響因素145
5.3.4預防措施146
5.4熱表面146
典型案例：賓夕法尼亞油氣爆炸事故146
5.4.1熱表面點火機理147
5.4.2熱表面點火源的影響因素與控制148
5.5電火花149
典型案例：巴頓溶劑公司靜電火花引爆可燃液體儲罐事故149
5.5.1電火花點火機理151
5.5.2電火花的產(chǎn)生及控制152
5.5.3靜電火花的產(chǎn)生及控制153
5.6其他點火源159
典型案例：黃島油庫爆炸事故159
5.6.1雷電159
5.6.2光照與輻射作用160
5.6.3自然發(fā)熱及化學反應熱161
思考與練習162
第6章事故后果模擬分析163
典型案例：深圳市清水河化學危險品倉庫“8·5”特大爆炸火災事故163
6.1爆炸效應164
6.1.1爆炸效應的定義164
6.1.2爆炸基本參數(shù)165
6.2物理爆炸模型168
6.2.1盛裝液體的壓力容器的爆炸能量168
6.2.2盛裝氣體的壓力容器的爆炸能量169
6.2.3液化氣、高溫飽和水的爆炸能量171
6.2.4壓力容器爆炸時沖擊波能量計算172
6.3流體泄漏模型174
6.3.1泄漏形式及后果174
6.3.2泄漏量的計算174
6.4火災模型177
6.4.1池火災177
6.4.2噴射火179
6.4.3火球180
6.4.4突發(fā)火180
6.5化學爆炸模型181
6.5.1蒸氣云爆炸（UVCE）181
6.5.2沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）182
6.5.3爆炸產(chǎn)物的擴散與蔓延184
6.6中毒模型185
6.6.1有毒液化氣體容器破裂時的毒害區(qū)估算186
6.6.2泄漏后果的概率函數(shù)法186
6.6.3有毒介質(zhì)噴射泄漏時的毒害區(qū)估算188
6.7事故模擬分析軟件介紹188
6.7.1ALOHA軟件188
6.7.2DNV PHAST軟件189
6.7.3fluent軟件190
6.7.4建筑火災模擬軟件FDS190
6.7.5FLACS氣體擴散爆炸軟件190
6.7.6安全評價與風險分析系統(tǒng)軟件191
6.7.7環(huán)境風險評價系統(tǒng)RiskSystem192
思考與練習192
參考文獻194