压力容器与管道安全评价 杨启明 3.1 燃烧新.pptVIP

第一节 燃烧 一、概述 二、燃烧形式、类别、类型及其特征参数 三、燃烧过程和燃烧理论 一、概述 1、燃烧与氧化的关系 燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。 氧化反应并不限于同氧的反应。 如金属镁的燃烧，镁有两个电子转移到氧原子上，此时镁失去电子而氧则获得电子。 Mg→Mg2+ + 2e- (氧化) O2 + 2e→ O2- (还原) 镁原子失去电子，故镁被氧化，是还原剂；而氧气获得电子，被还原，是氧化剂，其反应式为： 2Mg+O2→2Mg 同理，可列出许多反应式，如氢、碳与氧反应可写成： 2H2+O2 → 2H2O C+O2→CO2 从化学原理看，一切燃烧现象均是氧化还原反应，但氧化还原反应并不都属于燃烧反应。 燃烧反应必须具有如下3个特征： 1)是一个剧烈的氧化还原反应 2)放出大量的热； 3)发出光 根据这三个特征，可以把燃烧和其他现象区别开来。 在日常生活和生产中常见的燃烧现象，大都是可燃物和空气中的氧进行的剧烈的氧化还原反应，但燃烧反应并非都要有氧参加。如铁或氢在氯气中燃烧 2Fe + 3Cl2→ 2FeCl3  H2 +Cl2→ 2HCl 此时，氯得到电子被还原而铁和氢失去电子被氧化，在反应过程中同时有光和热发生，故属燃烧反应 可是下列铜与硝酸的反应， 3Cu + 8HNO3→ 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO 就不能称为燃烧反应 因为反应虽属氧化还原反应，但由于在反就中没有同时产生光和热。 2、燃烧要素（1）燃烧的三个条件 燃烧现象中，除自燃外，都需要用点火源引发燃烧。 下面分别讨论这三个条件及其影响因素： 1)燃料 防火的一个重要内容是考虑燃烧的物质，即燃料本身。 液体的闪点是火险的标志。 2)氧和热 虽然在某些不寻常的情况下，比如氯或磷，与物质能够产生燃烧状的化学反应，但是几乎所有的燃烧都需要氧 。而且，反应气氛中氧的浓度越高，燃烧得就越迅速。 因此工业上通常需要处理的只是在常温下暴露在空气中就会起火的物料，把这些物料与空气隔绝是可采取的必要的安全措施。 3)火源下面给出的是常见火源以及与之有关的安全措施。 ①明火 在易燃液体装置附近，必须核查这一类火源。 如喷枪、火柴、电灯、焊枪、探照灯、手灯、手炉等，必须考虑裂解气或油品管线成为火炬的可能性。 ②电源 电源在这里指的是电力供应和发电装置，以及电加热和电照明设施。 ③过热 过热是指超出所需热量的温度点。 ④热表面 如果运行设备可能达到高过一引起材料自燃点的温度，应该仔细地监视和维护，防止偶发的过热。 ⑤自燃 许多火灾是由物质的自燃引起的。 ⑥火花  火花是起火的潜在因素 ，应该尽可能地应用防火花或无火花的器具和材料 ⑦静电 在碾压、印刷等工业操作中，常由于摩擦而在物质表面产生电荷即所谓静电。橡胶和造纸工业中的许多火灾大都是以这种方式引发的。 ⑧摩擦 许多起火是由机械摩擦引发的。 2、燃烧条件 燃烧必须具备三个基本条件或称三要素： (1)有可燃物存在 可以是固态的或是液态的，也可以是气态的。 (2)有助燃物存在  即有氧化剂存在，常见的氧化剂有空气(其中的氧)、纯氧或其他具有氧化性的物质 (3)有能导致着火的能源 如高温灼热体、撞击或摩擦所产生的热量或火花、电气火花、静电火花、明火、化学反应热、绝热压缩产生的热能等。 上述三点是燃烧的必要条件，犹如三角形的三条边，缺少任一条边，就不能组成三角形。同理，缺少上述三条中的任一条，也就不能导致燃烧，所以人们也称燃烧的三个必要条件为燃烧三角形。 有时虽然已具备了这三个条件，燃烧也不一定发生。这是因为燃烧还必须有充分的条件。 可燃物与助燃物要达到一定的比例，才能引起燃烧。 近代燃烧理论用连锁反应来解释物质燃烧的本质，认为燃烧是一种自由基的连锁反应，并由此提出了燃烧四面体学说。 燃烧四面体学说指出，燃烧除了具备上述三条要素外，还必须使连锁反应不受抑制，即自由基反应能继续下去