燃 烧 常 识

第一节 燃烧的本质与条件

一、燃烧的本质
　　燃烧是一种放热发光的化学反应。燃烧过程中的化学反应十分复杂，有化合反应，有分解反应。有的复杂物质燃烧，先是物质受热分解，然后发生氧化反应。燃烧的本质就是链锁反应。链锁反应机理大致可分为三段：
　　1、链引发：即生成游离基，使链式反应开始。生成的方法有热分解、光化法、放射线照射法、氧化一还原法、催化法等。
　　2、链传递：游离基作用于其他参与反应的物质分子，产生新的游离基。
　　3、链的终止：即游离基的消失，使链的反应终止。终止的原因一般是由于杂质的影响、抑制剂的掺入或游离基撞击器壁等。
　　二、燃烧的必要条件
　　任何物质发生燃烧，都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。这一过程的发生必须具备三个条件，即可燃物、助燃物（氧化剂）、着火源。
　　1、可燃物
　　凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生化学反应的物质称可燃物。可燃物按其物理状态分为气体、液体和固体三类。
　　（1）气体可燃物：凡是在空气中能燃烧的气体都称为可燃气体。可燃气体在空气中燃烧，同样要求与空气的混合比在一定范围——燃烧（爆炸）范围，并需要一定的温度（着火温度）引发反应。
　　（2）液体可燃物：液体可燃物大多数是有机化合物，分子中都含有碳、氢原子，有些还含有氧原子。液体可燃物中有不少是石油化工产品。
　　（3）固体可燃物：凡遇明火、热源能在空气中燃烧的固体物质称为可燃固体，如木材纸张、谷物等。在固体物质中，有一些燃点较低、燃烧剧烈的称为易燃固体。
　　2、助燃物（氧化剂）
　　能帮助支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发生反应的物质称为助燃物（氧化剂）
　　（1）空气或氧气；
　　（2）其他氧化剂。
　　3、着火源
　　着火源是指供化可燃物与氧或助燃物发生燃烧反应的能量，常见的是热能。其他还有化学肥、电能、机械能和核能等转变成的热能。根据着火的能量来源不同。
　　着火源可分为：明火；高温物体；化学热能；电热能；机械热能；生物能；光能；核能。
　　三、燃烧的充分条件
　　在某些情况下，虽然具备了燃烧的三个必要条件，但由于可燃物的数量不够，氧气不足，着火源的热量不大，温度不够，燃烧也不能发生，因此、燃烧的充分条件是：
　　1、一定的可燃物浓度
　　可燃气体（蒸气）只有达到一定浓度，才会发生燃烧（爆炸）。如有可燃气体（蒸气），但浓度不够，燃烧（爆炸）也不会发生。
　　2、一定的氧气含量
　　虽有氧气存在，但浓度不够，燃烧也不会发生。
　　3、一定的着火能量
　　不管何种形式的点火能量必须达到一定的强度才能引起燃烧反应。
　　4、相互作用
　　以上三个条件要相互作用，燃烧才会发生和持续。

第二节 燃烧过程
　　一、不同状态物质的燃烧方式
　　1、气体物质的燃烧
　　（1）扩散燃烧
　　扩散燃烧是指可燃气体从喷口（管口或容器泄漏口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象。其燃烧速度取决于可燃气体的喷出速度，一般为稳定燃烧。管路、容器泄漏口发生的燃烧，天然气井口发生的井喷燃烧均属扩散燃烧。
　　（2）预混燃烧
　　预混燃烧是指可燃气体与氧在燃烧前混合，并形成一定浓度的可燃混合气体，被火源点燃所引起的燃烧，这类燃烧往往是爆炸式的燃烧，也叫动力燃烧，即通常所说的气体爆炸。爆炸式燃烧后火焰返至漏气处，然后转变为稳定式的扩散燃烧。
　　2、液体物质的燃烧
　　易燃和可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的气体被分解、氧化达至燃点而燃烧，称蒸发燃烧。其燃烧速度取决于液体的蒸发速度，而蒸发速度又取决于接受的热量，故接受热量愈多，气体蒸发量愈大，燃烧速度愈快。可燃、易燃液体的蒸发与可燃气体的燃烧特点相同，也分扩散燃烧和预混燃烧。
　　3、固体物质的燃烧
　　（1）蒸发燃烧
　　蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体，受热后熔融，然后像可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧。
　　如：硫、磷、钾等单质固体物质先熔融而后燃烧；沥青、石错、松香等先熔融，后蒸发成蒸气，分解、氧化燃烧；高分子材料的热塑性塑料，受热后变形、熔融，由固体变为液体，继而蒸发燃烧；萘和樟脑这类具有升华性质的物质，则在受热后不经熔融，而直接变为可燃熄灭蒸气燃烧。

　　（2）分解燃烧
　　分子结构复杂的固体可燃物，在受热分解出其组成成分及与加热温度相应的热分解产物，这些分解产物再氧化燃烧，成为分解燃烧。例如：天然高分子材料中的木材、纸张、棉、麻、毛、丝的功能以及合成高分子的热固塑料、合成橡胶、纤维等燃烧均属分银燃烧。

　　（3）表面燃烧

　　有些固体可燃物的蒸气压非常小或者难于发生热分解，不能发生蒸发燃烧或分解燃烧，当氧气包围物质的表层时，呈炽热状态发生无火焰燃烧。
　　（4）阴燃
　　阴燃是指某些固体可燃物在空气不流通，加热温度较低或可烯物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的燃烧现象。如成捆堆放的棉、麻、纸张及大量堆放的煤、杂草、湿木材等，受热后易发生阴燃。
　　有焰燃烧和阴燃在一定条件下会相互转化。
　　二、完全燃烧和不完全燃烧
　　在燃烧反应过程中：
　　如果生成的燃烧产物不能再燃烧，则称为完全燃烧，其燃烧产物为完全燃烧产物；
　　如果生成的燃烧产物还能继续燃烧，则这种燃烧称为不完全燃烧，其燃烧产物为不完全燃烧产物。
　　三、燃烧产物
　　1、燃烧产物的概念
　　物质在燃烧时生成的气体、蒸气和固体物质称为燃烧产物。其中，散发在空气中能被人们看见的燃烧产物叫烟雾，它实际上是由燃烧产生的悬浮固体、液体粒子和气体的混合物。其粒径一般在0.01-10微米之间。

　　2、不同物质的燃烧产物
　　燃烧产物的数量、构成等随物质的化学组成以及温度、空气的供给等燃烧条件不同而有所不同。
　　（1）单质的燃烧产物：一般单质在空气中完全燃烧，其产物为该单质元素的氧化物。　　例如：碳、氢、磷、硫等生成二氧化碳、水五氧化二磷及二氧化硫等。这些产物不能再发生燃烧，称为完全燃烧产物；

　　（2）一般化合物的燃烧产物；
　　（3）木材燃烧产物：木材是一种化合物，它是使用最广泛的结构材料，火灾中常包含有木材燃烧。木材主要由碳、氢、氧元素组成，主要以纤维素[（C6H10O5）x]分子形式存在，也有以糖、胶、酯、水等分子形式存在；
　　（4）合成高分子材料燃烧产物：合成高分子材料在燃烧中也伴有热裂解，有的还含有氯元素、氮元素，因此，会生成许多有毒或有刺激性的气体，如氯化氢（HCL）、光气（COCL2）、氰化氢（HCN）及氧化氮（NOX）等。
　　3、燃烧产物对灭火工作的影响
　　燃烧产物与灭火工作有密切的关系。它对灭火工作既有有利的方面，也有不利的方面。
　　（1）有利方面
　　①在一定条件下有阻燃作用；
　　②为火情侦察提供依据。
　　（2）不利方面
　　①引起人员中毒；
　　②会使人员受伤；
　　③影响视线；
　　④成为火势发展、蔓延的因素。
　　四、火焰、燃烧热值与燃烧温度
　　1、火焰
　　（1）火焰的定义。正在燃烧的可燃气体（蒸气）所占据的发光、放热的空间范围称为火焰，俗称火苗。它是可燃物产生有焰燃烧的基本特征。
　　（2）火焰的构造。
　　①气态可燃物火焰
　　有的火焰无一次空气进入，只有一层圆锥形火焰，即只有外焰，如天然气进喷火焰，可燃气体容器或管路破裂时在泄漏处形成的喷流火焰等。
　　②液态可燃物火焰
　　它由焰心、内焰和外焰组成。
　　焰心，是最内层亮度较暗的圆锥体部分；
　内焰，为包围在焰心外部较明亮的圆锥体部分；
　　外焰，为包围在内焰外面亮度较暗的圆锥体。
　　一切可燃固体和液体燃烧时形成的火焰，都有焰心、内焰和外焰。
　　（3）火焰的颜色
　　含氧量在50％以上的可燃物质燃烧时，发出不显光的（光暗或呈浅蓝色光）火焰；含氧量在50％以下的，发出显光（光亮或发黄光）的火焰；含碳量在60％以上的，则发出显光、并带有大量黑烟的火焰。
　　2、燃烧热值
　　单位质量或单位体积的可燃物质与氧作用完全燃烧时所释放出的热量，称为燃烧热值。热值的单位是：千焦/公斤，也用千焦/米3。

　　3、燃烧温度

　　（1）理论燃烧温度是指可燃物与空气在绝热条件下完全燃烧时，燃烧释放出的热量全部用于加热燃烧产物或提高燃烧产物的内能，使燃烧产物达到的最高燃烧温度。
　　（2）实际燃烧温度，在火场或工业生产中，可燃物燃烧往往进行得并不完全，燃烧时放出的热量也有一部分损失于周围环境，这时燃烧产物达到的温度就称为实际燃烧温度，即火焰温度。实际燃烧温度都低于理论燃烧温度。

第三节 燃烧类型
　　一、闪燃
　　在一定温度下，易燃、可燃液体（也包括能蒸发出蒸气的少量固体，如萘、樟脑、石蜡等）表面上产生的蒸气，当与空气混合后，一遇着火源，就会发生一闪即灭的燃烧，这种现象叫做闪燃。
　　(一)闪点
　　易燃与可燃液体表面能够发生闪燃的最低温度称为闪点。
　　（二）闪点的变化特点

1、同系物的闪点随其分子量的增加而升高； 2、同系物的闪点随沸点的增加而升高；

　　3、多种组份的混合液，如汽油、煤油、柴油等，其闪点随沸程的增加而升高；
　　4、两种可燃液体混合物的闪点，一般低于这两个可燃液体闪点的平均值；
　　5、能溶于水的易燃液体的闪点随含水量的增加而升高。
　　（三）闪点在消防上的应用
　　在消防工作中，以闪点的高低作为评价液体火灾危险性的依据。
　　1、根据闪点将能燃烧的液体分为两类：闪点小于或等到于　45℃称为易燃液体，闪点大于45℃的液体称为可燃液体。
　　2、根据闪点可评定液体火灾危险性的大小。闪点越低的液体其火灾危险性就越大。
　　3、根据闪点可确定液体生产、加工、储存的火灾危险性分类，进而采取相应的安全措施。
　　二、着火
　　可燃物质与空气氧化剂共存，达到某一温度时与火源接触即发生燃烧，将火源移去后，仍能继续燃烧，直至可燃物燃尽为止，这种持续燃烧的现象叫做着火。可燃物质开始持续燃烧时所需要的最低温度叫燃点。
　　三、受热自燃

　　如果物质的温度达到燃点，不用明火去点燃是不会着火的。若可燃物质在空气中，边疆均匀地加热到一定温度，在没有外部火花、火焰等火源的作用下，能够发生自动燃烧的现象叫受热自燃。
　　四、爆炸
　　爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象。爆炸是由物理变化和化学变化引起的。
爆炸的分类：
　　1、按爆炸物质在爆炸过程中的变化，可分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。
　　（1）化学爆炸：由于爆炸性物质本身发生了化学变化，产生出大量气体和较高温度而形成的爆炸叫化学爆炸。例如：炸药、可燃气体、粉尘于空气的混合物发生的爆炸就是化学爆炸。
　　（2）物理爆炸；物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸。例如：蒸汽锅炉、压缩和液化气钢瓶的爆炸，属于物理爆炸。
　　（3）核爆炸：由于原子核裂变或核聚变引起的爆炸叫核爆炸，如：原子弹、氢弹的爆炸就属于核爆炸。
　　2、按照爆炸的变化传播速度，化学爆炸可分为爆燃、爆炸、爆震。
　　（1）爆燃：爆炸物质的变化速率为每秒数十米至百米，爆炸时压力不激增，没有爆炸特征的响声，无多大破坏力。
　　（2）爆炸：爆炸物质的变化速率为每秒百米至千米，爆炸时仅在爆炸点引起压力激增，有震耳的响声和破坏作用。
　　（3）爆震：这种爆炸的特点是突然升起极高的压力，其传播是通过超音速的冲击波实现的，每秒可达数千米。

第三节 火灾的定义和分类
　　一、火灾的定义

　　凡在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，都称为火灾。
　　二、火灾的分类
　　1、按燃烧对象分类
　　（1）A类火灾：普通固体可燃物燃烧而引起的火灾。
　　（2）B类火灾：油脂及一切可燃液体燃烧引起的火灾。
　　（3）C类火灾：可燃气体燃烧引起的火灾。
　　（4）D类火灾：可燃金属燃烧引起的火灾。
　　（5）带电火灾：指带电的电气设备及其他物体燃烧的火灾。
　　2、按火灾损失严重程度分类
　　（1）特大火灾：死亡10人以上（含10人）；重伤20人以上；死亡、重伤20人以上；受灾50户以上；烧毁财物损失100万元以上。
　　（2）重大火灾：死亡3人以上；重伤10人以上；死亡、重伤10人以上；受灾30户以上；烧毁财物损失30万元以上。

　　（3）一般火灾：不具备以上条件的火灾。
　　3、按起火直接原因分类：可分放火；违反电气安装安全规定；违反电气使用安全规定；违反安全操作规定；吸烟、乱扔烟头、火柴杆；生活用火不慎；玩火；自燃；自然灾害；其它。

第四节 火灾的发展
　　一、热的传播
　　火灾发生、发展的整个过程始终伴随着热传播过程，热传播是影响火灾发展的决定性因素。热传播除了火焰直接接角外，还有三个途径：传导、对流、辐射。
　　1、热传导：热通过直接接触的物体从温度较高部位，传递到温度较低部位，叫热传导。

　　2、热对流：热对流的定义：热通过流动介质将热量由空间中的一处传到另一处的现象叫做对流。
　　3、热辐射：以电磁波形式传递热量的现象，叫热辐射。
　　二、火灾的发展过程
　　1、火灾初起阶段
　　火灾初起时，随着火苗的发展，燃烧产物中有水汽、二氧化碳产生，还产生少量的一氧化碳和其他气体，有热量散发，火焰温度可能在500℃以上，室温略有增加。
　　2、火灾发展阶段
　　火灾发生后，周围环境温度逐步上升，物质分解生成烟和毒性气体，并随热气流上升到顶部；热的烟粒子向四周辐射热量，引起室内可燃物热分解，产生大量可燃气体。室内的上层气温达400~600℃即发生轰燃，火灾达到全面发展阶段，系统处于高温状态。火焰包围所有可燃物，燃烧速度最快，环境温度明显上长，温度可达700℃以上。