燃烧爆炸理论基础与应用

第1章绪论
1典型案例：河北某硝基胍生产车间重大爆炸事故1
1.1火灾爆炸事故的特点2
1.1.1火灾爆炸事故后果严重2
1.1.2火灾爆炸事故发生频繁3
1.1.3火灾爆炸事故原因及过程复杂4
1.1.4火灾爆炸事故易发、突发5
1.2火灾爆炸事故的一般原因6
1.2.1人的原因6
1.2.2设备设施及物料原因6
1.2.3技术原因6
1.2.4环境原因7
1.2.5管理原因7
第2章燃烧理论8
典型案例：硫化铁自燃引起装置的火灾爆炸8
2.1燃烧现象及其本质9
2.1.1燃烧现象9
2.1.2燃烧的化学本质10
2.2燃烧过程15
2.2.1燃烧的一般过程15
2.2.2自燃16
2.2.3点燃21
2.2.4着火延滞期23
2.2.5熄火25
2.3气体的燃烧28
2.3.1气体的燃烧形式28
2.3.2火焰的结构29
2.3.3火焰传播30
2.4液体燃烧32
2.4.1液体的稳定燃烧32
2.4.2沸溢和喷溅34
2.5固体燃烧35
2.5.1固体的燃烧形式35
2.5.2固体着火燃烧理论37
2.5.3高分子物质的燃烧39
2.5.4煤的燃烧41
思考与练习42
第3章爆炸理论43
典型案例：羟胺蒸馏装置爆炸事故43
3.1爆炸现象概述43
3.1.1爆炸的定义43
3.1.2爆炸的特征44
3.1.3爆炸发生的条件44
3.2爆炸分类45
典型案例：氧气充装的物理爆炸与化学爆炸之争45
3.2.1按能量来源分类46
3.2.2按爆炸传播速度分类46
3.2.3按爆炸反应的相态分类47
3.3可燃气体爆炸48
典型案例：天津某化工厂氯化氢合成炉爆炸事故48
3.3.1单一气体分解爆炸49
3.3.2混合气体爆炸50
3.3.3气云爆炸51
3.3.4爆炸极限52
3.3.5最小点火能量64
3.3.6着火临界压力67
3.3.7临界直径68
3.4粉尘爆炸72
典型案例：江苏昆山某金属制品厂金属粉尘爆炸72
3.4.1粉尘爆炸机理74
3.4.2粉尘爆炸的特点75
3.4.3粉尘爆炸的影响因素76
3.4.4粉尘爆炸的特征参数78
3.5易爆物的热分解爆炸81
典型案例：陕西某公司硝铵装置特别重大爆炸事故81
3.5.1热分解过程82
3.5.2易爆化合物的氧平衡与氧系数83
3.5.3爆炸变化方程的理论确定方法84
3.5.4爆炸变换方程经验确定法86
3.5.5爆炸变换方程的应用88
3.6反应失控爆炸89
典型案例：美国北卡罗来纳州某化工厂聚丙烯酸合成反应釜爆炸事故89
3.6.1反应体系的热平衡与冷却失效90
3.6.2Semenov热温图92
3.6.3失控反应体系评估93
3.7喷雾爆炸95
3.8蒸汽爆炸96
典型案例：锅炉缺水误操作引起爆炸96
3.8.1液体过热与沸腾现象97
3.8.2熔融物水蒸气爆炸99
3.8.3低温液化气蒸汽爆炸100
3.8.4高压过热液体蒸汽爆炸100
思考与练习101
第4章燃烧爆炸物质危险性及测评方法103
典型案例：原料仓库化工原料储存不当连续性爆炸事故103
4.1危险物质的分类103
4.2可燃性气体或蒸气104
4.2.1可燃气体的燃烧爆炸危险特征104
4.2.2气体燃烧爆炸危险性分类及判据106
4.2.3爆炸极限的测定106
4.3可燃性液体108
4.3.1可燃性液体燃烧爆炸危险特征108
4.3.2可燃液体燃烧危险分类及判据108
4.3.3液体闪点与燃点的测定方法110
4.3.4液体闪点计算111
4.4可燃性固体112
4.4.1可燃性固体的燃烧爆炸危险特性112
4.4.2可燃性固体火灾危险分类及判据113
4.5爆炸性物质114
4.5.1爆炸性物质的燃烧爆炸危险特性114
4.5.2爆炸性物质的分类115
4.5.3易爆化合物的热安定性117
4.6自燃性物质123
4.6.1分类124
4.6.2自燃物质的危险特性124
4.7忌水性物质125
4.8氧化剂和有机过氧化物126
4.8.1氧化剂126
4.8.2有机过氧化物127
4.9有毒品128
4.10放射性物品129
4.11腐蚀品129
4.12混合接触危险物系130
思考与练习135
第5章点火源控制136
典型案例：上海静安胶州路公寓大楼“11·15”特别重大火灾事故136
5.1明火137
典型案例：焊割作业引发的重大火灾137
5.1.1生产火138
5.1.2非生产用明火139
5.2绝热压缩140
典型案例：绝热压缩对溶解乙炔生产的危害及原因分析140
5.2.1理论依据140
5.2.2应用——压缩点火141
5.2.3事故及预防142
5.3冲击和摩擦143
典型案例：山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故143
5.3.1冲击摩擦点火源的形成方式144
5.3.2机械作用点火机理144
5.3.3冲击、摩擦点火源的影响因素145
5.3.4预防措施146
5.4热表面146
典型案例：宾夕法尼亚油气爆炸事故146
5.4.1热表面点火机理147
5.4.2热表面点火源的影响因素与控制148
5.5电火花149
典型案例：巴顿溶剂公司静电火花引爆可燃液体储罐事故149
5.5.1电火花点火机理151
5.5.2电火花的产生及控制152
5.5.3静电火花的产生及控制153
5.6其他点火源159
典型案例：黄岛油库爆炸事故159
5.6.1雷电159
5.6.2光照与辐射作用160
5.6.3自然发热及化学反应热161
思考与练习162
第6章事故后果模拟分析163
典型案例：深圳市清水河化学危险品仓库“8·5”特大爆炸火灾事故163
6.1爆炸效应164
6.1.1爆炸效应的定义164
6.1.2爆炸基本参数165
6.2物理爆炸模型168
6.2.1盛装液体的压力容器的爆炸能量168
6.2.2盛装气体的压力容器的爆炸能量169
6.2.3液化气、高温饱和水的爆炸能量171
6.2.4压力容器爆炸时冲击波能量计算172
6.3流体泄漏模型174
6.3.1泄漏形式及后果174
6.3.2泄漏量的计算174
6.4火灾模型177
6.4.1池火灾177
6.4.2喷射火179
6.4.3火球180
6.4.4突发火180
6.5化学爆炸模型181
6.5.1蒸气云爆炸（UVCE）181
6.5.2沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）182
6.5.3爆炸产物的扩散与蔓延184
6.6中毒模型185
6.6.1有毒液化气体容器破裂时的毒害区估算186
6.6.2泄漏后果的概率函数法186
6.6.3有毒介质喷射泄漏时的毒害区估算188
6.7事故模拟分析软件介绍188
6.7.1ALOHA软件188
6.7.2DNV PHAST软件189
6.7.3fluent软件190
6.7.4建筑火灾模拟软件FDS190
6.7.5FLACS气体扩散爆炸软件190
6.7.6安全评价与风险分析系统软件191
6.7.7环境风险评价系统RiskSystem192
思考与练习192
参考文献194