燃燒爆炸理論基礎(chǔ)與應(yīng)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(zāi)爆炸事故的特點(diǎn)2
1.1.1火災(zāi)爆炸事故后果嚴(yán)重2
1.1.2火災(zāi)爆炸事故發(fā)生頻繁3
1.1.3火災(zāi)爆炸事故原因及過程復(fù)雜4
1.1.4火災(zāi)爆炸事故易發(fā)、突發(fā)5
1.2火災(zāi)爆炸事故的一般原因6
1.2.1人的原因6
1.2.2設(shè)備設(shè)施及物料原因6
1.2.3技術(shù)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(zāi)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(xué)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(diǎn)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(xí)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(xué)爆炸之爭(zhēng)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(yīng)的相態(tài)分類47
3.3可燃?xì)怏w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(diǎn)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(jī)理74
3.4.2粉塵爆炸的特點(diǎn)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(yàn)確定法86
3.5.5爆炸變換方程的應(yīng)用88
3.6反應(yīng)失控爆炸89
典型案例：美國(guó)北卡羅來納州某化工廠聚丙烯酸合成反應(yīng)釜爆炸事故89
3.6.1反應(yīng)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(yīng)體系評(píng)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(xí)101
第4章燃燒爆炸物質(zhì)危險(xiǎn)性及測(cè)評(píng)方法103
典型案例：原料倉(cāng)庫(kù)化工原料儲(chǔ)存不當(dāng)連續(xù)性爆炸事故103
4.1危險(xiǎn)物質(zhì)的分類103
4.2可燃性氣體或蒸氣104
4.2.1可燃?xì)怏w的燃燒爆炸危險(xiǎn)特征104
4.2.2氣體燃燒爆炸危險(xiǎn)性分類及判據(jù)106
4.2.3爆炸極限的測(cè)定106
4.3可燃性液體108
4.3.1可燃性液體燃燒爆炸危險(xiǎn)特征108
4.3.2可燃液體燃燒危險(xiǎn)分類及判據(jù)108
4.3.3液體閃點(diǎn)與燃點(diǎn)的測(cè)定方法110
4.3.4液體閃點(diǎn)計(jì)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(xiǎn)特性112
4.4.2可燃性固體火災(zāi)危險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)特性124
4.7忌水性物質(zhì)125
4.8氧化劑和有機(jī)過氧化物126
4.8.1氧化劑126
4.8.2有機(jī)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(xiǎn)物系130
思考與練習(xí)135
第5章點(diǎn)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(zāi)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(zāi)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(duì)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(yīng)用——壓縮點(diǎn)火141
5.2.3事故及預(yù)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(diǎn)火源的形成方式144
5.3.2機(jī)械作用點(diǎn)火機(jī)理144
5.3.3沖擊、摩擦點(diǎn)火源的影響因素145
5.3.4預(yù)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(diǎn)火機(jī)理147
5.4.2熱表面點(diǎn)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(chǔ)罐事故149
5.5.1電火花點(diǎn)火機(jī)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(diǎn)火源159
典型案例：黃島油庫(kù)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(xué)反應(yīng)熱161
思考與練習(xí)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(xué)危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)“8·5”特大爆炸火災(zāi)事故163
6.1爆炸效應(yīng)164
6.1.1爆炸效應(yīng)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(shí)沖擊波能量計(jì)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(jì)算174
6.4火災(zāi)模型177
6.4.1池火災(zāi)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(xué)爆炸模型181
6.5.1蒸氣云爆炸（UVCE）181
6.5.2沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）182
6.5.3爆炸產(chǎn)物的擴(kuò)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(shí)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(shí)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(zāi)模擬軟件FDS190
6.7.5FLACS氣體擴(kuò)散爆炸軟件190
6.7.6安全評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)軟件191
6.7.7環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)RiskSystem192
思考與練習(xí)192
參考文獻(xiàn)194