Transcript 滅火方法
火災爆炸防止 1 1.1爆炸性物質 1.硝化乙二醇、硝化甘油、硝化纖維及其 他具有爆炸性質之硝酸酯類。 2.三硝基苯、三硝基甲苯、三硝基酚及其 他具有爆炸性質之硝基化合物。 3. 過醋酸、過氧化丁酮、過氧化二苯甲醯 及其他過氧化有機物。 2 1.2著火性物質 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 金屬鋰、金屬鈉、金屬鉀。 黃磷、赤磷、硫化磷等。 賽璐珞類。 碳化鈣、磷化鈣。 鎂粉、鋁粉。 鎂粉及鋁粉以外之金屬粉。 二亞硫磺酸鈉。 其他易燃固體、自燃物質、禁水性物質。 3 1.3引火性液體 1 1. 乙醚、汽油、乙醛、環氧丙烷、二硫化碳及其他 之閃火點未滿攝氏零下三十度之物質。 2.正己烷、環氧乙烷、丙酮、苯、丁酮及其他之閃 火點在攝氏零下三十度以上，未滿攝氏零度之物質。 3.乙醇、甲醇、二甲苯、乙酸戊酯及其他之閃火點 在攝氏零度以上，未滿攝氏三十度之物質。 4.煤油、輕油、松節油、異戊醇、醋酸及其他之閃火 點在攝氏三十度以上，未滿攝氏六十五度之物質。 4 1.4氧化性物質 1.氯酸鉀、氯酸鈉、氯酸銨及其他之氯酸鹽類。 2.過氯酸鉀、過氯酸鈉、過氯酸銨及其他之過氯 酸鹽類。 3.過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鋇及其他無機過 氧化物。 4.硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸銨及其他硝酸鹽類。 5.亞氯酸鈉及其他固體亞氯酸鹽類。 6.次氯酸鈣及其他固體次氯酸鹽類。 5 1.5可燃性氣體 1.氫。 2.乙炔、乙烯。 3.甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。 4.其他於一大氣壓下攝氏十五度時，具有 可燃性之氣體。 6 1.6爆炸性物品 1.火藥：爆發比較緩慢以燃燒作用為主 並無顯著爆炸破壞作用之物品 (1) 黑色火藥及其他硝酸鹽類之有煙火藥。 (2) 硝化纖維之單基無煙火藥。 (3) 硝化纖維與硝化甘油之雙基無煙火 藥。 7 1.6爆炸性物品 2. 炸藥：爆發非常迅速隨即發生強烈爆炸破壞 作用之物品，包括： (1) 雷汞及疊氮化鉛、史蒂芬酸鉛、重氮基酚 等之起爆藥。 (2) 硝化甘油及硝酸酯類。 (3) 硝酸鹽之炸藥。 (4) 過氯酸鹽類及氯酸鹽類之混合炸藥。 (5) 三硝基酚、三硝基甲苯等硝基化合物之炸 藥。 (6) 液氧爆藥及其他液體爆藥。 8 爆竹煙火 連珠炮:過氯酸鉀，鋁粉，硫粉 引線:氯酸鉀，碳粉，樹脂 爆竹煙火材料:碳酸鹽，硝酸鹽，氯酸鹽， 硫磺，白土，鋁粉 9 1.6爆炸性物品 3. 爆劑：以硝酸銨等氧化劑為主成分， 須置於封閉裝置內以雷管可引爆之混合 物，包括： (1) 硝油爆劑類。 (2) 漿狀爆劑類。 10 1.6爆炸性物品 4. 引炸物：導火燃燒或爆炸用之物品， 包括： (1) 雷管類。 (2) 導火索。 (3) 導爆索。 11 1.6爆炸性物品 5. 其他具有爆炸性之化工原料：係 指原料本身可直接爆炸或經引爆而爆炸 者，包括供製造爆炸物用之疊氮化鉛、 雷汞、硝化澱粉、硝甲銨基三硝基苯等。 12 氣爆現象 可燃氣體產生氣爆後，爆點附近之空氣受 高熱而急速膨脹，此膨脹氣體以高壓力 之形式在坑道內傳播，爆焰(火焰)則緊接 其後而至。氣爆剛發生時，火焰呈藍色 (若碳塵爆炸，火焰則呈紅色)，並伴隨火 花。 13 氣爆現象 爆炸聲乃在空氣中傳播的壓力波所致 氣相爆炸：發熱化學反應在氣相所發生混 合氣、分解爆炸性氣體、可燃性噴霧、 可燃性浮游粉塵的爆炸現象 管路或導槽之細長空間：氣體流動因為壁 面附近發生剪斷流而被大擾亂，火焰加 速因此更激烈 14 熱爆炸理論 連鎖爆炸理論： 反應過程中負有重要功 能之活性基為重心 熱爆炸理論： 生熱而自行加熱為主 15 衝擊波 以超音速傳播波動 爆炸現象即是伴有衝擊波之化學反應， 且爆炸反應面與衝擊波面幾乎成為一體 而進行傳播現象 蒸汽雲爆炸與高壓容器爆炸在週圍空氣 中會有衝擊波 16 爆轟 由衝擊波引起爆炸反應,該衝擊波則由反 應熱繼續維持爆炸進行現象 爆轟波面並非平面，而是非穩定之三次 元構造，有很多由三個衝擊波衝突所形 成稱為三重點的點狀 氣體爆轟速度2000~3000m/s 液體或固體3000～8000m/s 爆轟壓力為初壓20倍 17 爆燃 燃燒或分解反應，以熱傳導或自由基的 移動而傳播現象，火焰傳播速度較音速 為慢 燃燒速度10~100m/s 爆燃壓力為初壓8倍 18 爆風 因爆炸產生之氣體高速膨脹而發生高速氣 流，並發生衝擊波，將其生成氣體之高速 膨脹，因而造成周邊空氣流動及向周圍 傳播之衝擊波稱爆風 19 粉塵爆炸 1.燃燒時間長，釋放能量大，破壞力大 2.因為最初爆炸而揚起周圍粉塵,引起接二 連三爆炸 3.最小著火能較氣體爆炸大 4.易引起不完全燃燒，故有機粉塵爆炸會 生成大量一氧化碳 5.爆炸時粒子一面燃燒一面飛散 20 蒸氣爆炸 液體呈現過熱狀態，發生爆炸性沸騰現象， 稱之 熔融金屬與水接觸，熔融鹽與水接觸，高溫之 油與水接觸，低溫液化氣體與水接觸 21 22 高壓力波衝擊 有害氣體 氣爆災害 迴風壓力 爆焰高溫 23 消焰器是利用熱含量大之材質以細小的區段 相互交錯使表面積增加的原理來吸收火焰能 量淬熄火焰、以中止熱量傳播至未燃物的安 全防護。 24 25 26 BLEVE Boiling liquid expanding vapor explosion 將沸騰狀態的液化氣體氣化膨脹而爆炸 現象 27 28 名詞介紹 沸點（boiling point） ：引火性液體的沸點愈 低，愈易蒸發，其閃火點也低，產生火災爆炸 的可能性也較高。 熔點：可燃性的固體物，如石臘、萘等易熔融的 有機物，一遇火源，即形成液態，與可燃性液 體一樣具有相同的危害。 導電性（conducting） ：引火性液體的導電性 與靜電的累積有關。凡導電性低者，在管壁內 流動或經過篩網，很容易累積靜電，而放出電 弧火花。 29 名詞介紹 燃燒熱：物質的燃燒熱愈大者，在火災爆炸的過 程中，危害程度愈大。 閃火點（flash point） ：易燃的液體表面因蒸 發作用釋出的蒸氣和空氣中的氣體混合，形成 可燃性的混合氣體，此時只要有一點火種，即 可閃火，此時的溫度稱為閃火點（flash point）。在此溫度中，火焰不能繼續燃燒， 除非繼續加熱。通常可燃性液體的燃點均高於 閃火點5～20℃左右。 30 燃燒現象 燃燒反應為高速發熱反應，通常拌有發光 及發熱，此發光及發熱為可燃性物質及 支燃性物質的化學反應所致 火焰傳遞速度最高為10m/s 31 名詞介紹 最小著火能：使可燃性氣體或其混合氣體，或爆 炸性的粉塵，著火燃燒爆炸的最低能量，稱為 最小著火能。此能量由電器火花所產生的放電 能量算出。其公式為： E=1/2CV² E=放電能量，單位為焦耳（joule） C=電容量，單位為法拉（farad） V=電壓，單位為伏特（volt） 一般而言，粉塵的最小著火能高於混合氣體。最 小著火能愈低者，愈具危險性。 32 名詞介紹 著火點（fire point） ：此為易燃性液體所蒸 發出來的氣體，遇到火種即燃燒最少5秒鐘的 最低溫度，稱為該液體的著火點（fire point）。 發火點或發火溫度（ignition point or temperature） ：物質不自他處獲得火焰或電 氣火花等火種引燃的情況下，可自行在空氣中 維持燃燒的最低溫度，稱為該物質的發火溫度 （ignition point or temperature）。 33 著火三階段 第一階段： 可燃性基質受到預熱，發生足 量可燃性蒸汽及氣體 第二階段： 蒸汽及氣體與氧化劑在氣象中 混合 第三階段： 產生自動加速性的氧化反應之 充分高溫，或因有母火將混和氣之一部 分加熱至火焰溫度而著火 34 引火源原因 佔火災引燃之比例 （%）引火源原因 佔火災引燃之比例 （ %） 電氣火花（Electrical Sparks） 23% 切割與焊接（Cutting and Welding） 4% 吸煙（Smoking） 18% 自然發火（Spontaneous Ignition） 4% 機械摩擦（Mechanical Friction） 10% 熱輻射（Heat Radiation） 3% 過熱物質（Overheated Materials） 8% 縱火（Incendiarism） 3% 明火（Burner Flames） 7% 靜電（Static Sparks） 1% 燃燒火花（Combustion Sparks） 7% 熔融物質（Molten Substances） 1% 熱表面（Hot Surfaces） 7% 閃電（Lightning） 1% 35 著火源的預防 a.機械火花：轉動設備之轉動速度(VC)若 小於1m/s，一般不會引起物質著火的危 害 ，但若超過10m/s則會有引起著火的 危險性 b.熱表面：熱表面的能量比機械火花高， 一般若物質的最小點火能量小於10mJ則 有可能被熱表面與機械火花所引燃，物 質的最小點火能只要大於1J即可被引燃 36 著火源的預防 c.粉體蓄熱：粉體處理設備中常因分佈量 的不均或物質有黏壁、異常堆積現象， 而造成堆積的表面受熱硬化，甚或結痂， 內部粉體物質因蓄熱且熱量無法排出， 故引起燻煙或自燃起火，成為製程中的 火源。 37 粉體蓄熱 1.粉體必須與氧氣或空氣等助燃氣體成混 合狀態 2.溫度上升及可引起燃燒反應之能,其帶電 物體靜電能在一定值以上者 3.粒徑越小最小著火能越小 4.粒徑100um以上,不致有火災爆炸 5.一般爆炸下限10g/m3 38 靜電 電暈放電，刷狀放電，大量粉堆放電，火 花放電，射狀放電 39 化學能 自然發火, H2S →硫化鐵 1.吸收氧氣或氧化反應引起發熱者，活性 碳 2.自然分解而發熱，聚合熱，發酵熱 3.發火溫度低，黃磷 40 靜電 電暈放電：是以放電密度極小的微弱光形成放電， 所產生的能量極微弱，並不易引燃物質。 刷狀放電：主要是由非導體物摩擦產生，為放電 密度較大的擴散狀中強光形式放電，最高能量 可達數mJ，故可能引燃可燃性氣體或蒸汽及最 小點火能量小於3mJ的粉塵，常發生於製程中 的過濾介質或塑膠輸送管。大量粉堆放電其放 電能量較刷狀放電大，產生的能量可達10mJ， 可引燃大部分易燃性氣體或蒸汽及最小點火能 量很低的粉體如糖粉、澱粉、玉米澱粉、過氧 化物粉塵。可由減低進料速度而避免。 41 靜電 射狀放電：分離厚度小於8mm在導體層上的橡膠 非導體層，其放電能量可達1J。故可引燃大部 分氣體、蒸汽與最小點火能量小於1J的粉體。 若將設備使用導電材料即可避免。 火花放電：為放電密度極強的條狀強光，其能量 可能產生至1J，故可引燃大部分氣體、蒸汽與 最小點火能量小於1J的粉體。 42 靜電 異種物體於接觸或剝離，一方為正，一方 為負電荷時所引起管路，罐裝，攪拌，粉 碎，篩分，空氣輸送 油罐車罐裝時所產生之電流 I=2.42 X 10-11d1.5U1.45+0.01d 43 44 燃燒與爆炸 預混合火焰： 爆炸大多為火焰快速向可燃 性混合氣擴大傳播之現象 擴散火焰： 因被輻射熱等所加熱可燃性固 體或液體蒸發出燃料氣體，此氣體在與 空氣以擴散火焰之形式燃燒 45 燃燒與爆炸 擴散燃燒： 可燃性氣體.蒸汽與助燃性氣體 分離，但在燃燒中因可燃性氣體擴散至 助燃性氣體中混合而維持燃燒現象 預混合燃燒： 預先使可燃性氣體與助燃性 氣體混合而在可燃性範圍內組成混合氣 中燃燒 46 火災分類 固態物質火災：固態物質之火災係指可燃 物質為固體之火災。固體之燃燒必需將 物質給予火源加熱至燃點，加熱係促使 其發生化學分解並釋出易燃性氣體，火 源係給予其發生燃燒連鎖反應之初始能 量。 易燃物質火災 ：易燃物質火災可分為液體 易燃物質火災及氣體易燃物質火災 47 火災分類 電氣火災 ：電氣火災主要由於電氣設備之設計、 選用、安裝、操作、維護等發生缺失，導致短 路、過負載、接觸不良、漏電等問題，進而產 生高熱、火花引燃可燃物品 金屬火災：金屬在大塊之情形下極不易燃，但為 粉末、鑽屑、鋸屑之情形下，則因受熱時溫度 較易升高，且與空氣接觸面大而易於燃燒，以 粉末型式存在時，將更易點燃，有時金屬粉末 本身會緩慢氧化而生熱，熱量無法排出時會因 熱量之積蓄而導致自然發火。 48 類 別 名 稱 說明 備註 Ａ 類 火 災 普 通 火 災 普通可燃物如木製品、紙纖維、棉、布、 合成只樹脂、橡膠、塑膠等發生之火災。 通常建築物之火災即屬此類。 可以藉水或含水溶液的冷卻作用使燃燒物 溫度降低，以致達成滅火效果。 Ｂ 類 火 災 油 類 火 災 可燃物液體如石油、或可燃性氣體如乙烷 氣、乙炔氣、或可燃性油脂如塗料等發生 之火災。 最有效的是以掩蓋法隔離氧氣，使之窒熄。 此外如移開可燃物或降低溫度亦可以達到 滅火效果。 Ｃ 類 火 災 電 氣 火 災 涉及通電中之電氣設備，如電器、變壓器、 有時可用不導電的滅火劑控制火勢，但如 電線、配電盤等引起之火災。 能截斷電源再視情況依Ａ或Ｂ類火災處理， 較為妥當。 Ｄ 類 火 災 金 屬 火 災 活性金屬如鎂、鉀、鋰、鋯、鈦等或其他 禁水性物質燃燒引起之火災。 這些物質燃燒時溫度甚高，只有分別控制 這些可燃金屬的特定滅火劑能有效滅火。 ﹝通常均會標明專用於何種金屬。﹞ 49 煙囪效應 何謂「煙囪效應」？密閉空間內的燃燒往 往因為空間氧氣不足，火勢會慢慢減緩， 最後便可能會自動地熄滅。若密閉空間 變開放空間後，因增加空氣的對流，有 充分的氧氣及風勢，便會助長火勢，如 同煙囪向上釋放熱能。 50 爆炸抑制系統 51 密閉容器發生爆炸所造成後果的降低措施，除 了採用建議之「爆炸抑制系統」外，尚可視實 際設備及製程條件，選用「爆炸阻絕系統」， 如圖1，其概念為防止爆炸所產生之火焰由某 一製程設備延燒至其他設備或人員工作區域。 以集塵器為例，當爆炸發生時，雖然破裂板能 提供集塵器適當的過壓防護，但爆炸所產生的 火焰及壓力波可能經由導管及通風管傳遞至其 他設備，除非裝設爆炸阻絕系統以阻絕火燄及 壓力波的蔓延，降低火焰引發後續的製程損失 及其他設備爆炸機會 52 1.壓力偵測計：當爆炸發生時，壓力偵測計可 瞬間(約0.001秒內)偵測到壓力波並且傳遞訊號 至控制器。 2.控制器：接受由壓力偵測計來的訊號，並於 瞬間(0.001秒內)傳達一指令給爆炸阻絕閥。 3.爆炸阻絕閥(explosion isolation valve, EIV)： EIV是採用機械式閥門，利用電動之氣體推進 器(gas cartridge actuator, GCA)或以炸藥搭配 氮氣儲瓶驅動閥門迅速關閉，分別如圖2[2]及 圖3[3]，以阻絕火焰及壓力波蔓延，一般可在 偵測到壓力波後0.005秒內啟動。 53 54 上述屬於機械式爆炸阻絕系統，另有化學式爆 炸阻絕系統，其控制器及壓力偵測計與機械式 相同，而爆炸的阻絕方式，化學式是採用與爆 炸抑制系統相同的化學抑制劑，經由噴嘴將抑 制劑噴出，以抑制火焰蔓延，而並非提供物理 性的障礙物，因此壓力波仍將可能繼續傳遞， 一般而言，化學式阻絕系統與爆炸抑制系統結 合使用於大型通風管系統中[1]。 55 在可燃性粉塵懸浮的密閉空間中，若有 點火源引起粉塵爆炸，其爆炸壓力波可 能將設備損壞，因此在預防粉塵爆炸危 害時，設計洩放破裂板等保護設備，用 以降低設備內粉塵爆炸產生的壓力，並 將爆炸壓力波及火焰，引至安全地點， 以免傷及人員生命，則可將傷害降低， 並保護工廠設備。此類型粉塵爆炸壓力 洩放破裂板的設計 56 消防滅火常識 火災分類 火災四要素 滅火原理 油料與氣體火災 火災與滅火劑適用 57 火災與滅火原理 燃燒原理： 燃燒是一種氧化反應，即是燃料、氧氣 (含氧化劑)混合後，以溫度引燃，並產生化 學分解而引發連鎖反應之化學作用。此種反 應非常快速，除將產生燃燒產物外，亦拌隨 釋出熱及光。燃燒只要失去控制，造成災害 便是火災，因此，引發一場火災，必須有下 列四項要素同時存在，又稱燃燒四要素： 58 燃燒四要素： 1.燃料 燃料包括可燃性固體、液體與氣體等項均 屬之。其中以氣體之熱傳導度最小，液體及 非金屬之固體次之，而金屬較難燃燒。同一 固體，粉狀要比塊狀容易燃燒的原因，除空 氣之供給較為充足外，主要是熱傳導度減低， 局部氧化現象所產生之熱易於蓄積增大燃燒 可能性。 59 燃燒四要素： 2.氧氣 燃燒時必須有氧氣的供給否則燃燒將會熄 滅。一般大氣中正常含氧量約21%，如氧含 量稍降低，燃燒仍然能繼續，但氧含量如降 至15%以下，燃燒就很難維持。相對的，含 氧量如愈高(大於21%)，則燃燒速率會增加， 愈具危險性。 60 燃燒四要素： 3.熱源(溫度) 一般引起火災之熱源包括：明火、高溫 表面、摩擦、撞(衝)擊、自然發熱、電氣火 花、雷擊、靜電等均能供給燃燒之熱源。 61 燃燒四要素： 4.連鎖反應 係燃料受高熱分解後產生自由基中間產物， 促使燃燒及分解反覆進行之現象。 例如對某一煤塊加熱，煤塊因受熱而起熱分解， 發生可燃性氣體。氣體與氧化合而生火，火因 本身之熱更使煤塊內部之分子熱分解，復生可 燃性氣體；這些氣體與氧再化合，如此反覆進 行，煤塊仍由這種連鎖反應而不斷燃燒，直到 全部化為灰燼為止。 62 燃燒類型(四類) 1.表面燃燒 以碳元素為主之固燃料如木炭、焦炭等， 因燃料本身並不分解，亦不熔化或蒸發而保 持原狀，其燃燒係藉氧氣接近固體碳元素之 表面與其化合而進行，此即為表面燃燒。 2.分解燃燒 木材、煤、布料、紙張等固體燃料需先經 由熱分解生可燃性氣體後，才能引起之燃燒， 即稱為分解燃燒。 63 燃燒類型： 3.蒸發燃燒 酒精、汽油、柴油、燃料油等液體與固體 油脂類燃料，需先蒸發成可燃性蒸氣後，才 能引起燃燒者，即為蒸發燃燒。 4.擴散燃燒 可燃性氣體或由固體與液體燃料分解、蒸 發所產生之可燃性蒸氣和空氣混合成一定比 例後，所產生之燃燒現象，就稱為擴散燃燒。 如天然氣、乙炔氣，須藉燃燒管口擴散至空 氣中，混合至爆燃濃度範圍內，方能引起燃 燒作用。 64 滅火原理 ： 燃燒要持續進行，一定要燃燒的四個要素 同時存在，因此滅火時只要將四要素中任何 一個要素移除或隔離，就能有效防止火災之 持續進行。在實際撲滅火災的過程當中，消 防人員尤其是指揮者除了需要會使用滅火器 的技巧外，更需要了解並充分利用滅火原理， 才能收到事半功倍的效果。滅火原理與方法， 一般可分為下列四種： 65 滅火方法 ： 1.隔離法 主要是使可燃性物質與火災現場隔離，或 採用物理、化學方法將燃料與氧化劑及高溫 等燃燒要素隔絕的一種滅火方法。 實際應用之範圍有： (1)防火巷、防火牆之設置，用以隔絕火種。 (2)油氣管線漏油、漏氣引發之火災，可藉關 斷油氣來源即可滅火。 66 滅火方法 ： (3)利用泡沬等滅火劑，隔絕燃料，以行滅火。 (4)油田火災藉炸藥、驅散可燃性蒸氣，亦可 達成滅火目的。 (5)森林火災可藉開闢防火路中斷延燒。 (6)油料或液化石油氣、天然氣等儲槽發生火 災時，如能設法抽出容器內之存留物，亦可 減少火災之嚴重性。 67 滅火方法 ： 2.窒息法 主要是藉隔絕氧氣的供給或稀釋氧氣濃度 的方式，使因缺氧而發生窒息滅火的作用。 一般空氣中氧氣含量降至15%以下即可產生 滅火作用。 68 滅火方法 ： 窒息法所用之滅火劑包括： (1)泡沬：以化學或機械泡沬覆蓋燃燒物，隔 絕空氣。 (2)氣化性液體：利用氣化性液體產生不燃性 蒸氣覆蓋燃燒物，稀釋或隔絕空氣。 (3)不燃性氣體：利用二氧化碳或惰性氣體等 稀釋或隔絕空氣。 (4)不燃性固體：利用乾粉化學藥劑、砂石、 泥土等覆蓋燃燒物以隔絕空氣。 69 滅火方法 ： 3.冷卻法 即採用去除燃燒物所產生之熱量，並使燃 燒物之溫度降低的滅火方法，稱為冷卻法。 冷卻法對防止火災蔓延功效尤大，尤其在油 料、液化石油氣、天然氣等設備之鄰近區域 發生火災時，更需設法冷卻；除防止火災外， 更防止因溫度、壓力之遽增而發生其他危險。 幾乎所有滅火劑均具有冷卻作用，其中仍以 水最為經濟有效。 70 滅火方法 ： 4.抑制法 藉化學反應進行中和或消除燃燒過程中所 產生之氫離子及氫氧離子，以破壞燃燒之連 鎖反應而達成滅火的方法。本公司普遍使用 之紫焰乾粉滅火即利用抑制法來滅火。 71 滅火方法 ： 紫焰乾粉反應式： 2KHCO3 高溫 K2O+H2O+2CO2 K2O+H2O(steam)→2KOH* KOH*+OH*→KO*+H2O KOH*+H*→K*+H2O KO*+K*→K2O 72