安全燃烧的必要条件(燃烧理论有哪些)

导语：安全生产管理之燃烧理论

燃烧理论

1 燃烧与燃烧条件

①燃烧的定义及本质　燃烧是可燃物与助燃物（空气、氧气或其他氧化性物质）发生的一种发热、发光的剧烈氧化还原反应。失控的燃烧便酿成了火灾。燃烧的三个特征表现为放热、发光和生成新的物质。

从化学本质而言，一切燃烧反应均是氧化还原反应，因此参加反应的物质必含氧化剂和还原剂，即助燃物和可燃物。如一些单质（氧气、氯气），含高化学价元素的化合物（含氧酸及其盐）可作助燃物，许多金属、非金属单质和有机化学物可作可燃物。可燃物和助燃物发生燃烧反应，其产物有气、液、固三种形式。发生燃烧反应必须具有能源，明火、摩擦或撞击火花、静电火花、射线、高温、压缩升温化学反应热等都可作为点火能源。

②燃烧的必要条件　具备一定数量和浓度的可燃物和助燃物，以及具备一定能量的点火源，同时存在并发生相互作用，是引起燃烧的三个必要条件，即燃烧三要素。缺少其中任一个条件，燃烧便不会发生。所以，所有的防火措施都在于防止这三个条件同时存在，所有的灭火措施都在于消除其中的任一或多个条件。

可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三个必要条件，即燃烧三要素，俗称“火三角”，其关系如图2-10所示。

图2-10 火三角

2 燃烧过程　可燃物质可以是固体、液体或气体，绝大多数可燃物质的燃烧是在气体（或蒸气）状态下进行的，燃烧过程随可燃物质聚集状态的不同而不同。

①气体燃烧　气体最易燃烧，只要提供相应气体的最小点火能，便能着火燃烧。其燃烧形式分为两类：一类是可燃气体和空气或氧气预先混合成混合可燃气体的燃烧，称为混合燃烧，混合燃烧由于燃料分子已与氧分子充分混合，所以燃烧时速度很快，温度也高，通常混合气体的爆炸反应就属于这种类型；另一类就是将可燃气体，如煤气，直接由管道中放出点燃，在空气中燃烧，这时可燃气体分子与空气中的氧分子通过互相扩散，边混合边燃烧，这种燃烧称为扩散燃烧。

②液体燃烧　许多情况下并不是液体本身燃烧，而是在热源作用下由液体蒸发所产生的蒸气与氧气发生氧化、分解以至于着火燃烧，这种燃烧称为蒸发燃烧。

③固体燃烧　如果是简单固体可燃物质，如硫，在燃烧时先受热熔化（并有升华），继而蒸发生成蒸气而燃烧；而复杂固体可燃物质，如木材，燃烧时先是受热分解，生成气态和液态产物，然后气态和液态产物的蒸气再氧化燃烧，这种燃烧称为分解燃烧。

在火灾爆炸事故现场，可燃气体、液体、固体的燃烧通常不是孤立的，而是互相蔓延。扩散燃烧、混合燃烧、表面燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧这五种燃烧形式间也是可以互相转化或者几种同时并发，一旦发生这种情况，往往会造成灾害性的后果。可燃物的燃烧过程，包括许多吸热和放热的化学过程以及传热的物理过程。物质受热燃烧时，温度变化是很复杂的，物质燃烧过程的温度变化大致情况见图2-11。

图2-11　物质燃烧过程的温度变化

TA为可燃物开始加热时的温度，这时加热的热量主要用于可燃物的熔化、蒸发和分解，可燃物温度上升缓慢。温度升到TB时，可燃物开始氧化，由于温度低，氧化速率不快，氧化所放出的热量不足以克服系统向外界的散热。此时如果停止加热，可燃物将降低温度，故而不能引起燃烧。如果继续加热，会使氧化反应加剧，温度快速上升。可燃物温度升到TC时，氧化产生的热量与系统向外界的散热相等，如果温度再升高一点，超过这种平衡状态，即使停止加热，温度亦能自行上升，因此TC即为可燃物的自燃点。温度升到TD，则可燃物燃烧起来，同时出现火焰。此时温度还会继续上升，达到温度TE。

3 燃烧类型　根据燃烧的起因不同，燃烧可分为闪燃、自燃和着火三类。

①闪燃　由于温度的影响，各种液体的表面空间都有一定量的蒸气存在，这些蒸气与空气混合后，一旦遇到点火源，会出现瞬间闪火而不能持续燃烧的现象称为闪燃。引起闪燃时的最低温度称为闪点。在闪点时，由于温度的影响，蒸气量一般很少，所以一闪就灭。但从消防角度来看，闪燃往往是要起火的先兆。可燃液体的闪点越低，越易起火，火灾危险性越大。表2-5给出的是部分可燃液体的闪点。

表2-5 某些可燃液体的闪点

②自燃　可燃气体在助燃气体（如空气）中，在无外界明火的直接作用下，由于受热或自行发热能引燃并持续燃烧的现象称为自燃。在一定条件下，可燃物质产生自燃的最低温度称为自燃点，也称引燃温度。

在化工生产中，可燃物质接触高温表面、加热、烘烤、冲击、摩擦或自行氧化、分解、聚合、发酵等都会导致自燃的发生。表2-6给出的是部分可燃物质的自燃点。

表2-6 某些可燃物质的自燃点

③着火　在有空气存在的环境中，可燃物质与明火接触能引起燃烧，并且在火源移去后能保持继续燃烧的现象称为着火。能引起着火的最低温度称为着火点或燃点，如木材的着火点为295℃。

文章摘编自本书

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