燃烧三要素燃烧

燃烧三要素燃烧 前言 壹、火災 一、燃燒 1. 燃燒三要素: :1:空氣(助燃物):2:溫度(熱能):3:燃料(可燃物) 2.燃燒四面體: :1:空氣(助燃物:)2:溫度(熱能):3:燃料(可燃物:4):連鎖反應 3.滅火的基本方法: 滅火的基本原理: a.燃燒條件-可燃物 b.方法名稱-拆除法 c.滅火原理-搬離.除去可燃物 d.滅火方法-將可燃物搬離火中或自燃燒的火焰中除去 :1:a.燃燒條件-助燃物(氧) b.方法名稱-窒息法 c.滅火原理-除去助燃物 d.滅火方法-排除、隔絕或者稀釋空氣中的氧氣 :2:a.燃燒條件-熱能 b.方法名稱-冷卻法 c.滅火原理-滅少熱能 d.滅火方法-使可燃物的溫度降低到燃點以下 :3:a.燃燒條件-連鎖反應 b.方法名稱-抑制法 c.滅火原理-破壞連鎖反應 d.滅火方法-加入能與游離基結合的物質,破壞或阻礙連鎖反應 二、火災之分類 火災依燃燒物質之不同可區分為四大類: ,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。 ,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。 ,類火災 --電氣火災-- 涉及通電中之電氣設備,如電器、變壓器、電線、配電盤等引起之火災。 有時可用不導電的滅火劑控制火勢,但如能截斷電源再視情況依,或,類火災處理,較為妥當。 ,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。, 三、火災對人之危害作用 火災可怕的主要乃是火災過程中材料燃燒產生的結果明顯脅到人員性命,無論是對火災燃燒系內及鄰接區域之人員,但其相對嚴重性依 每次火災狀況而定。 火災對於人命安全之效應概分述如下: 1.氧氣耗盡,Oxygen depletion, 一般人類慣於在大氣之21%氧氣濃度下自在活動。當氧濃度低至17%,肌肉功能會減退,此為缺氧症,Anoxia,現象。在10, 14%氧氣濃度時,人仍有意識,但顯現錯誤判斷力,且本身不察 覺。在6,8%氧氣濃度時,呼吸停止,將在6,8分鐘內發生窒息 ,Asphyxiation,死亡。由火災引致之亢奮及活動量往往增加人體 對氧氣之需求,所以實際上在氧氣濃度尚高時,即可能已出現氧 氣不足症狀。一般人存活的氧氣濃度低限為10%,然而能否到達 些程度及多快到達,則依每次火災及燃燒系內不同位置而異,因 為此濃度受可燃物濃度、燃燒速度、燃燒系體積及透氣速率所影 響。 2.火焰,Flame, 燒傷可能因火焰之直接接觸及熱輻射引起。由於火焰鮮少與燃 燒物質脫離,所以對鄰接區域內人員常產生直接威脅,這點與燃 燒氣體及煙不同。皮膚若維持在溫度66?,150?,以上或受到 輻射熱3W/cm2以上,僅頇1秒即可造成燒傷,故火焰溫度及其輻 射熱可能導致立即或事後致命。 3.熱,Heat, 熱對於燃燒系內及鄰接區域之人員皆具危險性。姑不論任何氧 氣消耗或毒害性效應,由火焰產生之熱空氣及氣體,亦能引致燒 傷、熱虛脫、脫水及呼吸道閉塞,水腫,。生存極限之呼吸水帄 溫度,Breathing level temperature,約為131?,300?,;但室內 氣溫高達140?時仍能存活短暫時間。又呼吸水帄高度Breathing level heigth,,從地板向上算起一般約為1.5公尺,5呎,以上之距 離,有時居室人員中兒童佔有顯著比例時,安全設計上則採用1.2 公尺,4呎,水帄高。對於呼吸而言,超過66?,150?,之溫度 便難以忍受,此溫度領域可能會使消防人員救援及室內人員逃生 遲緩。 4.毒性氣體,Toxic gases, 一般高分子材料之熱分解及燃燒生成物成分種類繁雜,有時多 達百種以上,然而對人體生理有具體毒性效應之氣體生成物僅是 其中一部分,如,所列舉。 這些氣體之毒害性成分基本上可分 為三類: :1:窒息性或昏迷性成分。 :2:對感官或呼吸器官有刺激性之成分。 :3:其他異常毒害性成分。 雖從火災死亡統計資料得知,大部分罹難者是因吸入一氧化碳等有害燃燒氣體致死,但有時不宜過於強調,因為沒有一次火災情況是相同的。此外一部分火災試驗也顯示有許多情況下任一毒害氣體尚未到達致死濃度之前,最低存活氧氣濃度或最高呼吸水帄溫度即已先行到達。 貳、爆炸 一、何謂爆炸 爆炸係壓力之快速產生,並釋放至周圍壓力較低之環境,因氣體快速膨脹,擠壓空氣或容器壁摩擦,發出聲響,通常造成破壞。 二、由爆炸時物質之相分,爆炸可分為: 1.氣體爆炸: 2.液體爆炸: 3.固體爆炸: 三、由爆炸之特性分,工業上之爆炸可分為: 1.物理性爆炸 (爆裂): 2.化學性爆炸 (爆燃、爆轟): 3.物理化學性爆炸: 物理性爆炸特徵為爆炸現場通常無燃燒痕跡,並且傷者衣服無大面積燃燒痕跡。輪胎爆炸、電線過負載爆炸、火山爆炸、水蒸氣爆炸、突沸(沸騰液體膨脹蒸氣爆炸-BLEVE)儲槽在施氣體耐壓試驗失敗所發生之爆炸等,皆屬於物理性爆炸。 4.化學性爆炸: 特徵為爆炸現場有燃燒之痕跡,且傷者有大面積燃燒痕跡,這是因為燃燒之化學物質爆炸燃燒波於受難者四周展開,導致皮膚表面積大面積燒傷。氣體爆炸、霧滴爆炸、粉塵爆炸、分解爆炸、聚合爆炸、反應性失控爆炸、可燃性蒸氣爆炸。 5.物理化學性爆炸: 是同時或順序發生物理及化學性爆炸。例如:液化氣體因某種因素造成壓力低於其臨界壓力或溫度身高至其臨界溫度以上時,由於無法維持液體狀態而急速蒸發體積膨脹造成沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE) ,這是物理性爆炸部份;如果此種蒸氣屬於可燃,接觸外部之著火源後,又會發生開放空間之蒸氣雲爆炸(UVCE) ,形成火球,這是化學性爆炸部分;兩部分緊接著發生,因之稱為物理化學性爆炸。 7.實驗室水蒸氣爆炸: 如果使水突然全部蒸發成水蒸氣,其體積將比液態時增加幾乎達1700倍,甚為驚人,比起一般烷類:如液化石油氣:之300倍左右,其膨脹倍數甚為巨大,一般都認為甚為安全的水,如果突然瞬間全部蒸發,則有可能發生水蒸氣爆炸。實驗室中難免會有熔融金屬物質之情形,如果不慎將該熔融金屬掉落之適量之水中,則將可能發生前述之水蒸氣急速膨脹而造成爆炸。 8.實驗室可燃性蒸氣爆炸: 實驗室曾經發生酒精燈爆炸之火災意外,酒精燈在使用中,因為火焰的加熱會使溫度徐徐上升而增加在酒精燈酒精液面上蒸氣之量,當酒精蒸氣濃度高的時候尚無問題,可是如果酒精燈之燈芯蓋被打開,空氣進入酒精燈內部,且飛散出來之蒸氣與空氣之混合氣又被燈芯等高熱部分引燃,此時火焰進入酒精燈內部就可以引起爆炸,使得酒精噴濺燃燒而成火災。 9.密閉容器加熱引起之爆炸: 密閉之容器如其中含有空氣或其它氣體如果因特別之因素受到加熱則會造成內部空氣之膨脹而使壓力升高當壓力 升高超過開容器所能承受之限度時就會炸開造成爆炸意外;如果內部氣體為可燃性將會擴大意外之嚴重性。 10.物質化學反應引起之爆炸: 很多物質預水會劇烈反應,如果數量過多,產生之熱量大並引起所生可燃性氣體之燃燒,造成氣體膨脹迅速,就會發生爆炸。:1:鈉在潮濕的空氣中就可能發生反應,所以要放置於煤油中,如果鈉與雨水接觸,就會劇烈反應。:2:氯酸鉀或過氯酸鉀為過氧化物可以提供大量的氧,如果與可燃物混合,可以提高其燃燒進而由燃燒演變為爆炸。:3:化學實驗室都知道要稀釋濃硫酸的時候不可以將水倒進濃硫酸,而是應該將濃硫酸少量緩緩加進水中,否則可能發生爆炸。 参、滅火器 一、乾粉滅火器: 1.以藥劑種類分: :1:,,,乾粉滅火器,適於搶救,,,類火災。 :2:,,乾粉滅火器、適於搶救,,類火災。 2.以外觀型式分: :1:蓄壓式乾粉滅火器:目前市面上最常見之滅火器。 :2:加壓式乾粉滅火器,早期使用之乾粉滅火器。 3.以藥劑容量分: :1:可分3、5、10、20、30型手提滅火器。 :2:可分50、100、150,200型輪架式滅火器。 二、海龍滅火器: 適用於,,,類火災,滅火效果最佳,惟海龍滅火器會破壞臭氣層,所以一九九四年國際公約規定海龍滅火劑零生產、零消費,換言之已生產之海龍滅火劑可以繼續用,但不再繼續生產。 三、二氧化碳滅火器: 適用於,,類火災,但滅火效果遠不如乾粉、海龍滅火器。 四、水滅火器: 最好之滅火物質,適合,,類火災,我國較不常見。 五、潔淨滅火器:海龍替代品:: 這類滅火器是最新的產品,目前在國家標準1387中並無明確之種類,但市面上有HFC-227ea:FM-200、FE-227:、HFC-125、Novec 1230、Inergen:IG-541、IG-55: 及Ar:IG-01:等五種海龍替代品,均符合NFPA 2001零污染滅火藥劑系統規範,雖然國內現無相關檢測標準,但有部分廠商已將這些藥劑用來製作滅火器。 六、泡沫滅火器: 這種滅火器已經很少見,適用AB類火災,使用前必頇先將滅火器倒過來。 案例分析 案例一 時間:民國92年11月16日晚間 地點:苗栗縣通霄鎮山區中的巨豐煙火公司 發生經過:苗栗縣通霄鎮的巨豐爆竹工 廠發生火災,大火引燃爆竹,共發生兩 次爆炸,造成5人死亡,15人受傷。據悉,發生意外的地點在通霄 鎮福源裏山區,巨豐爆竹工廠昨晚6時55分發生第一次爆炸,7時 30分發生第二次爆炸,工廠隨即起火燃燒。而且鞭炮四處亂竄,附 近的山頭受到波及。由於爆炸威力驚人,波及附近民宅。附近住戶表 示,當時聽到巨大爆炸聲,到外面就看到一陣黑煙,煙火爆炸就像是 放煙火一樣。 直接原因:發生火警,造成煙火爆炸 間接原因:1.人為疏失, 由於其人員處理儲存爆竹原料的不當,火藥、引信等爆炸性 物質多隨地放置,幾無安全管制措施可言,是造成了這次爆 竹主要因素。 2.設施不良, 巨豐每次檢查均發現有違規事項,其中計有避雷針裝置不 全五次、配藥設備不全三次、以及作業室操作疏失三次。 去年12月至今年8月間,巨豐廠內的28號作業室曾被勞 委會要求停工,原因是該室的避雷針裝置不全。而且安全 維護與消防設施普遍也不足。 根本原因:1.政策的漏洞- 有關 僱用臨時工的違規案件,現行法規的規定是,若屬 已通知在案而逾期未改善者則處以3萬元至6萬元罰 款;但若屬初次查獲,則使已因僱用臨時工而發生工安 事故,亦只能通知改善或要求停工,並無罰款的規定。 事權不統一加上罰則太輕是國內過去取締違法爆竹工廠 最大的問題 2.未做好工業安全的訓練- 工安水準的提升必頇在廠房設備與教育訓練 兩方面同時強化。一般而言,廠房設備較易 透過檢查方式要求廠方做到一定水準,但在 僱用未經安全衛生教育訓練的臨時工方面則 較難管制,大多數欠缺化學常識與安全觀 念。因此工廠員工常會忽略了公安的重要性 與必要性,就此埋下了未來危險事件的根源 防範:1.應設置適當的儲藏室並定期檢查儲存物料的容器是否有損毀且應定期更 換。 2.應設置適當的工業裝置如避雷針、配藥設備等等。 3.應設置安全的消防設備如滅火器、逃生的升降繩索等等。 4.加強員工安全衛生教育訓練。 5.不定期檢查工廠內設備與消防器具是否符合規定。 案例二 時間:97年8月24日 地點:台北縣五股一間家具工廠 發生經過:消防人員接駁抬出一塊一塊焦黑的木板,就因為屋內全是這些助燃 物,濃煙密佈,鐵皮屋持續悶燒不斷灑水,只見屋頂被燒融,整個坍 塌,消防隊員想盡辦法通風但怎麼敲鐵皮就是敲不壞,只好動用電鉅; 由於廠房就位在半山腰,消防人員四面包夾灑水,只是這場意外來的 太突然又爆炸,有員工逃生時被灼傷;這一個,,坪生產家具的廠房, 裡頭堆積的木板材料與某些化學物質,裡頭物品不是燒的焦黑就是泡 在一片灰燼當中,,走進廠房一看,廠房內的某一台排煙機疑似就是這 場火的導火線,火勢雖大並有爆炸的可能但好在火場中間還隔著防火 道,隔壁的倉庫才沒被波及,業者也保住了這一邊的半成品。 直接原因:廠內一台排煙機電線走火,火勢瞬間擴大,把80坪的生產廠房全部 爆炸燒毀 間接原因:家具的廠房裡頭隨意堆放了許多易燃的木板材料和化學物質 根本原因:公司未確實做好對員工的工業安全教育訓練 防範: 一、同一電線不可使用多種電器,如果電線有發燙或異味產生此為過 負荷現象,應立即停止使用。 二、電源總開關或分路開關容量大小應適當,不可過大或過小。 三、總開關或分路開關若裝設設保險絲,不使用鐵絲或較大容量之保險 絲代替,以免發生危險。 四、不要將通有電流之電線放在地毯或草墊上。 五、電氣發生故障應該立刻修理,以免發生短路,造成電線失火。 六、破舊或破皮之電線容易發生短路,引起火災,應即時檢修和維護。 七、如果已經電線走火,首先要關閉開關截斷電源,再實施滅火。 八、拔下延長線插頭時,應手握插頭取下,不可僅拉電線,而造成電線 內部銅線斷 九、延長線不可壓在家具或重物下方,以避免發生損壞產生危險。 十、使用延長線時,應注意不可將其綑綁;由於電線經綑綁後,熱量很 難流通,因此溫度昇高而將朔膠融解,造成銅線短路著火。 案例三 時間:1995年2月15日星期三晚間7時 地點:台中中山醫學大學附設醫院中港分院對面 發生經過:一樓吧檯炊具附近的瓦斯管線破裂,外洩的瓦斯遇到火源,瞬間引燃周 圍可燃材料,一方面往一樓其他部分延燒,另一方面則循往二樓之樓梯 擴大延燒,由於當時正值晚餐期間,人潮聚集,同時餐廳員工又未及時 疏散顧客,且起火點位於靠正面主樓梯旁,造成內部人員逃生不及,結 果造成64人死亡,11人受傷 直接原因:瓦斯外洩造成爆炸 間接原因:1.瓦斯管線位於靠正面主樓梯旁 2.人潮聚集,造成疏散及救援的困難 根本原因:1.消防設備不合格,餐廳違規使用,未經商業登記,及擅自開幕營業 2.未做好安全教育訓練 防範:1.定期檢查管線設備並且更換老舊管線 2.設置安全消防器具及設備且防火巷與逃生通道不得堆放物品 3.不定期演練逃生路線與不定期檢查餐廳內設備是否合乎規定 4.加強取締不合格餐廳 5.加強員工安全衛生教育訓練 案例四 時間:2008年01月07日 20:18 地點:韓國京畿道利川某冷凍倉庫 發生經過:韓國媒體稱,當地時間7日上午10時49分許,位於韓國利川市戶法 面柳山里的冷凍物流中心“Korea2000”地下室,在實施氨基甲酸酯 發泡作業時發生爆炸並引發火災。韓國警方稱,爆炸當時,該兩層的 冷庫中共有57名工人在從事冷卻系統的安裝以及相關的維修工作。 該冷庫預定本周末開張。警方稱7名工人逃出了事故現場或是被救, 但其餘工人則被困在冷庫的地下室,他們因火燒或是吸入毒氣而死亡 或受傷。很多死者都是掙計日工資的工人。聯合調查組將就事故原因 展開調查 。警方稱,當時在10秒鐘內連續發生了3起爆炸,幸存者 們稱並不清楚是什麼原因直接導致了爆炸的發生。工人們當時就在懷 疑是火災源頭的機房旁邊。一個由韓國警方人員、韓國科學研究院及 韓國政府相關部門官員組成的聯合調查組將對出事冷庫展開徹查,以 確定起火的真正原因。據悉,該冷庫正接近建成,但冷庫中是否建造、 配備了政府認可的防火設施及裝備成了一個關注的重點。很多工人事 發時還在冷庫安裝管道和調整電氣設備。一些警方人員則懷疑是地下 室的鍋爐房起火,多起爆炸進而發生。化學毒氣與烈火使救援受阻。 燃燒中的化學毒氣以及可能再次發生的爆炸危險,使得消防人員很難 進入事發建築撲滅大火,建築物內溫度太高,搜救行動受到阻礙。 直接原因:1.地下室的鍋爐房起火,引起爆炸 2.燃燒中造成的的化學毒氣 間接原因:在堆滿化學物質的倉庫里,工人們沒帶一件像樣的安全裝備工作,結 果發生爆炸和火災。現場的灑水裝置等滅火安全設備根本沒有啟動。 根本原因:1.工場本身的安全措施未確實甚設置 2.對員工未做好工業安全教育訓練 防範:1.設置合格防火設施及器具 2.加強員工安全衛生教育訓練 3.員工應穿著安全適當的防護裝備 4.定期檢查場內設備如電器設備、管線等等 心得 嚴重的火災發生,來自於很多未完善的因素,員工未受過良善的安全宣導、未有適時的應變能力、逃生路線不明……等等,這些前例是後人往後必頇記取的教訓,不允重蹈覆轍,訂定也要更加明確。 火災發生往往是一個不注意的小細節而釀成的,例如亂丟煙蒂或者電器的使用方法等等,為了要避免這些事故發生我們應多留意這些生活中的小細節以免造成大災害。 經過這次的報告後,我們對工業安全有了更深入的認知,也更了解學習工業安全的重要性與必要性,這才是工業危險的防範最根本的作法。