灭火原理在油（气）田的应用研究与探索

郑超 赵学武 刘栋民 姚万存

摘要：熟知燃烧的定义、燃烧的充分条件及燃烧的必要条件，清楚灭火的基本原理，对于消除油（气）田火灾隐患和预防火灾发生有一定的指导作用，真正把“安全第一，预防为主”理念落到实处，确保油（气）田生产安全，健康发展。

关键词：原理 应用 研究 探索

1 燃烧定义及条件

1.1 燃烧的定义

燃烧是发光、发热、火焰、发烟的氧化还原反应。

1.2 燃烧的必要条件：

可燃物、氧化剂、引火源和链式反应。

1）可燃物：凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧的化学反应称可燃物。按物理状态可分为气体、液体和固定可燃物。

2）氧化剂：能与可燃物质发生氧化反应的物质。氧化剂主要包括空气中的氧、氟、氯等

3）引火源：是指供给可燃物和氧化剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能，还有机械能、电能、化学能转变的热能等。

4）链式反应：有焰燃烧都存在链式反应，可燃物在燃烧前会裂解成更简单的分子。

1.3 燃烧的充分条件

1）一定的可燃物浓度：可燃气体或蒸汽只有达到一定浓度时，才会发生燃烧或爆炸。甲烷只在浓度达到5%浓度以上才有可能燃烧。而汽油-38℃以下、甲醇在7℃以下等均达不到燃烧的浓度。

2）一定的氧含量。甲烷、汽油氧含量浓度达到一定条件就可燃烧。甲烷在空气中的爆炸范围为5.3%～14%，而在纯氧中的爆炸范围则放大到5.0%～61%。甲烷的极限氧含量为12%。

3）一定的点火能量。各种不同的可燃物发生燃烧，本身固定的最小点火能量要求。

4）未受抑制的链式反应

对于无焰燃烧，以上条件同时存在，相互作用，燃烧就会发生。

2 灭火的基本原理

2.1 冷却法

使可燃物温度降低到燃点或闪点以下， 从而使燃烧熄灭的方法。

对于可燃固体将其冷却到燃点以下；对于可燃液体将其冷却到闪点以下，就会终止燃烧。用水扑灭一般固体物质的火灾，主要通过冷却作用、窒息作用和冲击作用来实现，水能吸收大量的热，使燃烧物质的温度迅速降下来，终止燃烧。

2.2 窒息法

使氧气浓度降低造成燃烧熄灭的方法

一般甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物或蒸汽通常在氧浓度低于15%时不能维持燃烧。用来降低氧浓度的气体有二氧化碳、氮气、水蒸气、细水雾或超级细水雾等。密闭或半密闭空间的火灾，经常用稀释氧浓度的方法來灭火。

2.3 隔离法

将可燃物与助燃物及火源分割开的灭火方法

在火灾中，关闭上下游可燃气体或液体阀门，切断流向火源的通道；打开放空或有关阀门，使已经发生燃烧的容器或受到火灾威胁的容器中可燃气体或可燃液体通过管道流向流到安全区域，都是隔离灭火。残余可燃物燃尽，火就自熄了。在工业动火中，通过氮气置换或打隔离球方法预防火灾发生。

2.4 化学抑制法：破坏链锁反应

能有效抑制自由基的产生或者能够迅速降低火焰中H+ OH- O-2等自由基浓度，燃烧就会中止。干粉灭火剂，其表面能够捕获H+ 和OH-使之结合成水，自由基浓度快速下降，导致燃烧中止。

3 灭火原理的研究

（1）具备了燃烧的必要条件，并不意味着燃烧，还有一个“量”的概念，这就是燃烧的充分条件

（2）根据燃烧的基本条件要求，任何可燃物质产生燃烧都必须具备燃烧的必要条件和充分条件，灭火就是破坏燃烧条件使燃烧反应终止。

（3）干粉灭火剂，其表面能够捕获H+ 和OH-使之结合成水，自由基浓度快速下降；将可燃物与助燃物及火源分割开；使氧气浓度降低造成燃烧熄灭等都方法都可以灭火。

4 灭火原理在实际工作中应用

（1）在集气站、处理厂分离器、压缩机等区域，要严防天然气泄漏、严防空气进入分离器等、严防作业过程产生火花，严禁违章作业，可燃物、氧化剂、引火源，严格控制两个或三个条件，达到万无一失，确保安全生产。

（2）火场可用冷却法直接灭火，还可用水冷却尚未燃烧的可燃物质，防止其达到燃点而燃烧；也用水冷却火灾相邻的压力容器、管线、井口、生产装置，以防止受热变形或发生爆炸。

（3）排除生产装置、容器内的可燃气体、液体；关闭设备上的或管道上阀门，阻止可燃气体、液体流入燃烧区。阻拦、疏散易燃可燃液体或扩散的可燃气体；把火源附近的易燃易爆物品转移到安全地点；拆除与着火毗邻的易燃建筑结构，阻止火势蔓延。

（4）在封闭或半封闭空间，生产设备或容器内着火，可用惰性气体体或水蒸气灭火；阻止新鲜空气进入。

（5）工业动火中动火作业计划书必须内容完整，确认的内容主要包括，动火部位、动火范围、动火负责人、现场监督人、现场监护人、动火作业人、现场安全防护器材、消防器材、可燃气体、有毒气体、氧气等浓度检测器材及监测数据、封堵与隔离、卡开、盲死部位是否变化、措施是否落实、动火危害是否增加、风险辨识是否清楚、工艺及参数有无变化、安全措施及应急措施是否落实，要一一进行确认核实，确保动火安全。

（6）动火作业隔离必须做到，一是动火作业人员应在动火点上风处作业，避开油气流可能喷射或封堵物射出的方位。二是与动火部位相连的油气管线必须进行隔离、封堵或拆除。三是工业动火前必须切断物料来源并加好盲板，经吹扫、清洗、置换后，检测合格方可动火作业。四是与动火直接有关的阀门挂牌标明开或关的状态。

（7）有限空间动火作业，要进行清洗、置换和通风后，检测可燃气体浓度，达到要求方可动火；对动火点及操作区域空气中可燃气体浓度进行检测，动火施工作业中可燃气体浓度应低于其爆炸下限的25%。有限空间作业，需检测气体浓度的主要有可燃气体浓度、有毒有害气体浓度和惰性气体浓度，其可燃介质含量必须低于该介质与空气混合物爆炸下限的10%，氧含量19.5%-23.5%，有毒有害气体含量符合国家相关标准规定。

总之，物质燃烧必须同时具备四个条件，这些条件缺一不可。因而破坏已经产生的燃烧条件，就能基本灭火，在日常油（气）田生产中，减少2-3燃烧个条件，就可以预防火灾的发生。

5 结束语

探讨灭火原理在油（气）田的研究应用，主要为引起在油（气）田工业动火作业中的施工人员高度重视，采取有效措施，消除火灾隐患，确保施工安全和人身安全。

参考文献：

[1]梁原主编.最新消防安全防火法规与事故认定处理强制性条文实施手册。现代科技出版社

[2]任树奎主编.火灾爆炸常见事故与防范对策。中国劳动社会保障出版社