燃烧的类型

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燃烧是同时放热发光的氧化反应，它可分为闪燃、著火和自燃等类型。每一种类型的燃烧都有其各自的特征。研究防火技术，就必须具体地分析每一类型燃烧发生的特殊原因及其特点，才能有针对性地采取行之有效的防火措施。

(一)闪燃与闪点

可燃液体的温度越高，蒸发出的蒸气亦越多。当温度不高时，液面上少量的可燃蒸气与空气混合后，遇著火源而发生一闪即灭(延续时间少于5S)的燃烧现象，称闪燃。

可燃液体蒸发出的可燃蒸气足以与空气构成一种混合物，并在与火源接触时发生闪燃的最低温度，称为该液体的闪点。闪点越低，则火灾危险性越大。如乙醚的闪点为－45℃，煤油为28～45℃，说明乙醚不仅比煤油的火灾危险性大，而且还表明乙醚具有低温火灾危险性。

应当指出，可燃液体之所以会发生一闪即灭的闪燃现象，是因为它在闪点的温度下蒸发速度较慢，所蒸发出来的蒸气仅能维持短时间的燃烧，而来不及提供足够的蒸气补充维持稳定的燃烧。也就是说，在闪点温度时，燃烧的仅仅是可燃液体所蒸发的那些蒸气，而不是液体自身在燃烧，即还没有达到使液体能燃烧的温度，所以燃烧表现为一闪即灭的现象。

闪燃是可燃液体发生著火的前奏，从消防的观点来说，闪燃就是危险的警告，闪点是衡量可燃液体火灾危险性的重要依据。因此，研究可燃液体火灾危险性时，闪燃现象是必须掌握的一种燃烧类型。常见可燃液体的闪点见表2－3－1。

表2－3－1 常见可燃液体的闪点 ℃

1－温度计夹；2－支柱；3－温度计；4－内坩埚；5－外坩埚；6－坩埚托；7－点火器支柱；8－点火器；9－屏风；10－底座

为取得试样的燃点，应继续进行加热，并定时断续点火。当试样的蒸气接触点火器火焰时立即著火，并能持续燃烧不少于5s，此时的温度为试样的燃点。

图2－3－4所示为闭口杯闪点测定器，主要由点火器2、油杯5、搅拌桨7、电炉盘9、电动机10和温度计14等组成。油杯里在规定的温升速度等条件下加热，并定期进行搅拌(在点火时停止搅拌)。点火时打开孔盖1s后，出现闪火时的温度则为该试样的闪点，并标注“闭杯闪点”。闭杯测定器通常用于测定常温下能闪燃的液体。同一种物质的开杯闪点要高于闭杯闪点。

(a)电动搅拌 (b)手动搅拌

1－点火器调节螺丝；2－点火器；3－滑板；4－油杯盖；5－油杯；6－浴套；7－搅拌浆；8－壳体；9－电炉盘；10－电动机；11－铭牌；12－点火管；13－油杯手柄；14－温度计；15－传动软轴；16－开关箱；17－旋钮

可燃液体水溶液的闪点会随水溶液浓度的降低而升高，如表2－3－2列出醇水溶液的闪点随醇含量的减少而升高。从表中所列数值可以看出，当乙醇含量为100%时，9℃即发生闪燃，而含量降至3%时则没有闪燃现象。利用此特点，对水溶性液体的火灾，用大量水扑救，降低可燃液体的浓度可减弱燃烧强度，使火熄灭。

表2－3－2 醇水溶液的闪点

2．自燃的分类

根据促使可燃物质升温的热量来源不同，自燃可分为受热自燃和自热自燃两种。

(1)受热自燃。可燃物质由于外界加热，温度升高至自燃点而发生自行燃烧的现象为受热自燃。例如，火焰隔锅加热引起锅里油的自燃。

受热自燃是引起火灾事故的重要原因之一，在火灾案例中，有不少是因受热自燃引起的。生产过程中发生受热自燃的原因主要有以下几种。

❶ 可燃物质靠近或接触热量大和温度高的物体时，通过热传导、对流和辐射作用，有可能将可燃物质加热升温到自燃点而引起自燃。例如，可燃物质靠近或接触加热炉、暖气片、电热器、灯泡或烟囱等灼热物体。

❷ 在熬炼(如熬油、熬沥青等)或热处理过程中，温度过高达到可燃物质的自燃点而引起著火。

❸ 由于机器的轴承或加工可燃物质的机器设备相对运动的部件缺乏润滑、冷却或缠绕纤维物质，增大摩擦力，产生大量热量，造成局部过热，引起可燃物质受热自燃。在纺织工业、棉花加工厂等由此原因引起的火灾较多。

❹ 放热的化学反应会释放出大量的热量，有可能引起周围的可燃物质受热自燃。例如，在建筑工地上由于生石灰遇水放热，引起可燃材料的著火事故等。

❺ 气体在很高压力下突然压缩时，释放出的热量来不及导出，温度会骤然增高，能使可燃物质受热自燃。可燃气体与空气的混合气体受绝热压缩时，高温会引起混合气体的自燃和爆炸。

此外，高温的可燃物质(温度已超过自燃点)一旦与空气接触也能引起著火。

(2)自热自燃。可燃物质由于本身的化学反应、物理或生物作用等所产生的热量，使温度升高至自燃点而发生自行燃烧的现象，称为自热自燃。自热自燃与受热自燃的区别在于热的来源不同：受热自燃的热来自外部加热；而自热自燃的热是来自可燃物质本身化学或物理的热效应，所以称自热自燃。在一般情况下，自热自燃的起火特点是从可燃物质的内部向外炭化、延烧；而受热自燃往往是从外部向内延烧。

由于可燃物质的自热自燃不需要外部热源，所以在常温下甚至在低温下也能发生自燃。因此，能够发生自热自燃的可燃物质比其他可燃物质的火灾危险性更大。

热源来自化学反应的自热自燃，如油脂在空气(或氧气)中的自燃。油脂是由于本身的氧化和聚合作用而产生热量，在散热不良造成热量积聚的情况下，使得温度升高达到自燃点而发生燃烧的。因此，油脂中含有能够在常温或低温下氧化的物质越多，其自燃能力就越大；反之，自燃能力就越小。油类可分为动物油、植物油和矿物油三种，其中自燃能力最大的是植物油，其次是动物油，而矿物油如果不是废油或者没有掺入植物油是不能自燃的。有些浸渍矿物质润滑油的纱布或油棉丝堆积起来亦能自燃，这是因为在矿物油中混杂有植物油的缘故。

植物油和动物油是由各种脂肪酸甘油酯组成的，它们的氧化能力主要取决于不饱和脂肪酸甘油酯含量的多少。不饱和脂肪酸有油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸等，它们分子中的碳原子存在一个或几个双键。

由于双键的存在，不饱和脂肪酸具有较多的自由能，于室温下便能在空气中氧化，同时析出热量：

综上所述，根据可燃物质燃烧时的状态不同，燃烧有气相和固相燃烧两种情况。气相燃烧是指在进行燃烧反应过程中，可燃物和助燃物均为气体，这种燃烧的特点总是有火焰产生。气相燃烧是一种最基本的燃烧形式，因为绝大多数可燃物质(包括气态、液体和固态可燃物质)的燃烧都是在气态下进行的。固相燃烧是指在燃烧反应过程中，可燃物质为固态，这种燃烧也称表面燃烧。其特征是燃烧时没有火焰产生，只呈现光和热，例如上述焦炭的燃烧。金属燃烧也属于表面燃烧，无气化过程，燃烧温度较高。

有的可燃物质(如天然纤维物)受热时不熔融，而是首先分解出可燃气体进行气相燃烧，最后剩下的炭不能再分解了，则发生固相燃烧。所以这类可燃物质在燃烧反应过程中，同时存在著气相燃烧和固相燃烧。

(五)燃烧产物

发生火灾时，人们会看到熊熊烈火吞噬著大量财富，同时无情地烧伤烧死未及逃生的在场人员。然而，在火场上威胁人们生命安全的不仅是火焰，还有燃烧产物。

1．燃烧产物的组成

燃烧产物包括不能再燃烧的生成物，如二氧化碳、二氧化硫、水蒸气、五氧化二磷、二氧化氮等，以及还能继续燃烧的生成物，如一氧化碳、未燃尽的炭和醇类、酮类、醛类等两大类。例如，木材完全燃烧时生成二氧化碳、水蒸气和灰分；而在不完全燃烧时，除上列生成物外，还有一氧化碳、甲醇、丙酮、乙醛以及其他干馏产物，这些生成物除了仍具有燃烧性外，有的与空气混合还有爆炸的危险性，如一氧化碳与空气混合能形成爆炸性混合物。

燃烧产物的组成比较复杂，与可燃物质的成分和燃烧条件有关。例如，塑料、橡胶、纤维等各种高分子合成材料，在燃烧时，除生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气外，还有可能生成氯化氢、氨、氰化氢、硫化氢和一氧化氮等有毒或有刺激性的气体。

燃烧产物中还有眼睛看得见的烟雾。是由悬浮于空气中的未燃尽的炭粒、灰分以及微小液滴(水滴、酮类和醛类液滴)等组成的气溶胶。

2．燃烧产物对人体和火势发展过程的影响

燃烧产物对人体和火势发展过程的影响主要有以下几方面。

(1)燃烧产物除水蒸气外，其他产物大都对人体有害。一氧化碳是窒息性有毒气体，当火场上的一氧化碳浓度达到0．1%，会使人感到头晕、头痛、作呕；达0．5%时，经过20～30min有死亡危险；达1%时，吸气数次后失去知觉，经1～2min可中毒死亡。二氧化硫(主要是煤、石油和其他含硫有机物燃烧的生成物)是一种刺激性有毒气体，会刺激眼睛和呼吸道，引起咳嗽，浓度达到0．05%时有生命危险。五氧化二磷有一定毒性，会刺激呼吸器官，引起咳嗽和呕吐。氯化氢是一种刺激性有毒气体，吸收空气中的水分而形成酸雾，会强烈刺激人们的眼睛和呼吸系统。一氧化氮和二氧化氮是刺激性有毒气体，人体吸入后，在肺部遇水分形成硝酸或亚硝酸(如3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO)，对呼吸系统有强烈的刺激和腐蚀作用。火场上的二氧化碳浓度过高时，会使人窒息。

(2)燃烧产物中的烟雾会影响人们的视力，较高浓度的烟雾会大大降低火场的能见度，使人们迷失方向，找不到逃脱火场的出路，给人员的疏散造成困难。火场上弥漫的烟雾，使灭火人员不易辨别火势发展的方向，不易找到起火的地点，妨碍灭火的行动，不便于抢救受困人员和重要物资。

(3)高温的燃烧产物在强烈热对流和热辐射过程中，可能引起其他可燃物的燃烧，有造成新的火源和促使火势发展的危险。不完全燃烧的产物都能继续燃烧，有的还能与空气混合发生爆炸。

(4)燃烧产物中的完全燃烧产物有阻燃作用。如果火灾发生在一个密闭的空间内，或将著火的房间所有孔洞封闭，随著火势的发展，空气中的氧气逐渐减少，完全燃烧的产物浓度逐渐增高，当达到一定浓度(如空气中的二氧化碳浓度达到30%)时，燃烧则停止。

物质的化学成分和燃烧条件不同，燃烧生成的烟雾颜色和气味也不同，可据此大致确定是什么物质在燃烧。例如，橡胶燃烧时生成棕黑色烟雾，并带有硫化物的特殊臭味。某些可燃物质燃烧生成烟雾的特征如表2－3－7所示。燃烧产物的这个特点及其阻燃作用对灭火工作有利。

表2－3－7 几种可燃物燃烧时烟雾的特征