Bài Giảng Kỹ Thuật Phòng Cháy Và Chữa Cháy

Nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy: • Nhệt độ chớp cháy: là nhiệt độ tối thiểu của nhiên liệu lỏng tại đó hơi của nó tạo được với không khí một hổn hợp và bắt ch

AN TỒN LAO ĐỘNG

KỸ THUẬT PHÒNG CHÁY VÀ CHỮA CHÁY

I NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ CHÁY NỔ

II PHÒNG CHÁY TRONG CÔNG NGHIỆP

III CHỮA CHÁY VÀ PHƯƠNG TIỆN CHỮA CHÁY

CHƯƠNG VII: KỸ THUẬT PCCC

VII.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ CHÁY VÀ NỔ:

1 Khái niệm về cháy - nổ:

a Định nghĩa cháy:

• Cháy là phản ứng hóa học xảy ra nhanh chóng, phát nhiệt và phát quang.

• Đã cháy  có phát nhiệt.

• Nhưng phát nhiệt chưa hẳn đã cháy.

b Định nghĩa nổ:

Có nhiều hiện tượng nổ, nhưng căn cứ vào tính chất nổ người ta chia ra hai loại nổ chính:

• Nổ lý học: là những trường hợp nổ do áp suất trong một thể tích tăng lên quá

cao, vỏ thể tích không chịu nổi áp lực nên bị phá vỡ  nổ.

• Nổ hóa học: là hiện tượng nổ do cháy quá nhanh gây ra Các loại thuốc nổ,

bom, đạn khi nổ đều là hiện tượng nổ hóa học.

c Nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy:

• Nhệt độ chớp cháy: là nhiệt độ tối thiểu của nhiên liệu lỏng tại đó hơi của nó tạo được với không khí một hổn hợp và bắt cháy khi đưa ngọn lửa tới gần.

• Nhiệt độ bốc cháy: Là nhiệt độ tối thiểu tại đó mẫu thử được đốt nóng trong những điều kiện qui ước bắt cháy khi đưa ngọc lửa tới gần và cháy trong htời gian không dưới 5 giây.

• Nhiệt độ tự bốc cháy: là nhiệt độ tối thiểu, tại đó ngọn lửa xuất hiện trên mẫu thử và không bị dập tắt.

d Aùp suất tự bốc cháy:

Aùp suất tự bốc cháy của hỗn hợp khí là áp suất tối thiểu, tại đó quá trình tự bốc cháy xảy ra

2 Những điều kiện xảy ra quá trình cháy:

Có ba điều kiện:

a Chất cháy:

Ở ba thể: rắn, lỏng, khí

• Chất rắn: gỗ, củi, vải, cao su,

• Chất lỏng: xăng, dầu, cồn,

• Chất khí: C2H2 (axetylen), CO (oxyt dicacbon) CH4 (mêtan), H2,

Khả năng bốc cháy và tốc độ cháy của chúng khác nhau

b Ô xy giúp cho sự cháy:

• Trong không khí có 21 % oxy (tính theo thể tích) Bản thân oxy không cháy được nhưng không có oxy cũng không cháy được

• Cung cấp oxy ở mức cần thiết mới tạo sự cháy tốt Có khi cung cấp ôxy dồi dào quá lại không cháy được

c Nguồn nhiệt:

Nguồn nhiệt phải đủ năng lượng và tiếp xúc trong thời gian nhất định mới cháy được Tuy nhiên không phải bất cứ trường hợp nào có đủ ba điều kiện trên đều có thể cháy được Chất cháy loãng quá, ướt quá,oxy thiếu, ngọn lửa yếu và thời gian chuẩn bị cháy không đủ đều không thể cháy được

3 Đặc điểm cháy của các vật liệu khác nhau:

Quá trình cháy của các chất thể: rắn – lỏng- khí đều trải qua ba giai đoạn: CHUẨN BỊ – BẮT CHÁY – CHÁY, Tuy nhiên nhiệt độ diễn biến các giai đoạn ở mỗi chất có khác nhau

a Cháy nổ của hỗn hợp hơi, khí với không khí:

SựÏ cháy của hỗn hợp thông thường bắt đầu từ một điểm sau đó lan truyền ra toàn bộ thể tích chứa hỗn hợp cháy.

Tùy thuộc tốc độ lan truyền ngọn lửa mà phân thành: quá trình cháy và quá trình nổ.

• Cháy ổn định (bình thường): tốc độ lan truyền của ngọn lửa từ vài mm đến vài cm/giây, t=14000C.

• Cháy gây nổ: tốc độ lan truyền ngọn lửa tới hàng chục, hàng trăm m/giây.

• Cháy kích nổ (cháy nén áp): tốc độ lan truyền của ngọn lửa từ 1-4 km/s Cháy kích nổ rất nguy hiểm.

Áp suất có thể lên đến 8 at.

Nhiệt độ có thể lên đến 20000C.

Cháy kích nổ thường gây thiệt hại lớn cho thiết bị và người Cho nên phải có biện pháp phòng nổ bảo đảm.

Đề phòng khí cháy, hơi tích tụ một khu vực nào đó khi gặp mồi lửa  cháy.

b Cháy của chất lỏng:

Phần lớn các chất cháy thể lỏng nguy hiểm hơn các chất cháy thể rắn vì:

• Dễ bắt cháy hơn.

• Cháy nhanh hơn.

• Hơi của chúng trong không khí dễ tạo thành hỗn hợp nổ khó dập tắt bằng nước.

• Diện đám cháy dễ lan rộng (nhiên liệu thể lỏng  chảy loang  cháy rộng) Để đánh giá mức độ nguy hiểm của chất cháy thể lỏng, người ta dựa vào nhiệt độ bùng cháy.

• Định nghĩa:”Nhiệt độ bùng cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy khi hỗn

hợp khí (hơi) thoát ra trên bề mặt chất cháy với không khí có thể cháy nếu nguồn nhiệt đưa vào và tắt nếu đưa nguồn nhiệt ra”.

• Chất lỏng dễ cháy chia làm ba loại:

- Loại cực kỳ nguy hiểm: có nhiệt đôï bùng cháy dưới –130C,

- Loại thường xuyên nguy hiểm: loại có nhiệt độ bùng cháy từ –13 0C ÷27 0C - Loại có nguy hiểm khi nhiệt độ không khí cao:

- Loại có nhiệt độ bùng cháy từ 270C ÷ 660C

• Đặc điểm của đám cháy thể lỏng (xăng, dầu) có hiện tượng trào và phụt chất cháy ra khỏi giới hạn chứa Hiện tượng đó là có sự nung nóng chất cháy Trong chất lỏng có lẫn nước bị nung nóng bốc hơi bay ra ngoài.

• Các chất cháy lỏng đều nhẹ hơn và không tan trong nước, khi phun nước thì nổi lên trên Cho nên phải chữa cháy bằng bọt, các hợp chất hóa học đặc biệt và cũng có thể chữa cháy bằng tia bụi nước.

c Cháy của chất rắn:

• Định nghĩa: Nhiệt độ bắt cháy là nhiệt độ của chất cháy mà ở nhiệt độ đó hơi và khí

cháy thoát ra từ chất cháy với tốc độ đảm bảo cho sự cháy ổn định

• Chất cháy thể rắn bao gồm các chất hữu cơ mà thành phần chủ yếu là cácbon, hydro, oxy, nitơ và các chất vô cơ như Kali, Natri, Magiê, nhôm, Titan, lưu huỳnh, phốt pho và các hợp chất của chúng

• Người ta phân ra ba nhóm vật liệu: không cháy, khó cháy và dễ cháy

Vật liệu không cháy

Vật liệu khó cháy Vật liệu dễ cháy

• Chất rắn có hai kiểu cháy:

Cháy có ngọn lửa: vật liệu là các chất hữu cơ có hàm lượng cácbon > 60%

Cháy không có ngọn lửa: vật liệu là cốc, than gỗ, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ

Các chất có thành phần hóa học phức tạp, khi cháy tạo ra ngọn lửa, sinh khói

• Tốc độ cháy phụ thuộc nhiều yếu tố:

Bản chất của chất cháy

Sự cung cấp oxy tới vùng cháy

Nhiệt độ và áp suất

Diện tích tiếp xúc của vật cháy với không khí

VII.2 PHÒNG CHÁY TRONG CÔNG NGHIỆP:

1 Các biện pháp phòng cháy nổ:

Các biện pháp phòng cháy và nổ:

• Biện pháp kỹ thuật.

• Tổ chức và huấn luyện.

• Tuyên truyền và giáo dục.

• Pháp chế nhà nước.

Quan trọng nhát là biện pháp kỹ thuật:

các quá trình quan trọng hoặc toàn bộ nếu xét thấy cần thiết để đảm bảo an toàn

 Thiết bị phải đảm bảo kín Tại các chổ nối, tháo rút, nạp vào của thiết bị phải kín để hạn chế thoát hơi, khí cháy ra khu vực sản xuất

dung môi khó bay hơi, khó cháy thay cho dung môi dễ bay hơi, dễ cháy

bị, công đoạn khác Đặt chúng ở những nơi thoáng gió hoặc đặt hẳn ra ngoài trời

các chất dễ cháy nổ Tránh mọi khả năng tạo ra nồng độ nổ nguy hiểm của chất cháy trong các thiết bị, ống dẫn khí hay trong hệ thống thông gió

thổi hơi nước, khí trơ vào thiết bị đó

kế một công trình, một nhà máy

2 Các nguyên nhân và biện pháp đề phòng cháy do điện:

a Cháy do chập mạch:

Chập mạch là hiện tưọng các pha chập vào nhau, dây nóng chạm vào dây nguội, dây nóng chạm đất làm điện trở mạch ngoài rất nhỏ, dòng điện trong mạch tăng rất lớn làm cháy chất cách điện của dây dẫn, làm cháy thiết bị tiêu thụ điện

b Cháy do dùng điện quá tải:

Quá tải là hiện tượng tiêu thụ điện quá mức tải của dây dẫn

c Cháy do dây không tốt (lỏng, hở).

• Dòng điện chạy bình thường với một tiết diện dây dẫn nhất định, nhưng khi đi qua chổ nối, làm cho điểm nối nóng đỏ  cháy các chất cách điện và vật kề bên

• Mặt khác, ở mối nối lỏng có hiện tượng phóng điện qua không khí Tia lửa điện có nhiệt độ 1500 – 20000C nếu gặp chất dễ cháy như khí xăng, dầu, bụi bông, vải, sợi, có thể bị cháy

• Biện pháp đề phòng: các điểm nối dây phải đúng kỹ thuật Khi thấy mối nối băng keo

bị khô, cháy xém, phải kiểm tra và nối chặt lại Không được co kéo dây điện hay phơi quần áo trên dây Đường dây dẫn, cầu chì, cầu dao không được để gỉ, nếu để gỉ thì nơi

gỉ là nơi phát nhiệt lớn

d Cháy do tia lửa tĩnh điện:

Tĩnh điện phát sinh do ma sát giữa các vật cách điện với nhau hay giữa các vật cách điện với dây dẫn, do va đập của các chất lỏng cách điện (xăng, dầu) khi chuyển rót, loại va đập của các chất lỏng cách điện với kim loại

Biện pháp đề phòng tĩnh điện:

các ống dẫn

70%

• Dây đai truyền động tốt nhất phải tiếp đất các phần kim loại, còn nhiệt độ dây đai thì bôi lớp dầu dẫn điện đặc biệt như graphit lên bề mặt ngoài trong lúc máy nghỉ

e Hồ quang điện và sự truyền nhiệt của vật tiêu thụ điện:

Hồ quang điện là một dạng phóng điện trong không khí, sức nóng của hồ quang điện rất lớn, có thể đến 60000C, hồ quang điện thường xuất hiện trong khi hàn điện, ở các cầu dao Biện pháp đề phòng:

dầu

• Những vật tiêu thụ điện như bàn ủi, đèn điện, bếp điện, phải để xa vật dễ cháy ít nhất 0,5 m

g Trường hợp máy bị cháy:

Động cơ điện là máy biến điện năng thành cơ năng Nguồn điện cung cấp vào động cơ không phải hoàn toàn biến thành cơ năng mà một phần sinh nhiệt năng

3 Các hiện tượng và nguyên nhân phổ biến cháy nổ xăng dầu:

a Sự nguy hiểm của cháy nổ xăng dầâu:

Xăng dầu là chất lỏng rất dễ cháy nổ

Những tính chất nguy hiểm cơ bản của cháy nổ xăng dầu:

• Dễ bay hơi nhất là xứ nóng như nước ta

• Hơi xăng dầu khuyếch tán trong không khí, nặng hơn không khí 5,5 lần bay là là trên mặt đất  tích tụ nơi trũng  hòa lẫn với không khí tạo hỗn hợp nổ 0,7 – 8% về thể tích  gặp tia lửa điện sẽ nổ

• Hơi xăng dầu bốc cháy ở nhiệt độ thấp

• Xăng dầu nhẹ hơn nước (tỉ trọng 0,7  0,9) không hòa tan trong nước ) không hòa tan trong nước  nổi trên mặt nước, khi gặp lửa cháy diện rộng

• Xăng dầu cháy tỏa nhiều nhiệt

• Tốc độ cháy của xăng dầu nhanh, nếu không kịp thời cứu chữa  lan rộng, khó dập tắt

• Khi vận chuyển xăng dầu phát sinh tĩnh điện

• Tính chất sinh sunfua sắt

b Các hiện tượng và nguyên nhân cháy phổ biến của xăng dầu:

Trong sản xuất:

 Để xăng dầu rò rỉ, đổ vương vãi không thu dọn, xăng bay hơi trong khu vực để xăng

 Để hơi xăng tích tụ trong phòng không có thông gió  có tia lửa điện  cháy

 Bơm rót xăng dầu không theo dõi để xăng dầu tràn ra ngoài  gặp tia lửa bùng cháy

 Đốt lửa sưởi gần máy móc chạy bằng xăng dầu rất dễ cháy

 Mở nắp thùng phi xăng bằng búa sắt, lấy đá ghè

Trong sinh họạt:

 Dùng xăng để thắp đèn, nấu bếp dầu  cháy nổ

 Lấy xăng cho vào bật lửa  thử tại chổ  cháy

 Đựng xăng vào chậu để gần lửa hay bưng qua khu vực có lửa  cháy

 Xe gắn máy: xe không nổ máy kéo dây phin thử lửa Do xăng chảy loang trên thân

máy gặp tia lửa bùng cháy c Biện pháp đề phòng cháy xăng dầu:

Xăng dầu rất dễ cháy nên ta cần lưu ý các biện pháp sau đây:

• Nơi chứa xăng dầu dự trữ phải có khóa, xa đường đi lại, nhà ở và kho tàng khác

• Xăng dầu phải được chứa trong các dụng cụ tốt, kín, để nơi râm mát

• Không dùng ngọn lửa trên nơi có xăng dầu

• Không dùng xăng thắp đèn, đun bếp

• Hệ thống điện trong khu vực chứa xăng dầu phải đảm bảo an toàn, không để sinh tia lửa điện

• Mở nắp thùng đựng xăng dầu phải dùng dụng cụ kim loại màu không phát tia lửa

• Ống thải ô tô chở xăng, máy bơm xăng phải bảo đảm không có tàn lửa phụt ra gây cháy

• Ô tô, tàu hỏa, xà lan, chở xăng không đậu ở nơi đông người, gần khu vực có tia lửa

• Bể chứa xăng dầu nên đặt ngầm hay nửa ngầm, xung quanh bể nên có để ngăn cách

• Những kho xăng dầu bố trí ven sông phải đặt phía dưới dòng nước và các công trình xây dựng, kho tàng, khu dân cư,

• Không chứa xăng dầu lẫn với hóa chất, vật liệu dễ phát sinh tia lửa điện Xăng dầu chứa trong phương tiện đồng nhất là 9) không hòa tan trong nước 0-9) không hòa tan trong nước 5 dung tích vật chứa

• Phi xăng phải xếp đứng Lối lăn phi phải rộng hơn 1,8m Khi xếp chồng các phi xăng phải có lót gỗ và cũng chỉ được xếp hai tầng Dầu có thể xếp ba tầng phi Phi xăng dầu để ngoài trời chỉ được xếp một tầng và xếp nghiêng để thoát nước đọng trên nắp phi.

• Cấm xuất nhập hoặc bơm chuyển xăng dầu khi trời mưa có sấm sét ở gần.

• Ô tô vào kho nhận xăng dầu phải là loại xe tốt Cấm dùng loại ô tô chạy bằng hơi than để chở xăng dầu Khi cần dừng xe để nghỉ ngơi, phải nghỉ xa khu vực có lửa như lò rèn, lò vôi, .Lúc qua phà, xe chở xăng dầu không đi cùng chuyến với hành khách.

• Trong kho xăng dầu, trên các phương tiện vận chuyển xăng dầu, cần trang bị đầy đủ các phương tiện chữa cháy đầu tiên như bình CO2, bình bọt.

1 Nguyên lý chữa cháy:

- Sự cháy sẽ được chấm rứt khi giảm tốc độ phát nhiệt từ vùng cháy và khi

tăng tốc độ truyền nhiệt từ vùng cháy ra mơt trường xung quanh.

- Giảm tốc độ phát nhiệt hoặc ngừng phát nhiệt trong vùng cháy cĩ thể đạt

được bằng cách ức chế phản ứng cháy bằng phương pháp hĩa học, pha lỗng chất cháy bằng chất khơng cháy hoặc cách ly chất phản ứng cháy ra khỏi vùng cháy.

- Tăng tốc độ truyền nhiệt từ vùng cháy ra mơt trường xung quanh cĩ thể

đạt được bằng cách làm lạnh nhanh chĩng vùng cháy và chất phản ứng cháy.

- Để thực hiện các quá trình đĩ người ta dùng các phương pháp khác nhau

gọi là phương pháp chữa cháy.

- Phương pháp chữa cháy là hoạt động liên tục chính xác của con người

theo một trình tự nhất định hướng vào gốc đám cháy, nhằm tạo điều kiện

để dập tắt đám cháy.

VII.3 CHỮA CHÁY VÀ PHƯƠNG TIỆN CHỮA CHÁY

Dựa trên nguyên lý như vậy ta cĩ những loại phương pháp chữa cháy sau:

• Làm loãng chất tham gia phản ứng bằng cách đưa vào vùng cháy những chất không tham gia

phản ứng cháy như CO2, N2,

• Ức chế phản ứng cháy bằng cách đưa vào vùng cháy những chất có tham gia phản ứng nhưng

có khả năng biến chiều của phản ứng từ phát nhiệt thành thu nhiệt như Brometye (C2H5Br), Brommetye,

• Ngăn cách không cho ô xy thâm nhập vào vùng cháy như dùng bọt, cát, chăn phủ,

• Làm l nh vùng cháy cho đến dưới nhiệt độ bắt cháy của các chất cháy.

• Phương pháp tổng hợp: ví dụ: đầu tiên chữa cháy bằng phương pháp làm l nh, sau đó bằng

phương pháp cách li.

• Trong thực tế các phương pháp chữa cháy khơng chỉ dựa trên một nguyên lý để dập tắt được đám

cháy mà kết hợp nhiều nguyên lý.

Chất chữa cháy phải cĩ các yêu cầu cơ bản sau:

Cĩ hiệu quả chữa cháy cáo, tìm kiếm dễ, rẻ tiền, khơng gây độc hại, khơng làm hư hỏng các

thiết bị cứu chữa

• Nước là chất chữa cháy được sử dụng rộng rãi nhất khi cưú chữa các đám cháy

• Nước có thể được sử dụng một cách riêng biệt hay kết hợp với các hóa chất khác như tạo thành

bọt để chữa cháy

• Hiệu suất chữa cháy của nước hữu hiệu ở chính tác dụng “làm lạnh”.

• Nước hấp thụ nhiệt của đám cháy, làm nhiệt độ của chất cháy giảm xuống thấp hơn nhiệt độ bắt cháy và đồng thời tạo ra hơi nước có tác dụng “làm ngạt” và “cách li” sự cháy

• Nước chịu sự tác động của nhiệt đám cháy lớn hơn so với các chất chữa cháy khác (chỉ bị phân hủy ở 17000C).

• Nước còn có khả năng tạo một số chất làm giảm khả năng cháy của chất cháy Đồng thời, áp lực của tia nước mạnh làm cho tan rã và tách nguồn cháy (ngọn lửa) ra khỏi sự cháy.

• Sử dụng rộng rãi, giá thành rẻ, vận chuyển dễ dàng, thuận tiện khi phun và cứu chữa không độc hại.

Tuy nhiên khi dùng nước để chữa cháy, ta cần chú ý các điểm sau:

- Nước có khả năng tác dụng với một số chất gây ra phản ứng nguy hiểm, cho nên cần thận trọng trong khi chữa cháy Những hóa chất đó là: Na, K, Mg, Al, CaCl2,

- Mg và Al cháy phản ứng với nước giải phóng nhiều hydro  cháy càng mạnh.

- Khi phun nước vào sắt đang nóng chảy hay than đang cháy phản

b Bọt chữa cháy:

- BoÏt chữa cháy được tạo ra bằng cách hỗn hợp dung dịch chất tạo bọt với không khí và khí cácbonic

- Bọt chữa cháy có hai loại:Bọt hóa học, Bọt hòa không khí.

- Tác dụng: Cách li vùng cháy, Làm l nh vùng cháy.

- Bọt có những tính chất đặc trưng như: độ nở, độ bền, tính chất làm lạnh và cách li.

- Độ nở của bọt hóa học từ 5  7 lần

- Độ nở của bọt hòa không khí là 10 lần Bọt có độ nở cao đến 100  200 lần.

- Độ bền của bọt hóa học khoảng 30 60 phút, của bọt không khí trung bình là

15  20 phút.

- Bọt có khả năng dẫn điện và ăn mòn kim loại, nhất là đối với bọt hóa học, cho nên không được dùng chữa các đám cháy thiết bị điện, radio, điện tử, động cơ điện.

- Đồng thời không được dùng bọt để chữa các đám cháy như kim loại, đất đèn, rượu cồn, thức ăn.

- Bọt chủ yếu được dùng để chữa các đám cháy xăng dầu, gỗ, kho hàng hóa, phương tiện giao thông vận tải, cao su, giấy, chất dẻo, nhựa,