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消防燃烧学:烟气回燃预防与控制

时间:2023-09-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据以上现象可以看出,烟气回燃是一种发生在烟气层下表面附近的非均匀预混燃烧。新鲜空气进入后,该处往往迅速发生燃烧,这是一种典型的延迟性回燃。为了防止烟气回燃的发生,控制新鲜空气的后期流入和在火灾中禁止启动无防爆措施的电气设备具有重要作用。

消防燃烧学:烟气回燃预防与控制

(一)回燃的产生

建筑火灾发生一段时间后,由于新鲜空气补充不足,不能满足加速燃烧的要求,火灾逐步进入缺氧性燃烧状态,烟气中逐渐积累大量可燃气体,由于某种原因造成新鲜空气大量进入或热烟气流出(如房屋门窗突然破裂),热烟气和新鲜空气形成非均匀预混气体,这种非均匀预混气体燃烧的现象称为回燃。

发生烟气回燃有以下两种情况:①当建筑物的门窗关闭条件下发生火灾,或者是门窗虽未关闭严密,但室内存有大量可燃气体,燃烧过程中出现氧气供应严重不足,从而形成烟气层中含有大量可燃气体组分。此时,一旦突然形成通风缺口,如门窗破裂、救灾人员闯入,使大量新鲜空气突然进入,这将使可燃烟气获得充分氧气,燃烧强度显著增大,突发猛烈燃烧,室内温度迅速提高,这种燃烧还有可能使火灾转变为轰燃或爆炸。②室内发生火灾后,人们总会尽力扑救,大多数情况下火灾尚未发展到轰燃就被扑灭,这种情况下室内可燃材料中的挥发组分并未完全析出,可燃物周围的温度在短时间内仍比环境温度高,它容易造成可燃挥发气再度析出,一旦充分供氧条件形成,被扑灭的火场又重新发生可燃烟气的明火燃烧,即烟气回燃。

帕格内(Pagni)等人使用一个长宽高为2.4m×1.2m×1.2m的模型进行回燃传播实验。该实验以甲烷燃烧器为火源,先将模型开口全部关闭,使燃烧器的火焰逐渐缩小,最终缺氧而窒息,然后打开模型一端的开口,经过一段时间的延时,启动电火花点火器,形成的火焰由点火源开始,大体沿室内上半部的热烟气和冷空气交界区所形成的非均匀可燃混合气体迅速蔓延开来,甚至从开口窜出。

根据以上现象可以看出,烟气回燃是一种发生在烟气层下表面附近的非均匀预混燃烧。可燃烟气层处于室内上半部,如无强烈扰动,后期进入的新鲜冷空气一般会沉在下面。两者在交界面处扩散掺混,生成可燃混合气体。若气体扰动较大,混合区将会加厚,但这种可燃混合气体通常不均匀。一旦遇到点火源,可燃混合气体就可燃烧,并以火焰传播的形式向外扩展。

(二)回燃的预防

点火源的存在是引起回燃的另一个基本条件。一般可燃烟气与后期进入的空气掺混生成的可燃混合气体达不到自燃温度,必须由点火源点燃。在起火建筑物内通常有3类点火源:①明火焰。②暂时隐蔽的火种。③电火花。

明火焰能导致烟气回燃。暂时隐蔽的点火源如房间内某些橱柜内的物品起火,或被其他材料遮盖着的物品起火时,由于热量散不出去,其附近的温度会很高,只是因为缺氧而未将可燃烟气引燃。新鲜空气进入后,该处往往迅速发生燃烧,这是一种典型的延迟性回燃。电气设备的使用常可导致电火花出现,如电源开关、电热器、电灯、电铃等。可燃混合气体也可能由这种电火花引燃。

隐蔽的火种和电火花引起的回燃往往在灭火人员进入房间后一段时间发生,这时可燃混合气体常可混合到接近化学当量浓度,因而燃烧强度很大无论对人对物都容易造成严重危害。(www.xing528.com)

为了防止烟气回燃的发生,控制新鲜空气的后期流入和在火灾中禁止启动无防爆措施的电气设备具有重要作用。当发现起火建筑物内生成大量黑红色浓烟时,不要轻易打开门窗以避免生成可燃性混合气。必须做好灭火准备,在房间顶棚或墒壁上部打开排烟口将可燃烟气直接排到室外;或在打开通风口时,沿开口向房间内喷入水雾,可以有效降低烟气浓度和温度,减少烟气被点燃的可能,有利于扑灭室内明火。

【思考与练习题】

1.名词解释:火羽流、顶棚射流、轰燃、回燃。

2.火羽流结构包括哪几部分?

3.火羽流有哪些特点?

4.顶棚射流及对火灾蔓延有哪些影响?

5.轰燃产生的原因、征兆、危害、影响因素有哪些?

6.回燃产生的原因及预防措施有哪些?

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