培訓模塊三 燃燒和火災基本知識
培訓項目1 燃燒基礎知識
【培訓重點】
1. 熟練掌握燃燒的定義和條件。
2. 掌握燃燒的不同類型和有關術語的定義及其相關內容。
3. 了解燃燒產物的定義、類型及毒性。
4. 掌握煙氣的危害性和流動蔓延過程。
5. 掌握火焰的定義、構成及特徵，燃燒熱和燃燒溫度的定義與變化規律。
一、燃燒的定義
燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應，通常伴有火焰、發光和（或）煙氣的現象。
燃燒過程中，燃燒區的溫度較高，使白熾的固體粒子和某些不穩定或受激發的中間物質分子內的電子發生能級躍遷，從而發出各種波長的光，發光的氣相燃燒區域稱為火焰，它是燃燒過程中最明顯的標誌。通常將氣相燃燒並伴有發光現象稱為有焰燃燒，物質處於固體狀態而沒有火焰的燃燒稱為無焰燃燒。物質高溫分解或燃燒時產生的固體和液體微粒、氣體，連同夾帶和混入的部分空氣，就形成了煙氣。燃燒是一種十分複雜的氧化還原化學反應，能燃燒的物質一定能夠被氧化，而能被氧化的物質不一定都能夠燃燒。因此，物質是否發生了燃燒反應，可根據「化學反應、放出熱量、發出光亮」這三個特徵來判斷。
二、燃燒的條件
1 .燃燒的必要條件
燃燒現象十分普遍，但任何物質發生燃燒，都有一個由未燃燒狀態轉向燃燒狀態的過程。燃燒過程的發生和發展都必須具備以下三個必要條件，即可燃物、助燃物和引火源，這三個條件通常被稱為「燃燒三要素」。只有這三個要素同時具備，可燃物才能夠發生燃燒，無論缺少哪一個，燃燒都不能發生。燃燒的三個要素可用「燃燒三角形」來表示，如圖3-1-1所示。用「燃燒三角形」來表示無焰燃燒的必要條件非常確切，但對於有焰燃燒，根據燃燒的鏈式反應理論，燃燒過程中存在未受抑制的自由基作中間體，因而「燃燒三角形」需增加一個「鏈式反應」，形成「燃燒四面體」（見圖3-1-2）。即有焰燃燒需要有可燃物、助燃物、引火源和鏈式反應四個要素。
（1）可燃物
可以燃燒的物品稱為可燃物，如紙張、木材、煤炭、汽油、氫氣等。自然界中的可燃物種類繁多，若按化學組成不同，可分為有機可燃物和無機可燃物兩大類；按物理狀態不同，可分為固體可燃物、液體可燃物和氣體可燃物三大類。
（2）助燃物
凡與可燃物相結合能導致和支持燃燒的物質，稱為助燃物（也稱氧化劑）。通常燃燒過程中的助燃物是氧，它包括游離的氧或化合物中的氧。一般來說，可燃物的燃燒均是指在空氣中進行的燃燒，空氣中含有大約21%的氧，可燃物在空氣中的燃燒以游離的氧作為氧化劑，這燃燒是最普遍的。此外，某些物質也可作為燃燒反應的助燃物，如氯、氟、氯酸鉀等。也有少數可燃物，如低氮硝化纖維、硝酸纖維的賽璐珞等含氧物質，一旦受熱，能自動釋放出氧，不需外部助燃物就可發生燃燒。
（3）引火源
凡使物質開始燃燒的外部熱源(能源)，稱為引火源(也稱點火源)。引火源溫度越高，越容易點燃可燃物質。根據引起物質著火的能量來源不同，在生產生活實踐中引火源通常有明火、高溫物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等。
（4）鏈式反應
有焰燃燒都存在著鏈式反應。當某種可燃物受熱，它不僅會汽化，而且其分子會發生熱裂解作用，從而產生自由基。自由基是一種高度活潑的化學基團，能與其他自由基和分子起反應，使燃燒持續進行，這就是燃燒的鏈式反應。
2. 燃燒的充分條件
具備了燃燒的必要條件，並不意味著燃燒必然發生。發生燃燒，其「三要素」彼此必須要達到一定量的要求，並且三者存在相互作用的過程，這就是發生燃燒或持續燃燒的充分條件。
（1）一定數量或濃度的可燃物
要燃燒，必須具備一定數量或濃度的可燃物。例如，在室溫20℃的條件下，用火柴去點燃汽油和煤油時，汽油立刻燃燒起來，而煤油卻不燃。這是因為在室溫20℃的條件下煤油表面揮發的油蒸氣量不多，還未達到燃燒所需要的濃度。由此說明，雖然有可燃物，但當其揮發的氣體或蒸氣濃度不夠時，即使有足夠的空氣(氧化劑)和引火源接觸，也不會發生燃燒。
（2）一定含量的助燃物
試驗證明，各種不同的可燃物發生燃燒，均有本身固定的最低含氧量要求。低於這一濃度，即使燃燒的其他條件全部具備，燃燒仍然不會發生。例如，將點燃的蠟燭用玻璃罩罩起來使周圍空氣不能進入，經過較短時間後，蠟燭的火焰就會自行熄滅。通過對玻璃罩內氣體的分析，發現氣體中還含有16%的氧氣，這說明蠟燭在含氧量低於16%的空氣中就不能燃燒。因此，可燃物發生燃燒需要有一個最低含氧量要求。可燃物質不同，燃燒所需要的含氧量也不同，表3-1-1列舉了部分物質燃燒所需的最低含氧量。
（3）一定能量的引火源
無論何種形式的引火源，都必須達到一定的能量，即要有一定的溫度和足夠的熱量才能引起燃燒反應，否則，燃燒不會發生。其所需引火源的能量，取決於可燃物質的最小引燃能量（又稱最小點火能量，即能引起可燃物燃燒所需的最小能量）。引火源的強度低於可燃物的最小引燃能量，燃燒便不會發生。例如，從煙囪冒出來的炭火星,溫度約有600℃超過一般可燃物的燃點，如果這些火星落在柴草、紙張和刨花等可燃物上，就能引起著火，說明這些火星所具有的溫度和熱量能引燃該類物質；如果這些火星落在大塊木材上，雖有較高的溫度，但缺乏足夠的熱量，不但不能引起大塊木材著火，而且還會很快熄滅。由此可見，不同可燃物質燃燒所需的最小引燃能量各不相同，見表3-l-2。
（4）相互作用
要使燃燒發生或持續，除「燃燒三要素」彼此必須要達到一定量的要求，「燃燒三要素」還必須相互結合、相互作用。否則，燃燒也不能發生。例如，在辦公室裡有桌、椅、門、窗簾等可燃物，有充滿空間的空氣，有引火源（電源），存在燃燒的基本要素，可並沒有發生燃燒現象，這是因為「燃燒三要素」沒有相互結合、相互作用。
三、燃燒的類型
1 .按照燃燒發生瞬間的特點不同分類
按照燃燒發生瞬間的特點不同，燃燒分為著火和爆炸兩種類型。
（1）著火
著火又稱起火，它是日常生產、生活中最常見的燃燒現象，與是否由外部熱源引發無關，並以出現火焰為特徵。可燃物著火一般有引燃和自燃兩種方式。
1）引燃
①引燃的定義。夕卜部引火源（如明火、電火花、電熱器具等）作用於可燃物的某個局部範圍，使該局部受到強烈加熱而開始燃燒的現象，稱為引燃（又稱點燃）。引燃後在靠近引火源處出現火焰，然後以一定的燃燒速率逐漸擴大到可燃物的其他部位。
大部分火災的發生，可燃物都是通過引燃方式而點燃著火的。例如，發動機燃燒室中應用最普遍的點火方式以及實驗室測試可燃氣體的燃燒性能和爆炸極限等其他參數的最常用點火方式，採用的就是電火花引燃。
②物質的燃點。在規定的試驗條件下，物質在外部引火源作用下表面起火併持續燃燒一定時間所需的最低溫度，稱為燃點。通常，根據燃點的高低，可以衡量可燃物質的火災危險性程度。物質的燃點越低，越容易著火，火災危險性也就越大。表3-1-3列舉了部分可燃物質的燃點。
③不同可燃物的引燃。第一，固體可燃物的引燃。固體可燃物受熱時，產生的可燃蒸氣或熱解產物釋放到大氣中，與空氣適當地混合，若存在合適的引火源或溫度達到了其自燃點，就能被引燃。影響固體可燃物的引燃因素主要有可燃物的密度（密度小的物質容易引燃）、可燃物的比表面積（比表面積大的可燃物容易引燃）、可燃物的厚度（薄材料比厚材料容易引燃）。第二，可燃液體的引燃。液體蒸氣欲形成可點燃的混合氣，液體應當處在或高於它的閃點溫度條件下。但由於引火源能夠產生一個局部加熱區，對於大多數液體即使在稍低於其閃點時，也可以引燃。另外，霧化的液體,由於其具有較大的比表面積，因此更容易被引燃。第三，可燃氣體的引燃。無論是石油化工企業生產中使用可燃氣體作原料，還是日常生活中使用液化石油氣、天然氣作燃料，這些氣體與空氣混合後遇合適的引火源，不但可以燃燒，甚至可能產生爆炸。
2）自燃
①自燃的定義。可燃物在沒有外部火源的作用時，因受熱或自身發熱並蓄熱所產生的燃燒，稱為自燃。
②自燃的類型。根據熱源不同，自燃分為兩種類型。一種是自熱自燃。可燃物在沒有外來熱源作用的情況下，由於其本身內部的物理作用（如吸附、輻射等）、化學作用（如氧化、分解、聚合等）或生物作用（如發酵、腐敗等）而產生熱，熱量積聚導致升溫，當可燃物達到一定溫度時，未與明火直接接觸而發生燃燒，這種現象稱為自熱自燃。例如煤堆、油脂類、賽璐珞、黃磷等物質自燃就屬於自熱自燃。另一種是受熱自燃。可燃物被外部熱源間接加熱達到一定溫度時，未與明火直接接觸就發生燃燒，這種現象叫作受熱自燃。例如，油鍋加熱、瀝青熬製過程中，受熱介質因達到一定溫度而著火，就屬於受熱自燃。自熱自燃和受熱自燃的本質是一樣的，都是可燃物在不接觸明火的情況下自動發生的燃燒。它們的區別在於導致可燃物升溫的熱源不同,前者是物質本身的熱效應，後者是外部加熱的結果。
③物質的自燃點。在規定的條件下，可燃物質產生自燃的最低溫度，稱為自燃點。自燃點是衡量可燃物受熱升溫形成自燃危險性的依據，可燃物的自燃點越低，發生火災的危險性就越大。不同的可燃物有不同的自燃點，同一種可燃物在不同的條件下自燃點也會發生變化，表3-1-4列舉了部分可燃物的自燃點。
④易發生自燃的物質及自燃特點。某些物質具有自然生熱而使自身溫度升高的性質，物質自然生熱達到一定溫度時就會發生自燃，這類物質稱為易發生自燃的物質。
易發生自燃的物質種類較多，按其自燃的方式不同，分為以下類型：第一類是氧化放熱物質。主要包括：油脂類物質（如動植物油類、棉籽、油布、塗料、炸油渣、骨粉、魚粉和廢蠶絲等），低自燃點物質（如黃磷、磷化氫、氫化鈉、還原鐵、還原鐐、鉗黑、苯基鉀、苯基鈉、乙基鈉、烷基鋁等），其他氧化放熱物質（如煤、橡膠、含油切屑、金屬粉末及金屬屑等）。這類物質能與空氣中的氧發生氧化放熱，當散熱條件不好時，物質內部就會發生熱量積累，使溫度上升。當達到物質自燃點時，物質就會因自燃而著火，引起火災或爆炸。例如，含硫、磷成分較高的煤，遇水常常發生氧化反應釋放熱量。如果煤層堆積過高，時間過長，通風不好的話，使得緩慢氧化釋放出的熱量散發不出去，煤堆就會產生熱量積累，從而導致煤堆溫度升高，當內部溫度超過60℃時，就會發生自燃。再如烷基鋁，能在常溫下與空氣中的氧反應放熱自燃，遇空氣中的水分會產生大量的熱和乙烷，從而產生自燃，引起火災。
第二類是分解放熱物質。主要包括硝化棉、賽璐珞、硝化甘油、硝化棉漆片等。這類物質的特點是化學穩定性差，易發生分解而生熱自燃。例如，硝化棉又稱硝酸纖維素，它是由硫酸和硝酸經不同配比混合，混合的酸作用於棉纖維而製成的。強硝化棉可用於製造無煙火藥，與硝化甘油混合可製造黃色炸藥；弱硝化棉可用於生產塗料、膠片、賽璐珞、油墨及指甲油、人造纖維、人造革等製品。該物質為白色或微黃色棉絮狀物，易燃且具有爆炸性，化學穩定性較差，常溫下能緩慢分解並放熱，超過40℃時會加速分解。放出的熱量若不能及時散失，就會使硝化棉溫升加劇，經過一段時間的熱量積累，當達到180℃時，硝化棉便發生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作溼潤劑，一旦溼潤劑散失，極易引發火災。試驗表明，去除溼潤劑的幹硝化棉在40℃時發生放熱反應，達到174℃時發生劇烈失控反應及質量損失，自燃並釋放大量熱量。如果在絕熱條件下進行試驗，去除溼潤劑的硝化棉在35℃時即發生放熱反應，達到150℃時即發生劇烈的分解燃燒。
第三類是發酵放熱物質。主要包括植物秸稈、果實等。這類物質發生自燃的原因是微生物作用、物理作用和化學作用，它們是彼此相連的三個階段。第一，生物階段。由於植物中含有水分，在適宜的溫度下，微生物大量繁殖，使植物腐敗發酵而放熱,這種熱量稱為發酵熱，從而導致植物溫度升高。若熱量散發不出去，當溫度上升到70℃左右時，微生物就會死亡，生物階段結束。第二，物理階段。隨著環境溫度的持續上升，植物中不穩定的化合物（果酸、蛋白質及其他物質）開始分解，生成黃色多孔炭，吸附蒸氣和氧氣並析出熱，繼續升溫到100~130℃,可引起新的化合物不斷分解炭化，促使溫度不斷升高。這就是物理階段吸附生熱，化合物分解炭化過程。第三，化學階段。當溫度升到150-200℃,植物中的纖維素就開始分解、焦化、炭化,並進入氧化過程，生成的炭能夠劇烈地氧化放熱。溫度繼升高到250300℃時,若積熱不散就會自燃著火，這就是該階段氧化自燃的過程。例如，稻草呈堆垛狀態時,因含水量較多或因遮蓋不嚴使雨雪漏入內層，致使其受潮，並在微生物的作用下發酵生熱升溫，由於堆垛保溫性好、導熱性差，在物理作用和化學作用下，溫度不斷升高，當達到物質的自燃點時便會產生自燃現象。
第四類是吸附生熱物質。主要包括活性炭末、木炭、油煙等炭粉末。這類物質的特點是具有多孔性，比表面積較大，表面具有活性，對空氣中的各種氣體成分產生物理和化學吸附，既能吸附空氣生熱，又能與吸附的氧進行氧化反應生熱。在吸附熱和氧化熱共同作用下，若蓄熱條件較好，就會發生自燃。例如，炭粉的揮發成分佔10%~25%,燃點為200~270℃。當炭粉在製造過程中，如果不經充分散熱，大量堆積到倉庫，由於室內蓄熱良好再加上炭粉本身產生的吸附熱，則會發生自燃而引發火災。
第五類是聚合放熱物質。主要包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。這類物質的特點是單體在缺少阻聚劑或混入活性催化劑、受熱光照射時，會自動聚合生熱。例如，聚氨酯泡沫塑料密度小，比表面積大，吸氧量多，導熱係數低，不易散熱。在生產過程中，原料多異氤酸酯與多元醇反應能放出熱，多異氤酸酯與水反應也能放出熱。而且生產用水量越大，放熱就越多，越易發生自燃；多異氤酸酯用量越大，放熱就越多，同樣越易發生自燃，由此導致聚氨酯泡沫塑料在生產時因聚合發熱而自燃。
第六類是遇水發生化學反應放熱物質。主要包括活潑金屬（如鉀、鈉、鎂、鈦、錯、鋰、飩、鉀鈉合金等），金屬氫化物（如氫化鉀、氫化鈉、氫化鈣、氫化鋁、四氫化鋰鋁等），金屬磷化物（如磷化鈣、磷化鋅），金屬碳化物（如碳化鉀、碳化鈉、碳化鈣、碳化鋁等），金屬粉末（如鎂粉、鋁粉、鋅粉、鋁鎂粉等），硼烷等。這類物質的特點是遇水發生劇烈反應，產生大量反應熱，引燃自身或反應產物，導致火災或爆炸發生。例如，活潑金屬與水發生劇烈反應，生成氫氣，並放出大量熱，使氫氣在局部高溫環境中發生自燃，並使未來得及反應的金屬發生燃燒起火或爆炸。另外，生成的氫氧化物對金屬等材料有腐蝕作用，會使容器破損而洩漏造成次生災害。
第七類是相互接觸能自燃的物質。強氧化性物質和強還原性物質混合後，由於強烈的氧化還原反應而自燃，由此引發火災或者爆炸。氧化性物質包括硝酸及其鹽類、氯酸及其鹽類、次氯酸及其鹽類、重格酸及其鹽類、亞硝酸及其鹽類、漠酸鹽類、碘酸鹽類、高鎰酸鹽類、過氧化物等。還原性物質主要有炷類、胺類、醇類、醛類、m類、苯及其衍生物、石油產品、油脂等有機還原性物質，磷、硫、銳、金屬粉末、木炭、活性炭、煤等無機還原性物質。
⑤影響自燃發生的因素。主要有以下三種：一是產生熱量的速率。自燃過程中熱量產生的速率很慢，若發生自燃，自燃性物質產生熱量的速率就應快於物質向周圍環境散熱或傳熱的速率。當自燃性物質的溫度升高時，升高的溫度會導致熱量產生速率的增加。二是通風效果。自燃需要有適量的空氣可供氧化，因為良好的通風條件又會造成自燃產生的熱量損失，從而阻斷自燃。三是物質周圍環境的保溫條件。
（2）爆炸
1）爆炸的定義。在周圍介質中瞬間形成高壓的化學反應或狀態變化，通常伴有強烈放熱、發光和聲響的現象，稱為爆炸。
2）爆炸的分類。爆炸按照產生的原因和性質不同，分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。化學爆炸，按照爆炸物質不同，分為氣體爆炸、粉塵爆炸和炸藥爆炸；按照爆炸傳播速率不同，又分為爆燃、爆炸和爆轟。
①物理爆炸。裝在容器內的液體或氣體，由於物理變化（溫度、體積和壓力等因素的變化）引起體積迅速膨脹，導致容器壓力急劇增加，因超壓或應力變化使容器發生爆炸，且在爆炸前後物質的性質及化學成分均不改變的現象，稱為物理爆炸。例如，鍋爐爆炸就是典型的物理爆炸，其原因是過熱的水迅速蒸發出大量蒸汽，使蒸汽壓力不斷升高，當壓力超過鍋爐的耐壓強度時，就會發生爆炸。再如，液化石油氣鋼瓶受熱爆炸以及油桶或輪胎爆炸等均屬於物理爆炸。物理爆炸本身雖沒有進行燃燒反應,但由於氣體或蒸氣等介質潛藏的能量在瞬間釋放出來，其產生的衝擊力可直接或間接地造成火災。
②化學爆炸。由於物質在瞬間急劇氧化或分解（即物質本身發生化學反應）導致溫度、壓力增加或兩者同時增加而形成爆炸，且爆炸前後物質的化學成分和性質均發生了根本的變化的現象，稱為化學爆炸。化學爆炸反應速度快，爆炸時能發出巨大的聲響，產生大量的熱能和很高的氣體壓力，具有很大的火災危險性，能夠直接造成火災，是消防工作中預防的重點。
③核爆炸。由於原子核發生裂變或聚變反應，釋放出核能所形成的爆炸，稱為核爆炸。例如，原子彈、氫彈、中子彈的爆炸就屬於核爆炸。
④氣體爆炸。物質以氣體、蒸氣狀態發生的爆炸，稱為氣體爆炸。按爆炸原理不同，氣體爆炸分為混合氣體爆炸（指可燃氣體或液體蒸氣和助燃性氣體的混合物在引火源作用下發生的爆炸）和氣體單分解爆炸（指單一氣休在一定壓力作用下發生分解反應並產生大量反應熱，使氣態物質膨脹而引起的爆炸）。可燃氣體與空氣組成的混合氣體遇火源能否發生爆炸，與氣體中的可燃氣體濃度有關。而氣體單分解爆炸的發生需要滿足一定的壓力和分解熱的要求。能使單一氣體發生爆炸的最低壓力稱為臨界壓力。單分解爆炸氣體物質壓力高於臨界壓力且分解熱足夠大時，才能維持熱與火焰的迅速傳播而造成爆炸。
氣體爆炸具有的主要特徵：一是現場沒有明顯的炸點；二是擊碎力小，拋出物塊大、量少、拋出距離近，可以使牆體外移、開裂，門窗外凸、變形等；三是爆炸燃燒波作用範圍廣，能燒傷人、畜呼吸道；四是不易產生明顯的煙燻；五是易產生燃燒痕跡。
⑤粉塵爆炸。粉塵是指在大氣中依其自身重量可沉澱下來，但也可持續懸浮在空氣中一段時間的固體微小顆粒。
a.粉塵的種類。粉塵按照動力性能不同，分為懸浮粉塵（又稱粉塵雲）和沉積粉塵 又稱粉塵層）。懸浮粉塵是指懸浮在助燃氣體中的高濃度可燃粉塵與助燃氣體的混合物，沉積粉塵是指沉（堆）積在地面或物體表面上的可燃性粉塵群。懸浮粉塵具有爆炸危險性，沉積粉塵具有火災危險性。粉塵按照來源不同，分為糧食粉塵、農副產品粉塵、飼料粉塵、木材產品粉塵、金屬粉塵、煤炭粉塵、輕紡原料產品粉塵、合成材料粉塵八類。粉塵按性質不同，分為無機粉塵、有機粉塵和混合性粉塵。粉塵按照燃燒性能不同，分為可燃性粉塵和難燃性粉塵。可燃性粉塵是指在大氣條件下能與氣態氧化劑（主要是空氣）發生劇烈氧化反應的粉塵、纖維或飛絮，如澱粉、小麥粉、糖粉、可可粉、硫粉、鋸木屑、皮革屑等屬於可燃性粉塵。難燃性粉塵是指化學性質比較穩定，不易燃燒爆炸的粉塵，例如土、砂、氧化鐵、水泥、石英粉塵等。
b.粉塵爆炸的定義及條件。火焰在粉塵雲中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現象，稱為粉塵爆炸。粉塵爆炸應具備以下五個基本條件：一是粉塵本身要具有可燃性或可爆性。一般條件下，並非所有的可燃粉塵都能發生爆炸，如無煙煤、焦炭、石墨、木炭等粉塵基本不含揮發分，因此，發生爆炸的可能性較小。二是粉塵為懸浮粉塵且達到爆炸極限。因為沉積粉塵是不能爆炸的，只有懸浮粉塵才可能發生爆炸。粉塵在空氣中能否懸浮及懸浮時間長短取決於粉塵的動力穩定性，主要與粉塵粒徑、密度和環境溫度、溼度等有關。另外，懸浮粉塵與可燃氣體一樣，只有當其濃度處於一定的範圍內才能爆炸。這是因為粉塵濃度太小，燃燒放熱太少，難以形成持續燃燒而無法爆炸。而粉塵濃度太大，混合物中氧氣濃度就太小，也不會發生爆炸。三是有足以引起粉塵爆炸的引火源。粉塵燃燒爆炸需要經過加熱，或熔融蒸發，或受熱裂解，放出可燃氣體，因此，粉塵爆炸需要較大的點火能，通常其最小點火能量為10 ~ 100 mJ, 比可燃氣體的最小點火能量大1001000倍。四是氧化劑。大多數粉塵需要氧氣、空氣或其他氧化劑作助燃劑。而對於一些自供氧的粉塵，例如TNT粉塵可以不需要外來的助燃劑。五是受限空間。當粉塵在封閉、半封閉的設備設施及場所或建築物等受限空間內懸浮，一旦被引火源引燃，受限空間內的溫度和壓力將迅速升高，從而引起爆炸。但有些粉塵即使在開放的空間內也能引起爆炸，這類粉塵由於化學反應速度極快，其引起壓力升高的速率遠大於粉塵雲邊緣壓力釋放的速率，因此，仍然能引起破壞性的爆炸。例如，2015年6月27日臺灣新北市八仙水上樂園可燃性彩色粉塵爆燃事故就是這方面典型的案例。
c.粉塵爆炸的過程。對於像木粉、紙粉等受熱後分解、熔融蒸發或升華能釋放出可燃氣體的粉塵而言，其爆炸形成大致要經歷以下過程：第一步，懸浮粉塵在熱源作用下溫度迅速升高並產生可燃氣體；第二步，可燃氣體與空氣混合後被引火源引燃發生有焰燃燒，火焰從局部傳播、擴散；第三步，粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚起來的粉塵，這些粉塵受熱分解汽化後使燃燒循環進行下去。隨著每個循環的逐次進行，其反應速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒，最後形成爆炸。從本質上講，這類粉塵的爆炸是可燃氣體爆炸，只是這種可燃氣體「儲存」在粉塵之中，粉塵受熱後才會釋放出來。而對於像木炭、焦炭和一些金屬類粉塵而言，其在爆炸過程中不釋放可燃氣體，它們在接受引火源的熱能後直接與空氣中的氧氣發生劇烈的氧化反應並著火，產生的反應熱使火焰傳播，在火焰傳播過程中，反應熱使周圍熾熱的粉塵和空氣加熱迅速膨脹，從而導致粉塵爆炸。
d.粉塵爆炸的特點及現場特徵。粉塵爆炸的特點：一是能發生多次爆炸。粉塵初始爆炸產生的氣浪會使沉積粉塵揚起，在新的空間內形成爆炸濃度而產生二次爆炸。二次爆炸往往比初次爆炸壓力更大，破壞更嚴重。另外，在粉塵初始爆炸地點，空氣和燃燒產物受熱膨脹，密度變小，經過極短的時間後形成負壓區，新鮮空氣向爆炸點逆流，促成空氣的二次衝擊，若該爆炸地點仍存在粉塵和火源，也有可能發生二次爆炸、多次爆炸。二是爆炸所需的最小點火能量較高。由於粉塵顆粒比氣體分子大得多,而且粉塵爆炸涉及分解、蒸發等一系列的物理和化學過程，所以，粉塵爆炸比氣體爆炸所需的點火能量大，引爆時間長，過程複雜。三是高壓持續時間長，破壞力強。與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續時間長，釋放的能量大，加上粉塵粒子邊燃燒邊飛散，其爆炸的破壞性和對周圍可燃物的燒損程度也更為嚴重。粉塵爆炸現場特徵：粉塵爆炸特徵與氣體爆炸特徵類似，即現場沒有明顯的炸點，擊碎力小，拋出物塊大、量少、拋出距離近，可使牆體外移、開裂，門窗外凸、變形，爆炸燃燒波作用範圍廣，能燒傷人、畜呼吸道。另外，粉塵爆炸可能會發生二次或多次爆炸,其具有的破壞程度和爆炸威力比氣體爆炸更大。
e.粉塵爆炸的控制。一般要求：粉塵爆炸危險場所工藝設備的連接，如不能保證動火作業安全，其連接應設計為能將各設備方便地分離和移動；在緊急情況下，應能及時切斷所有動力系統的電源；存在粉塵爆炸危險的工藝設備，應採用洩爆、抑爆和隔爆、抗爆中的一種或多種控爆方式，但不能單獨採取隔爆。抗爆：生產和處理能導致爆炸的粉料時，若無抑爆裝置，也無洩壓措施，則所有的工藝設備應採用抗爆設計，且能夠承受內部爆炸產生的超壓而不破裂；各工藝設備之間的連接部分(如管道、法蘭等)，應與設備本身有相同的強度；高強度設備與低強度設備之間的連接部分，應安裝隔爆裝置；耐爆炸壓力和耐爆炸壓力衝擊設備應符合《耐爆炸設備》(GB/T24626)的相關要求。洩爆：工藝設備的強度不足以承受其實際工況下內部粉塵爆炸產生的超壓時，應設置洩爆口，洩爆口應朝向安全的方向，洩爆口的尺寸應符合《粉塵爆炸洩壓指南》(GB/T15605)的要求；對安裝在室內的粉塵爆炸危險工藝設備應通過洩壓導管向室外安全方向洩爆，洩壓導管應儘量短而直，洩壓導管的截面積應不小於洩壓口面積，其強度應不低於被保護設備容器的強度；不能通過洩壓導管向室外洩爆的室內容器設備,應安裝無焰洩爆裝置；具有內聯管道的工藝設備，設計指標應能承受至少0.1MPa的內部超壓。抑爆：存在粉塵爆炸危險的工藝設備，宜採用抑爆裝置進行保護；如採用監控式抑爆裝置，應符合《監控式抑爆裝置技術要求》（GB/T18154）的要求；抑爆系統設計和應用應符合《抑制爆炸系統》（GB/T25445）的要求。隔爆：通過管道相互連通的存在粉塵爆炸危險的設備設施，管道上宜設置隔爆裝置；存在粉塵爆炸危險的多層建（構）築物樓梯之間，應設置隔爆門，隔爆門關閉方向應與爆炸傳播方向一致。
⑥炸藥爆炸。炸藥是指一種在一定的外界能量作用下，能由其自身化學能快速反應發生爆炸，生成大量的熱和氣體產物的物質。炸藥爆炸時化學反應速度非常快，在瞬間形成高溫高壓氣體，以極高的功率對外界做功，使周圍介質受到強烈的衝擊、壓縮而變形或碎裂。炸藥爆炸的發生，一般應具備以下三個條件：爆炸藥（包括炸藥包裝）、起爆裝置和起爆能源。炸藥爆炸造成的危害表現在以下三個方面：一是爆炸瞬間產生的高溫火焰，可引燃周圍可燃物而釀成火災；二是爆炸產生的高溫高壓氣體所形成的空氣衝擊波，可造成對周圍的破壞，嚴重的可摧毀整個建築物及設備，也可破壞鄰近建築物，甚至離爆炸點很遠的建築物也會受到損壞並造成人員傷亡；三是爆炸時產生的爆炸飛散物，向四周散射，造成人員傷亡和建築物的破壞，當爆炸藥量較大時，飛散物有很高的初速度，對鄰近爆炸點的人員和建築物危害很大，有的飛散物可拋射很遠，對遠離爆炸點的人員和建築物也會造成傷亡和破壞。
⑦爆燃。爆燃是指以亞音速傳播的燃燒波。爆燃的產生必須要有三個條件：一是有燃料和助燃空氣的積存；二是燃料和空氣混合物達到了爆燃的濃度；三是有足夠的點火能量。爆燃的這三要素缺一不可。例如，鍋爐在啟動、運行、停運中，避免燃料和助燃空氣積存就是杜絕爐膛爆燃的關鍵所在。
⑧爆轟。爆轟又稱爆震，是指以衝擊波為特徵，傳播速度大於未反應物質中聲速的化學反應。發生爆轟時能在爆炸點引起極高壓力，並產生超音速的衝擊波。爆轟具有很大的破壞力，一旦條件具備爆轟會突然發生，並同時產生高速、高溫、高壓、高能、高衝擊力的衝擊波，該衝擊波能遠離爆震源獨立存在，能引起位於一定距離處與其沒有聯繫的其他爆炸性氣體混合物或炸藥的爆炸，從而產生一種「殉爆」現象。
3）爆炸極限
①爆炸極限的定義。可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最高或最低濃度，稱為爆炸極限。可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最低濃度，稱為爆炸下限。可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最高濃度，稱為爆炸上限。爆炸下限和上限之間的間隔稱為爆炸極限範圍。爆炸極限範圍越大，爆炸下限越低，爆炸上限越高，爆炸危險性就越大。混合物的濃度低於下限或高於上限時，既不能發生爆炸,也不能發生燃燒。但若濃度高於爆炸上限的爆炸混合物，離開密閉的設備、容器或空間，重新遇到空氣仍有燃燒或爆炸的危險。
②不同物質的爆炸極限。可燃氣體和液體的爆炸極限，通常用體積百分比表示。表3-1-5為部分可燃氣體在空氣和氧氣中的爆炸極限，表3-1-6為部分可燃液體的爆炸極限。不同的物質由於其理化性質不同，其爆炸極限也不同。即使是同一種物質，在不同的外界條件下，其爆炸極限也不同，從表3-1-5可以看出，物質在氧氣中的爆炸極限範圍要比在空氣中的爆炸極限範圍大。
可燃粉塵的爆炸極限一般用單位體積的質量(g/m)表示。表3-1-7為部分常見可燃粉的爆炸下限。試驗表明，許多工業粉塵的爆炸上限為2000~6000g/m,但由於粉塵沉降等原因，實際情況下很難達到爆炸上限值。因此，通常只應用粉塵的爆炸下限，其爆炸上限一般沒有實用價值。
③爆炸極限在消防中的應用。主要體現在以下三個方面：
第一方面：作為評定可燃氣體、液體蒸氣或粉塵等物質火災爆炸危險性大小的主要指標。由於爆炸極限範圍越大，爆炸下限越低，越容易與空氣或其他助燃氣體形成爆炸性混合物，其可燃物的火災爆炸危險性就越大。因此，《建築設計防火規範》(GB50016)在對生產及儲存物品的火災危險性分類時，以爆炸極限為其中的火災危險性特徵對其進行了相應分類。第一，在對生產的火災危險性分類時，將生產中使用或產生爆炸下限小於10%的氣體物質，劃分為甲類生產，例如氫氣、甲烷、乙烯、乙煥、環氧乙烷、氯乙烯、硫化氫、水煤氣和天然氣等氣體；將生產中使用或產生爆炸下限不小於10%的氣體，劃分為乙類生產，例如一氧化碳壓縮機室及淨化部位，發生爐煤氣或鼓風爐煤氣淨化部位，氨壓縮機房。第二，在對儲存物品的火災危險性分類時，將儲存爆炸下限小於10%的氣體和受到水或空氣中水蒸氣的作用能產生爆炸下限小於10%氣體的固體物質，劃分為甲類儲存物品場所；將儲存爆炸下限不小於10%的氣體，劃分為乙類儲存物品場所。
第二方面：作為確定廠房和倉庫防火措施的依據。以爆炸極限為特徵對生產廠房的火災危險性和儲存物品倉庫的火災危險性進行分類後，以此為依據可以進一步確定廠房和倉庫的耐火等級、防火間距、電氣設備選用、建築消防設施以及滅火救援力量的配備等。
第三方面：在生產、儲存、運輸、使用過程中，根據可燃物的爆炸極限及其危險特性，確定相應的防爆、洩爆、抑爆、隔爆和抗爆措施。例如，利用可燃氣體或蒸氣氧化法生產時，可採用惰性氣體稀釋和保護的方式，避免可燃氣體或蒸氣的濃度在爆炸極限範圍之內。存在粉塵爆炸危險的工藝設備，採用監控式抑爆裝置進行保護，從而在爆炸初始階段，通過物理化學作用撲滅火焰，使未爆炸的粉塵不再參與爆炸。
4 ）最低引爆能量
①最低引爆能量的定義。最低引爆能量又稱最小點火能量，是指在一定條件下,每一種爆炸性混合物的起爆最小點火能量。
②不同物質的最低引爆能量。表3-1-8為部分可燃氣體和蒸氣的最低引爆能量,表3-1-9部分可燃粉塵的最低引爆能量。爆炸性混合物的最低引爆能量越小，其燃爆危險性就越大，低於該能量，混合物就不會爆炸。
5）引發爆炸的直接原因。引發爆炸事故的直接原因可歸納為以下兩大方面：
①機械、物質或環境的不安全狀態。由機械、物質或環境的不安全狀態引發爆炸事故的原因主要有以下三個方面：
a. 生產設備原因。選材不當或材料質量有問題，導致設備存在先天性缺陷；由於結構設計不合理，零部件選配不當，導致設備不能滿足工藝操作的要求；由於腐蝕、超溫、超壓等導致出現破損、失靈、機械強度下降、運轉摩擦部件過熱等。
b. 生產工藝原因。物料的加熱方式方法不當，致使引爆物料；對工藝性火花控制不力而形成引火源；對化學反應型工藝控制不當，致使反應失控；對工藝參數控制失靈，導致出現超溫、超壓現象。
c. 物料原因。生產中使用的原料、中間體和產品大多是有火災、爆炸危險性的可燃物；工作場所過量堆放物品；對易燃易爆危險品未採取安全防護措施；產品下機後不待冷卻便入庫堆積；不按規定掌握投料數量、投料比、投料先後順序；控制失誤或設備故障造成物料外溢，生產粉塵或可燃氣體達到爆炸極限。
②人的不安全行為。由人的不安全行為導致爆炸的原因主要有：違反操作規程，違章作業，隨意改變操作控制條件；生產和生活用火不慎，亂用爐火、燈火，亂丟未熄滅的火柴杆、菸蒂；判斷失誤、操作不當，對生產出現的超溫、超壓等異常現象束手無策；不遵循科學規律指揮生產，盲目施工，超負荷運轉等。
6）爆炸對火災發生變化的影響。爆炸衝擊波能將燃燒著的物質拋散到高空和周圍地區，如果燃燒的物質落在可燃物體上就會引起新的火源，造成火勢蔓延擴大。除此之外，爆炸衝擊波能破壞難燃結構的保護層，使保護層脫落，可燃物體暴露於表面,這就為燃燒面積迅速擴大增加了條件。由於衝擊波的破壞作用，使建築結構發生局部變形或倒塌，增加空隙和孔洞，其結果必然會使大量的新鮮空氣流入燃燒區，燃燒產物迅速流到室外。在此情況下，氣體對流大大加強，促使燃燒強度劇增，助長火勢迅速發展。同時由於建築物孔洞大量增加，氣體對流的方向發生變化，火勢蔓延方向也會改變。如果衝擊波將熾熱火焰衝散，使火焰穿過縫隙或不嚴密處，進入建築結構的內部孔洞，也會引起該部位的可燃物質發生燃燒。火場如果有沉浮在物體表面上的粉塵，爆炸的衝擊波會使粉塵揚撒於空間，與空氣形成爆炸性混合物，可能發生再次爆炸或多次爆炸。當可燃氣體、液體和粉塵與空氣混合發生爆炸時，爆炸區域內的低燃點物質會在頃刻之間全部發生酷燒，燃燒面積迅速擴大。火場上發生爆炸，不僅對火勢發展變化有極大影響，而且對撲救人員和附近群眾也有嚴重威脅。因此，應採取有效措施，防止和消除爆炸危險。
2. 按燃燒物形態不同分類
按燃燒物形態不同，燃燒分為固體物質燃燒、液體物質燃燒和氣體物質燃燒三種類型。
（1）固體物質燃燒
根據固體物質的燃燒特性，其主要有以下四種燃燒方式：
1）陰燃。物質無可見光的緩慢燃燒，通常產生煙氣並有溫度升高的現象，稱為陰燃。陰燃是在燃燒條件不充分的情況下發生的緩慢燃燒，是固體物質特有的燃燒形式。固體物質能否發生陰燃，主要取決於固體材料自身的理化性質及其所處的外部環境。例如，成捆堆放的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、鋸末等固體可燃物,在空氣不流通、加熱溫度較低或含水分較高時就會發生陰燃。這種燃燒看不見火苗,可持續數天，不易發現。陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉化。如在密閉或通風不良的場所發生火災，由於燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度減慢，分解出的氣體量減少，火焰逐漸熄滅，此時有焰燃燒可能轉為陰燃。但如果改變通風條件,增加供氧量或可燃物中的水分蒸發到一定程度，也可能由陰燃轉變為有焰燃燒。火場上的復燃現象和固體陰燃引起的火災等都是陰燃在一定條件下轉化為有焰燃燒的例子。
2）蒸發燃燒。可燃固體受熱後升華或爆化後蒸發，隨後蒸氣與氧氣發生的有焰燃燒現象，稱為蒸發燃燒。固體的蒸發燃燒是一個熔化、汽化、擴散、燃燒的連續過程，屬於有焰的均相燃燒。例如，蠟燭、樟腦、松香、硫黃等物質燃燒就是典型的蒸發燃燒形式。
3）分解燃燒。分子結構複雜的可燃固體，由於受熱分解而產生可燃氣體後發生的有焰燃燒現象，稱為分解燃燒。例如，木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等物質的燃燒就屬於分解燃燒。分解燃燒與蒸發燃燒一樣，都屬於有焰的均相燃燒，只是可燃氣體的來源不同：蒸發燃燒的可燃氣體是相變的產物，而分解燃燒的可燃氣體來自固體的熱分解。
4)表面燃燒。可燃固體的燃燒反應是在其表面直接吸附氧氣而發生的燃燒，稱為表面燃燒。例如，木炭、焦炭、鐵、銅等物質燃燒就屬於典型的表面燃燒。這種燃燒方式的特點是：在發生表面燃燒的過程中，固體物質既不熔化或汽化，也不發生分解，只是在其表面直接吸附氧氣進行燃燒反應，固體表面呈高溫、熾熱、發紅、發光而無火焰的狀態，空氣中的氧不斷擴散到固體高溫表面被吸附，進而發生氣固非均相反應，反應的產物帶著熱量從固體表面逸出。表面燃燒呈無火焰的非均相燃燒，因此，有時又稱為異相燃燒。
實際上，上述四種燃燒形式的劃分不是絕對的，有些可燃固體的燃燒往往包含兩種或兩種以上的形式。例如，木材及木製品、紙張、棉、麻、化纖織物等可燃性固體，四種燃燒形式往往同時伴隨在火災過程中：陰燃一般發生在火災的初起階段；蒸發燃燒和分解燃燒多發生於火災的發展階段和猛烈燃燒階段；表面燃燒通常發生在火災的熄滅階段。
(2) 液體物質燃燒
根據液體物質的燃燒特性，其燃燒方式主要有以下四種：
1 ) 閃燃
①閃燃的定義。可燃性液體揮發的蒸氣與空氣混合達到一定濃度後，遇明火發生一閃即滅的燃燒現象，稱為閃燃。
②閃燃的形成過程。在一定溫度條件下，可燃性液體表面會產生可燃蒸氣，這些可燃蒸氣與空氣混合形成一定濃度的可燃性氣體，當其濃度不足以維持持續燃燒時,遇火源能產生一閃即滅的火苗或火光，形成一種瞬間燃燒現象。可燃性液體之所以會發生一閃即滅的閃燃現象，是因為液體在閃燃溫度下蒸發的速度較慢，所蒸發出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，而來不及提供足夠的蒸氣維持穩定的燃燒，故閃燃一下就熄滅了。閃燃往往是可燃性液體發生著火的先兆，因此，從消防角度來說，發生閃燃就是危險的警告。
③液體的閃點
a. 閃點的定義。在規定的試驗條件下，可燃性液體表面產生的蒸氣在試驗火焰作用下發生閃燃的最低溫度，稱為閃點，單位為「℃」。
b. 閃點的變化規律。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關，飽和蒸氣壓越高，閃點越低。表3-1-10列出了部分可燃性液體的閃點。同系物液體的閃點具有以下規律:
閃點隨其分子量的增加而升高；閃點隨其沸點的增加而升高；閃點隨其密度的增加而升高；閃點隨其蒸氣壓的降低而升高。
c.閃點在消防上的應用。閃點是可燃性液體性質的主要特徵之一，是評定可燃性液體火災危險性大小的重要參數。閃點越低，火災危險性就越大；反之，則越小。在一定條件下，當液體的溫度高於其閃點時，液體隨時有可能被引火源引燃或發生自燃；當液體的溫度低於閃點時，液體不會發生閃燃，更不會著火。閃點在消防上的應用體現在以下方面：一是根據閃點劃分可燃性液體的火災危險性類別。例如，《建築設計防火規範》（GB50016）在對生產及儲存物品場所的火災危險性分類時，以閃點作為火災危險性的特徵對其進行了相應分類。即將液體生產及儲存場所的火災危險性分為甲類（閃點＜28℃的液體）、乙類（28℃≤閃點＜60℃的液體）、丙類（閃點≥60℃的液體）三個類別。再如，《石油庫設計規範》（GB50074）根據閃點將液體分為易燃液體（閃點＜45℃的液體）和可燃液體（閃點≥45℃的液體）兩種類型。二是根據閃點間接確定滅火劑的供給強度。例如，《泡沫滅火系統設計規範》（GB50151）在確定非水溶性液體儲罐採用固定式、半固定式液上噴射系統時，依據液體閃點所劃分的甲類、乙類和丙類液體，明確其對應的泡沫混合液供給強度和連續供給時間不應小於表3-1-11的規定值。
2）蒸發燃燒。蒸發燃燒是指可燃性液體受熱後邊蒸發邊與空氣相互擴散混合，遇引火源後發生燃燒，呈現有火焰的氣相燃燒形式。可燃性液體在燃燒過程中，並不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時蒸發出來的液體蒸氣被分解、氧化達到燃點而燃燒。因此，液體能否發生燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發速率等密切相關。
3）沸溢燃燒
①沸溢的定義。正在燃燒的油層下的水層因受熱沸騰膨脹導致燃燒著的油品噴濺，使燃燒瞬間增大的現象，稱為沸溢。
②沸溢的形成過程及其危害。含有一定水分、黏度較大的重質油品（如原油、重油）中的水以乳化水和水墊層兩種形式存在。乳化水是懸浮於油中的細小水珠，油水分離過程中，水沉降在底部就形成水墊層。當重質油品燃燒時，這些沸程較寬的重質油品產生熱波，在熱波向液體深層運動時，由於溫度遠高於水的沸點，會使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽穿過油層向液面上浮，在向上移動過程中形成油包氣的氣泡,即油的一部分形成了含有大量蒸汽氣泡的泡沫。這種表面包含有油品的氣泡，比原來的水體積擴大千倍以上，氣泡被油薄膜包圍形成大量油泡群，液面上下像開鍋一樣沸騰，到儲罐容納不下時，油品就會像「跑鍋」一樣溢出罐外，這就是沸溢形成的過程。
有關試驗表明，含有1%水分的石油，經45 ~ 60 min燃燒就會發生沸溢。在一般情況下，油品含水量大，熱波移動速度快，沸溢出現早；油品含水量小，熱波移動速度慢,沸溢出現就晚。儲罐發生沸溢時，油品外溢距離可達幾十米，面積可達數千平方米,會形成大面積流散液體燃燒，對滅火救援人員及消防器材裝備等的安全會產生巨大的威脅。
③沸溢的形成條件。含有水分、黏度較大的重質油品發生燃燒時，有可能產生沸溢現象。通常，沸溢形成必須具備以下三個條件：一是油品為重質油品且黏度較大;二是油品具有熱波的特性；三是油品含有乳化水。
④沸溢的典型徵兆。一是出現液滴在油罐液面上跳動並發出「啪嘰啪嘰」的微爆噪聲；二是燃燒出現異常，火焰呈現大幅度的脈動、閃爍；三是油罐開始出現振動。
4 ）噴濺燃燒
①噴濺的定義。儲罐中含有水墊層的重質油品在燃燒過程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也不斷加大。當熱波達到水墊層時，水墊層的水變成水蒸氣，蒸汽體積迅速膨脹，當形成的蒸汽壓力大到足以把水墊層上面的油層抬起時,蒸汽衝破油層將燃燒著的油滴和包油的油汽拋向上空，向四周噴濺燃燒，這種現象稱為噴濺燃燒。
②噴濺的形成過程及其危害。一般情況下，發生噴濺的時間要晚於發生沸溢的時間，常常是先發生沸溢，間隔一段時間，再發生噴濺。研究表明，噴濺發生的時間與油層厚度、熱波移動速度及油的燃燒線速度有關，儲罐從著火到噴濺的時間與油層厚度成正比，與燃燒的速度和熱波傳播的速度成反比。油層越薄，燃燒速度、油品溫度傳遞速度越快，越能在著火後較短時間內發生噴濺。而噴濺高度和散落面積與油層厚度、儲罐直徑有關。發生噴濺時油品與火突然騰空而起，帶出的燃油從池火燃燒狀態轉變為液滴燃燒狀態，向外噴出，形成空中燃燒，火柱高達十幾米甚至幾十米，燃燒強度和危險性隨之增加，導致流散液體增多，燃燒面積迅速增大，嚴重威脅周邊建（構）築物、器材裝備及人員的安全。因此，儲罐一旦出現沸溢和噴濺，火場有關人員必須立即撤到安全地帶，並應採取必要的技術措施，防止噴濺時油品流散，火勢蔓延和擴大。
③噴濺的形成條件。從噴濺形成的過程看，發生噴濺必須具備以下條件：一是油品屬於沸溢性油品；二是儲罐底部含有水墊層；三是熱波頭溫度高於水的沸點，並與水墊層接觸。
④噴濺的典型徵兆。一是油麵蠕動、湧漲現象明顯，出現油泡沫2 4次；二是火焰變白且更加發亮，火舌尺寸變大，形似火箭；三是顏色由濃變淡；四是罐壁發生劇烈抖動，並伴有強烈的「嘶嘶」聲。
（3）氣體物質燃燒
可燃氣體的燃燒不像固體、液體物質那樣需經熔化、分解、蒸發等變化過程，其在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴散混合，完成燃燒反應的準備階段。當混合氣體達到一定濃度後，遇引火源即可發生燃燒或爆炸，因此，氣體的燃燒速度大於固體、液體。根據氣體物質燃燒過程的控制因素不同，其有以下兩種燃燒方式：
1 ）擴散燃燒。可燃性氣體或蒸氣與氣體氧化劑互相擴散，邊混合邊燃燒的現象，稱為擴散燃燒。例如，天然氣井口的井噴燃燒、工業裝置及容器破裂口噴出燃燒等均屬於擴散燃燒。擴散燃燒的特點是擴散火焰不運動，也不發生回火現象，可燃氣體與氣體氧化劑的混合在可燃氣體噴口進行。氣體擴散多少，就燒掉多少，這類燃燒比較穩定。對於穩定的擴散燃燒，只要控制得好，就不至於造成火災，一旦發生火災也較易撲救。
2）預混燃燒。可燃氣體或蒸氣預先同空氣（或氧氣）混合，遇引火源產生帶有衝擊力的燃燒現象，稱為預混燃燒。這類燃燒往往造成爆炸，因此，也稱爆炸式燃燒或動力燃燒。預混燃燒按照混合程度不同，又分為部分預混燃燒（即可燃氣體預先與部分空氣或氧氣混合的燃燒）和完全預混燃燒（即可燃氣體預先與過量空氣或氧氣混合的燃燒）兩種形式。預混燃燒的特點是燃燒反應快，溫度高，火焰傳播速度快，反應混合氣體不斷擴散，在可燃混合氣體中會產生一個火焰中心，成為熱量與化學活性粒子集中源。預混燃燒一般發生在封閉體系或混合氣體向周圍擴散的速度遠小於燃燒速度的敞開體系中。當大量可燃氣體洩漏到空氣中，或大量可燃液體洩漏並迅速蒸發產生蒸氣，則會在大範圍空間內與空氣混合形成可燃性混合氣體，若遇引火源就會立即發生爆炸。許多火災爆炸事故都是由預混燃燒引起的，如制氣系統檢修前不進行置換就燒焊，燃氣系統開車前不進行吹掃就點火，用氣系統產生負壓「回火」或漏氣未被發現而動火等，往往形成動力燃燒，極易造成設備損壞和人員傷亡事故。
四、燃燒產物
1. 燃燒產物的定義
由燃燒或熱解作用而產生的全部物質，稱為燃燒產物。它通常包括燃燒生成的煙氣、熱量和氣體等。
2. 燃燒產物的分類
燃燒產物分為完全燃燒產物和不完全燃燒產物兩類。
（1）完全燃燒產物
可燃物質在燃燒過程中，如果生成的產物不能再燃燒，則稱為完全燃燒，其產物為完全燃燒產物，例如二氧化碳、二氧化硫等。
（2）不完全燃燒產物
可燃物質在燃燒過程中，如果生成的產物還能繼續燃燒，則稱為不完全燃燒，其產物為不完全燃燒產物，例如一氧化碳、醇類、醛類、醵類等。
3. 不同物質的燃燒產物
燃燒產物的數量及成分，隨物質的化學組成以及溫度、空氣（氧）的供給情況等變化而有所不同。
（1）單質的燃燒產物
一般單質在空氣中的燃燒產物為該單質元素的氧化物。如碳、氫、硫等燃燒分別生成二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫，這些產物不能再燃燒，屬於完全燃燒產物。
（2）化合物的燃燒產物
一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產物外，還會生成不完全燃燒產物。最典型的不完全燃燒產物是一氧化碳，它能進一步燃燒生成二氧化碳。特別是一些高分子化合物，受熱後會產生熱裂解，生成許多不同類型的有機化合物，並能進一步燃燒。
（3）木材的燃燒產物
木材屬於高熔點類混合物，主要由碳、氫、氧、氮等元素組成，常以纖維素分子形式存在。木材燃燒一般包含分解燃燒和表面燃燒兩種類型。在高溼、低溫、貧氧條件下,木材還能發生陰燃。木材的燃燒存在三個比較明顯的階段：一是乾燥準備階段。當木材接觸火源時水分開始蒸發，加熱到約110Y時就被乾燥並蒸發出極少量的樹脂。溫度達到150 ~ 200℃時，木材開始分解，產物主要是水蒸氣和二氧化碳，為燃燒做好了準備。二是有焰燃燒階段，即木材的熱分解產物的燃燒。當溫度達到200280℃時，木材開始變色並炭化，分解產物主要是一氧化碳、氫和碳氫化合物，並進行穩定的有焰燃燒，直到木材的有機質組分分解完為止，有焰燃燒才結束。三是無焰燃燒階段，即木炭的表面燃燒。當木材被加熱到300℃以上時，在木材表面垂直於紋理方向上木炭層出現小裂紋，使揮發物容易通過炭化層表面逸出。隨著炭化深度的增加，裂縫逐漸加寬，產生「龜裂」現象。
（4）高聚物的燃燒產物
有機高分子化合物（簡稱高聚物），主要是以石油、天然氣、煤為原料製得，例如人們熟知的塑料、橡膠、合成纖維這三大合成有機高分子化合物。高聚物的燃燒過程十分複雜，包括一系列的物理和化學變化，主要分為受熱軟化熔融、熱分解和著火燃燒三個階段。高聚物的燃燒與熱源溫度、物質的理化特性和環境氧濃度等因素密切相關，其著火燃燒的難易程度有很大差別。高聚物的燃燒具有發熱量大、燃燒速度快、發煙量大、有熔滴等特點，並且在燃燒或分解過程中會產生氮氧化合物、氯化氫、光氣、氤化氫等大量有毒或有刺激性的有害氣體，其燃燒產物的毒性十分劇烈。不同類型的高聚物在燃燒或分解過程中會產生不同類別的產物：只含碳和氫的高聚物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯燃燒時有熔滴，易產生一氧化碳氣體；含有氧的高聚物，例如賽璐珞、有玻璃等燃燒時變軟，無熔滴，同樣產生一氧化碳氣體；含有氮的高聚物，例如三聚氤胺甲醛樹脂、尼龍等燃燒時有熔滴，會產生一氧化碳、一氧化氮、氤化氫等有毒氣體；含有氯的高聚物，例如聚氯乙烯等燃燒時無熔滴，有炭瘤，並產生氯化氫氣體，有毒且溶於水後有腐蝕性。
4 .燃燒產物的毒性及其危害
燃燒產物大多是有毒有害氣體，例如一氧化碳、氤化氫、二氧化硫等均對人體有不同程度的危害，往往會通過呼吸道侵入或刺激眼結膜、皮膚黏膜使人中毒甚至死亡。據統計，在火災中死亡的人約75%是由於吸入毒性氣體中毒而致死的。一氧化碳是火災中致死的主要燃燒產物之一，其毒性在於對血液中血紅蛋白的高親和力。一氧化碳與血紅蛋白的親和力比氧與血紅蛋白的親和力高200300倍，所以一氧化碳極易與血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用，造成人體組織缺氧而窒息。當吸入一氧化碳氣體後，一氧化碳能阻止人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛、虛脫、神志不清、肌肉調節障礙等症狀，嚴重時會使人昏迷甚至死亡。表3-1-12所示為不同濃度的一氧化碳對人體的影響。另外，建築物內廣泛使用的合成高分子等物質燃燒時，不僅會產生一氧化碳、二氧化碳，而且還會分解出乙醛、氯化氫、氧化氫等有毒氣體，給人的生命安全造成更大的威脅，表3-1-13為部分主要有害氣體的來源及對人體的影響。
5 . 煙氣
（1）煙氣的定義及成分
煙氣是指物質高溫分解或燃燒時產生的固體和液體微粒、氣體，連同夾帶和混入的部分空氣形成的氣流。
火災煙氣的主要成分有：燃燒和熱分解所生成的氣體，例如一氧化碳、二氧化碳、割化氫、氯化氫、硫化氫、乙醛、丙醛、光氣、苯、甲苯、氯氣、氨氣、氮氧化合物等；懸浮在空氣中的液體微粒，例如蒸氣冷凝而成的均勻分散的焦油類粒子和高沸點物質的凝縮液滴等；固態微粒，例如燃料充分燃燒後殘留下來的灰燼和炭黑固體粒子。
（2）煙氣的危害性
建（構）築物發生火災時，建築材料及裝修材料、室內可燃物等在燃燒時所產生的生成物之一是煙氣。不論是固態物質還是液態物質、氣態物質在燃燒時，都要消耗空氣中大量的氧，並產生大量熾熱的煙氣。煙氣是一種混合物，其含有的各種有毒性氣體和固體碳顆粒具有以下危害性：
1）毒害性。火災中產生的煙氣中含有的各種有毒氣體，其濃度往往超過人的生理正常所允許的最高濃度，極易造成人員中毒死亡。例如，人生理正常所需要的氧濃度應大於16%,而煙氣中含氧量往往低於此數值。據有關試驗測定：當空氣中含氧量降低到15%時，人的肌肉活動能力下降；降到10% ~ 14%時，人就會四肢無力，智力混亂，辨不清方向；降到6% ~ 10%時，人就會暈倒；低於6%時，人的呼吸會停止，約5 min就會死亡。實際的著火房間中氧的最低濃度僅有3%左右，可見在發生火災時人要是不及時逃離火場是很危險的。此外，火災煙氣中常含有割化氫、滷化氫、光氣及醛、醍等多種有毒刺激性氣體，使眼睛不能長時間睜開，不能較好地辨別方向，這勢必影響逃生能力。另據試驗表明：一氧化碳濃度達到1%時，人在1 ~2m in內死亡；氫氧酸的濃度達到0.027%時，人立即死亡；氯化氫的濃度達到0.2%時，人在數分鐘內死亡；二氧化碳的濃度達到20%時，人在短時間內死亡。在對火災遇難者的屍體解剖中發現，死者血液中經常含有瑛基血紅蛋白，這是吸入一氧化碳和氤化物等的結果。
2）窒息性。二氧化碳在空氣中的含量過高，會刺激人的呼吸系統，使呼吸加快,引起口腔及喉部腫脹，造成呼吸道阻塞，從而產生窒息。表3-1-14為不同濃度的二氧化碳對人體的影響。例如，河南省某商廈「1225」特別重大火災事故，造成309人死亡、7人受傷。事後調查表明，這起火災的遇難人員全部是因為吸入有毒煙氣中毒、窒息而亡。
3）減光性。火災煙氣中存在大量的懸浮固體和液體煙粒子，煙粒子粒徑為幾微米到幾十微米，而可見光波的波長為0.4 ~ 0.7 [im ,即煙粒子的粒徑大於可見光的波長，這些煙粒子對可見光是不透明的，對可見光有完全的遮蔽作用。當煙氣瀰漫時,可見光因受到煙粒子的遮蔽而大大減弱，能見度大大降低，這就是煙氣的減光性。煙氣的減光性，會使火場能見距離降低，進而影響人的視線，使人在濃煙中辨不清方向，不易找到起火點和辨別火勢發展方向，嚴重妨礙人員安全疏散和消防人員滅火撲救。
4）高溫性。火災煙氣是燃燒或熱解的產物，在物質的傳遞過程中，攜帶大量的熱量離開燃燒區，其溫度非常高，火場上煙氣往往能達到300 ~ 800 甚至超過多數可燃物質的熱分解溫度，人在火災煙氣中極易被燙傷。試驗表明，短時間內人的皮膚直接接觸煙氣的安全溫度範圍不宜超過6 5℃ ,接觸超過100℃的煙氣，不僅會出現虛脫現象且幾分鐘內就會嚴重燒傷或燒死。
5 ）爆炸性。煙氣中的不完全燃燒產物，如一氧化碳、氧化氫、硫化氫、氨氣、苯、炷類等都是易燃物質，這些物質的爆炸下限都不高，極易與空氣形成爆炸性混合氣體，使火場有發生爆炸的危險。
6 ）恐怖性。發生火災時，煙氣和火焰衝出門窗孔洞，濃煙滾滾，烈火熊熊，高溫烘烤，使人陷入極度恐懼狀態，驚慌失措，失去理智，會給火場人員疏散造成嚴重混亂局面。
（3）煙氣的流動和蔓延
火災產生的高溫煙氣的密度比冷空氣小，因此，煙氣在建築物內向上升騰，但因受到建築結構、開口和通風條件等限制，遇到水平樓板或頂棚時，即改為水平方向流動，所以煙氣在流動擴散過程中通常呈水平方向和豎直方向流動擴散蔓延，如圖3- 1-3所示。煙氣在頂棚下向前運動時，如遇梁或擋煙垂壁，煙氣受阻，此時煙氣會折回，聚集在儲煙倉上空，直到煙的層流厚度超過梁高時，煙會繼續前進，佔滿另外空間。研究表明，煙氣的蔓延速度與火災燃燒階段、煙氣溫度和蔓延方向有關。煙氣在水平方向的流動擴散速度較小，豎直上升速度比水平流動速度大得多。
據測試，水平方向煙氣流動擴散速度，在火災初期為0.1 ~ 0.3 m /s,在火災中期為 0.5 ~ 0.8 m/s；而在豎直方向煙氣流動擴散速度可達1 8m/s。通常，在建築內部煙氣流動擴散一般有三條路線:第一條路線是著火房間一走廊—樓梯間→上部各樓層→室外；第二條路線是著火房間→室外；第三條路線是著火房間→相鄰上層房間→室外。
1）著火房間內的煙氣流動蔓延。火災過程中，由於熱浮力作用，煙氣從火焰區域沿豎直方向上升到達樓板或者頂棚，然後會改變流動方向沿頂棚水平方向流動擴散。由於冷空氣混入以及建築圍護構件的阻擋，水平方向流動擴散的煙氣溫度逐漸下降並向下流動。逐漸冷卻的煙氣和冷空氣流向燃燒區，形成了室內的自然對流，使火越燒越旺。著火房間內頂棚下方逐漸積累形成穩定的煙氣層。著火房間內煙氣在流動擴散過程中，會出現以下現象：
①煙羽流。火災時煙氣卷吸周圍空氣所形成的混合煙氣流，稱為煙羽流。煙羽流按火焰及煙的流動情形，可分為軸對稱型煙羽流（見圖3-1-4）、陽臺溢出型煙羽流、窗口型煙羽流等。在燃燒表面上方附近為火焰區，它分為連續火焰區和間歇火焰區。而火焰區上方為燃燒產物即煙氣的羽流區，其流動完全由浮力效應控制，由於浮力作用，煙氣流會形成一個熱煙氣團，在浮力的作用下向上運動，在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發生摻混。
②頂棚射流。當煙羽流撞擊到房間的頂棚後，沿頂棚水平運動，形成一個較薄的頂棚射流層，稱為頂棚射流。由於它的作用，使安裝在頂棚上的感煙火災探測器、感溫火災探測器和灑水噴頭感應動作，實現自動報警和噴水滅火。
③煙氣層沉降。隨著燃燒持續發展，新的煙氣不斷向上補充，室內煙氣層的厚度逐漸增加。在這一階段，上部煙氣的溫度逐漸升高，濃度逐漸增大，如果可燃物充足,且煙氣不能充分地從上部排出，煙氣層將會一直下降，直到浸沒火源。由於煙氣層的下降，使得室內的潔淨空氣減少，如果著火房間的門、窗等開口是敞開的，煙氣會沿這些開口排出。因此，發生火災時，應設法通過打開排煙口等方式，將煙氣層限制在一定高度。否則，著火房間煙氣層下降到房間開口位置，如門、窗或其他縫隙時，煙氣會通過這些開口蔓延擴散到建築的其他部位。
④火風壓。火風壓是指建築物內發生火災時，在起火房間內，由於溫度上升，氣體迅速膨脹，對樓板和四壁形成的壓力。火風壓的影響主要在起火房間，如果火風壓大於進風口的壓力，則大量的煙火通過外牆窗口由室外向上蔓延；若火風壓等於或小於進風口的壓力，則煙火便全部從內部蔓延，當它進入樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等豎井後，會大大增強煙囪效應。
2）走廊的煙氣流動蔓延。隨著火災的發展，著火房間上部煙氣層會逐漸變厚。如果著火房間設有外窗或專門的排煙口，煙氣將從這些開口排至室外。若煙氣的生成量很大，致使外窗或專設排煙口來不及排出煙氣，煙氣層厚度會繼續增大。當煙氣層厚度增大到超過擋煙垂壁的下端或房門的上緣時，煙氣就會沿著水平方向蔓延擴散到走廊。著火房間內煙氣向走廊的擴散流動是火災煙氣流動的主要路線。顯然，著火房間門、窗不同的開關狀態，會在很大程度上影響煙氣向走廊擴散的效果。如果房間的門、窗都緊閉，空氣和煙氣僅僅通過門、窗的縫隙進出，流量非常有限。如果外窗關閉,室內門開啟，會使著火房間產生的煙氣大量擴散到走廊中。當發生轟燃時，門、窗玻璃破碎或門板破損，火勢迅猛發展，煙氣生成量大大增加，致使大量煙氣從著火房間流出。
3）豎井中的煙氣流動蔓延。在高層建築中，走廊中的煙氣除了向其他房間蔓延外，由於受煙囪效應的驅動，還會通過建築物內的樓梯井、電梯井、管道井等豎井向上流動擴散。所謂的煙囪效應是指在相對封閉的豎向空間內，由於氣流對流而使煙氣和熱氣流向上流動的現象。經測試，在煙囪效應的作用下，火災煙氣在豎井中的上升運動十分顯著，流動蔓延速度可達6 ~ 8m /s,甚至更快。因此，煙囪效應是造成煙氣向上蔓延的主要因素。
火災時由於建築物內的溫度高於室外溫度，所以室內氣流總的方向是自下而上,即正煙囪效應。在正煙囪效應下，若火災發生在中性面（即室內空間內部與外部壓力相等的高度）以下的樓層，火災煙氣進入豎井後會沿豎井上升。當升到中性面以上時,煙氣可由豎井上部的開口流出，也可進入建築物上部與豎井相連的樓層；若中性面以上的樓層起火，當火勢不大時，由煙囪效應產生的空氣流動可限制煙氣流進豎井，如果著火層的燃燒強烈，則熱煙氣的浮力足以克服豎井內的煙囪效應，仍可進入豎井而繼續向上蔓延。如果在盛夏季節，安裝空調的建築內的溫度比外部溫度低，這時建築內的氣體是向下運動的，即逆煙囪效應。逆煙囪效應的空氣流可驅使比較冷的煙氣向下運動，但在煙氣較熱的情況下，浮力較大，即使樓內起初存在逆煙囪效應，一段時間後煙氣仍會向上運動。因此，當高層建築中的樓梯間、電梯井、管道井、電纜井、排氣道等各種豎井的防火分隔或封堵處理不當時，就會形同一座高聳的煙囪，強大的抽拔力將使煙火沿著豎井迅速蔓延擴大。
（4）煙氣的顏色及嗅味特徵
不同物質燃燒，產生煙氣的顏色及嗅味特徵各不相同，表3-1-15列舉了部分可燃物產生的煙氣顏色及嗅味特徵。在火場上，消防救援人員可通過識別煙氣的這些特徵，為火情偵查、人員疏散與火災撲救提供參考和依據。
6 .火焰、燃燒熱和燃燒溫度
（1）火焰
1）火焰的定義。火焰俗稱火苗，是指發光的氣相燃燒區域。火焰是可燃物在氣相狀態下發生燃燒的外部表現。
2）火焰的構成。對於固體和液體可燃物而言，其燃燒時形成的火焰由焰心、內焰、外焰三部分構成，如圖3-1-5所示。焰心是指最內層亮度較暗的圓錐體部分，由可燃物受熱蒸發或分解產生的氣態可燃物構成。由於內層氧氣濃度較低，所以燃燒不完全，溫度較低。內焰是指包圍在焰心外部較明亮的圓錐體部分。內焰中氣態可燃物進一步分解，因氧氣供應不足，燃燒不是很完全，但溫度較焰心高，亮度也比焰心強。外焰是指包圍在內焰外面亮度較暗的圓錐體。外焰中，氧氣供給充足，因此燃燒完全,燃燒溫度最高。由於外焰燃燒的往往是一氧化碳和氫氣，熾熱的碳粒很少，因此，外焰幾乎沒有光亮。對於氣體可燃物而言，其燃燒形成的火焰只有內焰和外焰兩個區域，而沒有焰心區域，這是由於氣體的燃燒一般無相變過程。
3）火焰的特徵。火焰具有以下基本特徵：
①火焰具有放熱性。由於燃燒反應伴有大量的熱釋放，所以火焰區的氣體會被加熱到很高的溫度（一般大於1 200 K）。火焰區的熱能主要通過輻射、傳導和對流方式向周圍環境釋放。火焰溫度越高，輻射強度越高，對周圍可燃物和人員的威脅就越大。
②火焰具有顏色和發光性。火焰的顏色取決於燃燒物質的化學成分和助燃物的供應強度。大部分物質燃燒時火焰是橙紅色的，但有些物質燃燒時火焰具有特殊的顏色，如硫黃燃燒的火焰是藍色的，磷和鈉燃燒的火焰是黃色的。此外，火焰的顏色還與燃燒溫度有關，燃燒溫度越高，火焰就越明亮，顏色越接近藍白色。火焰有顯光（光亮）和不顯光（或發藍光）兩種類型，而顯光火焰又分為有燻煙和無燻煙兩種。含氧量達到50%以上的可燃物燃燒時，火焰幾乎無光。含氧量在50%以下的可燃物燃燒時，發出顯光（光亮或發黃光）火焰。如果燃燒物的含碳量達到60%以上，火焰則發出顯光，而且帶有大量黑煙。因此，根據火焰的顏色和發光特性，可以認定起火部位和範圍，判定燃燒的物質。此外，掌握不顯光火焰的特徵，可防止火勢擴大和灼傷人員。
③火焰具有電離特性。一般在碳氫化合物燃料和空氣的燃燒火焰中，氣體具有較高的電離度。
④火焰具有自行傳播的特徵。火焰一旦形成，就不斷地向相鄰未燃氣體傳播，直到整個反應系統反應終止。因此，根據火焰大小與流動方向，可以判定其燃燒速度和火勢蔓延方向。
（2）燃燒熱
燃燒熱是指在25℃、101kPa時1mol可燃物完全燃燒生成穩定的化合物所放出的熱量。燃燒熱值越高的物質燃燒時火勢越猛，溫度越高，輻射出的熱量也越多。物質燃燒時，都能放出熱量。這些熱量被消耗於加熱燃燒產物，並向周圍擴散。可燃物質的發熱量取決於物質的化學組成和溫度。
（3）燃燒溫度
燃燒溫度是指燃燒產物被加熱的溫度。不同可燃物質在同樣條件下燃燒時，燃燒速度快的比燃燒速度慢的燃燒溫度高。在同樣大小的火焰下，燃燒溫度越高，向周圍輻射出的熱量就越多，火災蔓延的速度就越快。