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专家关于几个安全问题的辨思

 CBYQ 2019-10-17

在安全生产咨询和安全检查过程中,发现一些不正确的意见,甚至引起不正确的执法。比如:

1.有企业对铝制品需要经过水洗工艺,除去表面污物,才能进行表面喷油。这个水洗工艺被认为是危险工艺,要求整改。

2.铝制品加工需要钻孔、锉削、局部用砂轮修磨,有人认为这是铝粉尘环境,会引起爆炸。

3.锂离子电池生产过程中需要储存一部分电解液,电解液属于易燃液体,有企业把电解液库房搞成密闭空间,用空调来保持比较低的温度。

4.锂离子电池着火,干粉灭火器为什么不能扑灭?

5.有一些消防演练使用瓶装液化气点着,然后用干粉灭火器扑灭。

面对这些问题,不由得产生疑问,这些做法正确吗?

1.铝制品怕水吗?铝制品在机械加工过程中产生的钻屑、锉屑乃至砂轮打磨产生屑的环境是不是粉尘爆炸环境?

2.锂离子电池生产企业存放电解液的库房防火防爆炸的主要措施是什么?

3.锂离子电池着火以后怎么样扑灭才是有效的?

4.可燃气体火灾怎么扑灭才是正确的?

为什么有的安全生产专家会给企业提供这些不正确的解决办法呢?我个人觉得之所以出现这些问题,是一些从事安全生产管理或者咨询的人员面对这些生产过程中出现的问题,不能抓住事物的主要矛盾和矛盾的主要方面,定性分析的多,定量分析的少,没有从量变引起质变的角度去观察问题,思考问题。

关于粉尘爆炸问题的思考

可燃性粉尘的指标

亲水性粉尘易于用湿式除尘法。粉尘分散度越大,爆炸的烈度越高。

定性分析:1.铝粉尘是怕水的。因为铝与水会产生化学反应,生成氢氧化铝,同时产生氢气,会产生热量。

2.铝粉尘是可以爆炸的,因为铝与空气中的氧气会产生化学反应,生成三氧化二铝。能够与氧气发生化学反应就会被点燃。所以,铝粉尘云会爆炸。


定量分析:铝粉要细到一定程度,与水反应产生的热量才会达到明显的程度。具有相当体积的铝制品产生的热量不会引起火灾,更不会发生爆炸。所以,过去不锈钢缺乏的时代,日常生活中使用的铝锅、铝盆、铝饭盒日日与水打交道,从来没有听说过发生过事故。那么,在铝制品生产加工过程中产生的钻屑、锉屑,甚至用砂轮局部打磨产生的磨屑与水反应,产生的热量也是可以忽略不计的,更不会发生爆炸。这些大颗粒不会形成粉尘云,不会发生爆炸。在安全检查过程中,遇到这种情况,不应该当作粉尘爆炸环境看待,只可以按生产环境管理来要求。同样,铝制品在喷油以前对表面用水进行除污处理,也是一种正常的生产工序,不存在危险性。


在电子显微镜下面可以看到粉尘颗粒的形状与大小。粉尘是由各种粒径的颗粒组成的。粉尘颗粒是不规则形状,因此,粉尘的粒径的定义是投影的最大尺寸。

这是某汽车厂铝制品打磨抛光的粉尘粒径分布。d(50)为5μm

对这个厂抛光工位的环境粉尘浓度分布检测结果如下:

间歇性打磨抛光:

除尘器风管入口处:15mg/m³

抛光台周围:             22㎎/m³

连续性打磨抛光:

除尘器风管入口处:  26㎎/m³

抛光台周围:              38㎎/m³


另外一个公司粉尘爆炸事故的粉尘粒径分析。d(0.5)为6.036μm


从表中可以看到,粉尘粒径小到一定程度才有发生爆炸的可能性。粉尘云的点燃温度高于粉尘层(积尘)的点燃温度。点燃粉尘云不但要达到一定的温度,还要达到最低点火能量。金属粉尘基本上都是合金,依合金成分不同,LEL会有差异。

对安全检查工作的启示


像这一种除尘通风管道里面沉积的铝屑的粒径是几百微米以上甚至毫米级,不会发生爆炸。在生产现场,机械加工产生的切屑、砂轮修磨产生的铝粉,都远大于可以发生爆炸的粒径,是安全的,不是粉尘爆炸环境。

在这种生产现场检查,不但要定性分析,更要定量分析,懂得量变达到一定程度才会引起质变。有一句话“粉不会爆炸,尘才会爆炸”,就是量变到质变的道理。


这是2012年11月20日发生在深圳市宝安区松岗街道东方社区的深圳市新信宇五金制品有限公司打磨抛光车间的铝粉尘爆炸事故。使用的是巷道式沉降除尘。巷道里积了很厚的铝粉尘。可以看出,粉尘非常细,具备了爆炸的条件。打磨抛光工人不知道抽风机坏了,继续打磨,在通风管道垂直段因为大颗粒粉尘下降引起静电,点燃粉尘,发生初次爆炸。激起积尘扬起,成为粉尘云,引起二次更大的爆炸。七人受伤,死亡三人。


这是一个木地板生产企业砂光机粉尘。木器厂有锯末、刨花和砂光粉尘。刨花和锯末都是大颗粒,只有火灾危险,没有爆炸危险。只有砂光机产生的粉尘具有爆炸危险性。这种偶然形成的粉尘云有一定的危险性,属于22区,不是20区。但是砂光机通风管道里面就是典型的20区了。所以,木器厂防爆的重点在砂光机通风管道里面。


粉尘爆炸主要矛盾是粒径小到一定程度的可燃粉尘。但是,处于镇静状态的粉尘是不会爆炸的,只有形成粉尘云,而且粉尘云的粉尘浓度在爆炸极限范围之内才会爆炸。浓度太低不行,太高也不行。所以,达到爆炸极限的粉尘云才是粉尘爆炸的矛盾的主要方面。

最近在网络上流传一个粉尘爆炸案例,原话是:女的喊“老公啊,水开了,来帮我倒面粉吧。”结果发生了粉尘爆炸。案例给的场景是炉子上烧水,有火。在厨房倒面粉,离火近,所以发生粉尘爆炸。甚至有的帖子说得有鼻子有眼,地址是厦门市,把厨房炸坏,夫妻两个从厨房炸出来,邻居们议论说这两口子经常在家里做面包。

稍微有一点生活常识和粉尘爆炸知识的人就会对这个案例的真实性产生怀疑。这个案例的场景包括可燃粉尘和火,却没有说明为什么会形成粉尘云。我是陕西人,七十岁了,吃了七十年面粉,也会做面食,从来没有听说过在家里做面食会引起粉尘爆炸。与河南籍的安全专家讨论,他们也理解不了。为什么呢?主要是对形成粉尘云的原因不理解。做面食,都是用碗把面粉从袋子里面舀到盆里,面粉一直处于镇静状态,怎么能爆炸?如果这个案例是真实的,除非两口子打架,以面粉为武器扬得满厨房都是面粉,形成了粉尘云。




  另外一个可能性就是那个妻子忽然打起喷嚏来了,就像这个女人,喷出了粉尘云。这真是一个喷嚏引起的血案。



  

铝合金抛光采用湿式除尘器,就有氢气产生。氢气非常容易燃烧,所以要把除尘器放在室外,使氢气不能集聚。氢气密度非常小,只有0.07,是往上飘的。如果在室内,会集聚在天花板附近。所以,如果在室内,就要特别注意天花板附近的通风问题。可燃气体浓度探测仪安装位置要放在可能产生氢气泄露处的上边。


湿式除尘器的水池。有自动控制装置,保证水是满的。铝粉尘遇到水产生氢气,同时发热。热量被水吸收,氢气随风飘扬,没有隐患。

  

2014年8月2日早上7:34分,昆山中荣公司发生铝粉尘爆炸,死亡146人,受伤114人,直接经济损失3.51亿元。

经测试分析,这里的铝粉尘主要成份是88.3%的铝和10.2%的硅。抛光产生的粉尘粒径中位值19微米,粉尘引燃温度为500℃。

4条生产线48个工位的抛光粉尘通过一条管道进入除尘器,在除尘器灰斗和集尘桶上部空间形成粉尘云。

因为当地气温高达31℃,空气湿度甚至高达97%,集尘桶底部锈蚀破损,桶内铝粉尘受潮,发生化学反应,既产生氢气,又产生热量。集尘桶是受限空间,热量不能散出,集聚形成点火源,温度高达500℃。温度升高以后,桶底铁锈三氧化二铁与铝产生“铝热反应”,将温度进一步推高,引燃铝粉尘。产生首次爆炸。激起桶里的约20千克铝粉尘以及管道里面的粉尘连续爆炸。

在日常生活中使用的铝制品与水产生化学反应发出的热量可以忽略不计。前面的湿式除尘器里面铝与水发生化学反应产生的热量被水吸收了,不会构成粉尘爆炸隐患。在中荣公司的除尘器里面,因为散热条件不好,促使热量集聚,引发事故。在这里,本来处于次要因素的铝水反应热的问题上升到矛盾的主要方面。


  2015年6月27日20时30分左右,台湾新北市八仙园水上乐园发生粉尘爆炸事故,死亡12人,受伤486人。事故原因是为了造气氛,用二氧化碳瓶吹撒彩色玉米粉,粉尘浓度每立方米超过45克,达到玉米粉爆炸下限。玉米粉撒到表面温度超过400℃的BEAM200电脑灯,点燃燃点430℃的玉米粉。推翻了以前由于吸烟引燃玉米粉的猜测。

这起事故说明了粉尘云浓度是粉尘爆炸的矛盾的主要方面,与是不是有限空间关系不大。有限空间有利于粉尘集聚,不利于粉尘飘散,容易引起粉尘爆炸事故。但是,无论在什么环境,只要粉尘浓度能够达到爆炸极限,就会引起爆炸。

  

1987年3月15日凌晨2时39分,哈尔滨亚麻厂发生粉尘爆炸,这是世界上最大的亚麻行业爆炸,死亡58人,受伤177人。毁坏厂房一万三千平方米,直接经济损失650万元(当时的钱)。爆炸产生的冲击波速度达到1000~3000米/秒,达到爆轰级别。

此厂建厂三十多年从来没有彻底清扫过粉尘,除尘效果也很差,在前工序梳麻、前纺车间的粉尘使几米外就看不清人。厂房没有防火分区,几个车间的除尘系统通过地下管道沟联通,13套滤尘器的集尘斗在地下室。地沟和地下室使得爆炸威力增强,把20多公分厚的地面炸开。厂房使用工字钢等易于集聚粉尘的结构。

这是一个有限空间使得爆炸易于发生和爆炸威力增强的案例。

  2010年2月24日,秦皇岛淀粉厂爆炸,死亡19人,受伤50人,直接经济损失450万元。

秦皇岛淀粉厂爆炸。淀粉LEL为45g/m³,起火点为470℃

  这是不锈钢抛光粉尘爆炸实验。不锈钢不会与空气迅速发生化学反应,所以不锈钢粉尘不具备爆炸性危险。但是,不锈钢制品在抛光过程中产生的粉尘主要是抛光材料,比如棉、麻制造的抛光轮,各种抛光蜡,这些东西是可燃的。不锈钢粉尘含量非常少,不会超过10%。所以,在不锈钢抛光工序,主要矛盾已经发生转化,由被抛光材料转化为抛光材料。


在粉尘涉爆问题中,防止形成粉尘云是矛盾的主要方面。治理粉尘云的主要方法是通风除尘。另外在建筑结构设计上要防止粉尘集聚。哈尔滨亚麻厂爆炸的主要原因是:第一除尘措施太差;第二,建筑结构容易积尘,尤其是有容易积尘的地下管道沟。当然,这是在当年对粉尘爆炸问题普遍认识不足的情况下发生的。

除尘系统和有发生粉尘或者气体爆炸的场所,设置泄爆口是十分必要的。哈尔滨亚麻厂的爆炸,没有泄爆口是爆炸威力增强的重要原因。

  防止粉尘集聚的通风量是不是合格,应当通过检查确认。昆山中荣公司的通风风速低于10m/s。平常检查通风量是否够的简单办法就是观察通风管道和除尘器里面的粉尘集聚情况。如果粉尘集聚厚度超过1mm,就可以判定为风速过低。检查时尤其要注意通风管道拐弯的地方和变径的地方。气流在这些地方容易形成湍流,促使粉尘集聚。

粉尘火灾的灭火方法

1.不能用干粉灭火器等有喷射力的灭火器灭火,因为灭火时会把积尘吹起,形成粉尘云,会有爆炸危险;

2.不能用实体水柱灭火,只能用喷撒水灭火。道理同前;

3.铝镁粉尘环境爆炸危险区应使用专用于铝镁及铝镁合金的灭火器(D级或冷金属)、覆盖剂进行灭火,不能使用水、A、B、C类灭火器灭火。

关于锂离子电池火灾问题的思考

电解液火灾的主要矛盾

  锂离子电池生产过程中需要用到大量的电解液。电解液是掺加了与锂离子亲和力高的六氟磷酸锂LiPF6的有机化合物。这些化合物有时候不是单一化合物,而是多种化合物的混合物。很多电解液的闪点比较低,属于甲、乙类易燃液体。

  这是一个企业的一款电解液配比。有的企业同时用有多款不同配比的电解液。

电解液的易燃易爆性是锂离子电池生产和使用过程中防火防爆的主要矛盾。但是,装入电池和没有装入电池的电解液的防火防爆的矛盾的主要方面是不同的,因此,灭火方法也是不同的。

电解液没有注入电池壳以前,装在或大或小的容器里面,存放在电解液仓库或者中间仓库里,在注液工序注入电池。这一阶段与一般的可燃液体的防火防爆特点是一样的。

电解液注入电池以后,被密封在一个个小电池里面。这时候,从外面看,电解液是以很小量密封的,不易受外界小能量的点火源,比如静电火花点燃。

在电解液被注入电池里面以前的储存、使用阶段,电解液的管理应当按照《建筑设计防火规范》和《危险化学品安全管理条例》的要求去做。这时候矛盾的主要方面是电解液泄露和电解液蒸汽集聚。治理的主要措施是对付泄露的防流散措施,对付电解液蒸汽集聚的通风措施和对付点火源的防静电火花等措施。

  这个电解液仓库有抽风机(气体防爆型)和干粉灭火球。库房门口有防流散隆起。

电解液仓库门的防静电火花接地。

  这是电解液桶接地方式。有人说,电解液桶没有晃动,哪里来的静电?这话有道理,但是,一切预防措施都是预防意外情况的。

  但是现在企业的电解液仓库的通风只是停留在表面现象,仓库有一个抽风机,就算是具备了通风条件。对于气流的组织并没有认真考虑。

《建筑设计防火规范》9.3.16对通风换气量有明确要求。但是这是从宏观上说的,并没有考虑仓库内部各个部位的风速问题,尤其是仓库内部建筑布置比较复杂,不利于空气流动的情况下更是这样。

抽风和鼓风引起的气流速度分布完全不同。负压抽风引起的气流速度降低梯度远大于正压鼓风的风速下降梯度。风机的参数完全相同的情况下,鼓风的作用范围可以达到30米,而抽风的作用范围只能影响到5米。抽风存在明显的气流死角,也就是不能保证仓库内每一处的空气都是流动的。这样,就有可能存在隐形的“受限空间”,在空气不流动的地方,窝风的地方,可燃气体浓度会超标。

这就是仓库内部气流组织不合理的情况,仓库下部通风不到位。虽然门缝可以进一点风,但是进风量是难以把握的。

  这是2015年5月发生在东莞某塑胶厂的爆炸事故。有人用白电油在车间清洗空压机零件,由于通风不畅,白电油(正己烷)蒸汽集聚,引起爆炸,重伤7人,轻伤5人。这个案例说明在看起来不是受限空间的地方,由于窝风,形成隐形的受限空间。在隐形的受限空间,可燃气体浓度也会聚集到爆炸极限。

这是一百多种可燃气体和可燃液体蒸汽的火灾特性表。只有氢气、氨气、甲烷的密度小于空气,泄露以后是往上飘,其他气体密度都比空气大,泄露以后是往下沉。所以,在治理可燃气体和可燃液体火灾爆炸隐患时,要特别关注地面气流组织情况是否合理。



  张家口市“11·28”爆燃事故直接原因是:中国化工集团河北盛华化工有限公司氯乙烯气柜发生泄漏,泄漏的氯乙烯扩散到厂区外公路上,遇明火发生爆燃,导致停放公路两侧等候卸货车辆的司机等23人死亡、22人受伤。

2015年有关方面曾经在这个公司进行过观摩式的安全检查,查出现场安全隐患将近六十条。可是,没有一个专家意识到氯乙烯气体的密度问题和气柜布置的位置问题。几个气柜布置在紧靠国道的围墙边,气柜高出国道将近8米。氯乙烯大量泄露以后,集聚在低洼处的国道上,监控视频显示有两个人吸入氯乙烯倒地死亡。弥漫在地面的氯乙烯沿地形地貌扩散,半夜里,风很小,泄露出去的氯乙烯不能吹散,发生爆炸。这个事故说明,在可燃液体的蒸汽或者可燃有毒气体防火防爆防中毒的矛盾的主要方面是气体密度和针对气体密度的通风方法问题。

  在很多情况下,气体密度对事故有决定性的影响。1991年9月3日,江西省上饶地区上饶县沙溪镇发生一起特大有毒气体泄漏中毒事故,造成595人中毒,其中死亡37人,受灾面积27万平方米。更严重的是2003年重庆开县天然气钻探井喷,硫化氢弥漫地面,毒死243人。还有1984年12月3日凌晨,印度中央邦首府博帕尔市的美国联合碳化物属下的联合碳化物(印度)有限公司设于贫民区附近一所农药厂发生氰化物泄漏,引发了严重的后果。造成了2.5万人直接致死,55万人间接致死,另外有20多万人永久残废的人间惨剧。这几起事故都是剧毒气体密度比空气大,在露天状态弥漫在地表,造成大量人员中毒死亡的。而国家标准规定,氨水泄露产生的氨气就要有高空排放措施,就是因为氨气密度小于空气,不会集聚地面。

  这是大鹏某锂离子电池企业的电解液仓库。没有排风机,门窗关严,安装空调机调节温度。防静电接地是隔着塑料布连接。厂里说是一位来检查的专家让他们这么搞的。不知道这位专家依据什么理论?

这是坪山某大型锂离子电池企业的电解液仓库。

  这个企业在三层楼的底层设置电解液仓库,存放82吨电解液。只有一个抽风机,仓库里面还有隔墙,形成好几个气流死角,虽然有三个可燃气体浓度探测仪,但是很多地方是无法测到的。火灾风险非常大。

这是一个锂离子电池厂的电解液注液前端的中间仓库。他们注意了电解液泄露流散、可燃气体浓度探测仪和防静电火花等问题,尤其是对仓库里的气流组织动了心思。这是处于高处的进风口。

  角落的那个风管是出风口。特点就是风从集聚可燃液体蒸汽的地面附近抽走。但是,库房里面还是存在窝风的地方。从进风口和门缝可以进新鲜空气,但是在里面的右手角落还是窝风的。

电解液注入电池壳以前的各个阶段的防火防爆问题的矛盾的主要方面是降低电解液蒸汽浓度,手段就是通风,目标是控制仓库里面电解液蒸汽浓度低于25% LEL(建筑设计防火规范)甚至5% LEL(物理和化学学会关于锂离子电池生产的安全标准及国家安监总局的拟订标准)。通风分正常通风和事故通风,正常通风工况的换气率要求超过每小时六次,在事故通风工况要求换气率超过每小时12次以上甚至25次(不同的标准的数据不同),仓库地面任何地方的风速超过每秒0.5米。满足这些条件,属于甲、乙类的电解液的火灾危险性就可以当丙类可燃物对待。

为了解决可燃气体浓度这个主要矛盾,就要在组织通风气流上面下功夫。现在去检查,看到电解液仓库有通风机就认为合格是不行的,会有很大的隐患。合理的气流组织就是在仓库的上部安装往里面鼓风的风机,在地面附近四面墙上开几个出风口,使气流没有死角。

关于锂离子电池火灾的思考

  锂离子电池发生火灾有内部原因也有外边原因。除了外短路和外部热源对电池加热的情况以外,锂离子电池起火都是因为内短路发热,使电解液膨胀,电解液蒸汽喷出,遇火源着火。

锂离子电池内部原因是制造缺陷,无论哪种制造缺陷都可以引起内短路,产生热量,电解液受热膨胀,电解液蒸汽喷出着火。这种制造缺陷发生的概率很小,而且防不胜防,无法彻底杜绝。一个大型企业,每天的生产量以百万计,多少年也不发生火灾。偶尔有一粒电池有缺陷,就给企业带来很大损失。

外部原因,不论是砸、摔、压、刺、过充电、过电流等等,都是引起电池内部短路。比如过充电和过电流,都产生大量锂离子,不能嵌入阴极石墨材料空隙里,堆积在阴极外面,获得电子还原为锂原子。锂原子堆积一起,形成刺芒状的枝晶,刺破隔膜,引起内短路。枝晶细,短路后烧掉了,发热就停止了。如果枝晶比较粗大,短路继续,热量增加,电解液膨胀,就喷出来了。

过放电也会引起火灾,这一点比较难于理解。因为锂离子电池安全实验规定里面就有反向充电的实验。反向充电安全性达不到要求,电池不能出厂。飞机运输规定,电池电压低于2伏就不允许上飞机。所以,有的地方怕锂离子电池荷电量高引起火灾,限制电池荷电量30%。对于蓝牙耳机用的只有15mAH的微粒电池,在装配调试过程中就可能引起过放,也是存在火灾隐患的。而且,不同品种规格的电池,在同一电压的荷电量是不同的,不能用同一个电压标准来判断电池的荷电量。联合国UN38.1标准规定飞机运输锂离子电池的荷电量不超过30%是因为货运飞机没有空中加压保温功能,飞机起降和在空中飞行过程中,电池经历温度和气压骤变,很容易发生火灾。乘客不允许在托运行李里面夹带锂离子电池,只能在客舱里面带,就是这个道理。美国UPS公司运送锂离子电池的飞机曾经两次发生锂离子电池火灾。但是,在地面正常使用和储存的锂离子电池一般都是保持70%荷电量。

这是一种制造缺陷。

内层负极片掉粉刺穿隔膜,内短路发热,造成电芯鼓胀。

这是锂离子电池负极极片泡进水里的实验。锂离子电池充电以前,金属理是以化合物状态存在(钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等),充电以后,锂原子失去一个电子,以锂离子的形式进入电解液,穿过隔离膜,嵌入负极的碳元素空隙。锂离子与碳并没有发生化学反应,锂离子在负极获得电子,就以金属锂原子的状态存在。金属锂与水发生强烈的化学反应:

2Li+2H2O=2LiHO+2H(反应热)

所以,充了电的锂离子电池负极片(铜片)在水里会冒出来许多气泡(氢气),反应剧烈的情况甚至在水里面就发出火光。

这是一个锂离子电池生产企业的火灾监控视频。可以看到锂离子电池火灾发生的全过程。锂离子电池火灾的始作俑者是有一个电池有制造缺陷,发生内短路,发热,电解液喷出。相邻的电池受到事故电池加热,电解液膨胀,喷出。着火,喷出,这是一个连锁反应过程。这场火灾使该公司损失高达800万元。

从第一缕烟冒出来到熊熊大火,前后不过六七分钟时间。

这是另外一个锂离子电池生产企业火灾发生的监控视频。火灾发生过程与前面那一起火灾发生的过程一样。

  2016年7月10日上午,龙华区美拜电子厂老化房锂离子电池发生爆炸。爆炸造成三名消防员和两名群众受伤。

化学爆炸是可燃气体预混燃烧,即可燃气体或者可燃液体蒸汽散发在空气中,与空气里的氧气形成混合气体,达到爆炸极限,遇到合适的点火源就会发生爆炸。美拜老化房的电池是密封在一个个电池里面的,第一个发生爆炸、起火的电池使旁边的电池受热,膨胀,电解液蒸汽喷出,加入燃烧。这是一个接一个着火的过程。没有受热到一定程度,电解液不会喷出。爆炸是要求老化房基本被达到爆炸极限的可燃气体充满,这不符合锂离子电池着火爆炸的规律。

经过分析,美拜电池厂老化房是相对密闭的空间,高温老化房本来就是45℃,第一个电池着火以后,使老化房的温度更高了。其他大量电池的受热膨胀,喷出电解液蒸汽。电解液蒸汽与空气形成的混合气体达到爆炸极限,这时候又一次遇到点火源,引起了爆炸。初起火灾爆炸之后,明火熄灭,没有使陆陆续续喷出来的电解液蒸汽持续着火燃烧,才能集聚,最后爆炸。这是一种很罕见的现象,罕见的地方是第一次明火熄灭,电池在密闭空间继续受热膨胀,电解液蒸汽喷出,然后才有第二次点火源。

类似的事故在别的地方也发生过一次。武警学院一位研究消防的将军给我讲过他的学生遇难的事情。那是一次锂离子电池火灾扑灭以后,他的学生到火灾现场查看情况,结果,外面的人看见窗户后面火光一闪,爆炸发生,他的学生被炸死了。我分析这个事故的原因是,扑灭明火以后,电池堆降温不彻底,受热的电池仍然在喷出电解液蒸汽。窗户后面窝风,电解液蒸汽在那个角落里集聚,他的学生进去查看,由于静电、摩擦等等可能的原因,产生火花,引起爆炸。这两起事故告诫我们,锂离子电池火灾降温是多么重要。

爆炸威力很大。

  燃烧需要三个必要而且充分的条件:可燃物、助燃物和点火源。三个条件缺一不可。三个条件要同时存在而且相互发生作用才能燃烧。但是灭火却有四个要素,去掉任何一个要素都可以灭火。去掉可燃物是隔离法;去掉助燃物是窒息法、去降低温度是冷却法,比如风吹灭蜡烛是冷却法,用风力灭火机吹灭森林火灾也是冷却法。在这里,本来属于助燃物的空气因为风量太大,反而变成了灭火剂,这也是一种量变到质变的例子。

化学灭火属于第四要素,消灭燃烧的自由基。燃烧是一个复杂的化合分解的化学反应过程,起关键作用的是自由基。燃烧是激活了自由基,自由基的传递使燃烧持续下去。如果自由基得到抑制,燃烧就持续不下去了。干粉灭火器就起这个作用。干粉灭火器灭火的原理决定了它只能扑灭有火焰的火,也就是气相燃烧,不能扑灭焦炭、木炭等没有火焰的固相燃烧,也不能扑灭没有火焰的阴燃。

  锂离子电池火灾是由于某一个电池起火,引燃周围的电池。周围电池受热膨胀是火灾持续而且扩大的原因。所以,锂离子电池火灾的主要矛盾虽然仍然是电解液着火,但是,矛盾的主要方面已经转化为没有着火的电池降温的问题,而不是扑灭明火的问题。不降温,明火扑灭了还会复燃。其他电池温度降低,不膨胀,那一个已经着火的电池就那么一点点电解液,着完了,火自然就灭了。干粉灭火器起不到降温的作用,所以,干粉灭火器不能扑灭锂离子电池火灾。

  这是深圳发生的外卖小哥电动自行车着火,干粉灭火器不能扑灭的监控视频。2019年8月29日在松岗发生的电动自行车充电时发生火灾,死亡七个人的事故,也是发现电动自行车起火后,有人用了三个干粉灭火器也没有能够控制火势。因为干粉灭火器没有冷却作用。

  南航飞机上面充电宝着火,空乘人员用一瓶饮料就扑灭了火。这件事引起一些不了解锂离子电池火灾特点的人的议论,认为水怎么能灭电火。这也是一个从量变引起质变的问题。充电宝里面的电是有限的,电压也低,用水灭不会引起触电问题。水把电池冷却了,还没有喷出电解液的电池不喷了,火自然就灭了。


中央电视台为了打消人们的疑虑,普及锂离子电池火灾扑灭的知识,专门做了一个实验。实验表明,水是锂离子电池火灾最有效的灭火剂。公安部公消〔2016〕413号令关于锂离子电池灭火方法也明确指出,水是锂离子电池火灾的最有效的灭火剂。

灭火救援

这是一个灭火毯灭火教学片。大家看看有什么问题?

可燃气体火灾扑灭的主要矛盾依然是可燃气体,但是,灭火的矛盾的主要方面已经转化为切断气源,而不是灭火。气不断,火就不能灭。因为火灭了,气还往出冒,与空气形成混合气体,就有爆炸的可能。所以,酒楼的厨房如果在二楼以上,就不允许使用瓶装液化气,只能用管道液化气,而且液化气管道在地面要有阀门,就是为了发生火灾时在地面能够关气。

化工厂、炼油厂都有一个高度超过120米的大蜡烛。就是把炼化生产产生的可燃有毒气体在高空烧掉。兰州化工有限公司的火炬从1957年开始,已经六十多年了,从来都没有灭过。曾经有很多人想办法要灭掉火炬,回收这些白白烧掉的可燃气体。但是都不敢灭火。因为,这些气体基本上都比空气密度大,如果不烧掉,就会集聚在地面低洼的地方,引起的后果恐怕是人们不可承受的。

  液化气瓶着火,首先要设法把气瓶阀门关了。如果关不了,就把气瓶移到安全的地方,或者用水给气瓶冷却,让气自然烧光,火自己就灭了。这是两起液化气瓶着火的救援现场。一个是消防员从窗户爬进去,趴在地上关闭气瓶阀门。一个是把着火的气瓶抱出来。

  水的灭火也是遵循量变到质变的哲学规律。实体水柱可以大量喷水,可以灭固体火灾。但是,实体水柱不能灭液体火灾、气体火灾,也不能扑灭粉尘火灾,更不能灭电气火灾。当变成细水流喷洒,就可以灭一般粉尘火灾,但是仍然不能扑灭电气火灾。新出现的水喷雾和细水雾灭火技术,把水滴粒径搞到1毫米以下,性质就发生了变化。水滴成为不连续的状态,就有了很大的电阻,几乎成为绝缘体,可以扑灭高压电火灾。

水喷雾系统

水滴粒径小于1毫米(0.3~1mm),绝缘性好。

灭火机理:表面冷却、窒息(1680倍汽化,成为厚厚的浓雾,隔绝了空气)、乳化稀释。

适用范围:固体火灾、可燃液体火灾、电气火灾

细水雾系统

雾滴粒径D0.5小于200μm、D0.9小于400μm

灭火机理:吸热冷却、隔氧窒息(1680倍汽化)、辐射热阻隔、浸湿作用

系统的特性:

节能环保性、电气绝缘性(220KV)、烟雾消除性

适应范围:

可燃固体火灾、可燃液体火灾、电气火灾

水滴粒径也不能太小,太小了,不能够穿透火灾现场的上升气流,到不了着火物质,也不能灭火。另外,水滴粒径太小,容易被风吹散。


END -

图文来自于网络,作者:王兵舰,

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