火灾与爆炸都会带来生产设施的重大破坏和人员伤亡,但两者的发展过程显著不同。火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大,随着时间的延续,损失数量迅速增长,损失约与时间的平方成比例;火灾时间延长1倍,损失可能增加4倍。爆炸则是猝不及防,可能仅在一秒钟内爆炸过程已经结束,设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。
1.爆炸特点
(1)爆炸性气体混合物的爆炸。在石化、化工生产过程中,发生的爆炸事故大多是爆炸性气体混合物的爆炸。可燃性物质从工艺装置、设备管线、阀门等处泄漏出来,或者是空气进入可燃气体存在的设备管线内,遇到火源即可发生爆炸事故。
(2)粉尘爆炸。粉尘本身的理化性质(燃烧热、氧化反应速度等)以及粉尘的颗粒大小、粉尘浓度都是粉尘爆炸的影响因素。水能抑制粉尘的悬浮性,因而降低了粉尘的爆炸性。
(3)蒸气爆炸。处于过热状态的水、有机液体、液化气体等,瞬间气化而产生的爆炸现象,称为蒸气爆炸,又称沸腾液体扩展为蒸气爆炸。蒸气爆炸不同于一般的爆炸,着火源不是蒸气爆炸的必备条件,只要气、液两相的平衡遭到破坏就能引起蒸气爆炸。
2.事故危害
爆炸通常伴随发热、发光、压力上升、真空和电离等现象,具有很强的破坏作用。它与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。主要破坏形式有以下几种:
(1)直接的破坏作用。机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般碎片在100~500m内飞散。
(2)冲击波的破坏作用。物质爆炸时,产生的高温高压气体以极高的速度膨胀,像活塞一样挤压周围空气,把爆炸反应释放出的部分能量传递给压缩的空气层,空气受冲击而发生扰动,使其压力、密度等产生突变,这种扰动在空气中传播就称为冲击波。冲击波的传播速度极快,在传播过程中,可以对周围环境中的机械设备和建筑物产生破坏作用和使人员伤亡。冲击波还可以在它的作用区域内产生震荡作用,使物体因震荡而松散,甚至破坏。冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。在爆炸中心附近,空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压,在如此高的压力作用下,建筑物被摧毁,机械设备、管道等也会受到严重破坏。当冲击波大面积作用于建筑物时,波阵面超压在20~30kPa内,就足以使大部分砖木结构建筑物受到严重破坏。超压在100kPa以上时,除坚固的钢筋混凝土建筑外,其余部分将全部破坏。
(3)造成火灾。爆炸发生后,爆炸气体产物瞬间内扩散,对一般可燃物而言,不足以引起火灾,而且冲击波造成的爆炸风还有灭火作用。但爆炸时产生的高温、高压,建筑物内遗留大量的热或残余火苗,会把从破坏的设备内部不断流出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃,也可能把其他易燃物点燃,引起火灾。当盛装易燃物的容器、管道发生爆炸时,爆炸抛出的易燃物有可能引起大面积火灾,油罐、液化气瓶爆破后最易发生这种情况。正在运行的燃烧设备或高温的化工设备被破坏,其灼热的碎片可能飞出,点燃附近的燃料或其他可燃物,引起火灾。
(4)造成中毒和环境污染。在实际生产中,许多物质不仅可燃,而且有毒,发生爆炸事故时,会使大量有害物质外泄,造成人员中毒和环境污染。