Chất cháy ở đây là các loại hóa chất, nhiên liệu, vật liệu dễ cháy nổ trong bảo quản cũng như trong sử dụng, làm thí nghiệm cũng như thực nghiệm.Ngoài các rủi ro tai nạn lao động, nguy c
Trang 1NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA CƠ KHÍ
-BÀI TIỂU LUẬN
Đề tài: Trình bày các biện pháp phòng chống cháynổ tại phòng thực hành/ thí nghiệm để đảm bảo an
toàn và nâng cao năng suất lao động
Học phần: An toàn và môi trường công nghiệpGVHD: Bùi Tiến Tài
Sinh viên thực hiện: Hoàng Việt ChiếnKhóa: K16
Mã sinh viên: 2021604338Mã lớp: 20221ME6001003
Trang 3Là một những rủi ro tai nạn tại các phòng thực hành/ thí nghiệm, nguy cơ cháy nổ là vấn đề cần được các giảng viên, sinh viên và các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý vì mức độ thiệt hại lớn về người và tài sản khi có tai nạn liên quan đến cháy, nổ xảy ra Lực lượng Cảnh sát PCCC&CNCH cảnh báo, phòng thí nghiệm, thực nghiệm là nơi tiềm ẩn nhiều nguy cơ cháy nổ Chất cháy ở đây là các loại hóa chất, nhiên liệu, vật liệu dễ cháy nổ trong bảo quản cũng như trong sử dụng, làm thí nghiệm cũng như thực nghiệm.
Ngoài các rủi ro tai nạn lao động, nguy cơ cháy nổ tại các phòng thực hành, thí nghiệm cũng là một vấn đề đáng lưu tâm của các nhà nghiên cứu & nghiên cứu sinh Theo quy định, các phòng thực hành/ thí nghiệm đều cần có thiết kế và thiết bị đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy (PCCC) được cơ quan chức năng kiểm duyệt Tuy nhiên, việc kiểm định điều kiện PCCC của mỗi phòng thực hành chỉ được tiến hành khi chúng được đưa vào sử dụng Trong quá trình sử dụng, việc đảm bảo an toàn PCCC là trách nhiệm của giảng viên và sinh viên.
Từ thực tế các vụ cháy nổ diễn ra tại phòng thí nghiệm trong những năm gần đây, có thể thấy các giảng viên người trực tiếp hướng dẫn cho sinh viên và chính sinh viên -những người trực tiếp hoạt động với các thiết bị trong phòng thực hành/ thí nghiệm chưa thực sự đề cao công tác an toàn PCCC Tại phòng thí nghiệm dễ dàng bắt gặp hình ảnh các dây cắm, ổ cắm nằm lăn lóc trên nền đất ẩm, hoặc khu vực sử dụng các thiết bị điện như máy hàn, máy cắt… được đặt ngay gần nơi chứa vật liệu dễ bắt cháy như ván gỗ, sơn, dung môi, thùng các-tông, cáp điện… Trong trường hợp xảy ra rò điện, chập điện, hoặc tia hàn bắn ra có thể dễ dàng gây hỏa hoạn hoặc các sự cố cháy, nổ đáng tiếc nếu không có các dụng cụ dập lửa sẵn có hoặc thiết kế công trình không đáp ứng điều kiện PCCC.
Có thể kể đến vụ tai nạn cháy, nổ phòng thí nghiệm tại Đại học Hàng không và Du hành Vũ trụ Nam Kinh, cơ sở nghiên cứu quốc phòng hàng đầu và là cái nôi của công nghệ hàng không vũ trụ Trung Quốc, nơi có các phòng thí nghiệm chuyên về công nghệ máy bay trực thăng, vật liệu thiết bị năng lượng hạt nhân vào ngày 24/10/2021 Vụ nổ kèm theo hỏa hoạn xảy ra lúc gần 16h ngày 24/10 tai một phòng thí nghiệm của Cao đẳng Khoa học và Công nghệ Vật liệu, thuộc Trường Đại học Hàng không và Du hành vũ trụ Nam Kinh (NUAA), cơ sở nghiên cứu hàng không vũ trụ hàng đầu Trung Quốc “Hai người chết và chín người bị thương Hoạt động cứu hộ cứu nạn đã kết thúc Nguyên nhân vụ nổ đang được điều tra.”, Sở cứu hỏa thành phố Nam Kinh xác nhận Từ thực trạng trên, chúng ta có thể thấy được sự lơ là của giảng viên cũng như sinh viên trong việc PCCC.
Tài liệu này là những gì cơ bản nhất trong việc PCCC mà mình tìm hiểu được Mong rằng tài liệu này sẽ phần nào giúp cho độc giả hiểu được những kiến thức cơ bản về cháy nổ, PCCC và các biện pháp xử lý, phòng chống và ngăn ngừa cháy nổ trong môi trường thực hành/ thí nghiệm tại các trường đại học cũng như các cơ sở nghiên cứu về khoa học.
Trang 4Mục lục
Lời nói đầu 3
Chương mở đầu: Khái niệm, điều kiện và những nguyên nhân gây cháy, nổ 6
Các khái niệm cơ bản về cháy, nổ 6
Quá trình cháy 6
Nhiệt độ bùng cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy 6
Áp suất tự bốc cháy 7
Thời gian cảm ứng của quá trình tự bốc cháy 7
Điều kiện cháy và đặc tính chất cháy 7
Điều kiện cháy 7
Đặc tính của các chất cháy và môi trường làm tăng mức độ nguy hiểm của quá trình cháy, nổ 8
Những nguyên nhân gây cháy, nổ trực tiếp 9
Chương 1: Tìm hiểu về thiết bị có thể gây cháy nổ 10
1.1 Thiết bị có thể gây cháy nổ là gì? 10
1.1.1 Khái niệm thiết bị gây cháy nổ 10
1.1.2 Đặc điểm của thiết bị gây cháy nổ 10
1.2 Các thiết bị có thể gây cháy nổ 11
1.2.1 Các dụng cụ, máy móc có thể gây cháy, nổ 11
1.2.2 Các hóa chất có thể gây cháy, nổ 12
Chương 2: Các yêu cầu của phòng thực hành/ thí nghiệm 13
2.1 Các yêu cầu khi làm việc với dụng cụ, máy móc 13
2.1.1 Sử dụng điện đúng cách 13
2.1.2 Hàn cắt kim loại đảm bảo an toàn 13
2.1.3 Không để sạc dự phòng, điện thoại gần các loại máy móc sinh nhiệt cao 13
2.2 Các yêu cầu khi làm việc với hóa chất 14
2.2.1 Trang bị bảo hộ 14
2.2.2 Hoạt động 14
2.2.3 Các điểm cần lưu ý 15
Trang 52.3 Những nguyên tắc cơ bản bạn cần biết khi gặp cháy nổ 15
Chương 3: Các biện pháp phòng chống nổ trong phòng thực hành/ thí nghiệm 16
3.1 Phòng chống cháy, nổ trong quá trình sử dụng điện 16
3.1.1 Phòng cháy do dùng điện quá tải 16
3.1.2 Phòng cháy do bị chập mạch điện 16
3.1.3 Phòng cháy do đấu nối dây điện không đúng kỹ thuật 17
3.1.4 Phòng cháy do sự truyền nhiệt của thiết bị tiêu thụ điện 17
3.1.5 Phòng cháy do tia lửa tĩnh điện 17
3.1.6 Một số biện pháp xử lý khi xảy ra cháy điện 18
3.2 Phòng chống cháy, nổ do hóa chất 18
3.2.1 Bảo quản hóa chất đúng cách 18
3.2.2 Đào tạo học viên, nhân viên của bạn 19
3.2.3 Thực hành quản lý tốt 19
3.2.4 Bảo dưỡng thiết bị đúng cách 20
3.2.5 Mang thiết bị bảo hộ thích hợp 20
Trang 6Chương mở đầu: Khái niệm, điều kiện và nhữngnguyên nhân gây cháy, nổ
Các khái niệm cơ bản về cháy, nổ:
Quá trình cháy:
Theo quy định cổ điển nhất thì quá trình cháy là phản ứng hóa học kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt lớn và phát sáng Do tỏa nhiệt lớn nên sản phẩm cháy có nhiệt độ cao thường từ vài trăm độ trở lên và phát sáng được Trong thực tế nhiều phản ứng hóa học khi xảy ra có tỏa nhiệt nhưng không phát sáng Những phản ứng không thuộc lĩnh vực nghiên cứu ở đây (ví dụ với vôi tôi trong nước).
Quá trình cháy về thực chất có thể coi là quá trình oxy hóa - khử Các chất cháy đóng vai trò chất khử, còn chất oxy hóa thì tùy vào phản ứng có thể rất khác nhau Ví dụ:
- Hydro cháy trong khí clo thì hydro là chất khử còn clo là chất oxy hóa - Các hợp chất amin cháy trong axit nitoric đậm đặc thì hợp chất amin là chất khử còn axit nitoric là chất oxy hóa.
- Than cháy trong không khí thì than là chất khử, oxy của không khí là chất oxy hóa v.v…
Theo quan điểm hiện đại thì quá trình cháy là quá trình hóa, lý phức tạp, trong đó xảy ra các phản ứng hóa học kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt và phát sáng Sở dĩ nói đó là quá trình hóa, lý phức tạp vì rằng phản ứng hóa học của quá trình cháy chỉ có thể xảy ra trong điều kiện vật lý nhất định.
Quá trình hóa học là phản ứng hóa học giữa chất cháy và chất oxy hóa, nó cũng tuân theo quy luật chung của phản ứng.
Quá trình khuếch tán khí và quá trình truyền nhiệt giữa vùng đang cháy ra ngoài Khuếch tán khí và truyền nhiệt cũng tuân theo những định luật riêng của chúng.
Nhiệt độ bùng cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy:
Nhiệt độ bùng cháy (nhiệt độ chớp cháy) là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà
ở nhiệt độ đó lượng hơi, khí bốc lên bề mặt của nó tạo với không khí một hỗn hợp khi có nguồn gây cháy tác động sẽ bùng lửa nhưng lại tắt ngay.
Nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà ở nhiệt độ đó khi có
nguồn gây cháy tác động chất cháy sẽ bốc cháy có ngọn lửa và tiếp tục cháy khi không còn nguồn gây cháy.
Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà nhiệt độ đó tốc độ
phản ứng tỏa nhiệt tăng mạnh dẫn tới sự bốc cháy ngọn lửa.
Trang 7Áp suất tự bốc cháy:
Áp suất tự bốc cháy của hỗn hợp khí là áp suất tối thiểu mà tại đó quá trình tự bốc cháy xảy ra, áp suất này càng thấp thì khả năng cháy, nổ càng lớn Ta xét ví dụ sau đây:
Cho hỗn hợp khí metan và không khí vào 3 bình có thể tích giống nhau, ở cùng một nhiệt độ nhưng áp suất khác nhau (T0,P1; T0,P2; T0,P3).
Hỗn hợp metan và không khí được đựng ở ba bình có áp suất khác nhau: T0: Nhiệt độnung nóng hỗn hợp khí; P1, P2, P3: Áp suất chung của hỗn hợp khí (P1 < P2 < P3)
Quan sát phản ứng của ba bình này người ta thấy rằng: Ở bình có áp suất P1, quá trình cháy xảy ra, ở bình có áp suất P2 cháy đã xảy ra, ở bình có áp suất P3 cháy xảy ra rất dễ dàng.
Vậy áp suất tự bốc cháy của hỗn hợp khí trong thì nghiệm trên là áp suất tối thiểu P2 áp suất tự bốc cháy có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật phòng và chống cháy, nổ.
Thời gian cảm ứng của quá trình tự bốc cháy:
Thời gian cảm ứng là một thông số kỹ thuật quan trọng đối với quá trình cháy, nổ và nó có ứng dụng thực tế trong công tác phòng chống cháy, nổ.
Thời gian cảm ứng càng ngắn thì hỗn hợp khí càng dễ cháy, nổ và việc phòng chống cháy, nổ phải được quan tâm đặc biệt hơn Thời gian cảm ứng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện cụ thể tổ chức quá trình cháy, do đó nó có giá trị rất khác nhau, thời gian này thường được tính bằng giây.
Điều kiện cháy và đặc tính chất cháy:
Điều kiện cháy:
Để quá trình cháy xuất hiện và phát triển, theo sơ đồ tam giác cháy truyền thống thì cần phải có ba yếu tố: chất cháy, chất oxy hóa và nguồn nhiệt gây cháy (nguồn năng lượng dẫn đến sự cháy của vật chất).
CH4 +
không khí không khíCH4 + không khíCH4 +
Trang 8Sơ đồ tam giác cháy: 1) Nguồn nhiệt gây cháy; 2) Chất cháy; 3) Chất oxy hóa
Từ sơ đồ này ta thấy sự cháy không thể tồn tại nếu như loại bỏ một trong ba đỉnh hoặc cắt đứt một trong ba cạnh nào đó của tam giác Chẳng hạn nếu ta loại bỏ một đỉnh là chất cháy, tức là cách ly chất cháy cùng với vùng cháy sẽ tắt Hiện tượng này cũng lặp lại nếu ta loại bỏ nguồn nhiệt gây cháy hoặc chất oxy hóa.
Đặc tính của các chất cháy và môi trường làm tăng mức độ nguy hiểm của quá trình cháy, nổ:
Các chất rắn, lỏng, khí khi cháy đều trải qua 3 giai đoạn chính: chuẩn bị, bốc cháy (hay tự bốc cháy) và cháy.
Với chất rắn trong giai đoạn chuẩn bị xảy ra sự thoát ẩm, thoát chất bốc, gia nhiệt, đôi khi còn cháy lỏng hoặc phân hủy Với chất lỏng xảy ra sự hâm nóng, bốc hơi, phân hủy Còn với chất khí là có thể hâm nóng và phân hủy Dưới đây sẽ trình bày đặc điểm cháy của các chất cháy rắn, lỏng, khí.
Cháy của chất rắn trong không khí
Chất rắn ở dạng cục, thỏi, tấm khi cháy có hai loại là cháy không có ngọn lửa như than cốc, than gỗ, kim loại kiềm và kiềm thổ, loại cháy có ngọn lửa như gỗ, than bùn, than nâu v.v…
Cháy, nổ của chất lỏng trong không khí
Tất cả chất lỏng đều có khả năng bay hơi và độ bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ sôi của nó Sự cháy khi nào cũng xảy ra trong pha hơi và trên bề mặt thoáng của chất lỏng Sau khi đã bay hơi thì sự bốc cháy và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đều giống như sự cháy của hơi, khí.
Cháy, nổ của hỗn hợp hơi, khí, với không khí
Các hỗn hợp hơi, khí với không khí có thể được tạo ra do nhiều nguyên nhân khác nhau trong sản xuất hay sử dụng các chất cháy dạng khí Trong những điều kiện nhất định hỗn hợp này có thể gây cháy hoặc nổ.
Cả chất cháy và không khí đều ở trạng thái khí nên sự trộn lẫn giữa chúng dễ đạt đến trạng thái lí tưởng và dễ gây cháy nổ.
Cháy, nổ của bụi trong không khí
3 2
Trang 9Trong thực hành/ thí nghiệm, bụi của các chất cháy có thể sinh ra do nhiều nguyên nhân khác nhau Bụi tạo với không khí thành các hỗn hợp cháy, nổ, … Bụi tồn tại ở nhiều dạng như lắng trên các thiết bị, đường ống, công trình có thể cháy âm ỉ Bụi lơ lửng trong không khí có thể gây ra hỗn hợp cháy, nổ nguy hiểm.
Một vài dạng cháy đặc biệt
Các loại cháy tự bốc cháy trong không khí Các loại vật chất tự bốc cháy khi gặp nước.
Các chất khi trộn với các chất hữu cơ gây cháy, nổ.
Những nguyên nhân gây cháy, nổ trực tiếp:
- Nguyên nhân tự bốc cháy: gỗ thông 2500C, giấy 1840C, vải sợi hóa học 1800C…
- Nguyên nhân cháy do nhiệt độ cao đủ sức đốt cháy một số chất như que diêm, dăm bào, gỗ (750-8000C) như khi hàn hơi, hàn điện…
- Nguyên nhân cháy do ma sát (mài, máy bay rơi) - Nguyên nhân cháy do tác dụng của hóa chất.
- Nguyên nhân cháy do sét đánh, do chập điện, do đóng cầu dao điện - Nguyên nhân sử dụng các thiết bị có nhiệt độ cao như lò đốt, lò nung, các
đường ống dẫn khí cháy, các bể chứa nhiên liệu dễ cháy, gặp lửa hay tia lửa điện có thể gây cháy, nổ…
- Nguyên nhân do độ bền thiết bị không đảm bảo.
- Nguyên nhân người thí nghiệm thao tác không đúng quy định.
Trang 10Chương 1: Tìm hiểu về thiết bị có thể gây cháy nổ
1.1 Thiết bị có thể gây cháy nổ là gì?
1.1.1 Khái niệm thiết bị gây cháy nổ
Thiết bị có thể gây cháy nổ là những thiết bị có nguồn nhiệt hay nguồn đánh lửa: bề mặt nóng, ngọn lửa trần hay khí nóng, tia lửa điện khi đóng tiếp điểm hoặc ma sát cơ khí, tĩnh điện, sét, song điện từ…
Máy hàn hồ quang trong quá trình sử dụng sinh ra các tia lửa điện và tỏa ra lượng nhiệtlớn
Ngoài ra, chúng còn có khả năng tự bốc cháy, dễ bắt lửa, tiếp xúc với oxy trong không khí để tạo ra lửa (các hóa chất trong phòng thí nghiệm là một ví dụ).
1.1.2 Đặc điểm của thiết bị gây cháy nổ
Những thiết bị có thể gây cháy nổ thường là những nguồn bắt lửa hiệu quả.
Nguồn bắt lửa hiệu quả là một thuật ngữ được định nghĩa trong chỉ thị ATEX của
châu Âu như một sự kiện, kết hợp với ôxy và nhiên liệu đầy đủ ở dạng khí, sương, hơi hoặc bụi, có thể gây nổ Khí methane, hydro hoặc than đá là những ví dụ về nhiên liệu có thể.
Các nguồn đánh lửa hiệu quả là: - Sét đánh.
- Ngọn lửa: từ điếu thuốc lá đã đến hoạt động hàn.
- Tác động tạo ra tia lửa tác động Thí dụ, một cái búa thổi trên một bề mặt thép gỉ xỉn hoặc một cú đánh bằng búa trên đá lửa Tốc độ và góc va đập (giữa mặt và búa) rất quan trọng; một cú đánh 90 độ trên bề mặt là tương đối vô hại.
- Các tia lửa ma sát tạo ra cơ học Sự kết hợp của vật liệu và tốc độ xác định hiệu quả của nguồn đánh lửa Ví dụ, ma sát thép thép 4,5m / s với lực lớn hơn 2 kN
Trang 11là một nguồn đánh lửa hiệu quả Sự kết hợp của nhôm và rỉ cũng rất nguy hiểm Nhiều tia lửa đỏ nóng thường cần thiết để có nguồn đánh lửa hiệu quả.
- Tia lửa điện Ví dụ, một kết nối điện bị hỏng hoặc một máy phát áp lực bị lỗi.
- Nhiệt độ bề mặt cao Điều này có thể là kết quả của việc xay xát, mài, xát, ma sát cơ học trong hộp nhồi hoặc ổ đỡ hoặc chất lỏng nóng được bơm vào một chiếc tàu Ví dụ, đầu của dụng cụ cắt bằng máy tiện có thể dễ dàng đạt nhiệt độ 6000C (11000F); một ống hơi nước áp suất cao có thể cao hơn nhiệt độ tự động của một số hỗn hợp nhiên liệu / không khí.
- Xả tĩnh điện Điện tĩnh có thể được tạo ra bởi không khí trượt trên cánh, hoặc chất lỏng không dẫn điện chảy qua màn lọc bộ lọc.
- Bức xạ nhiệt.
1.2 Các thiết bị có thể gây cháy, nổ
1.2.1 Các dụng cụ, máy móc có thể gây cháy, nổ
Trong phòng thí nghiệm có rất nhiều các dụng cụ, máy móc sử dụng điện để có thể hoạt động Khi sử dụng lâu ngày có thể xảy ra hiện tượng oxy hóa ở các phích cắm, ổ cắm hay xảy ra hiện tượng rò rỉ điện nếu vô tình làm hở dây điện Điều này dễ dàng hình thành nên các tia lửa điện gây cháy, nổ trong phòng thí nghiệm và trực tiếp gây nguy hiểm đến những người đang thực hiện nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Sau đây là một số dụng cụ, máy móc có thể gây cháy, nổ
Trang 12Ngoài các thiết bị máy móc có khả năng sinh điện, sinh nhiệt, các hóa chất cũng là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng cháy, nổ ở phòng thực hành/ thí nghiệm Sau đây là một số hóa chất có khả năng gây cháy, nổ trong phòng thí
Oxy trong không khí bốc cháy sau khi tiếp xúc với hơi nóng/ que đóm còn tàn đỏ
Ngoài các hóa chất kể trên, nguyên nhân gây cháy, nổ cũng đến từ sơ suất của người thực hiện thí nghiệm khi làm việc với các hóa chất khác nhau.