Bài giảng : An toàn và Môi trường

từ công thức : Trong đó : F = G 220 p T M , cm2 G – Khả năng cho qua của van, kg/h M – Khối lượng phân tử của môi chất qua van. p - Aùp suất tuyệt đối, kG/cm2, 63 T – Nhiệt độ tuyệt đối của môi chất,oK. Nếu khi đặt hai van an toàn thì một van sẽ mở trước ở áp suất tối đa cho phép, còn van kia sẽ mở ở áp suất giới hạn nguy hiểm (van đầu được gọi là van làm việc, van sau gọi là van kiểm tra). c- Caùc bieän phaùp toå chöùc phoøng ngöøa khaùc. - Để tránh sự nhầm lẫn giữa các loại bình chứa những môi chất khác nhau, người ta quy định màu sơn cho chúng. - Đối với các bình chứa những chất có thể gây nên cháy và nổ như các bình oxi, axetilen,... cần tuân thủ các quy định về mặt phòng cháy. - Nhà đặt lò hơi, các bình chịu áp lực, trạm máy nén khí... phải xây bằng vật liệu không cháy, trong nhà cần phải trang bị các phương tiện dập lửa. - Công nhân vận hành phải được huấn luyện , đào tạo và có đủ sức khoẻ. - Các thiết bị chịu áp lực phải qua đăng kiểm. - Khi vận hành tuyệt đối tuân thủ theo quy trình quy phạm đã quy định. Những quy trình, quy phạm vận hành phải phổ biến đến từng công nhân vận hành.  64 Chöông 12 KÓ THUAÄT AN TOAØN ÑIEÄN §12-1 Nhöõng khaùi nieäm cô baûn veà an toaøn ñieän 1- Caùc khaùi nieäm cô baûn veà an toaøn ñieän. a- Ñieän trôû cuûa ngöôøi. Cơ thể con người có thể coi như một điện trở. Lớp sừng trên da (dày khoảng 0,05-0,2mm) có điện trở lớn nhất, máu và thịt có điện trở bé. Khi người tiếp xúc vào vật mang điện nếu da khô ráo, không có thương tích gì thì điện trở của người có thể đến 10.000 ÷100.000 ôm. Nếu mất lớp sừng trên da thì điện trở của người còn khoảng 800 ÷1000 ôm, và nếu mất hết lớp da thì điện trở của người chỉ còn 600 ÷800 ôm. Điện trở của người không phải là một trị số cố định mà thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tình trạng của da, chiều dày lớp sừng, diện tích và áp suất tiếp xúc, trị số và loại dòng điện qua người, thời gian tiếp xúc, điện áp, tần số dòng điện, trạng thái thần kinh của người. Nếu da người bị ướt hay có mồ hôi thì điện trở giảm xuống. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì điện trở càng nhỏ, với điện áp bằng 50÷60 V có thể xem điện trở của người tỉ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc. Khi áp suất tiếp xúc khoảng 1kG/cm2 trở lên, điện trở của người tỉ lệ thuận với áp suất tiếp xúc. Khi dòng điện tăng lên da sẽ bị nóng lên, người có mồ hôi, do đó điện trở của người sẽ giảm xuống. Thời gian tác dụng của dòng điện càng lâu, điện trở của người càng giảm xuống vì da càng bị nóng, mồ hôi ra càng nhiều và vì những biến đổi điện phân trong cơ thể con người. Điện áp đặt vào người cũng có ảnh hưởng rất nhiều đến điện trở của người. Khi điện áp tăng lên điện trở của người sẽ giảm xuống. Baûng 12-1: Điện trở của người phụ thuộc điện trở tiếp xúc và trạng thái của da 10 20 30 40 50 60 70 80 90  Da ẩm Dòng điện (mA) 0,1 2,2 13,5 20,5 Không chịu được - - - -  Điện trở của người (Oâm) 10.000 9.100 2.200 1.950 - - - - -  Da khô Dòng điện (mA) - - - - 0,1 0,8 1,8 10,0 Không chịu được  Điện trở của Ngưởi (Oâm) - - - - 500.000 75.000 39.000 8.000 -  65 b- Taùc duïng cuûa doøng ñieän ñoái vôùi cô theå con ngöôøi. α) Taùc duïng kích thích: Phần lớn các trường hợp chết người vì điện giật là do tác dụng kích thích gây nên. Đặc điểm của nó là dòng điện qua người bé (25÷100 mA), điện áp đặt vào người không lớn lắm, thời gian dòng điện qua người tương đối ngắn (vài giây). - Khi người mới chạm vào điện, vì điện trở của người còn lớn, dòng điện qua người bé, tác dụng của nó chỉ làm cho bắp thịt tay, ngón tay co quắp lại. Nếu nạn nhân không rời khỏi vật mang điện thì điện trở của người dần dần giảm xuống và dòng điện tăng lên, hiện tượng co quắp tăng lên. - Thời gian tiếp xúc với vật mang điện càng lâu càng nguy hiểm, có thể làm tê liệt tuần hoàn và hô hấp. β) Taùc haïi gaây chaán thöông: - Tác dụng gây chấn thương thường xẩy ra do người tiếp xúc với điện áp cao. - Khi người đến gần vật mang điện (6kV trở lên) tuy chưa chạm phải, nhưng vì điện áp cao sinh ra hồ quang điện, dòng điện qua hồ quang chạy qua người tương đối lớn. Do phản xạ tự nhiên của người rất nhanh và có xu hướng tránh xa vật mang điện, kết quả là hồ quang sẽ chuyển qua vật có nối đất gần đấy, vì vậy dòng điện qua người trong thời gian rất ngắn, tác dụng kích thích ít không đưa đến tê liệt tuần hoàn và hô hấp, nhưng người bị nạn có thể bị chấn thương hay chết do hồ quang đốt cháy da thịt. Qua sự phân tích trên ta thấy rằng tác dụng chủ yếu của tai nạn về điện là do dòng điện qua người gây nên chứ không phải do điện áp. Vì vậy khi phân tích an toàn trong mạng điện chúng ta chỉ xét đến trị số dòng điện qua người. Tuy nhiên khi quy định về an toàn điện thường lại dựa vào điện áp và dùng khái niệm điện áp cho phép vì nó dễ xác định và cụ thể hơn. * Tai naïn veà ñieän ñoái vôùi con ngöôøi phuï thuoäc nhieàu yeáu toá, chuû yeáu laø: - Trò soá doøng ñieän qua ngöôøi. Qua phân tích ta thấy nguy hiểm đối với người là do dòng điện chạy qua người (bảng 12-2). Qua bảng 12-2 thấy rằng, với tần số 50 Hz, cường độ dòng điện xoay chiều an toàn đối với người phải bé hơn 10 mA, với điện một chiều phải bé hơn 50 mA. - Thôøi gian ñieän giaät. Khi thời gian dòng điện chạy qua người tăng lên, do ảnh hưởng của phát nóng, điện trở của người giảm xuống, do đó dòng điện sẽ tăng lên và càng nguy hiểm. - Ñöôøng ñi cuûa doøng ñieän qua ngöôøi. Người ta thường đo phân lượng dòng điện qua tim để đánh giá mức độ nguy hiểm của các con đường dòng điện qua người.  66 Phân lượng dòng điện qua tim theo các con đường dòng điện qua người (bảng 12-3). Dòng điện đi từ chân qua chân là ít nguy hiểm nhất. Baûng 12-2: Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể người Cường độ  Tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người dòng điện (mA) 0,6-1,5 2-3 5-7 8-10 20-25 50-80 90-100 Dòng điện xoay chiều tần số 50-60 Hz Bắt đầu thấy tê ngón tay Ngón tay tê rất mạnh Bắp thịt tay co lại và rung Tay khó rời vật mang điện nhưng có thể rời được, ngon tay, khớp tay, ban tay cảm thấy đau Tay không thể rời vật mang điện, đau tăng lên, khó thở. Hô hấp bị tê liệt, tim đập mạnh Hô hấp bị tê liệt, kéo dài 3 giây thì tim bị tê liệt và ngừng đập Dòng điện một chiều Không có cảm giác Không có cảm giác Đau như kim châm và thấy nóng Nóng tăng lên rất mạnh Nóng tăng lên và bắt đầu có hiện tượng co quắp Rất nóng, các bắp thịt co quắp khó thở Hô hấp bị tê liệt Baûng 12-3 Phân lượng của dòng điện qua tim Đường dòng điện qua người Từ chân qua chân Từ tay qua tay Từ tay trái qua chân Từ tay phải qua chân  Phân lượng dòng điện qua tim (%) 0,4 3,3 3,7 6,7 - Taàn soá doøng ñieän. Qua nghiên cứu thấy rằng với tần số từ 50÷60 Hz là nguy hiểm nhất. Tần số càng cao càng ít nguy hiểm. Tần số trên 500.000 Hz không giật nhưng có thể gây bỏng. - Moâi tröôøng xung quanh. Nhiệt độ và đặc biệt là độ ẩm cũng có ảnh hưởng đến điện trở của người và các vật cách điện do đó cũng làm thay đổi dòng điện qua người. c- Doøng ñieän ñi trong ñaát. Trong tất cả thiết bị điện giữa phần có điện và các bộ phận nối đất, các bộ phận người có thể chạm vào đều được ngăn cách với nhau bằng chất cách điện. Khi lớp cách điện này bị chọc thủng, phần mang điện tiếp xúc với phần nối đất và có dòng điện chạy từ mạng điện xuống đất qua chỗ nối đất. Với giả  67 thiết dòng điện chạm vào đất vào đất qua một cực kim thuộc hình bán cầu chôn sát mặt đất thuần nhất và có điện trở suất tính bằng (Ω.cm) . Dòng điện tản đi từ tâm bán cầu toả ra theo đường bán kính. Trên cơ sở của lí thuyết, có thể xem trường của dòng điện đi trong đất giống như trường trong tĩnh điện, nghĩa là tập hợp của những đường sức và đường đẳng thế của chúng giống nhau. Đại lượng cơ bản trong điện trường của môi trường dẫn điện là mật độ dòng điện j. Vectơ này hướng theo hướng của vectơ cường độ điện trường. Phương trình để khảo sát điện trường trong đất là phương trình theo định luật Oâm dưới dạng vi phân : J = γE hay E = ρj Trong đó : γ - Điện dẫn suất ρ - Điện trở suất E - Điện áp trên đơn vị chiều dài dọc theo đường đi của dòng điện. Mật độ của dòng điện tại điểm cách tâm bán cầu là x bằng : I j = d 2πx2 Trong đó : Id- Dòng điện chạm đất. Điện áp trên một đoạn vô cùng bé dx dọc theo đường đi của dòng điện : I ρ = du = Edx = j dx d 2πx2 dx Điện thế của một điểm x nào đó là hiệu số điện thế giữa điểm x và điểm vô cùng xa (điện thế điểm vô cùng xa coi như bằng không) bằng : U ∞ = ∫ Ed ∞ = ∫ I d ρ dx = I d ρ x x x x π 2 x2 2πr Nếu dịch chuyên điểm x đến gần mặt của vật nối đấtchúng ta có điện thế cao nhất đối với đất : I ρ Trong đó : r0 – Bán kính cực U d = d 2πr0 Ở đây, Xd bằng bán kính của vật nối đất hình bán cầu (r0), bản thân cái nối đất xem như vật mà các điểm của nó có điện thế như nhau. Giả thiết này dựa trên cơ sở vật nối đất có điện dẫn rất lớn. (ví dụ điện dẫn của thép gần bằng 109 lần điện dẫn của đất). Từ hai công thức trên ta có : UA=X d  hay UA= U  d Xd Ud XA  68 XA Thay thế tích số của các hằng số Ud và Xd bằng K chúng ta có phương trình hypecbôn : Ux= K1 x Như vậy sự phân bố điện áp trong vùng dòng điện rò trong đất đối với điểm vô cực ngoài vùng rò theo hình hypecbôn . Ux 100% Ud 1 2πx  r0  32  0 1 Ux= Kx 10  X,m Hình 12-1. Dòng điện phân tán trong đất đi Hình 12-2. Đường cong chỉ sự phân bố điện áp qua vật nối đất hình bán cầu của các điểm trên mặt đất lúc có chạm đất Tại điểm chạm đất trên mặt của vật nối đất chúng ta có điện áp đối với đất là cực đại, có nghĩa là điện áp giữa vật nối đất với những điểm của đất ở ngoài vùng dòng điện rò. Thí nghiệm cho thấy sự phân bố điện áp trên mặt gần vật nối đất có dạng gần giống đường hypecbôn. Không riêng gì vật nối đất có dạng hình bán cầu mà ngay với các dạng khác của vật nối đất như hình ống, hình thanh chữ nhật cũng như dây điện rơi xuống đất cũng có sự phân bố điện thế gần giống đường hypecbôn. Dùng cách đo trực tiếp điện thế từng điểm và vẽ thành đường cong phân bố điện thế đối với đất trong vùng dòng điện tản trong đất (hình 12-2). Trong vùng gần 1m cách vật nối đất có điện có độ 68% điện áp rơi. Những điểm trên mặt đất nằm ngoài 20m cách chỗ chạm đất thực tế có thể xem như ngoài vùng dòng điện hay gọi là những điểm có điện thế bằng không. Trong khoảng cách nói trên điện thế rơi trên 1m không vượt quá 1V. Trong khi đi vào đất dòng điện tản bị điện trở của đất cản trở. Điện trở này gọi là điện trở tản hay điện trở của vật nối đất. Điện trở của vật nối đất làtỉ số giữa điện thế xuất hiện trên vật nối đất và dòng điện chạy qua vật nối đất vào đất :  69 α- Ñieän aùp tieáp xuùc:  Rd  =  Ud= ρ Id2πr0 Trong quá trình tiếp xúc với thiết bị điện nếu có mạch điện khép kín qua người thì điện áp giáng trên người lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào điện trở khác mắc nối tiếp với thân người. Phần điện áp đặt vào người gọi là điện áp tiếp xúc (Utx). Vì chúng ta nghiên cứu an toàn trong điều kiện chạm vào cực là chủ yếu cho nên có thể xem điện áp tiếp xúc là thế giữa hai điểm trên đường dòng diện đi mà người có thể chạm phải. Ví dụ giữa vỏ của thiết bị và chân đứng của người. Trên hình 12-3 vẽ hai động cơ, vỏ các động cơ này nối với vật nối đất có điện trở Rd. Trên vỏ thiết bị 1 bị chọc thủng cách điện của một pha. Ud Utx=Ud-Uch Ud=IdRd=Utx Ub Utx Hình 12-3 Điện áp tiếp xúc  2πx  r0 Hình 12-4 Điện thế đặt giữa hai chân người do dòng điện chạm đất tạo nên điện áp bước Ub Trong trường hợp náy vật nối đất và vỏ thiết bị đều mang điện thế dối với đất là : Ud = IdRd . Ở đây, Id – dòng điện qua vật nối đất. Người chạm vào bất cứ động cơ nào vỏ thiết bị được nối vào vật nối đất thì tay người cũng có điện thế là Ud. Mặt khác điện thế ở chân người phụ thuộc vào khoảng cách từ chỗ đứng đến vật nối đất. Kết quả là người bị tác dụng của hiệu số điện áp Ud và Uch. x ρ ch I dx − I ρ (x r ) − U = U U = ∫ d = d ch 0 tx d ch r0 π 2 2 x 2πr x 0 ch Như vậy điện áp tiếp xúc phụ thuộc vào khoảng cách từ vỏ thiết bị được nối đất đến vật nối đất và mức độ cân bằng thế. Vì thế của mặt đất càng giảm đi khi càng xa vật nối đất cho nên ở khoảng cách từ 20m trở lên điện áp tiếp xúc có thể xem như bằng Ud. Utx=Ud 70 Trường hợp chung có thể biểu diễn điện áp tiếp xúc như sau: Utx= α.Ud Ở đây α là hệ số tiếp xúc, với α < 1. β- Ñieän aùp böôùc. Có thể tính điện áp bước theo biểu thức sau: I ρ + x a dx I ρ ⎡ 1 1 ⎤ ρ I a − Ub= UxU x+a = d π . ∫ 2 = d π .⎢⎣ −+ ⎥⎦ = π d + 2 x x 2 x x a 2 ( x x a) Trong đó : a- là độ dài của bước ( khoảng 0,8m ) x- là khoảng cách đến chỗ chạm đất . Như vậy càng đứng xa chỗ chạm đất trị số điện áp bước càng bé. Nếu cách xa từ 20m trở lên điện áp bước bằng không. Điện áp bước có thể bằng không mặc dù người đứng gần chỗ chạm đất nếu hai chân người đều đặt trên vòng tròn đẳng thế. Như vậy sự phụ thuộc đối với khoảng cách đến chỗ chạm đất của điện áp bước hoàn toàn trái hẳn với điện áp tiếp xúc. Qua thực nghiệm người ta nhận thấy dòng điện đi qua hai chân người ít nguy hiểm hơn vì nó không đi qua cơ quan hô hấp, tuần hoàn. Nhưng với trị số điện áp bước khoảng 100-250V các cơ bắp của người có thể bị co rút làm người ngã xuống và lúc ấy sơ đồ điện sẽ thay đổi, (dòng điện đi từ chân sang tay). 2- Caùc daïng tai naïn ñieän. Tai nạn điện được phân làm hai dạng: chấn thương do điên và điện giật. a- Caùc chaán thöông do ñieän. Chấn thương do điện là sự phá huỷ cục bộ các mô của cơ thể do dòng điện hoặc hồ quang điện. Chấn thương do điện sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ và khả năng lao động, một số trường hợp có thể dẫn đến tử vong. Các dạng chấn thương điện : - Boãng ñieän : Bỗng điện gây nên do dòng điện qua cơ thể người hoặc do tác động của hồ quang điện. Bỗng do hồ quang một phần do tác động đốt nóng của tia lửa hồ quang có nhiệt độ rất cao (từ 35000C÷15.0000C), một phần do bột kim loại nóng bắn vào gây bỗng. -Daáu veát ñieän : Khi dòng điện chạy qua sẽ tạo nên các dấu vết trên bề mặt da tại điểm tiếp xúc với điện cực. - Kim loaïi hoaù maët gia : Do các kim loại nhỏ bắn vào với tốc độ lớn thấm sâu vào trong gia, gây bỗng. - Co giaät cô : Khi có dòng điện qua người, các cơ bị co giật. - Vieâm maét : Do tác dụng của tia cực tím. b- Ñieän giaät. Dòng điện qua cơ thể sẽ gây kích thích các mô kèm theo co giật cơ ở các mức độ khác nhau: - Cơ bị co giật nhưng người không bị ngạt. 71 - Cơ bị co giật, người bị ngất nhưng vẫn duy trì được hô hấp và tuần hoàn. - Người bị ngất, hoạt động của tim và hệ hô hấp bị rối loạn. - Chết lâm sàng. Điện giật chiếm một tỉ lệ rất lớn, khoảng 80% trong tổng số tai nạn điện, và 85%÷87% số vụ tai nạn điện chết người là do điện giật. c-Phaân loaïi nôi ñaët thieát bò ñieän theo möùc nguy hieåm Mức nguy hiểm đối với người làm việc ở thiết bị điện do dòng điện gây nên phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Do đo,ù để đánh gía, xác định điều kiện môi trường khi lắp đặt thiết bị điện, lựa chọn loại thiết bị, đường dây, đường cáp vv... phải theo quy định về phân loại nơi đặt thiết bị điện theo mức nguy hiểm : - Nôi nguy hieåm laø nôi coù moät trong caùc yeáu toá sau : + Độ ẩm của không khí vượt quá 75% trong thời gian dài hoặc có bụi dẫn điện. + Nền nhà dẫn điện (bằng kim loại, bê tông cốt thép, gạch). + Nhiệt dộ cao (vượt quá 35oC trong thời gian dài). + Những nơi người có thể đồng thời tiếp xúc một bên của các kết cấu kim loại của nhà, các thiết bị công nghệ, máy móc đã nối đất và một bên với vỏ kim loại của thiết bị điện. - Nôi ñaëc bieät nguy hieåm laø nôi coù moät trong caùc yeáu toá sau : + Độ ẩm tương đối của không khí xấp xỉ 100%. + Môi trường có hoạt tính hoá học (có chứa hơi, khí, chất lỏng trong thời gian dài, có thể phá huỷ chất cách điện và các bộ phận mang điện). - Nôi ít nguy hieåm laø nôi khoâng thuoäc hai loaïi treân. §12-2 . Caùc bieän phaùp an toaøn khi söû duïng ñieän 1-Caùc bieän phaùp toå chöùc. a- Yeâu caàu ñoái vôùi nhaân vieân phuïc vuï. - Công nhân vận hành điện phải có đủ sức khoẻ và tuổi đời không nhỏ hơn 18. - Công nhân vận hành điện phải hiểu biết về kĩ thuật điện, nắm vững tính năng của thiết bị, nắm vững những bộ phận có khả năng gây ra nguy hiểm. - Công nhân phải nắm vững và có khả năng vận dụng các quy phạm về kĩ thuật an toàn điện, biết cách cấp cứu người bị điện giật. - Đối với các thợ bậc cao, phải giải thích được lí do để ra các yêu cầu quy tắc an toàn điện của ngành mình phục vụ. b- Toå chöùc laøm vieäc. - Công nhân sữa chữa thiết bị điện hoặc các phần có mang điện đều phải có phiếu giao nhiện vụ. - Phiếu giao nhiệm vụ làm việc ở các thiết bị điện phải ghi rõ loại và đặc tính công việc, địa điểm, thời gian, bậc thợ được phép làm việc, điều kiện an 72 toàn mà tổ phải hoàn thành trách nhiệm của công nhân (kể cả người chỉ huy và người theo dõi). - Phiếu giao nhiệm vụ phải lập thành hai bản, một bạn lưu tại bộ phận giao việc, một bản giao cho tổ công nhân thi hành. - Phiếu giao nhiệm vụ phải được các cán bộ chuyên môn kiểm tra. - Chỉ có người chỉ huy mới có quyền ra lệnh làm việc. - Trước khi làm việc, người chỉ huy phải hướng dẫn trực tiếp tại chỗ: nơi làm việc, nội dung công việc, những chỗ có điện nguy hiểm, những quy định về an toàn, chỗ cần nối đất, cần che chắn v.v... Sau khi hướng dẫn xong, tất cả các thành viên của tổ phải kí vào phiếu giao nhiệm vụ. c- Kieåm tra tong thôøi gian laøm vieäc. - Tất cả những công việc cần tiếp xúc với điện bất kì ở vị trí nào cần có ít nhất hai người. Một người thực hiện công việc, một người theo dõi và kiểm tra. - Thông thường người kiểm tra là người lãnh đạo công việc. - Trong thời gian làm việc, người theo dõi được giải phóng hoàn toàn khỏi các công việc khác mà chuyên trách đảm bảo các nguyên tắc kĩ thuật an toàn cho tổ. 2- Caùc bieän phaùp kó thuaät. α- Ñeà phoøng tieáp xuùc vaøo caùc boä phaän mang ñieän. - Đảm bảo cách điện tốt các thiết bị điện. - Đảm bảo khoảng cách an toàn, bao che, rào chắn các bộ phận mang điện. - Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách li. - Sử dụng tín hiệu, biển báo, khoá liên động. β- Caùc bieän phaùp ñeå ngaên ngöøa, haïn cheá tai naïn ñieän khi xuaát hieän tình traïng nguy hieåm. - Thực hiện nối không bảo vệ. - Thực hiện nối đất bảo vệ, cân bằng thế. - Sử dụng thiết bị cắt điện an toàn. - Sử dụng các phương tiện bảo vệ, dụng cụ phòng hộ. 3- Caáp cöùu ngöôøi bò ñieän giaät. Nguyên nhân chính làm chết người vì điện giật là do hiện tượng kích thích chứ không phải do bị chấn thương. Kinh nghiệm thực tế cho thấy, hầu hết các trường hợp bị điện giật, nếu kịp thời cứu chữa thì khả năng cứu sống rất cao. Khi sơ cứu người bị nạn cần thực hiện hai bước cơ bản sau : - Tách ngay nạn nhân ra khỏi nguồn điện. - Làm hô hấp nhân tạo và xoa bóp tim ngoài lồng ngực.  73 a- Taùch naïn nhaân ra khoûi nguoàn ñieän. Nếu nạn nhân chạm vào điện hạ áp cần nhanh chóng cắt nguồn điện; nếu không thể cắt nhanh nguồn điện thì phải dùng các vật cách điện khô như sào, gậy tre, gỗ khô để gạt dây điện ra khỏi nạn nhân, nếu nạn nhân nắm chặt vào dây điện cần phải đứng trên các vật cách điện khô để kéo nạn nhân ra hoặc hoặc đi ung hay dùng găng tay cách điện để gở nạn nhân ra; hoặc dùng các dụng cụ cách điện để cắt đứt dây điện. Nếu nạn nhân bị chạm hoặc bị phóng điện từ thiết bị có điện áp cao thì không thể đến cứu ngay trực tiếp mà cần phải đi ủng, dùng gậy, sào cách điện để tách người bị nạn ra khỏi phạm vi có điện, đồng thời báo cho người quản lí đến cắt điện trên đường dây. Nếu người bị nạn đang làm việc ở đường dây trên cao, dùng dây dẫn nối đất, làm ngắn mạch đường dây. Khi làm ngắn mạch đường dây và nối đất cần tiến hành nối đất trước, sau đó ném dây lên làm ngắn mạch đường dây. Dùng các biện pháp đỡ để chống rơi, ngã nếu người bị nạn trên cao. b- Laøm hoâ haáp nhaân taïo. Thực hiện ngay sau khi tách người bị nạn ra khỏi bộ phận mang điện. Đặt nạn nhân ở chỗ thoáng khí, cởi các phần quần áo bó thân (cúc cổ, thắt lưng...), lau sạch máu, nước bọt và các chất bẩn, sau đó thực hiện theo trình tự: - Đặt nạn nhân nằm ngửa, kê gáy bằng gạch mềm để đầu ngửa về phía sau. Kiểm tra khí quản có thông suốt không và lấy các dị vật ra. Nếu hàm bị co cứng phải mở miệng bằng cách để tay áp vào phía dưới của góchàm dưới, tì ngón tay cái vào mép để đẩy hàm dưới ra. - Kéo ngửa mặt nạn nhân về phía sau sao cho cằm và cổ trên một đường thẳng đảm bảo cho không khí vào được dễ dàng. Đẩy hàm dưới về phía trước đề phòng lưỡi rơi xuống đóng thanh quản. - Mở miệng và bịt mũi nạn nhân. Người cấp cứu hít hơi và thổi mạnh vào miệng nạn nhân (đặt khẩu trang hoặc khăn sạch lên miệng nạn nhân). Nếu không thể thổi vào miệng được thì có thể bịt kín miệng nạn nhân và thổi vào mũi. - Lặp lại các thao tác như trên nhiều lần. Việc thổi khí cần làm nhịp nhàng và liên tục 10 412 lần trong một phút với người lớn, 20 lần trong một phút đối với trẻ em. c- Xoa boùp tim ngoaøi loøng ngöïc. Nếu có hai người cấp cứu thì một người thổi ngạt còn một người xoa bóp tim. Người xoa bóp tim chồng hai tay lên nhau và đặt ở 1/3 phần dưới xương ức của nạn nhân, ấn khoảng 446 lần thì dừng lại hai giây để người thổi ngạt thổi không khí vào phổi nạn nhân. Khi ấn ép mạnh lồng ngực xuống khoảng 4÷6 cm, sau đó giữ tay lại 1/3 giây rồi mới rời tay khỏi lồng ngực cho trở về vị trí cũ. 74 Nếu có một người cấp cứu thì cứ sau hai ba lần thổi ngạt, ấn vào lồng ngực nạn nhân như trên từ 4÷6 lần. Các thao tác phải được làm liên tục cho đến khi nạn nhân xuất hiện dấu hiệu sống trở lại, hệ hô hấp có thể tự hoạt động ổn định. Để kiểm tra nhịp tim nên ngừng xoa bóp khoảng 2÷3 giây . Sau khi thấy sắc mặt trở lại hồng hào, đồng tử co dãn, tim phổi bắt đầu hoạt động nhẹ, cần tiếp tục cấp cứu từ 5÷10 phút nữa để tiếp sức thêm cho nạn nhân. Sau đó cần kịp thời chuyển ngay nạn nhân tới bệnh viện. Trong quá trình vận chuyển vẫn phải tiếp tục công việc cấp cứu liên tục.  75 Chöông 13 KÓ THUAÄT PHOØNG CHAÙY, CHÖÕA CHAÙY §13-1 Nhöõng vaán ñeà cô baûn veà chaùy vaø noå. 1- khaùi nieäm chung. Cháy là một hiện tượng hoá lí phức tạp. Theo định nghĩa cổ điển, cháy là quá trình phân huỷ hoàn toàn vật chất khi có oxi. Vì vậy, chaùy laø moät quaù trình oxi hoaù, laø söï hoaù hôïp giöõa taùc nhaân oxi hoaù (như không khí, oxi...) vôùi chaát chaùy (tức là chất bị oxi hoá như dầu, khí, than,...). Tuy nhiên có trường hợp cháy không cần oxi như kim loại cháy trong môi trường clo ; bari oxit, natri oxit cháy trong môi trường khí cacbônic; thuốc súng cháy không cần trong môi trường khí ; axêtilen nén, clorua nitơ nén và vài hợp chất khác trong những điều kiện nhất định có thể nổ mà không cần không khí. Như vậy, cháy có thể là kết quả của phản ứng kết hợp hoặc phản ứng phân huỷ. Theo quan niệm mới, chaùy laø phaûn öùng hoaù hoïc xaåy ra nhanh choùng, phaùt nhieät vaø phaùt quang. Nghĩa là có phản ứng cháy không cần oxi và mọi vật chất ít nhiều đều có thể cháy. Oxi hoá chậm có thể xem như quá trình cháy chậm, nó chỉ khác về tốc độ phản ứng và cường độ phát nhiệt. Quá trình cháy có kèm theo phát nhiệt. Nhưng không phải mọi quá trình phát nhiệt đều là quá trình cháy. Ví dụ như sự oxi hoá chậm rượu êtilic thành anđêhit axêtic, SO2 thành SO3, vv... thì không thể xếp vào quá trình cháy. Trong thực tế thường gặp các đám cháy xẩy ra trong môi trường không khí. Vì vậy ở đây khi xét đến các vấn đề về cháy chủ yếu là xét đến quá trình cháy có oxi. Người ta chia ra làm hai loại cháy : đồng thể và dị thể. Cháy đồng thể là cháy chỉ của các chất khí, còn cháy dị thể là cháy của hỗn hợp chất cháy và chất oxi hoá có trạng thái vật lí khác nhau. Tuỳ lượng oxi đưa vào để đốt cháy nhiên liệu mà ta chia ra cháy hoàn toàn và không hoàn toàn. Khi có thừa hay đủ không khí, quá trình cháy xẩy ra hoàn toàn, sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn là cacbônic, hơi nước, nitơ và một ít các khí khác như anhiđrit sunfurơ,... Khi không đủ không khí thì quá trình cháy xẩy ra không hoàn toàn. Trong sản phẩm cháy không hoàn toàn thường chứa nhiều khí cháy, nổ và độc như cacbon oxit, rượu, axit, xêtôn và anđêhit. Tuỳ tốc độ của quá trình cháy người ta chia thành cháy, nổ và cháy nén áp. Khi cháy hoàn toàn lượng nhiệt toả ra là cực đại. Một phần nhỏ lượng nhiệt đó sẽ tiêu hao cho việc gia nhiệt, nóng chảy, phân huỷ và bốc hơi chất cháy. Lượng nhiệt chủ yếu sẽ tiêu hao cho việc nung nóng môi trường xung  76 quanh vùng cháy. Khi cháy trong phòng kín lượng nhiệt đó sẽ tiêu hao cho việc nung nóng những kết cấu, những vật liệu có trong khu vực đó. Quá trình cháy của các chất thể rắn, lỏng và khí đều có những điểm tương tự nhau và đều bao gồm các giai đoạn sau đây : oxi hoá, tự bắt cháy, cháy. Nhiệt trong quá trình oxi hoá sẽ làm cho tốc độ phản ứng tăng lên, hỗn hợp cháy nhanh chóng tự bắt cháy và ngọn lửa xuất hiện. 2- Cô cheá quaù trình chaùy. a- Lí thuyeát töï baét chaùy nhieät. Theo lí thuyết này, điều kiện quyết định để xuất hiện quá trình cháy là tốc độ toả nhiệt của phản ứng hoá học phải vượt quá hoặc bằng tốc độ truyền nhiệt từ vùng phản ứng ra môi trường xung quanh khi đó quá trình cháy mới xuất hiện. Do lượng nhiệt sinh ra lớn hơn lượng nhiệt mất đi nên một phần nhiệt lượng sẽ tồn tại trong vật chất đang tham gia vào quá trình cháy làm nhiệt độ của nó tăng dần. Nhiệt độ tăng dẫn đến tốc độ phản ứng cháy tăng và lượng nhiệt sinh ra do phản ứng cháy càng tăng. Quá trình này cứ tiếp tục mãi cho đến khi đạt được một nhiệt độ tối thiểu thì quá trình tự bóc cháy sẽ xẩy ra. Vậy nguyên nhân dẫn đến quá trình tự bốc cháy là sự tích luỹ nhiệt lượng trong khối vật chất tham gia vào quá trình cháy. Thời gian cảm ứng chính là thời gian cần thiết để tích luỹ nhiệt lượng. Kết thúc thời gian cảm ứng thì quá trình tự bốc cháy xẩy ra. Lí thuyết nhiệt giúp ta giải thích được nhiều hiện tượng cháy xẩy ra trong thực tế. Những ứng dụng chính có thể tóm tắt như sau : - Nhiệt độ tự bôc cháy của hỗn hợp chất cháy và chất oxi hoá không phải là một hằng số hoá lí cố định mà phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố cụ thể của quá trình cháy. Các yếu tố chính là: bản chất của chất cháy và chất oxi hoá, các yếu tố về tốc độ phản ứng cháy, các yếu tố về truyền nhiệt giữa phản ứng cháy với môi trường xung quanh, các yếu tố về khuyếch tán khí, nhiệt độ nung nóng ban đầu, áp suất, tỉ lệ pha trộn giữa các chất cháy và chất oxi hoá... Đây là kết luận quan trọng về mặt lí luận vì cùng một hỗn hợp chất cháy và chất oxi hoá nhưng được tiến hành trong những điều kiện khác nhau thì nhiệt độ tự bốc cháy cũng khac nhau. Tuy nhiệt độ tự bốc cháy không phải là một hàng số hoá lí cố định, nhưng để so sánh khả năng bắt cháy của các chất khác nhau người ta tiến hành đo nhiệt độ tự bốc cháy trong một điều kiện nhiệt độ nhất định, khi đó gia trị nhiệt độ đo được cũng phản ánh khả năng cháy, nổ dễ hay khó. - Nhiệt độ tự bôc cháy tỉ lệ nghịch với áp suất tự bốc cháy. Điều đó thể hiện qua đồ thị sau : Đường cong chia quá trình ra làm hai lĩnh vực : A là lĩnh vực tự bốc cháy, B là lĩnh vực không tự bốc cháy. Giả thiết áp suất ban đầu là p1. Từ giá trị p1 kẻ một đường song song với trục tung cho giao điểm với đường cong, tìm được 77 nhiệt độ T0. Do đó trong trường hợp này để quá trình tự bốc cháy xẩy ra được thì cần nung nóng hỗn hợp chất cháy và chất oxi hoá tối thiểu là T0 độ vì chỉ khi đó điểm đang nghiên cứu mới thuộc vào lĩnh vực tự bốc cháy . Nếu nhiệt độ nung nóng ban đầu T<T0 thì không xẩy ra tự bốc cháy. b-Lí thuyeát töï baét chaùy daây chuyeàn. Lí thuyết tự bắt cháy nhiệt giúp ta hưng trong nhiều trường hợp tự bắt cháy và bắt cháy và bắt cháy không thể dùng lí thuết này giải thích được, ví dụ như tác  T0  B  P1 A Aùp suất tự bốc cháy dụng xúc tác và ức chế đối với quá trình cháy, sự phụ thuộc của giới hạn bắt cháy Mối quan hệ nhiệt độ – áp suất tự bốc cháy vào áp suất, v.v... Để giải thích những hiện tượng đó phải dùng lí thuyết phản ứng dây chuyền. Muốn cho phản ứng hoá học xẩy ra phải có va chạm giữa các phân tử phản ứng. Nhưng tác dụng hoá học giữa hai phân tử va chạm vào nhau chỉ có thể có được khi tổng dự trử năng lượng của chúng không nhỏ hơn một đại lượng tối thiểu gọi là năng lượng hoạt hóa. Năng lượng dự trử đó là năng lượng cần thiết để làm đứt hoặc làm yếu liên kết tồn tại giữa các nguyên tử trong phân tử chất phản ứng ban đầu và tạo khả năng làm xuất hiện những liên kết mới hoặc phân bố lại các liên kết, nghĩa là gây ra phản ứng hoá học. Sản phẩm của phản ứng có dự trử năng lượng khá lớn. Năng lượng đó lại truyền trực tiếp cho một hoặc vài phần tử trong số các phần tử phản ứng, kích động chúng đến trạng thái hoạt động, nghĩa là tạo ra các phần tử hoạt động mới. Thực nghiệm đã xác định, các phản ứng cháy thường xẩy ra theo hướng sao cho lúc đầu trong hệ thống tạo ra những phần tử hoạt động, thường là những gốc và các nguyên tử tự do. Do có mang hoá trị tự do các phần tử đó rất hoạt động, có khả năng phản ứng cao, chúng tham gia vào phản ứng tiếp theo và tái tạo những gốc, nguyên tử tự do mới. Việc sản sinh ra các phần tử hoạt động đó làm chuyển hóa một lượng lớn sản phẩm ban đầu. Quá trình đó thực hiện một cách chu kì. Phần tử hoạt động được tạo ra ở chu kì này tạo điều kiện bắt đầu một chu kì mới. Cuối chu kì mới này lại tạo ra những phần tử mới ... Vì phản ứng cứ được kéo dài, phát triển do lặp lại một cách chu kì các phản ứng như vậy nên gọi là phản ứng dây chuyền. Theo lí thuyết phản ứng dây chuyền, quá trình cháy trải qua các giai đoạn sau : ∀- Giai ñoaïn sinh maïch: các phần tử chất cháy và chất oxi hoá được hoạt hoá nhờ năng lượng tự thân, năng lượng nhiệt, năng lượng của ánh sáng hay do va chạm với phân tử thứ ba nào đó. Kết quả là tạo ra các phần tử hoạt động 78 Nhiệt độä tưö ï bo ác cháy (gọi là tâm hoạt động). Những tâm hoạt động này có khả năng tham gia vào các phản ứng ở giai đoạn tiếp theo. Đặc điểm quan trọng nhất của giai đoạn sinh mạch là thu nhiệt, nếu lượng nhiệt cấp vào phản ứng bằng hoặc nhỏ hơn năng lượng liên kết trong phân tử, thì tốc độ sinh mạch nhỏ và tiến hành khó khăn. ∃- Giai ñoaïn phaùt trieån maïch: nhờ những tâm hoạt động ban đầu mà phản ứng tiếp tục phát triển và tái tạo các tâm hoạt động mới. Phản ứng được phát triển một cách dây chuyền, các tâm hoạt động cứ được tái tạo nếu không có gì cản trở. Nếu từ một tâm ban đầu khi phản ứng chỉ tái tạo một tâm mới thì phản ứng là dây chuyền không phân nhánh. Nếu từ một tâm ban đầu tái tạo được hai hay nhiều tâm mới thì phản ứng là dây chuyền phân nhánh. Các phản ứng cháy hầu hết là dây chuyền phân nhánh, nên tốc độ cháy phát triển rất nhanh. (- Giai ñoaïn trieät maïch (hay ñöùt maïch): do va chạm với các phần tử trơ, do các phản ứng phụ... các tâm hoạt động dần dần bị triệt đi, nghĩa là chúng chuyển thành các phân tử kém hoạt tính hoặc những phân tử ổn định mất khả năng phản ứng tiếp theo. Do đó phản ứng cháy không thể phát triển tiếp tục. Nếu cường độ triệt mạch đủ lớn thì phản ứng cháy sẽ ngừng hẳn. Đặc điểm chính của quá trình triệt mạch là phản ứng toả nhiệt và tiến hành dễ dàng. Biểu hiện bên ngoài của phản ứng trong quá trình tự bắt cháy nhiệt và tự bắt cháy dây chuyền đều giống nhau. Điểm khác nhau chủ yếu là theo cơ chế nhiệt thì trong hệ thống phản ứng sẽ tích luỹ nhiệt, mà theo cơ chế dây chuyền thì tích luỹ tâm hoạt động. Cả hai yếu tố ấy đều làm xúc tiến phản ứng. Sự bắt cháy dây chuyền về nguyên tắc có thể thực hiện ở nhiệt độ không đổi mà không cần gia nhiệt cho hỗn hợp. §13-2 Ñieàu kieän xaåy ra quaù trình chaùy. Thôøi gian caûm öùng 1- Ñieàu kieän xaåy ra quaù trình chaùy. Để quá trình cháy xuất hiện và phát triển cần có chất cháy, chất oxi hoá và mồi bắt cháy. Thiếu một trong ba điều kiện đó thì sự cháy sẽ ngừng. Ví dụ, khi ta phun bọt vào vào đám cháy của chất lỏng là làm cho hơi của chất cháy ngừng đi vào vùng cháy ; khi phun nước vào gỗ đang cháy nhiệt độ của gỗ sẽ hạ xuống dưới nhiệt độ bắt lửa,... làm cho chúng không tiếp tục cháy nữa. Thành phần hoá học của chất cháy và tỉ lệ của các thành phần trong hỗn hợp cháy có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình cháy. Cháy trong oxi nguyên chất sẽ đạt tốc độ lớn nhất, khi hàm lượng oxi trong không khí là 14-15% thì tốc độ cháy sẽ là cực tiểu. Đối với H2, C2H4, C2H2 và vài chất cháy khác hàm lượng tối thiểu của oxi trong không khí có thể duy trì sự cháy là 10% hoặc thấp hơn. Tiếp tục giảm hàm lượng oxi xuống nữa sự cháy sẽ ngừng. 79 Bề mặt riêng của chất cháy càng rộng, sự khuấy trộn giữa chất cháy chất oxi hoá càng tốt thì tốc độ cháy càng tăng. Chất cháy là những chất khi bị oxi hoá sẽ toả nhiệt và phát quang. Chúng có thể ở dạng rắn, lỏng, khí. Chất oxi hoá có thể là không khí, oxi nguyên chất, clo, flo, lưu huỳnh, các hợp chất mang oxi như kali pecmanganat (KMnO4), amôn nitrat (NH4NO3), Kali nitrat (KNO3), natri nitrit (NaNO2), Kali clorat (KclO2), axit nitrit (HNO3).... Đó là những chất trong điều kiện nung nóng sẽ bị phân huỷ thoát ra oxi, Ví dụ: 2KClO32KCl + 3O2 Mồi bắt lữa có thể là ngọn lữa trần, tia lữa điện, hồ quang điện, tia lữa sinh ra do ma sát hay va đập, những hạt than cháy dở, . . Chúng là những mồi lửa phát quang. Ngoài ra còn có loại mồi bắt lửa không phát quang hay còn gọi là mồi ẩn. Mồi bắt lửa ẩn có thể là nhiệt toả ra do các quá trình hoá học, quá trình sinh hoá, quá trình nén đoạn nhiệt, do ma sát hoặc do tiếp xúc với bề mặt nóng của thiết bị. Sự bắt cháy hỗn hợp cháy chỉ có khả năng xảy ra khi lượng nhiệt cung cấp cho hỗn hợp cháy đủ để làm cho phản ứng cháy bắt đầu, tiếp tục và lan rộng ra. Như vậy không phải bất cứ một mồi bắt lửa nào củng có thể gây cháy được. Muốn gây cháy đòi hỏi mồi lửa phải có đủ dự trữ năng lượng tối thiểu. Những mồi lửa khác nhau có nhiệt độ ngọn lửa khác nhau và thường từ 750- 1300oC. Nhiệt độ trên vượt quá nhiệt độ tự bốc cháy của đại đa số các hỗn hợp khí cháy (200 – 700oC) và nhiệt lượng toả ra của ngọn lửa đủ để gia nhiệt cho 1mm3 hỗn hợp khí đến nhiệt độ tự bốc cháy. Ngọn lửa trần thường xuyên là mối nguy hiểm về cháy, nổ, nhất là đối với các hỗn hợp khí cháy. Tia lửa điện là một loại mồi bắt lửa phổ biến trong các ngành công nghiệp và đời sống. Trong kênh phóng điện nhiệt độ có thể lên tới 10.000oC vượt quá rất nhiều so với nhiệt độ bắt cháy. Vì vậy các nhà máy có sử dụng chất cháy thì tia lửa điện luôn luôn là nguy cơ cháy, nổ thường xuyên. Tia lửa tạo ra do ma sát và va đập ít nguy hiểm hơn so với tia lửa điện vì năng lượng của những tia lửa này nhỏ hơn so với tia lửa điện, tuy nhiên nhiệt độ do các tia lửa này tạo ra ở phạm vi 600 ÷ 700oC nên vẩn có khả năng bắt cháy một số hỗn hợp khí. Để làm bắt lửa những chất cháy thể rắn, đặc biệt là thuốc nổ, thuốc súng cần có mồi bắt lửa lớn hơn đối với khí và hơi, vì nó đòi hỏi nhiều năng lượng để nung chảy, phân hủy và cháy những chất đó. Để làm bắt lửa những chất cháy thể rắn có thể dùng những mồi bắt lửa như ngọn lửa trần, hạt nhiên liệu cháy dở, hồ quang điện... Mồi bắt cháy củng có thể là vỏ các thiết bị, lò nung có nhiệt độ cao và có thể gây ra cháy hỗn hợp gần đó. Vì vậy cần quy định nhiệt độ tối đa mặt ngoài của thiết bị nhiệt.  80 2- Thôøi gian caûm öùng. Khi đưa mồi lửa vào hỗn hợp cháy, sự bắt cháy không phải xuất hiện ngay mà phải trải qua một khoảng thời gian nhất định gọi là thôøi gian caûm öùng hay thôøi gian chaäm baét chaùy. Thôøi gian chuaån bò ngaám ngaàm cuûa phaûn öùng keå töø thôøi ñieåm khuaáy troän gia nhieät hoãn hôïp ñeán thôøi ñieåm xuaát hieän nhöõng bieåu hieän roõ reät cuûa phaûn öùng (baét chaùy) goïi laø thôøi gian caûm öùng. Theo lí thuyết nhiệt, thời gian cảm ứng là giai đoạn tích luỹ nhiệt, theo lí thuyết dây chuyền – là giai đoạn tích luỹ tâm hoạt động. Thời gian cảm ứng giảm khi tăng áp suất, tăng nhiệt độ hỗn hợp cháy, giảm hàm lượng chất cháy trong hỗn hợp hoặc khi thêm các chất xúc tiến quá trình cháy như alđêhít, pêrôxít. Ngược lại, thêm những chất ức chế phản ứng cháy như iốt, anilin, fênol,... sẽ kéo dài thời gian cảm ứng. Vì vậy, ta có thể điều khiển quá trình bắt cháy xuất hiện sớm hay muộn bằng cách thêm các phụ gia thích hợp để rút ngắn hay kéo dài thời gian cảm ứng. Thời gian cảm ứng có vai trò quan trọng đối với thực tế khi chọn thiết bị điện chống nổ, khi phân loại các chất nổ, khi xem xét các vấn đề an toàn cháy nổ trong công nghiệp khai thác hầm lò, tại những nơi sản xuất có sinh ra các khí dễ cháy nổ, tại các kho hoá chất, kho xăng dầu,... Ví dụ, trong công nghiệp khai thác hầm lò thường có nhiều bụi nổ, khí dễ cháy nổ nhu mêtan, cacbon oxi. Tại đây chỉ được phép dùng những thiết bị điện chống nổ an toàn, đèn phòng nổ. Khi đèn điện bị vỡ dòng điện sẽ tự động ngắt. Để đảm bảo an toàn về cháy nổ phải đòi hỏi thời gian để cho sợi tóc đèn nguội đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bắt cháy của hỗn hợp cháy có trong khu vực đó nhỏ hơn thời gian cảm ứng của hỗn hợp cháy đó. §13-3 Nhieät ñoä töï baét chaùy – Giôùi haïn noàng ñoä noå – Giôùi haïn nhieät ñoä boác chaùy 1- Nhieät ñoä töï baét chaùy Nhiệt độ tại đó xẩy ra tự bắt cháy của hỗn hợp cháy gọi là nhiệt độ tự bắt cháy. Vaäy nhieät ñoä töï baét chaùy laø nhieät ñoä thaáp nhaát, taïi ñoù hoãn hôïp coù theåchaùy ñöôïc maø khoâng caàn coù moài löûa töø ngoaøi. Nhiệt độ tự bắt cháy phụ thuộc vào: - Thành phần hỗn hợp cháy. - Thể tích hỗn hợp cháy. - Aùp suất. - Phương pháp xác định nó. - Chất xúc tác cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ tự bắt cháy. 2- Giôùi haïn noàng ñoä noå Hỗn hợp chất cháy và chất ôxi hoá chỉ có thể cháy trong một koảng nồng độ nhất định, ngoài khoảng đó thì quá trình cháy không xẩy ra. Khoảng nồng độ 81 giới hạn đó gọi là giới hạn cháy nổ hay giới hạn lan truyền ngọn lửa. Noøng ñoä thaáp nhaát cuûa khí vaø hôi ôû trong khoâng khí coù theå gaây ra noå goïi laø giôùi haïn noå döôùi. Ngöôïc laïi, noàng ñoä cao nhaát cuûa hôi vaø khí trong khoâng khí coù theå gaây ra noå goïi laø giôùi haïn noå treân. Khoảng nằm giữa giới hạn nổ trên và nổ dưới gọi là khoảng nổ của một chất. Khoảng nổ còn có thể gọi là khoảng bắt cháy. Khoảng nổ càng rộng thì chất đó càng nguy hiểm về cháy và nổ. Khoảng nổ của một chất không phải là một hằng số. Nó biến đổi tuỳ theo nhiệt độ, áp suất, tạp chất, mồi bắt cháy và chủ yếu phụ thộc vào nồng độ khí trơ ở trong hỗn hơp. 3- Giôùi haïn nhieät ñoä boác chaùy Tính nổ của hơi chất lỏng còn có thể đặc trưng bằng giới hạn nhiệt độ bắt cháy. Giới hạn nhiệt độ dưới laø nhieät ñoä thaáp nhaát cuûa chaát loûng taïi ñoù hôi baûo hoaø cuûa noù taïo vôùi khoâng khí ôû trong bình kín moät hoãn hôïp ñaõ coù khaû naêng baét chaùy khi ta ñöa moät moài löûa ñeán gaàn. Nồng độ hơi tạo ra ở nhiệt độ dưới sẽ tương ứng với giới hạn nồng độ nổ dưới. Giới hạn nhiệt độ trên laø nhieät ñoä cao nhaát cuûa chaát loûng taïi ñoù hôi baûo hoaø cuûa noù taïo vôùi khoâng khí moät hoãn hôïp coù khaû naêng baét chaùy khi ta ñöa moät moài löûa ñeân gaàn. Nồng độ hơi tạo ra ở giới hạn nhiệt độ trên sẽ tương ứng với nồng độ nổ trên. Ơû nhiệt độ thấp hơn giới hạn nhiệt độ dưới và cao hơn giới hạn nhiệt độ trên quá trình cháy không xẩy ra. Trong thực tế sản xuất, để hạn chế cháy nổ ta thực hiện quá trình kĩ thuật trong điều kiện chân không hoặc áp suất thấp. Để chữa cháy, người ta phun khí trơ vào đám cháy. Những điều đó có thể giải thích là do khi đó ta đã tạo điều kiện để thu hẹp khoảng nổ của hỗn hợp. Như vậy, giới hạn nhiệt độ bắt cháy, giới hạn nồng độ nổ cũng như nhiệt độ tự bắt cháy và thời gian cảm ứng của các chất cháy la những thông số rất quan trọng đặc trưng cho mức độ nguy hiểm về cháy nổ của chúng. Chất cháy có thời gian cảm ứng càng ngắn, khoảng nổ càng rộng và nhiệt độ tự bắt cháy càng thấp thì chất đó càng dễ cháy nổ, nghĩa là nó càng nguy hiểm về cháy và nổ; tại đó những biện pháp phòng ngừa cháy nổ càng cần được xem trọng. §13-4 Caùc bieän phaùp phoøng choáng chaùy vaø noå vaø haïn cheá chaùy noå lan roäng A- Caùc bieän phaùp phoøng choáng chaùy vaø noå Những biện pháp phòng cháy và nổ bao gồm các biện pháp về kĩ thuật, tổ chức huấn luyện, tuyên truyền giáo dục và pháp luật của nhà nước. Biện pháp kĩ thuật thể hiện ở việc chọn lựa phương pháp sản xuất, chọn vật liệu kết cấu, vật liệu xây dựng, biện pháp xây dựng và các hệ thống thông tin, báo hiệu, vv... 82 Để đảm bảo tránh được cháy và nổ khi tiến hành các quá trình kĩ thuật, cần có các biện pháp sau đây: 1- Thay thế các khâu sản xuất nguy hiển bằng những khâu ít nguy hiểm hơn. 2- Cơ khí hoá và tự động hoá quá trình sản xuất có tính chất nguy hiểm. 3- Thiết bị phải đảm bảo kín. 4- Nếu quá trình sản xuất phải dùng dung môi, nên chọn dung môi khó bay hơi, khó cháy thay cho dung môi dễ bay hơi, dễ cháy. 5- Dùng thêm các phụ gia trơ, các chất ức chế, các chất chống nổ để giảm tính cháy nổ của hỗn hợp cháy. 6- Cách li hoặc đặt các thiết bị hay công đoạn dễ cháy nổ ra xa các thiết bị, công đoạn khác. 7- Loại trừ mọi khả năng phát sinh ra mồi lửa tại những chổ sản xuất có liên quan tới các dễ cháy nổ. Tránh mọi khả năng tạo ra nồng độ nguy hiểm của chất cháy trong các thiết bị, ống dẫn khí hay trong hệ thống thông gió. 8- Trước khi ngừng thiết bị để sửa chữa, trước khi đưa vào hoạt động trở lại cần thổi hơi nước, khí trơ vào thiết bị đó. 9- Giảm tới mức thấp nhất lượng chất cháy nổ trong khu vực sản xuất. Tất cả các biện pháp trên cần được giải quyết tốt ngay từ khi chọn phương án thiết kế. B- Haïn cheá chaùy noå lan roäng Để ngăn chặn đám cháy lan truyền cần dùng các biện pháp sau: 1- Trên các đường ống dẫn chất lỏng đặt các van ngược, tấm lưới lọc và van thuỷ lực,... 2- Trên các đường ống dẫn khí đặt các van thuỷ lực, bộ phận chặn lửa, màng chống nổ. 3- Trên các đường ống dẫn hỗn hợp bụi – không khí đặt các tấm chắn hay van tự động chặn lửa. 4- Tại chỗ băng tải nghiêng hay ngang chui qua tường chặn lửa đặt các cửa tự đóng hoặc màng nước chặn lửa. 5- Đặt tường ngăn cháy; chọn khoảng cách chống cháy thích hợp, cửa sổ thích hợp. §13-5 Nguyeân lí chöõa chaùy Từ bản chất quá trình cháy, điều kiện của quá trình cháy và diễn biến của một đám cháy ta thấy rằng, sự cháy sẽ được chấm dứt khi giảm tốc độ truyền nhiệt từ vùng cháy và khi tăng tốc độ truyền nhiệt ra môi trường xung quanh. Để thực hiện những quá trình đó người ta dùng các phương pháp khác nhau gọi là phương pháp chữa cháy. Phöông phaùp chöõa chaùy laø hoaït ñoäng lieân 83 tuïc, chính xaùc cuûa con ngöôøi theo moät trình töï nhaát ñònh höôùng vaøo goác ñaùm chaùy, nhaèm taïo ñieàu kieän ñeå daäp taét ñaùm chaùy. Dựa trên những nguyên lí như vậy ta có các phương pháp chữa cháy sau: 1- Làm loảng chất tham gia phản ứng bằng cách đưa vào vùng cháy những chất không tham gia phản ứng cháy, như CO2, N2, vv... 2- Ưùc chế phản ứng cháy bằng cách đưa vào vùng cháy những chất có tham gia phản ứng, nhưng có khả năng biến đổi chiều của phản ứng từ phát nhiệt thành thu nhiệt, như brommetyl, brometyl,... 3- Ngăn cách, không cho oxi thâm nhập vào vùng cháy, như dùng bọt, cát, chăn phủ. 4- Làm lạnh vùng cháy cho đến dưới nhiệt độ bắt cháy của các chất cháy. 5- Phương pháp tổng hợp. Ví dụ đầu tiên chữa cháy bằng phương pháp làm lạnh, sau đó bằng phương pháp cách li. §13-6 Caùc chaát chöõa chaùy vaø phöông tieän chöõa chaùy I- Caùc chaát chöõa chaùy Chaát chöõa chaùy laø chaát khi taùc duïng vaøo ñaùm chaùy seõ taïo ra nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh vaø duy trì ñieàu kieän aáy trong moät thôøi gian ñeå daäp taét ñaùm chaùy. Chất chữa cháy có thể có nhiều loại khác nhau như: thể rắn, thể lỏng hay thể khí. Mỗi thứ có những đặc tính riêng và phạm vi sử dụng nhất định. Tuy nhiên tất cả các chất chữa cháy đều có những yêu cầu sau: a- Có hiệu quả cao khi cứu chữa, nghĩa là tiêu hao chất chữa cháy trên đơn vị diện tích cháy, trong một đơn vị thời gian phải ít nhất, mà kết quả cứu chữa lại cao nhất. b- Tìm kiếm dễ dàng và rẻ tiền. c- Không gây độc đối với người và vật trong khi sử dụng , bảo quản. d- Không làm hư hỏng các thiết bị cứu chữa và các thiết bị, đồ vật được cứu chữa. Kết quả cứu chữa một đám cháy phụ thuộc rất nhiều vào cường độ phun chất chữa cháy.cöôøng ñoä phun chaát chöõa chaùy laø löôïng chaát chöõa chaùy caàn thieát ñeå daäp taét ñaùm chaùy treân moät ñôn vò dieän tích vaø trong moät ñôn vò thôøi gian. Những chất chữa cháy sử dụng rộng rãi hiện nay gồm một số loại chính sau: 1- Nöôùc. Nước có ẩn nhiệt hoá hơi lớn làm giảm nhanh nhiệt độ bốc hơi. Lượng nước phun vào đám cháy phụ thuộc vào cường độ phun nước, vào nhiệt độ cháy và diện tích bề mặt của đám cháy. Để giảm thời gian phun nước người ta thêm một vài hợp chất hoạt động để giảm sức căng bề mặt của vật liệu (bông, len, lông,...), khi đó nước thấm nhanh vào vật liệu. Nước được sử dụng rộng rãi dể chống cháy và có giá thành rẻ. 84 Không dùng nước để chữa cháy các kim loại hoạt động như K, Na, Ca hoặc đất đèn và các đám cháy có nhiệt độ cao hơn 1700oC. Không dùng nước để chữa cháy xăng, dầu. 2- Hôi nöôùc. Trong công nghiệp, hơi nước thường được sử dụng để chữa cháy. Lượng hơi nước cần thiết để chữa cháy phải chiếm hơn 35% thể tích nơi chứa hàng bị cháy. Tác dụng chính của hơi nước là pha loảng nồng độ chất cháy và ngăn cản nồng độ oxi đi vào vùng cháy. 3- Buïi nöôùc. Bụi nước là nước được phun thành hạt rất bé như bụi làm tăng đáng kể bề mặt tiếp xúc của nó với đám cháy. Sự bay hơi nhanh các hạt nước làm nhiệt độ đám cháy giảm nhanh và pha loảng nồng độ chất cháy, hạn chế sự thâm nhập của oxi vào vùng cháy. Bụi nước chỉ được sử dụng khi dòng bụi nước trùm kín được bề mặt đám cháy. 4- Boït chöõa chaùy. Bọt chữa cháy còn gọi là bọt hoá học. Bọt hoá học được tạo ra bởi phản ứng giữa hai chất : sunfat nhôm { Al2(so4)3 } và bicacbonat natri ( NaHCO3 ). Cả hai hoá chất tan trong nước và bảo quản trong các bình riêng. Khi sử dụng ta trộn hai dung dịch với nhau, khi đó có phản ứng: Al2(SO4)3 +6H2O 4 2Al(OH3)6 + 3H2SO4 H2SO4 + 2NaHCO34 Na2SO4 + 2H2O + 2CO25 - Bọt khí có tác dụng cách li đám cháy với không khí bên ngoài, ngăn cản sự xâm nhập của oxi vào đám cháy. - Tác dụng phụ là làm lạnh vùng cháy. - Bọt hoá học được sử dụng để chữa cháy xăng dầu hay các chất lỏng khác. - Bọt hoá học còn được nạp vào các bình chữa cháy sử dụng rộng rãi trong các xí nghiệp, kho tàng, nhà máy,... - Không được sử dụng bọt hoá học chữa các đám cháy của kim loại, đất đèn, các thiết bị điện hoặc các đám cháy có nhiệt độ lớn hơn 1700oC. Ngoài bọt hoá học người ta còn chế tạo một loại bọt khác có tên là “bọt hoà không khí”. Loại bọt này được sản xuất bằng cách khuấy trộn không khí với dung dịch tạo bọt. Bọt hoà không khí tạo ra thể tích bọt lớn hơn hai lần so với bọt hoá học nên hiệu quả chữa cháy tốt. Bọt hoà không khí cũng dùng để chữa cháy xăng dầu và các chất lỏng khác. 5- Boät chöõa chaùy. Là các chất chữa cháy rắn. Đó là các hợp chất vô cơ và hữu cơ không cháy nhưng chủ yếu là các chất vô cơ. Bột chữa cháy dùng để chữa cháy kim loại, các chất rắn và chất lỏng. Dùng khí nén để vận chuyển bột chữa cháy vào đám cháy. 85 6- Caùc loaïi khí. Là các chất cháy thể khí như CO2, N2... Tác dụng chính là pha loãng nồng độ chất cháy. Ngoài ra còn có tác dụng làm lạnh đám cháy vì các khí CO2, N2 thoát ra từ bình khí nén có áp suất cao. Khi giảm áp suất đột ngột đến áp suất khí quyển thì bản thân khí lạnh đi theo hiệu ứng tiết lưu (dãn khí đoạn nhiệt). Không được dùng khí chữa cháy để chữa những đám cháy mà chất cháy có thể kết hợp với nó thành những chất cháy nổ mới. 7- Caùc chaát halogen. Các chất halogen dùng để chữa cháy có hiệu quả rất lớn. Tác dụng chủ yếu của nó là ức chế phản ứng cháy. Ngoài ra, chất halogen còn có tác dụng làm lạnh đám cháy. Các chất halogen dễ thấm ướt vào các vật cháy, vì vậy thường để chữa cháy cho các chất khó thấm nước như bông, vải, sợi. II- Phöông tieän chöõa chaùy. 1- Phaân loaïi duïng cuï vaø phöông tieän chöõa chaùy. Phương tiện và dụng cụ chữa cháy được phân làm hai loại chính là cơ giới và thô sơ. a- Loaïi cô giôùi - Phương tiện, dụng cụ chữa cháy cơ giới bao gồm loại di động và loại cố định. Phương tiện và dụng cụ chữa cháy di động gồm các loại xe chữa cháy, xe chuyên dùng, xe thang, xe thông tin và ánh sáng, xe chỉ huy, tuần tra, trang bị cho các đội chữa cháy chuyên nghiệp của thành phố, thị xã. - Phương tiện chữa cháy cố định như: hệ thống phun bọt chữa cháy dùng cho các kho xăng dầu, trường học, cơ quan, xí nghiệp, hệ thống chũa cháy bằng bọt, bằng khí CO2. b- Loaïi thoâ sô Bao gồm các loại như: bơm tay, các loại bình chữa cháy, các loại dụng cụ chữa cháy như: gầu, xô, thang, phuy đựng nước,vv... 2- Xe chöõa chaùy Xe chữa cháy gồm nhiều loại như: xe chữa cháy, xe thông tin và ánh sáng, xe hoà bọt không khí, xe rải vòi, xe thang, xe chỉ huy và xe phục vụ chiến đấu. Ngoài ra người ta còn dùng bơm chữa cháy. 3-Phöông tieän baùo chaùy vaø chöõa chaùy töï ñoäng Phương tiện báo cháy và chữa cháy tự động thường được đặt ở những mục tiêu quan trọng cần được bảo vệ. Phương tiện báo cháy tự động dùng để phát hiện cháy từ đầu và báo về trung tâm chỉ huy chữa cháy. Báo cháy tự động còn bao gồm cả thông tin liên lạc hai chiều giữa đám cháy và trung tâm chỉ huy giữa đám cháy và hệ thống máy tính để có những thông số kĩ thuật về chữa cháy như chọn đường đi đến đám cháy, số lượng phương tiện, hoá chất cần dùng và lựa chọn phương án chữa cháy tối ưu.  86 Phương tiện chữa cháy tự động là phương tiện tự động đưa chất chữa cháy vào đám cháy và dập tắt ngọn lữa. 4- Caùc phöông tieän vaø duïng cuï chöõa chaùy thoâ sô. Dụng cụ chữa cháy thô sơ bao gồ các loại bình bọt, bình CO2, bình chữa cháy bằng chất rắn gọi là bình bột, bơm tay, thùng đựng nước,vv... Các loại bình bọt như : bình bọt hoá học, bình bọt hoà không khí, bình chữa cháy bằng khí CO2. AB  87