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

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN</b>

<b>BỘ CÔNG THƯƠNG</b>

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA CƠ KHÍ </b>

<b>---BÀI TIỂU LUẬN</b>

<b>Đề tài: Trình bày các biện pháp phịng chống cháynổ tại phịng thực hành/ thí nghiệm để đảm bảo an</b>

<b>toàn và nâng cao năng suất lao động</b>

<i><b>Học phần: An tồn và mơi trường cơng nghiệpGVHD: Bùi Tiến Tài</b></i>

<b>Sinh viên thực hiện: Hồng Việt ChiếnKhóa: K16</b>

<b>Mã sinh viên: 2021604338Mã lớp: 20221ME6001003</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Là một những rủi ro tai nạn tại các phịng 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, phịng 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 phịng thực hành/ thí nghiệm đều cần có thiết kế và thiết bị đảm bảo an tồn phịng 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 phịng 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 phịng thực hành/ thí nghiệm chưa thực sự đề cao cơng tác an tồn PCCC. Tại phịng 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 khơng có các dụng cụ dập lửa sẵn có hoặc thiết kế cơng trình khơng đáp ứng điều kiện PCCC.

Có thể kể đến vụ tai nạn cháy, nổ phịng 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 phịng thí nghiệm chun 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 phịng 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 mơi trường thực hành/ thí nghiệm tại các trường đại học cũng như các cơ sở nghiên cứu về khoa học.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>Mục lục</b>

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 tồn...13

2.1.3. Khơng để sạc dự phịng, 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

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

2.3. 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. Phịng chống cháy, nổ trong q 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 khơng đúng kỹ thuật...17

3.1.4. Phịng 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

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>Chương mở đầu: Khái niệm, điều kiện và nhữngnguyên nhân gây cháy, nổ</b>

<b>Các khái niệm cơ bản về cháy, nổ:</b>

<b>Quá trình cháy:</b>

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 vơi tơi trong nước).

Q trình cháy về thực chất có thể coi là q trình oxy hóa - khử. Các chất cháy đóng vai trị chất khử, cịn 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 cịn clo là chất oxy hóa. - Các hợp chất amin cháy trong axit nitoric đậm đặc thì hợp chất amin là chất khử cịn axit nitoric là chất oxy hóa.

- Than cháy trong khơng khí thì than là chất khử, oxy của khơng khí là chất oxy hóa v.v…

Theo quan điểm hiện đại thì q trình cháy là q 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 q trình hóa, lý phức tạp vì rằng phản ứng hóa học của q 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.

Q trình khuếch tán khí và q trình truyền nhiệt giữa vùng đang cháy ra ngồi. Khuếch tán khí và truyền nhiệt cũng tuân theo những định luật riêng của chúng.

<b>Nhiệt độ bùng cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy:</b>

<i> Nhiệt độ bùng cháy (nhiệt độ chớp cháy) là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà</i>

ở nhiệt độ đó lượng hơi, khí bốc lên bề mặt của nó tạo với khơng khí một hỗn hợp khi có nguồn gây cháy tác động sẽ bùng lửa nhưng lại tắt ngay.

<i> Nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà ở nhiệt độ đó khi có</i>

nguồn gây cháy tác động chất cháy sẽ bốc cháy có ngọn lửa và tiếp tục cháy khi khơng cịn nguồn gây cháy.

<i> Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất cháy mà nhiệt độ đó tốc độ</i>

phản ứng tỏa nhiệt tăng mạnh dẫn tới sự bốc cháy ngọn lửa.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>Áp suất tự bốc cháy:</b>

Áp suất tự bốc cháy của hỗn hợp khí là áp suất tối thiểu mà tại đó q 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 khơng khí vào 3 bình có thể tích giống nhau, ở cùng một nhiệt độ nhưng áp suất khác nhau (T<small>0</small>,P<small>1</small>; T<small>0</small>,P<small>2</small>; T<small>0</small>,P<small>3</small>).

<i>Hỗn hợp metan và khơng khí được đựng ở ba bình có áp suất khác nhau: T<small>0</small>: Nhiệt độnung nóng hỗn hợp khí; P<small>1</small>, P<small>2</small>, P<small>3</small>: Áp suất chung của hỗn hợp khí (P<small>1</small> < P<small>2</small> < P<small>3</small>)</i>

Quan sát phản ứng của ba bình này người ta thấy rằng: Ở bình có áp suất P<small>1</small>, q trình cháy xảy ra, ở bình có áp suất P<small>2</small> cháy đã xảy ra, ở bình có áp suất P<small>3</small> 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 P<small>2</small> áp suất tự bốc cháy có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật phịng và chống cháy, nổ.

<b>Thời gian cảm ứng của quá trình tự bốc cháy:</b>

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 cơng tác phịng chống cháy, nổ.

Thời gian cảm ứng càng ngắn thì hỗn hợp khí càng dễ cháy, nổ và việc phịng 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 q trình cháy, do đó nó có giá trị rất khác nhau, thời gian này thường được tính bằng giây.

<b>Điều kiện cháy và đặc tính chất cháy:</b>

<b>Điều kiện cháy:</b>

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).

CH<small>4</small> +

khơng khí _{khơng khí}^{CH4 +} _{khơng khí}^{CH4 +}

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i>Sơ đồ tam giác cháy: 1) Nguồn nhiệt gây cháy; 2) Chất cháy; 3) Chất oxy hóa</i>

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.

<b>Đặc tính của các chất cháy và môi trường làm tăng mức độ nguy hiểm của q trình cháy, nổ:</b>

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, thốt chất bốc, gia nhiệt, đơi khi cịn cháy lỏng hoặc phân hủy. Với chất lỏng xảy ra sự hâm nóng, bốc hơi, phân hủy. Cịn 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.

<b> Cháy của chất rắn trong khơng khí</b>

Chất rắn ở dạng cục, thỏi, tấm khi cháy có hai loại là cháy khơng 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…

<b> Cháy, nổ của chất lỏng trong khơng khí</b>

Tất cả chất lỏng đều có khả năng bay hơi và độ bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ sơi 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.

<b> Cháy, nổ của hỗn hợp hơi, khí, với khơng khí</b>

Các hỗn hợp hơi, khí với khơng 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 khơng khí đều ở trạng thái khí nên sự trộn lẫn giữa chúng dễ đạt đến trạng thái lí tưởng và dễ gây cháy nổ.

<b> Cháy, nổ của bụi trong không khí</b>

3 2

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Trong thực hành/ thí nghiệm, bụi của các chất cháy có thể sinh ra do nhiều ngun nhân khác nhau. Bụi tạo với khơng khí thành các hỗn hợp cháy, nổ, … Bụi tồn tại ở nhiều dạng như lắng trên các thiết bị, đường ống, cơng trình có thể cháy âm ỉ. Bụi lơ lửng trong khơng khí có thể gây ra hỗn hợp cháy, nổ nguy hiểm.

<b> Một vài dạng cháy đặc biệt</b>

 Các loại cháy tự bốc cháy trong khơng khí.  Các loại vật chất tự bốc cháy khi gặp nước.

 Các chất khi trộn với các chất hữu cơ gây cháy, nổ.

<b>Những nguyên nhân gây cháy, nổ trực tiếp:</b>

- Nguyên nhân tự bốc cháy: gỗ thông 250<small>0</small>C, giấy 184<small>0</small>C, vải sợi hóa học 180<small>0</small>C…

- Nguyên nhân cháy do nhiệt độ cao đủ sức đốt cháy một số chất như que diêm, dăm bào, gỗ (750-800<small>0</small>C) 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 lị đốt, lị 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 khơng đúng quy định.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Chương 1: Tìm hiểu về thiết bị có thể gây cháy nổ</b>

<b>1.1. Thiết bị có thể gây cháy nổ là gì?</b>

<b>1.1.1. Khái niệm thiết bị gây cháy nổ</b>

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…

<i>Máy hàn hồ quang trong quá trình sử dụng sinh ra các tia lửa điện và tỏa ra lượng nhiệtlớn</i>

Ngồi ra, chúng cịn có khả năng tự bốc cháy, dễ bắt lửa, tiếp xúc với oxy trong khơng khí để tạo ra lửa (các hóa chất trong phịng thí nghiệm là một ví dụ).

<b>1.1.2. Đặc điểm của thiết bị gây cháy nổ</b>

Những thiết bị có thể gây cháy nổ thường là những nguồn bắt lửa hiệu quả.

<b>Nguồn bắt lửa hiệu quả là một thuật ngữ được định nghĩa trong chỉ thị ATEX của</b>

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

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

là 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 600<small>0</small>C (1100<small>0</small>F); 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 khơng khí trượt trên cánh, hoặc chất lỏng không dẫn điện chảy qua màn lọc bộ lọc.

- Bức xạ nhiệt.

<b>1.2. Các thiết bị có thể gây cháy, nổ</b>

<b>1.2.1. Các dụng cụ, máy móc có thể gây cháy, nổ</b>

Trong phịng 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 rị rỉ điện nếu vơ tình làm hở dây điện. Điều này dễ dàng hình thành nên các tia lửa điện gây cháy, nổ trong phịng thí nghiệm và trực tiếp gây nguy hiểm đến những người đang thực hiện nghiên cứu trong phịng thí nghiệm. Sau đây là một số dụng cụ, máy móc có thể gây cháy, nổ

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Ngoài các thiết bị máy móc có khả năng sinh điện, sinh nhiệt, các hóa chất cũng là ngun nhân chính dẫn đến tình trạng cháy, nổ ở phịng thực hành/ thí nghiệm. Sau đây là một số hóa chất có khả năng gây cháy, nổ trong phịng thí

<i>Oxy trong khơng khí bốc cháy sau khi tiếp xúc với hơi nóng/ que đóm cịn tàn đỏ</i>

Ngồi các hóa chất kể trên, ngun nhân gây cháy, nổ cũng đến từ sơ suất của người thực hiện thí nghiệm khi làm việc với các hóa chất khác nhau.

</div>