◎ 韓 冰，劉建嶺，楊 堃，陳 凱

（中央儲備糧開封直屬庫有限公司蘭考分公司，河南 開封 475000）

糧食的安全儲存是民生的保障，糧食的質(zhì)量、數(shù)量和安全更是直接關(guān)系到社會的穩(wěn)定發(fā)展。同時，糧食作為一種特殊的商品，儲存工作也關(guān)系到穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，儲存過程中如何保證糧食的安全問題目前依舊是行業(yè)內(nèi)的一項重要工作。

我國的糧食倉儲的建設(shè)總體來說起步較早，因此在糧倉的安全管理方面積累了豐富的經(jīng)驗。目前，我國大部分的糧食倉儲工作均采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)糧倉，對于高大平房倉來說，一般采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體的機械化和現(xiàn)代化程度非常高。不同種類的糧倉雖然在存儲方式、規(guī)模大小等方面都不相同，但是其發(fā)生火災(zāi)的原因基本相同[1]。因此，對糧倉火災(zāi)的致災(zāi)機理進(jìn)行探究并對火災(zāi)的關(guān)鍵預(yù)防技術(shù)進(jìn)行梳理，對于儲糧單位的糧食儲存工作來說至關(guān)重要。

1 高大糧食平房倉火災(zāi)危險性分析

1.1 典型火災(zāi)案例及其危險性分析

2013 年5 月31 日下午，中儲糧黑龍江林旬直屬庫發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)[2]，導(dǎo)致78 個儲糧貨位共計4.7 萬t儲存糧食過火，這場火災(zāi)的發(fā)生給儲糧單位敲響了警鐘，也引起了全國百姓對糧食安全儲存的擔(dān)憂。

在大型糧倉設(shè)計之初，防火就一直是重中之重；在倉儲管理工作之中，防火問題也一直是一項十分重要的工作。糧倉的大小、間隔、防火墻的設(shè)置、定期的防火檢查一直是安全設(shè)計規(guī)范中嚴(yán)格要求的。據(jù)此次火災(zāi)數(shù)據(jù)來看，林旬直屬庫的消防設(shè)施非常有限，各種安全隱患為火災(zāi)埋下了伏筆，最終是由于電器短路導(dǎo)致了火災(zāi)的發(fā)生。

1.2 糧倉火災(zāi)致災(zāi)機理分析

眾所周知，燃燒的發(fā)生是可燃物、溫度、氧氣以及持續(xù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)共同作用的[3]。對于糧倉內(nèi)所儲存的糧食，其主要化學(xué)成分為碳、氫、氧等具有可燃性的元素，因此從化學(xué)本質(zhì)來說，糧食本身就是可燃物，在遇到明火時極易發(fā)生火災(zāi)，倉內(nèi)的氧氣對于燃燒反應(yīng)也是充足的。

糧倉內(nèi)微生物以及糧食在儲存的過程中會持續(xù)進(jìn)行呼吸作用，而這種異化作用的同時會釋放熱量，造成糧倉內(nèi)溫度升高到一定程度時，糧食發(fā)生自燃。特別是當(dāng)微生物處于一個適宜的溫度與濕度之下，它的的異化作用會不斷增強，加劇糧食的異化反應(yīng)，使倉內(nèi)溫度持續(xù)升高。

糧食籽粒中含有大量粉塵顆粒，因此在卸糧的過程中粉塵顆粒會大量地飄浮在糧庫中，與空氣形成混合物，而粉塵濃度達(dá)到一定數(shù)值并且在受限空間時，此時若空間內(nèi)氧氣充足，形成的粉塵空氣混合物一旦遇高溫或明火就會發(fā)生爆炸，而糧食的這種粉塵爆炸性也是導(dǎo)致糧倉火災(zāi)的一個重要原因。

目前儲糧工作中無論采用哪種糧食儲存方式，都要使用覆蓋材料對糧食表層進(jìn)行封存，且在糧食儲存過程中，為了保證儲糧期間糧食不變質(zhì)、不遭受蟲害，通常會采用熏蒸殺蟲化學(xué)藥劑對糧食進(jìn)行處理，這便導(dǎo)致糧倉內(nèi)的易燃易爆物相對較多，一旦遭遇明火或長期處于高溫環(huán)境下，極易引發(fā)火災(zāi)。

2 糧倉火災(zāi)的兩種主要類型分析

2.1 糧倉內(nèi)糧食自燃火災(zāi)分析

糧食自燃火災(zāi)按照起火原因的不同可分為糧食自燃和化學(xué)藥劑自燃兩種。多數(shù)糧倉火災(zāi)的發(fā)生都是由于糧食本身的可燃性質(zhì)所決定的，由于糧食的主要成分是由碳、氫、氧等化學(xué)元素組成，因此本質(zhì)上講糧食就是一種可燃物[4]。

首先，當(dāng)糧倉內(nèi)的環(huán)境適合糧堆內(nèi)的微生物進(jìn)行異化作用時，微生物的呼吸強度會明顯提升，同時釋放出足以導(dǎo)致糧溫上升的熱量，溫度升高又會使微生物加快分解有機物，造成糧食腐敗，且生成大量低燃點的碳?xì)浠衔?。而糧倉內(nèi)溫度升高之后會使霉菌代謝作用加劇，代謝作用釋放出的能量持續(xù)升高倉內(nèi)溫度與濕度，當(dāng)濕度達(dá)到一定值，曲霉菌的作用繼而提高倉內(nèi)溫度，此時溫度的反作用會使得倉內(nèi)的濕度達(dá)到90%以上，濕度的升高會加劇部分高溫菌異化作用，導(dǎo)致糧堆的溫度會持續(xù)升高到70 ℃。

其次，為了保證糧食儲存安全，在其儲存過程中會使用化學(xué)熏蒸藥劑來抑制糧堆內(nèi)的蟲害以及微生物的正常生理活動，以此保證糧食不受侵蝕。雖然熏蒸藥劑的首要作用是防止糧食霉變，但是這些熏蒸藥劑的種類大多都是易燃易爆化學(xué)品，尤其是化學(xué)藥劑中的磷化物極易與空氣中所含的水分發(fā)生反應(yīng)生成低燃點的磷化氫氣體，當(dāng)這種氣體濃度在糧倉內(nèi)達(dá)到一定程度時，即便處于常溫下也能夠燃燒。

糧食的整個自燃過程會出現(xiàn)三個階段的變化：生物階段、物理階段、化學(xué)階段。生物階段主要就是糧堆內(nèi)部生物異化作用釋放大量的熱量，加之糧倉是一個散熱較慢的封閉環(huán)境，這會導(dǎo)致倉內(nèi)溫度升高，最終高溫導(dǎo)致微生物逐漸死亡，生物階段告終。在物理變化階段中糧食中的部分化合物會在高溫作用下分解生成物質(zhì)表面積很大、能夠吸附大量蒸汽的多孔碳，吸附過程所釋放的熱量持續(xù)升高糧堆溫度，使更多新的化合物碳化為多孔碳，從而繼續(xù)吸附過程。在化學(xué)階段中糧食籽粒中的有機物質(zhì)會開始氧化并生成大量熱量，導(dǎo)致溫度繼續(xù)升高，高溫反作用促進(jìn)氧化反應(yīng)加快，放熱繼續(xù)增大，最終達(dá)到自燃點。

2.2 糧倉內(nèi)粉塵爆炸致災(zāi)分析

粉塵是粒徑小于75 μm 的固體懸浮小顆粒，在氣溶膠中將直徑小于100 μm 且能夠暫時懸浮于空氣中的固體細(xì)小顆粒稱為粉塵[5]。糧食粉塵顆粒的主要成分與糧食籽粒相同，主要也是由碳、氫、氧等元素構(gòu)成的碳水化合物，而這些成分都能夠在空氣中發(fā)生燃燒，因此糧食是具有粉塵爆炸特性。這種特性主要是發(fā)生在糧食入庫的過程中，由于糧食入庫時裝卸過程會產(chǎn)生大量粉塵，當(dāng)粉塵濃度在一個封閉的受限空間內(nèi)達(dá)到一定數(shù)值，再者加上入庫過程也會導(dǎo)致整個倉內(nèi)的氧氣十分充足，此時只要遇到明火或持續(xù)高溫就會發(fā)生爆炸，甚至?xí)l(fā)生多次爆炸。

3 火災(zāi)預(yù)防技術(shù)分析

3.1 防止糧倉火災(zāi)的發(fā)生

對于糧食倉儲企業(yè)來說，加強員工消防培訓(xùn)并完善消防安全責(zé)任制是減少火災(zāi)隱患的關(guān)鍵。倉儲工作組的負(fù)責(zé)人要切實對倉庫安全負(fù)責(zé)，倉庫保管人員也應(yīng)在日常工作中熟悉糧食品類、加強倉庫巡查，發(fā)現(xiàn)異常立即采取措施。

對于建筑設(shè)計來說，一定要在糧庫設(shè)計施工之初對庫區(qū)的防火布局進(jìn)行合理的分區(qū)布置，各區(qū)域以及各倉庫之間要按照嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置防火間距和防火墻。庫區(qū)內(nèi)必須設(shè)置消防設(shè)施以及消防車通道。防火間距要嚴(yán)格按照《糧食防火設(shè)計規(guī)范》中的要求根據(jù)倉庫規(guī)模和類型而確定，如表1 所示。

表1 不同倉庫類型與儲糧量的防火間距表

庫區(qū)內(nèi)嚴(yán)格控制火源，電力設(shè)施以及防雷裝置的布置要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并對此類裝置進(jìn)行定期的安全質(zhì)量檢測，排除隱患；糧庫防火區(qū)域內(nèi)應(yīng)嚴(yán)禁吸煙和動用明火；除照明線路外不允許隨意敷設(shè)電線和其他動力電氣設(shè)備；下班或結(jié)束工作時，工作人員必須切斷倉庫內(nèi)電源。

3.2 防止化學(xué)藥品自燃

在使用化學(xué)試劑時，投藥點不能過于集中，滿足消滅蟲害要求的前提下要盡量分散；要嚴(yán)格按照不同類別的危險化學(xué)試劑的存放要求進(jìn)行存放，盡量選擇避免陽光直射、低溫、干燥等空間；與熏蒸劑接觸的部件應(yīng)耐熏蒸腐蝕；倉內(nèi)可采用環(huán)流熏蒸方式。

3.3 防止糧食自燃

防止糧食發(fā)生自燃的關(guān)鍵就在于溫度的控制。

首先，在糧食進(jìn)入庫區(qū)之前就要嚴(yán)格監(jiān)測糧食的質(zhì)量，對糧食的水分含量、糧溫以及糧食雜質(zhì)含量等進(jìn)行檢測，若沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，不允許入倉。

其次，要設(shè)置固定間隔時間對糧堆溫度、倉內(nèi)溫度以及大氣溫度進(jìn)行檢測，并根據(jù)糧倉外界環(huán)境條件的變化，及時采用不同的控溫方式或通風(fēng)方式對糧堆溫度進(jìn)行均溫均濕的控制，只有這樣糧食的安全質(zhì)量才能夠有所保障。

最后，要注意倉內(nèi)糧堆高度，若糧堆過高會嚴(yán)重影響機械通風(fēng)的效果，不利于糧溫的控制，適當(dāng)?shù)募Z堆高度可降低糧倉內(nèi)糧食發(fā)生自燃火災(zāi)的可能性。

3.4 防止糧倉內(nèi)粉塵爆炸

通過粉塵爆炸發(fā)生的機理可以知道，對于該類爆炸火災(zāi)的預(yù)防中，最重要且最關(guān)鍵的就是控制密閉環(huán)境中的粉塵濃度，因此降低粉塵濃度使其達(dá)不到爆炸的極限濃度是最重要的。防止糧食發(fā)生粉塵爆炸的措施有：時刻注意糧倉內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境，對粉塵要進(jìn)行及時的清除處理；在糧食向庫房的輸送過程中加強通風(fēng)，及時通過通風(fēng)系統(tǒng)將糧食粉塵排出倉房，控制粉塵濃度；糧食儲存過程中也要適時通風(fēng)，不但可以防止粉塵濃度過高，也可以有效控制倉內(nèi)溫度；另外，粉塵爆炸的一個原因即為密閉空間，所以機械通風(fēng)可以促進(jìn)倉內(nèi)空氣與外界環(huán)境及時進(jìn)行交換；増加設(shè)備的密閉性并且定期檢測糧倉內(nèi)的糧塵量。

4 機械通風(fēng)預(yù)防火災(zāi)技術(shù)

4.1 機械通風(fēng)理論基礎(chǔ)與安全儲糧標(biāo)準(zhǔn)

目前，在糧食儲存工作中，機械通風(fēng)儲糧技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，對糧食的安全儲藏起到巨大作用。

對糧倉內(nèi)進(jìn)行機械通風(fēng)的目的就是達(dá)到倉內(nèi)外空氣的交換。其作用原理為利用倉房內(nèi)的風(fēng)機所產(chǎn)生的壓力差把糧倉外部的空氣與糧堆內(nèi)部空氣進(jìn)行交換，從而使糧堆內(nèi)的溫度降低，進(jìn)而改變糧堆內(nèi)部的溫度環(huán)境，達(dá)到均溫儲糧的目的。

文獻(xiàn)[6]中記載，經(jīng)過長期的實驗表明，15 ℃以下一般是糧食儲藏的最合適溫度。該溫度可以有效限制倉內(nèi)生物的異化作用，避免因異化作用而產(chǎn)生大量的熱量，從而防止糧倉內(nèi)溫度上升而發(fā)生火災(zāi)。

4.2 糧倉通風(fēng)設(shè)計

4.2.1 風(fēng)道布置

通風(fēng)道的形式可以采用地槽或地上籠，布設(shè)主風(fēng)道和支風(fēng)道要盡量對稱，各支風(fēng)道之間的距離要相等并與主風(fēng)道緊密連接，通風(fēng)口與墻壁接觸處、通風(fēng)管道與地面接觸處應(yīng)嚴(yán)緊無縫，必要時可用麻袋片或毛氈鋪墊，滿足氣密性要求。風(fēng)道鋪設(shè)完成后，應(yīng)接上離心風(fēng)機進(jìn)行試運轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)支風(fēng)道與主風(fēng)道連接處的閥片，保證每條支風(fēng)道的風(fēng)量均勻[7]。

總通風(fēng)量按照式4-1 計算。

式中：Qs——總通風(fēng)量（m2/h）

q——單位通風(fēng)量（m2/h·kg）

A——每組風(fēng)網(wǎng)對應(yīng)的堆糧面積（m2）

ρ——糧食質(zhì)量密度（kg/m2）

h——糧食平堆高度（m）

4.2.2 通風(fēng)原則

機械通風(fēng)按通風(fēng)目的分類主要包括常規(guī)通風(fēng)、應(yīng)急通風(fēng)、出倉通風(fēng)。

常規(guī)通風(fēng)主要是為了糧食儲藏安全穩(wěn)定性進(jìn)行的通風(fēng)，通風(fēng)時要注意外界大氣條件是否能夠滿足通風(fēng)目的的需要，既要保證高效率，又要保證有足夠的機會與時間進(jìn)行通風(fēng)。應(yīng)急通風(fēng)則不受外界溫度與濕度的限制，最主要的目的是減低與控制糧倉內(nèi)糧食的溫度，對糧食的安全性進(jìn)行應(yīng)急處理。出倉通風(fēng)工作進(jìn)行時，一定要保證每6～12 小時進(jìn)行一次糧食質(zhì)量檢驗，確保在出倉時糧食質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在任何情況下進(jìn)行通風(fēng)工作，都要保證儲糧安全，防止糧食發(fā)生結(jié)露、濕熱聚集、分層等影響糧食質(zhì)量的情況。

糧食機械通風(fēng)工作涉及大氣環(huán)境中的的溫度、濕度、露點等參數(shù)及其之間的關(guān)系組合，因此要確保通風(fēng)的質(zhì)量和較小的能耗時，就要注意每種類型通風(fēng)的原則和技術(shù)規(guī)程，在糧倉內(nèi)與大氣環(huán)境中找出最佳的參數(shù)平衡點，同時根據(jù)通風(fēng)目的、通風(fēng)時機、通風(fēng)情況準(zhǔn)確選用最合適的風(fēng)機類型以及采取連續(xù)通風(fēng)或間歇通風(fēng)等通風(fēng)方式，力爭達(dá)到均勻的通風(fēng)效果，盡量減少通風(fēng)死角[8]。

5 結(jié)語

從糧食發(fā)生火災(zāi)的原因以及火災(zāi)機理分析，得出糧倉所發(fā)生的火災(zāi)一般分為兩種類型，分別是糧食自燃火災(zāi)和粉塵爆炸火災(zāi)，其中糧食自燃火災(zāi)是最易發(fā)生的。

通過對糧食自燃火災(zāi)發(fā)生類型進(jìn)行探究，研究防止糧食自燃的關(guān)鍵因素在于倉內(nèi)溫度的控制，即控制糧倉內(nèi)環(huán)境的溫濕度是防止糧食自燃的關(guān)鍵；通過對糧食發(fā)生粉塵爆炸火災(zāi)的原因進(jìn)行探究，得出對糧食粉塵爆炸影響最大的兩個因素即為粉塵的濃度和一個密閉空間，因此有效控制粉塵濃度是防止糧食粉塵爆炸的關(guān)鍵。

最后通過對糧食儲藏工作中常用的機械通風(fēng)方法的作用原理進(jìn)行探究，得出機械通風(fēng)不但有利于糧食儲藏時間，也是糧食火災(zāi)預(yù)防中的一項關(guān)鍵技術(shù)。