◎ 韓 冰，劉建嶺，楊 堃，陳 凱

（中央儲(chǔ)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(chǔ)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(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。同時(shí)，糧食作為一種特殊的商品，儲(chǔ)存工作也關(guān)系到穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，儲(chǔ)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(xiàng)重要工作。

我國的糧食倉儲(chǔ)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(yàn)。目前，我國大部分的糧食倉儲(chǔ)工作均采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)糧倉，對(duì)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(jī)械化和現(xiàn)代化程度非常高。不同種類的糧倉雖然在存儲(chǔ)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(duì)糧倉火災(zāi)的致災(zāi)機(jī)理進(jìn)行探究并對(duì)火災(zāi)的關(guān)鍵預(yù)防技術(shù)進(jìn)行梳理，對(duì)于儲(chǔ)糧單位的糧食儲(chǔ)存工作來說至關(guān)重要。

1 高大糧食平房倉火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

1.1 典型火災(zāi)案例及其危險(xiǎn)性分析

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

在大型糧倉設(shè)計(jì)之初，防火就一直是重中之重；在倉儲(chǔ)管理工作之中，防火問題也一直是一項(xiàng)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(jì)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(jī)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(duì)于糧倉內(nèi)所儲(chǔ)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(shí)極易發(fā)生火災(zāi)，倉內(nèi)的氧氣對(duì)于燃燒反應(yīng)也是充足的。

糧倉內(nèi)微生物以及糧食在儲(chǔ)存的過程中會(huì)持續(xù)進(jìn)行呼吸作用，而這種異化作用的同時(shí)會(huì)釋放熱量，造成糧倉內(nèi)溫度升高到一定程度時(shí)，糧食發(fā)生自燃。特別是當(dāng)微生物處于一個(gè)適宜的溫度與濕度之下，它的的異化作用會(huì)不斷增強(qiáng)，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(huì)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(shí)，此時(shí)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(huì)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(gè)重要原因。

目前儲(chǔ)糧工作中無論采用哪種糧食儲(chǔ)存方式，都要使用覆蓋材料對(duì)糧食表層進(jìn)行封存，且在糧食儲(chǔ)存過程中，為了保證儲(chǔ)糧期間糧食不變質(zhì)、不遭受蟲害，通常會(huì)采用熏蒸殺蟲化學(xué)藥劑對(duì)糧食進(jìn)行處理，這便導(dǎo)致糧倉內(nèi)的易燃易爆物相對(duì)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(shí)，微生物的呼吸強(qiáng)度會(huì)明顯提升，同時(shí)釋放出足以導(dǎo)致糧溫上升的熱量，溫度升高又會(huì)使微生物加快分解有機(jī)物，造成糧食腐敗，且生成大量低燃點(diǎn)的碳?xì)浠衔铩６Z倉內(nèi)溫度升高之后會(huì)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(shí)溫度的反作用會(huì)使得倉內(nèi)的濕度達(dá)到90%以上，濕度的升高會(huì)加劇部分高溫菌異化作用，導(dǎo)致糧堆的溫度會(huì)持續(xù)升高到70 ℃。

其次，為了保證糧食儲(chǔ)存安全，在其儲(chǔ)存過程中會(huì)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(dòng)，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(diǎn)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(shí)，即便處于常溫下也能夠燃燒。

糧食的整個(gè)自燃過程會(huì)出現(xiàn)三個(gè)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(gè)散熱較慢的封閉環(huán)境，這會(huì)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(huì)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(jī)物質(zhì)會(huì)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(diǎn)。

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(shí)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(shí)裝卸過程會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，當(dāng)粉塵濃度在一個(gè)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(huì)導(dǎo)致整個(gè)倉內(nèi)的氧氣十分充足，此時(shí)只要遇到明火或持續(xù)高溫就會(huì)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(duì)于糧食倉儲(chǔ)企業(yè)來說，加強(qiáng)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(chǔ)工作組的負(fù)責(zé)人要切實(shí)對(duì)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(qiáng)倉庫巡查，發(fā)現(xiàn)異常立即采取措施。

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)來說，一定要在糧庫設(shè)計(jì)施工之初對(duì)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(jì)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(chǔ)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(duì)此類裝置進(jìn)行定期的安全質(zhì)量檢測(cè)，排除隱患；糧庫防火區(qū)域內(nèi)應(yīng)嚴(yán)禁吸煙和動(dòng)用明火；除照明線路外不允許隨意敷設(shè)電線和其他動(dòng)力電氣設(shè)備；下班或結(jié)束工作時(shí)，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(shí)，投藥點(diǎn)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(xiǎn)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(cè)糧食的質(zhì)量，對(duì)糧食的水分含量、糧溫以及糧食雜質(zhì)含量等進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)間對(duì)糧堆溫度、倉內(nèi)溫度以及大氣溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)糧倉外界環(huán)境條件的變化，及時(shí)采用不同的控溫方式或通風(fēng)方式對(duì)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(huì)嚴(yán)重影響機(jī)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(jī)理可以知道，對(duì)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(shí)刻注意糧倉內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境，對(duì)粉塵要進(jìn)行及時(shí)的清除處理；在糧食向庫房的輸送過程中加強(qiáng)通風(fēng)，及時(shí)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(chǔ)存過程中也要適時(shí)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(gè)原因即為密閉空間，所以機(jī)械通風(fēng)可以促進(jìn)倉內(nèi)空氣與外界環(huán)境及時(shí)進(jìn)行交換；増加設(shè)備的密閉性并且定期檢測(cè)糧倉內(nèi)的糧塵量。

4 機(jī)械通風(fēng)預(yù)防火災(zāi)技術(shù)

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

目前，在糧食儲(chǔ)存工作中，機(jī)械通風(fēng)儲(chǔ)糧技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)糧食的安全儲(chǔ)藏起到巨大作用。

對(duì)糧倉內(nèi)進(jìn)行機(jī)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(jī)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(chǔ)糧的目的。

文獻(xiàn)[6]中記載，經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)表明，15 ℃以下一般是糧食儲(chǔ)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(jì)

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(duì)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(shí)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(jī)進(jìn)行試運(yùn)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(jì)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(duì)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(jī)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(chǔ)藏安全穩(wěn)定性進(jìn)行的通風(fēng)，通風(fēng)時(shí)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(jī)會(huì)與時(shí)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(duì)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(shí)，一定要保證每6～12 小時(shí)進(jìn)行一次糧食質(zhì)量檢驗(yàn)，確保在出倉時(shí)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(chǔ)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(jī)械通風(fēng)工作涉及大氣環(huán)境中的的溫度、濕度、露點(diǎn)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(shí)，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(diǎn)，同時(shí)根據(jù)通風(fēng)目的、通風(fēng)時(shí)機(jī)、通風(fēng)情況準(zhǔn)確選用最合適的風(fēng)機(jī)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(jī)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(duì)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(duì)糧食發(fā)生粉塵爆炸火災(zāi)的原因進(jìn)行探究，得出對(duì)糧食粉塵爆炸影響最大的兩個(gè)因素即為粉塵的濃度和一個(gè)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(duì)糧食儲(chǔ)藏工作中常用的機(jī)械通風(fēng)方法的作用原理進(jìn)行探究，得出機(jī)械通風(fēng)不但有利于糧食儲(chǔ)藏時(shí)間，也是糧食火災(zāi)預(yù)防中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。