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冷库火灾事故频发,深度剖析冷库火灾原因及防范技术

 查知科技 2022-12-30 发布于广东

为加快建设“通道+枢纽+网络”的现代物流运行体系,全国各地纷纷掀起了“冷库建设热”。然而,近年来频发的冷库火灾事故,给这股热浪浇了一盆冷水。

针对冷库建筑的火灾特点,如何降低火灾发生率,成为物流仓储建筑的研究重心。

众所周知,燃烧三要素:可燃物、助燃物、火源,三者缺一不可。由于冷库并不是绝对的封闭空间,作为助燃物的氧气并不稀缺。因此,我们只需研究可燃物和火源即可。

可燃物

冷库的可燃物大致可分为三类:保温材料、货物外包装、制冷剂

保温材料

当前,广泛使用的冷库保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)及聚氨酯泡沫塑料(PU)。

EPS:加热后会发生熔融现象,在燃烧过程中会造成高温烟气局部聚热现象,短时间内即可形成大面积整体性燃烧。当氧气供应不足时材料基体表面会发生不完全燃烧,产生一氧化碳并分解出大量碳烟;

XPS:受热时会发生热解变形,熔融滴落,伴有少量的烟。当温度达到材料燃点时,温度急剧上升并伴有明亮火焰和黑色浓烟;

PU:热稳定性能不佳,遇到高温热源辐射时极易造成热量积聚,遇高温明火后燃烧较为迅速,且伴随有剧毒氰化氢气体产生;

这三种保温材料,在燃烧过程中都会出现短期内温度急剧上升现象,且会产生对人体有害的烟雾和有毒气体。

货物外包装

储存在冷库中的货物大多采用瓦楞纸包装,这种包装材料极易点燃,再加上冷库环境是低温低湿,这些货物外包装一旦被引燃,顷刻间火势将迅速蔓延。

制冷剂

目前,我国冷库的制冷系统主要采用液氨作为制冷剂。一旦液氨发生泄漏,将会迅速成为有毒的氨蒸汽,对现场工作人员身体造成伤害。

且氨蒸汽是爆炸性气体,当空气浓度达到爆炸范围值时,遇到火源就有可能发生爆炸。

火源

冷库的火源主要有两个来源:设备故障和人为失误

设备故障

作为电气应用的系统工程,冷库使用的电气设备不在少数。照明灯、冷库电机、传输设备等,都是冷库系统工程的重要组成部分。这些电气设备发生故障或使用不当都会引发火灾。

由于冷库特殊的低温环境,电气设备会因为温差引起的热传导发生凝水结冰,使用寿命缩短。

另外,我国现有的部分冷库使用年限过长,电气设备存在绝缘层老化、破裂等问题,设备的短路故障概率较大。

人为失误

在冷库的建造、检测、拆除过程中,会涉及动火作业,动火作业会产生高温焊渣,切割火花等明火。如果施工人员没有按照标准规定进行作业,这些明火极有可能会点燃可燃物,引发火灾。

另外,冷库的日常运营中,现场员工管理不当,在冷库内吸烟,随意丢弃烟头,也有可能会引发火灾。

火灾特性

每个燃烧场所的环境不同,导致燃烧特性也不尽相同,冷库也是如此。

快速燃烧

由于冷库可燃物较多,且冷库是低温低湿环境,所以物质一旦着火,火灾蔓延速度极快,极容易造成立体式火灾。

升温快

由于保温材料的材料特性,保温材料一旦从阴燃状态转变成明火燃烧状态时,会产生大量烟雾,且温度急剧升高,不利于人员的安全疏散。

有毒性

保温材料在燃烧过程中会释放有毒有害物质,冷库库房是一个相对封闭的空间,保温材料在隔热夹层中发生阴燃现象不易被察觉,悄然释放的有毒有害物质会对现场工作人员的身体健康造成伤害。

危害性

冷库建筑面积普遍较大,且多为高大空间。当发生火灾时,燃烧范围较大,且容易造成坍塌现象。

保温材料在燃烧过程中释放有毒有害物质,这不仅对现场人员的生命安全造成威胁,而且还会对救援人员造成救援阻碍。

因此,为了尽可能减少火灾带来的经济损失,减少火灾对人民身体健康造成的隐患和危害,冷库火灾的防控重心应在火灾预警探测,而不是补救式的紧急火灾扑灭措施。

火灾预警

要做好冷库的火灾预警,需要选择合适的火灾预警探测技术。目前,市面上主流的火灾预警探测技术是:感温感光技术,烟雾探测技术,激光遮光率技术等

感温感光

由于物质在燃烧时会释放热量,引起温度变动和红外线波长变动。根据这一特点,利用感温感光技术可以轻松识别燃烧物质,从而发出火灾报警信号。

由于冷库特殊结构,保温材料在火灾初期阴燃时间长,且火灾发生位置隐蔽,感温感光探测设备并不能很好发现燃烧征兆。

而且冷库内设有用于放置货物的货架,且常有搬运车辆通过,这些阻碍物会对感温感光探测设备进行遮挡,影响监测效果,从而埋下火灾隐患。

感烟探测

鉴于保温材料在燃烧时会产生浓烟这一特点,可以在冷库内增设感烟探测设备,用于监控冷库火情。

为了追求更高的经济效益,在占地面积固定的情况下,提高冷库高度,也是可以增加冷库的容积率。因此大型冷库的高度多为10米以上。

由于烟雾在10米高度左右会形成伞状烟雾屏障,传统烟感探测无法察觉,不能在火灾的黄金时间及时发出报警信号,错过处理隐患的良机。

再者,传统感烟预警探测设备只有环境中出现大量浓烟才会发出报警信号,此时环境中的烟雾颗粒已对冷库内货品造成污染。

激光遮光率

一般火灾的产生可以分为五个阶段:离子态→阴燃期→可见烟雾→浓烟火焰→明火大火。

传统的火灾预警探测器一般在火灾发展到最后三个阶段时才发出报警,这三个阶段的时间相对较短,约几秒钟到几分钟。这段时间不足于让维护人员及时发现并处理火情。

采用激光遮光率技术的预鉴(PREDICT)可以更好地探知物质燃烧早期现象,使其在热分解阶段即能给出报警信号,可以在火灾生成的初期发现并排除火灾隐患,将火灾风险损失降到最低。

此外,针对冷库的高大空间,预鉴拥有先进的采样管网系统,可以在仓储货架和仓壁处布置采样管网,通过采样管和采样孔不断抽取空气样品进行火灾预警探测,减少火灾隐患。

总结

想要减少冷库火灾带来的经济损失和人员伤亡,除了加强施工建设和日常操作的监管力度,还可以通过增设极早期火灾预警探测系统(如预鉴),将火灾风险降到极低,最终实现防患于未“燃”,提升保护财产和生命安全的防护能力。

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