安全生产规范食品工业企业防火安全技术初探.docx
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安全生产规范食品工业企业防火安全技术初探
（安全生产）食品工业企业防火安全技术初探
食品工业企业防火安全技术初探
[摘要]本文对食品工业企业进行火灾危险性分析，针对火灾危险，提出相应的防火安全措施。
[关键词]食品工业企业防火安全措施粉尘防爆燃气安全
1.前言
国以民为本，民以食为天。
随着人们收入水平的提高，人们的食品消费行为向个性化、多样化、营养化方向发展，对食品的质量、品种、品位和方便化程度有了更高的要求。
一大批资源型、科技型、品牌性、出口创汇型食品工业企业方兴未艾，集约型的联合生产厂房出现，其厂房规模更加扩大、加工设备更加先进、自动化控制程度更高，因此，食品工业企业将面临更为复杂的防火防爆安全问题，本文就这一问题进行探讨。
2.火灾危险性分析
2.1加工设备的火灾危险性
2.1.1制冷设备
在食品工业生产过程中广泛采用冷冻冷藏技术。
制冷设备由于具有压缩气体、潜在的蒸气泄漏、机械运动部件和电气控制系统，因此存在固有的火灾危险性。
食品工业企业一般常用的制冷设备为氨压缩冷冻机，氨是可燃气体，爆炸下限为15.5%，易挥发、有毒，能污染食品，且有害于设备和储物。
从国内事故事例分析，湿式氨气贮罐在工作时，一般不会发生爆炸事故，只有在检修时，因处理不当或者违章焊接才应起爆炸。
在流水线生产当中，其火灾荷载主要来自于冷却隧道的可燃结构和可燃绝热层，随着温度越趋近于液体的闪点，危险的程度也相应增加。
2.1.2加热和烘烤设备
食品工业企业的加热设备包括烹调容器或溶化容器，一般都用电溶或者蒸气加热，其火灾危险一般仅限于电气系统和过热。
在一些制饼企业中，由于要达到膨化、威化、脆化的效果，一般不采用电加热炉加热方式烘烤，而必须采用燃气烘烤炉烘烤。
烘烤炉燃气一般为液化石油气，中型制饼企业满负荷生产时，其用气量可达到5~6吨/天，采用的供气方式有管道供气和自建液化石油气储配站，因此，发生燃气火灾与爆炸的危险性相当大。
此外，烤炉还有内部移动部件和固定管路，它们都有可能附上油污并着火。
烤炉的另一个火灾危险性是可燃绝热层的过热着火。
2.1.3自动化控制
食品加工设备的另一个容易造成火灾的特点是其高度的自动化。
食品加工企业采用流水线式作业，其加工设备常常是定做的，更换周期长。
其效率比任何其他的生产方法都高得多，以至当某种设备出现故障时难于进行弥补。
因此，对于高度自动化加工过程应该考虑双重设施、替代的生产方法以及外部协作。
这样，双重生产线应该相互分隔，使其不致受到同一火灾事故的威胁。
2.1.4传送设备
传送设备在任一加工过程中都能用到，不管是把粗料送去加工处理，还是把加工好的食品送去包装、送去储藏。
有许多火灾危险是与传送设备相连的：
如传送机会卡死、轴线中心不重合或者过热，这样会导致摩擦，引起火灾。
传送设备本身又是使火灾从一个区域蔓延到另一个区域的通道，在墙上为通过传送带而开的开口则会破坏防火分区的阻火性能。
许多带式传送机都有可燃的传送带，橡胶或者塑料的传送带在燃烧时产生大量的烟气，造成大范围的严重污染；链式传送机可能带着塑料传送盘。
宽阔的传送设备遮盖了其下面的面积，使装在吊顶下的喷水保护达不到这些地方。
最后，传送设备还是高度自动化系统的组成部分，没有传送设备，自动化系统就要瘫痪。
2.2可燃粉尘
悬浮在空气中的粉尘处在一定的浓度范围之内，遇火源，会发生爆炸。
粉尘爆炸爆炸压力大、突发性强、损失大，易发生二次甚至连续爆炸。
食品加工企业中的这种爆炸并不鲜见，如1977年美国的一次谷物粉尘爆炸，造成65人死亡，84人受伤。
食品工业企业的原材料多为粮食、食糖、面粉、淀粉、玉米粉和可可粉等（其爆炸特性见表一）。
食品加工粉碎制粉工艺过程中，产生大量
表一：
粮食粉尘爆炸特性
物质
名称
最低着火温度（oC）
最低点火能
（mJ）
最低爆炸浓度
（g/m3）
最大爆炸压力
（×105Pa）
谷物粉尘
430
40
55
66.8
面粉粉尘
380
50
66.8
小麦粉尘
380
160
70
73.8
大豆粉尘
520
100
35
70.3
咖啡粉尘
360
160
85
26.6
麦芽粉尘
400
35
55
67.5
米粉尘
440
45
66.8
的粉尘，粉尘浓度往往高于最低爆炸浓度。
在粉碎制粉设备中，机械的运转部位由于缺乏润滑摩擦生热，破碎物料、硬性杂质或者脱落的零部件与设备撞击会打出火星，若火星的微粒直径为0.1~1mm，其所带的热能为1.76~1760mJ，是能点燃可燃粉尘，引发粉尘爆炸的。
此外，物料在输送和粉碎制粉的搅拌过程中，由于粉料与管壁、设备壁摩擦和碰撞，粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦，会产生静电。
一些粉尘表面的电量可达到10-6~10-7C/cm2。
在适当条件下，其静电电压可高达数千至数万伏，可能产生静电火花，引燃物料。
另外，沉积在加热表面（如照明装置、电动机、机械设备热表面）的可燃粉尘，受热经过一段时间会阴燃。
可燃粉尘在沉积状态下还有自燃的可能，因为粉尘与空气接触和氧发生放热反应，在一定条件下，热量不能充分散发时，其粉尘内的温度会升高，而引起自燃。
长期积聚在设备裂缝中、管道的拐弯处的粉尘易发生自燃。
2.3可燃气体和液体
2.3.1可燃气体
食品工业中使用的某些气体是有燃烧危险的。
可可粉和其他粉末食品用气体熏香剂进行处理，有些熏香剂其组成成分可能是易燃的。
水果催熟中用的环氧乙烷就是一种易燃气体——水果都是在“绿色”时送到批发中心的，经过环氧乙烷催熟成熟。
2.3.2可燃液体
在食品工业企业中一般都会有易燃液体和可燃液体。
用到的可燃液体包括润滑油、烹调油、一些含酒精的饮料和以溶剂为主的提取液。
酒精、高浓度酒精饮料和溶剂都是广泛使用的易燃液体。
在制糖果工业中，乙醚液用来溶化表面以便使果冻豆闪闪发光。
许多工厂中都用酒精来溶解干燥压缩后的的物质或者其他的液体来制造调味品和着色剂，香草精的生产就是其中一例。
加热时可以变成液体的腊也可以在食品工业中看到。
2.4电器设备
食品工业中大量使用电器设备，如电动机、电热炉、便携式食品检测设备等。
过热的电动机、电热炉是潜在的点火源。
由于食品工业联合厂房用电量很大，必须设置变配电所。
在变配电所中，各种仪器繁多、线路复杂、可燃物也多，其火灾危险性很大。
2.5包装储藏
制成的食品在包装车间经过各种包装以后进入储藏车间以各种方式进行储藏，粉状和液态产品常储藏在箱仓和罐仓里。
有包装的食品一般都储藏在托板或者高达20米甚至更高的货架上，包括自动存取系统。
大量的塑料、硬纸板和木材用来做食品的外壳包装，所以，储藏区域的火灾荷载很大，发生火灾将迅速蔓延扩大，并释放出大量有毒烟雾，不利于消防人员进行扑救。
有些食品，如植物油喷雾剂是储藏在喷雾罐中。
在发生火灾时，压力下的喷雾推动剂将会把喷雾罐冲飞，使火灾蔓延，失去控制。
食品工业企业除储藏各种食品外，还储藏包装材料，如大量的木托架或者塑料托架、硬纸板、聚乙烯包装袋，以及上腊容器和泡沫聚苯乙烯盘等。
这些包装材料一般比储藏食品的火灾危险性更大，因为它们在燃烧时的放热速率更高，放热量更大。
3.防火安全技术
3.1建筑防火
食品工业企业联合厂房一般为二级耐火建筑，为追求大跨度的厂房以满足生产工艺的要求，大量采用钢筋混凝土结构，在必要的部位采用钢结构。
因此，必须采取措施防止钢筋混凝土结构的爆裂，对于钢构件必须作防火保护。
由于食品工业对卫生要求非常高，而采用钢结构涂防火涂料时，防火涂料一般均有一定的毒性，对食品产生污染，因此在使用时必须慎重，对于竖向构件如柱子可用包覆混凝土保护的方法代替以达到防火要求，而对于横向构件如梁不便包覆混凝土保护，宜直接采用钢筋混凝土构件。
食品极易受烟尘污染，建筑结构应该采用不燃的。
在联合厂房的生产区域、包装区域和储藏区域之间应设防火墙，需要设门时，须采用甲级防火门；双重生产线之间应该隔开；燃烧设备、冷藏系统以及易燃液体、纸张、硬纸板、塑料、托板和气溶胶喷雾剂之类较危险的材料储藏库都要隔离。
传送设备通过地方的隔火设施需要进行特别设计，以便在防火门或者防火卷帘关闭时，传送线断开或者用铰链移开。
如果采用了这样的设计，应该对防火门或者防火卷帘的正常自动运行进行定期检查维护，防止其冻结，并防止传送设备部件因不在一条轴线上，造成防火门或者防火卷帘不能完全关闭。
受工艺的限制不能采用防火门时可考虑采用水喷淋系统作为其替代设施。
食品工业对加热和冷却的需要使其在建筑物和加工设备中广泛使用隔热材料，如冷冻设备、冷却设备、烤炉和其他加工设备，以及建筑物的内部保护等。
只要可能，就应该选用不燃性隔热材料。
如果必须使用可燃性隔热材料，应该使用符合国家防火、卫生标准且火焰传播速度、燃料含量和烟气产生速度都低的材料。
可燃性隔热层应有隔热挡板，如钢丝网抹灰或者石膏板进行保护。
在使用木制冷却风洞或者其他可燃的设备时，应该装设水喷淋系统。
3.2粉尘防爆
3.2.1防止粉尘沉积，消除粉尘源
食品工业企业中的粉碎制粉设备应设置在单独房间内，车间的地面、墙面、顶棚要求平滑无凹凸之处，不设突出构件，非设置不可时应保持其上平面与水平线成60o以上的倾角，使沉积的粉尘能自动滑落，梁与柱子应加以覆盖，门窗边缘应与墙壁位于同一平面。
粉碎制粉设备要密闭，操作间应有良好的通风设备，可以增加车间的湿度，以降低空气中粉尘含量。
排尘系统应采用不产生火花的除尘器。
粉末的输送管道应能消除粉末沉积的可能性，粉末输送管段不允许铺成水平状态，不得有气流死角，堵头支管及连接两个干燥设备或者制粉设备的连接管，粉末输送管与水平线所成的倾斜角不得小于45o。
及时清理沉积在厂房内各角落、设备、管道上的粉尘，使设备外面的粉尘和系统内各部件之间的粉尘减至最少。
3.2.2防止摩擦、撞击、生热
注意检查和维修设备，防止机械零部件脱落。
在物料投入制粉设备前，应将坚硬物件、杂质和金属分拣出，如安装磁力吸铁器或者其他分离器，以除掉物料中的铁质杂物。
3.2.3搞好工艺防火
在制粉时，加料斗需保持满料，制粉设备的供料流量应均匀正常，防止断料、空转而摩擦生热。
设备的外表面温度比被加工材料的阴燃温度至少低50oC。
当制粉设备出现故障时，操作员必须立即停车处理。
3.2.4清除静电危害
设备接地是最基本的防静电措施，制粉设备、粉末传递设备要安装安全可靠的接地措施，接地线路必须牢靠连接，并有足够的机械强度，否则在松断处可能发生火花。
对接地线路要定期检查，避免发生故障。
一些互相连接离地较近的设备、管道、器具应该采取导体把它们连成一体，再进行可靠的接地。
3.2.5设置防爆泄压装置
当粉尘爆炸发生于设备内部时，为保护设备不遭到严重损坏，可利用防爆膜、阀、爆破板、爆破门等，降低爆炸产生的压力。
为防止火焰和爆炸从生产线的一部分传至另一部分，可使用阻火器和隔焰板、自动阀等。
联合厂房内设有粮食筒仓的，必须设置必要的泄压面积。
《建筑防火设计规范》第4.2.6条并未规定泻压面积与粮食筒仓容积的具体数值，这是因为国外的试验资料与国外规范的规定数值相差较大，而国内尚未进行过这方面的实验研究。
故根据筒仓爆炸案例分析和国内某些粮食筒仓的设计实例，推荐采用0.008~0.010。
3.3燃气安全
3.3.1合理设计燃气烘烤炉
燃气烘烤炉一般包括炉前管道、燃烧装置和燃烧安全装置三个部分，从安全技术观点看，炉前管道部分是关键，对炉前管道应进行合理设计：
当燃烧系统出现故障时，管道上的切断安全阀应能迅速切断燃气；为了避免误动作，在故障排除后，阀门必须手动操纵复位，燃烧系统方能重新启动。
燃气烘烤炉一定要按设计要求施工。
所采用的材料、设备均应符合质量要求，检验合格后，方可使用。
施工安装完毕后，需按程序进行严格的验收，合格者方可进行调试。
经调试达到设计要求后，才能投入正常使用。
3.3.2防止泄漏
燃气泄漏是引起中毒、爆炸及火灾的主要根源，安全措施的主要任务之一就是要防止燃气泄漏。
为此必须保证：
①.对燃气管道、阀门及其连接件要采用高质量材料，并进行技术检查，要求严密和有一定的强度，施工时应严格检查施工质量（如铺设、焊接及绝缘等）。
②.食品工业企业应优先采用地上铺设，以便于检查于发现漏气。
应经常应用测漏仪器检查阀门、集气管有无漏气现象，发现问题及时处理。
3.4灭火系统
3.4.1固定灭火系统
对食品加工企业中的某些危险，最有效的防护是固定灭火系统。
由于食品的卫生要求，最好设置无毒的灭火系统如二氧化碳系统。
深油炸锅及其排烟管道可用二氧化碳系统进行保护。
室外型易燃液体大贮罐应该用水喷雾系统保护。
3.4.2喷水灭火系统
食品加工企业中有多种可燃材料，因此在必要的部位须提供设计合理的喷水保护。
高贮存货架，处理可燃材料或者用可燃材料围成的加工场所、传送带下部应该提供喷水保护。
在储藏区以及其他有大量可燃物存在的地方都应设置消火栓，其供水量应满足被保护区域内的最大生产、生活用水以及火灾危险场所规定时间内的消防需水总量。
3.5电气防火
3.5.1防爆电气的选择
食品加工企业中的电气设备应与其安装位置的火灾危险性类别相适应，电气设备的选择应根据每个地方是否会有可燃蒸气或粉尘。
在用乙醚的地方，电气设备应是ⅡA类T4级的；环氧乙烷需要使用ⅡB类T2级的电气设备；在粉尘环境中，如小麦、玉米、砂糖粉尘场所的电气设备应是ⅢA类T12级的，而且这些防爆电气设备应选择防尘结构（DP）或者尘密结构（DT）的粉尘防爆电气设备。
3.5.2电气线路的防火要求
电气线路应在爆炸危险性较小的环境安装敷设；敷设时的沟道或者钢管，在穿过不同区域之间墙或者楼板处的孔洞时，应采用非燃烧材料严密填实；敷设电气线路时宜避开可能受到机械拉伤、振动、腐蚀以及可能受热的地方，如果不能避开时，应采取预防措施。
3.6其他防护
食品工业企业中的自动加工过程应用连锁装置使其运行安全；烘烤炉和其他加热炉应有高温切断器；可能有危险气体泄漏的封闭空间应有可燃气体探测系统；生产蒸汽的锅炉应有安全阀；为了安全加工而必须使用流动液体的，则应对其液流状态和流量进行监控；对传送带要监控其低速或者过分摩擦，防止运行不良造成火灾。
需要通风的连续供料烘烤炉要有连锁器，以便在通风不良时停机。
3.7企业管理
食品工业企业法人代表应重视本单位的消防安全工作，加大消防投入，提高员工消防意识。
各生产岗位应有消防安全负责人。
员工在生产过程中应遵守安全操作规程，要懂得本岗位的火灾危险性、火灾预防措施及初起火灾扑救方法。
对于重要的部位应有专人负责，并落实巡查制度。
主要参考文献：
1.公安部政治部编，《消防燃烧学》，中国人民公安大学出版社，1997年。
2.同济大学编，《燃气燃烧与应用》，1994年6月。
3.黄圣明，《食品工业形势分析与展望》，《食品科学与技术》2001年1月。
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