所謂金屬火災是指化學元素周期表中化學分子量相對較低,化學性質相對較活潑的鈉(Na)、鋰(Li)等堿金屬和鎂(Mg)、鋁(Al)等輕金屬在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。該類火災由于發生機率較少而往往被人們忽視對它的研討,以至于在《執勤中隊訓練》(戰術訓練手冊)及其他消防刊物上均未見此內容。然而,在現代各類火災中,輕金屬火災的發生卻是屢見不鮮的。比如:1992年5月16日,云南嵩明縣“云松鋁粉廠”拋光車間發生鋁粉爆炸燃燒火災,致使1人死亡,直接經濟損失五萬余元(以下簡稱“5.16”火災);1998年9月18日凌晨2時10分,“云松鋁粉廠”拋光車間再次發生鋁粉燃燒火災(以下簡稱“9.18”火災),筆者時任嵩明縣消防中隊中隊長,親自組織指揮官兵和職工成功地撲滅了該起火災。由于措施有力戰術得當,該起火災僅造成三千余元的火災損失,保住了十余萬元的機器設備及車間廠房。在現代化工生產中,工業鋁粉被廣泛地用于顏料、油漆及煙花爆竹的生產之中,因此,鋁粉火災在輕金屬火災中具有典型的代表意義。本文通過對“5.16”和“9.18”兩起火災案例進行分析對比,旨在和廣大消防指戰員共同探討輕金屬火災的特點及其撲救對策,以便為官兵今后撲救類似的火災提供一定的理論和實踐依據。
一、“5.16”及“9.18”火災情況及分析
(一)“5.16”火災情況及分析
1992年5月16日下午15時21分,嵩明縣“云松鋁粉廠”拋光車間發生鋁粉粉塵爆炸燃燒火災,當場炸死一名車間職工。火災原因系拋光機器工作時與一顆鐵釘磨擦產生火星,從而引爆車間內已形成的爆炸性混合粉塵所致。接到報警后,縣公安局消防科干警駕駛一輛水罐車趕到火場救火,時任縣長梅國韋等縣領導聞訊后也立即趕赴現場指揮撲救。然而,當水槍出水后,燃燒區域立即發生局部爆炸,水槍手當即嚇得棄水槍后撤,梅縣長驚問其故,消防干警不知所云。因燃燒區溫度較高,輻射熱較強,人員無法接近,該火災任鋁粉燒盡后自然熄滅。分析:鋁粉系輕金屬,其相對分子量為26.97,相對密度(水=1)為2.72;常溫下不溶于水。遇酸堿化學物質會發生化學反應,產生氫氣(H2),易引起爆炸。飛揚的鋁粉末(直徑1-150微米)與空氣混合達到爆炸濃度下限(35毫克/升),遇火星易引起爆炸燃燒(最低引爆能量為20mJ)。該起火災系上述原因所致。出水滅火時之所以發生爆炸是因為鋁粉遇水在高溫下發生化學反應,產生大量氫氣(H2)。其化學反應式為:Al(鋁粉)+H20(水)+高溫=AL(OH)3(氫氧化鋁)+H2(氫氣)+Q(熱量),產生的氫氣(H2)瞬時又與空氣中的氧氣(O2)混合,形成爆炸性混合氣體(爆炸濃度極限為4.1%-74.2%),從而再一次發生氣混爆炸。“5.16”火災撲救,暴露出參戰消防干警未從理論上了解掌握金屬鋁粉的理化性質,從而盲目地錯誤選用滅火劑,導致火場情況突然變化,造成次生災害和損失。
(二)“9.18”火災情況及分析
1998年9月18日凌晨2點10分,嵩明縣“云松鋁粉廠”拋光車間發生火災。接到報警后,中隊值班隊長(排長)讓通訊員向筆者(時任中隊長)報告的同時,和大隊值班參謀帶領中隊6名戰士駕乘一輛戰斗車第一出動趕赴火場。筆者接到報告后,立即帶領留守的2名戰斗員前往增援。筆者于2點20分趕到現場后,遠望拋光車間火光熊熊,該廠職工大部分已撤出廠門外遠觀,指揮員(排長)擔心發生爆炸,下令第一到場的官兵全部在大門外待命,大隊參謀已掉轉消防車頭正準備往回行駛,筆者問其要干什么,回答是趕回縣城拉干粉滅火器。見此情景,筆者當即命令全部官兵及戰斗車輛原地待命。只身前往火情偵察,在判明面積近10平方的鋁粉正處于穩定燃燒,排除粉塵爆炸的可能性,也無人員被圍困,但價值十余萬元的機器設備正面臨著火勢的嚴重威脅后,當即下令全部參戰官兵及該廠職工,進入廠內充分利用鏟子、水桶、臉盆等工具從距著火車間20米遠的沙池里搬運沙土覆蓋窒息滅火。由于燃燒溫度將近3000℃,燃燒區域被覆蓋近10cm厚的沙土后,部分沙土仍被燒開裂,竄出少許火苗。筆者令官兵繼續朝裂縫處補充沙土,直至燃燒物(鋁粉)完全與空氣隔絕。同時令職工將車間四周門窗全部打開,讓空氣對流散熱。經過近3小時的逐步散熱降溫,火災終被窒息撲滅。挽回了近十余萬元的經濟損失。分析:“9.18”火災的原因系拋光車間地面堆放的鋁粉受潮后,發生反應,釋放出氫氣和熱量,積熱不散自燃引起。第一出動力量到場后,指揮員未冒然下令出水滅火是正確的,但未經火場偵察便估計可能會發生爆炸則是盲目判斷。大隊參謀欲回車調運干粉滅火器更是屬明顯失誤之舉。因為移動式干粉滅火器是不能撲滅火勢已蔓延擴大之金屬火災。如近距離噴射,則氣粉壓力反而會把穩定燃燒的金屬粉末吹散,造成火勢擴大,甚至燒傷噴射者。據事后該廠職工反映,火災初期,他們試圖用配置的干粉滅火器救火,結果不但無濟于事,火勢反而越噴越大,嚇得職工們跑到廠門外等候消防車來救。這便有力地證明了用干粉滅火劑撲救金屬火災效果是不明顯的。尤其是當火勢擴大蔓延后,移動式干粉滅火器更是杯水車薪,無濟于事,甚至起反作用。筆者之所以首先選用沙土覆蓋窒息滅火,是因為該廠及消防隊均未配備原位膨脹石墨、石粉及7150等專用于撲救金屬火災的滅火劑。
三、金屬火災的特點
通過對上述兩起火災的分析,筆者認為金屬火災具有以下幾個特點。
1、燃燒溫度高,熱輻射強。比如:鋁粉燃燒時溫度高達3000℃,且火光耀眼明亮,輻射熱較強。如此高的溫度和強輻射熱,很難讓著普通戰斗服的戰斗員近距離滅火。在撲救“9.18”火災中,筆者令2名戰斗員著僅有的2套隔熱服站在最前沿負責傾倒后面傳遞過來的沙土。未著隔熱服的戰斗員和職工根本無法接近燃燒區。
2、易造成人員傷亡。飛揚的輕金屬粉末易與空氣混合發生粉塵爆炸,爆炸沖擊波和高溫氣體易造成人員傷亡。“5.16”火災便是例子。
3、撲救困難。金屬火災不同一般固體物質火災,可用最廉價的水冷卻滅火。理論上金屬火災應該選擇7150等專用滅火劑撲滅,但此類滅火劑極不常見,因而絕大多數生產使用輕金屬的化工單位只是配備了一定數量的沙土或石粉,以備急用。由于輕金屬燃燒的溫度高,因此沒有足夠的沙土或石粉是很難將高溫燃燒的輕金屬火災盡快完全撲滅的。
四、金屬火災的撲救對策
1、認真搞好火情偵察。主要應查明:有無粉塵爆炸的可能性;燃燒物質的種類及數量;是否有人員傷亡或受火勢圍困;火勢蔓延的方向;是否有貴重物品和設備受火勢威脅;是否有酸堿類化學物品與之毗鄰等。
2、及時調集滅火增援力量。根據火場情況,若第一出動力量不足,則應及時調集增援力量和調運干沙、石粉等滅火劑及其便攜式運載工具。
3、正確靈活地選用滅火劑。若配備有7150等專用金屬滅火劑,則應優先使用之。否則應就近選用干沙、干石粉及水泥等覆蓋滅火。萬不得已時,有條件的也可調集以氮氣為動力源的干粉消防車抑制滅火。若火勢已蔓延擴大至非金屬物質燃燒區,則應適時靈活選用相適應的水、ABC類干粉等滅火劑控制消滅蔓延擴大之火勢,防止火勢進一步蔓延,造成不必要的經濟損失。
五、撲救輕金屬火災的注意事項及要求。
1、覆蓋沙土時須選用干沙土或石粉,且應輕輕傾倒,逐步推進。切不可猛烈傾倒或遠距離拋灑。否則將會使燃燒物飛濺,反而將干沙等滅火劑淹埋,影響滅火效果。
2、加強隔熱防護。前沿戰斗員應著隔熱服或避火服,防止強輻射熱燒傷,灼傷。
3、禁止使用水、二氧化碳(CO2),四氯化碳、鹵代烷及泡沫等滅火劑撲救金屬火災,也不能用以二氧化碳為動力源的干粉滅火器或干粉車。
4、由于長期吸入鋁粉會致鋁塵肺,主要表現為消瘦,極易疲勞,呼吸困難等,因此前沿戰斗員應身背空氣呼吸器,加強個人防護。
5、消防中隊應對轄區內生產、使用、貯存輕金屬的化工單位真正做到“六熟悉”,制定切實可行的滅火作戰預案,并組織演練。
6、防火監督員應督促轄區內生產、使用、儲存輕金屬的化工單位配備一定數量的7150等專用滅火劑,同時,對配備的干沙、石粉等應采取防水、防潮措施,確保隨時處于干燥狀態。
(作者:平陰縣消防大隊 宋延廣)
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