棉花自燃火灾的成因及预防

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1、浅析棉花自燃火灾的成因2001 年 10 月 14 日 12 时 56 分左右，江苏省盐城市响水县玉龙 纺织有限公司棉花仓库露天堆垛突然起火， 1060 件棉花包，近 100 吨的棉花全部过火，造成了 15 万余元的经济损失。经现场周密勘查 和技术鉴定，得出科学结论：是棉花自燃造成火灾。有目击曾这样问：刚开始棉花堆垛上冒白烟气，瞬间就“轰”的 一声，整个棉花堆垛都起火了，这不是因为有汽油类助燃物的缘故吗， 怎么会是棉花自燃呢？棉花自燃起火确实会存在上述现象，对于不懂得棉花自燃成因的 人来说，确实会产生这样的疑问。下面，笔者就棉花自燃火灾的成因 作一浅要的剖析：一、分析棉花理化性质 棉花具有易燃

2、、阴燃、自燃、复燃等燃烧特性，这与棉花的理化 性能有紧密的联系。主要从以下三个方面进行分析：1、棉花的组成 由棉桃中摘取的棉花称籽棉，由籽棉上轧下来的棉纤维称皮棉， 籽棉除去皮棉后，即可取得棉籽。正常成熟的棉纤维绝大部分是由纤维素组成。纤维素是一种碳水 化合物，是在棉花生长过程中由二氧化碳和水经过光合作用形成的。 棉纤维的主要成分是纤维素蜡质和脂肪等易燃物质（详细组成含量 见下表）。纤维素具有大量的亲水性羟基，并能在水中膨化。棉纤维 在长时间水蒸气的作用下会变弱，进而被水蒸气中的氧气氧化并释放 热量。棉籽是棉花作物的种籽。棉籽外部为坚硬的褐色籽壳，籽壳内有 胚，是棉籽的主要部分，也称籽仁。籽仁

3、含油量可达 3545， 含蛋白质 39左右，含棉酚 0.2%-2%。棉籽油是以棉籽制浸的油，属半干性油。它含有 60%-90%的不 饱和脂肪酸，其中亚油酸的含量最高，可达 4455。此外，棉 籽油中还含有 21.6%-24.8%的棕榈酸、 1.9%-2.4% 的硬脂酸， 18%-30.7%的油酸，0-0.1%的花生酸。亚油酸和油酸在常温或有余热 的情况下就能被空气中的氧所氧化，同时放出热量。棉纤维组成物质含量表组成 物质纤维素脂肪及 蜡质果胶 物质含氮 物质糖类物质灰分有机酸含量范 围（）94.0-95.30.57-0.750.28-0.991.0-1.30.1-0.30.8-1.20.55-

4、0.872、棉纤维的吸湿性棉纤维分子之间存在着一定的距离，所形成的空隙能从空气中吸 收水分和放出水分。这种性能统称为吸湿性。在固定的温度下，相对 湿度越大，吸湿量越大,同时放出的热量也越大。棉纤维在空气吸收 水蒸气多少可以用回潮率和含水率来表示，如下面两个公式：回潮率二（湿纤维重量-干纤维重量）*100%/干纤维重量含水率二（湿纤维重量-干纤维重量）*100%/湿纤维重量在温度为203C,相对湿度为65%3%的标准条件下，同一单 位时间内，纤维吸收、放出水分的数量接近相等时，称为吸湿平衡， 这时的回潮率称为标准回潮率。棉花的标准回潮率为 78。3、棉纤维的多孔性棉纤维呈细长的扁管状，直径约 1

5、519 微米，在生长过程中形 成有天然转曲，中空部分叫中腔，中腔截面积约占棉纤维截面积的 10左右。有学者估计中腔内和棉纤维之间存在的孔隙约占整个体积 的 20%-40% 。在孔隙内部空气不流通的状态下，热量导散较慢，起 蓄热保温的作用。棉纤维孔隙中的少量空气，在外部氧气不足的情况下，能维持棉 花局部或小范围的缓慢燃烧。这种燃烧看不见火苗，也看不到烟，可 以持续数天甚至几十天时间，而不易被发觉。这种现象称之为阴燃。二、分析棉花自燃的条件一般认为，棉花自燃须要具备一个条件：体系内部产生的热量大 于向外部散失的热量。根据棉花固有的理化性能，结合响水玉龙纺织 有限公司棉花自燃火灾，着重从两个方面对棉

6、花自燃的条件进行分 析：1、发热量较多响水玉龙纺织有限公司的仓库棉花是从私人作坊收取的，棉花包 内含有大量的碎棉籽、棉籽屑等杂质，火灾发生前几天，一直有雨， 空气湿度较高，在这样的内外条件下，单位质量的棉花会因多种因素 而产生大量的热量，其中主要表现为吸湿放热发酵放热和氧化放热 三种。吸湿放热：棉纤维极易受外界湿度的影响，自行吸收或吸附空气 中的水蒸气，并释放热量据有关学者实验得出，在回潮率为 0 的条 件下，干重1克的棉纤维达到吸湿平衡时，能放出 46焦耳的热量， 棉纤维每吸收 1 克水能放出 1248 焦耳的热量，吸湿越多放出热量越 大。发酵放热。棉花在采摘加工过程中，不可避免地会沾染上大

7、量的 微生物，在潮湿的情况下，微生物极易生长繁殖，而且棉纤维化学组 成中的脂肪蜡质糖类物质等，又为微生物提供了养料，当棉花含 水量大时，微生物就能迅速生长繁殖，并分泌出纤维酶和酸，使棉纤 维产生不稳定的物质，同时放出热量。有资料显示，因发酵而产生的 热量可使棉花包内部温度升到80C左右。氧化放热。棉籽中的亚油酸和油酸等脂肪酸含有不饱和碳碳双键 (-C = C-),它们较易和空气中的氧发生氧化反应产生大量热量。 尤其是棉籽被碾碎后，棉籽油浸渍在棉纤维上，从而大大增加油脂与 空气的接触面积，氧化反应速度会成倍地加快，放热速度也会成倍地 增长。响水玉龙纺织有限公司仓库的棉花样品经公安部消防局火灾原

8、因技术鉴定中心鉴定，样品中的碎棉籽在42C时就开始氧化放热。此外，当温度达到80 - 90C时，因发酵而产生的不稳定物质， 会再次与空气中的氧反应而释放热量；当温度接近120C时，棉纤维 开始分解，分解产物也会与空气中的氧发生氧化反应而释放热量。2、热量积蓄条件好响水玉龙纺织有限公司仓库的露天棉垛堆基是水泥实地，棉垛与堆基之间无通风措施，且棉垛上部经常用油布覆盖。因此，棉垛具备 较好的积热蓄热条件，主要从以下三个方面进行分析：热传导系数小。一般认为，热传导系数愈小的物质，蓄热保温性 愈强。棉纤维的多孔性决定了棉花导热性能差，棉花的热传导系数很 小，仅为 0.071-0.073 瓦（米.开）。堆

9、积方式易蓄热。棉纤维细小蓬松，占地面积大，通常是打扎成 包堆积存放。响水玉龙纺织有限公司仓库的起火堆垛长 15 米、宽 6 米、高 4 米，而且长期没人进行翻晒散热，堆垛中下层棉花包内部热 量极不容易散发出去。空气流动不良。空气流动能促进体系内部与外界的热对流，致使 体系内部温度下降，蓄热条件变差。响水玉龙纺织有限公司仓库的露 天棉垛经常处于上下不通风的状态，空气流动不良。此外，棉花打扎 成包后，棉花包内部空气几乎不流动，内部蓄热条件良好。三、综合分析棉花自燃火灾的成因棉花自燃是在空气中，在常温常压下发生化学反应、生物作用、 或物理变化过程而自行发热，由于自身热量的积蓄，在没有任何外来 火种的

10、情况下出现着火燃烧的现象。通过以上分析，响水玉龙纺织有 限公司仓库的露天棉花堆垛具备良好的自燃条件。棉垛内部产生的热 量散发不出去，热量越积越多，最终引起棉花自行燃烧。又由于棉花包打扎很紧，供内部棉花燃烧的氧气不足，故棉花只 能保持阴燃状态。而且一般积蓄热量较好的部位空气流动状况都不会 好，因此若阴燃棉花长期得不到氧气，就会因缺氧而窒息，只能留下 一个炭化孔洞而不会蔓延成灾。当阴燃的棉花突然遇到空气对流时， 会导致棉花的不完全燃烧迅速变成完全燃烧，由无焰燃烧迅速转变为 有焰燃烧。并出现一些征兆，比较典型的就是发出明火前升温冒烟， 先白烟（水蒸气），后黑烟。但有时，会因棉花阴燃时间较长而产生 大

11、量的一氧化碳。一氧化碳的爆燃极限为 12.5%-74%，极易与空气的 混合物发生爆燃。响水玉龙纺织有限公司仓库的露天棉花堆垛在起火 当日，因要配合相关部门对棉花进行抽检，才将一直覆盖严实的油布 揭开，就在油布揭开约 80分钟后，便出现了目击者所描述的开头一 幕的现象。四预防棉花自燃火灾的对策 预防棉花自燃火灾的重要措施是保证棉花的通风散热，主要应采 取以下几方面的对策。1完善测温测湿装置及相关消防设施，新建改建扩建棉花 加工厂等要及时报消防部门审核，规范厂区布局，严格划分生产区储 存区，以免造成先天性的隐患。2按要求定位定量储存棉花，保证棉垛与棉垛棉垛与围墙的 防火间距。3落实岗位责任制，明确专人对棉花仓库进行检查管理，严格 入库检查程序，定时检查记录棉垛的湿度和温度，发现异常情况及时 采取措施。