大型油罐灭火救援准备工作研究
关键词:大型油罐;火灾;灭火救援准备;消防队
近年来,我国石油、化工原料库区不断增多,大型油罐日益集中,火灾事故频发,给灭火救援工作形成了巨大的挑战。2010年7月16日,位于辽宁省大连市大孤山新港码头的中石油国际储运有限公司保税区油库输油管线和一10万t油罐发生爆炸起火,辽宁省公安消防部队先后出动14个消防支队、18个企业专职消防队、348辆消防车、2380余名指战员赶赴现场扑救,经过15个小时的艰苦奋战,大火被成功扑灭。做好大型油罐的灭火救援准备工作,第一时间控制火势蔓延和扩大,最大限度降低火灾财产损失、保护毗邻油罐和设施的安全,是消防部队面临的一大挑战。本文阐述了我国大型油罐的发展历程和发展趋势,对大型油罐的火灾危险性进行了深入分析,并剖析了其灭火救援技术难点,从企业专职消防队和公安消防部队两个角度提出做好大型油罐灭火救援准备工作的应对方法,供读者参考。
一、我国大型油罐的发展历程和发展趋势
我国1985年从日本引进10万m3浮顶罐的设计和施工技术,从此拉开了建造大型油罐的序幕,秦皇岛、大庆、仪征、铁岭、舟山、大连、镇海、黄岛、宁波大榭、燕山等地先后建造了几十个10万m3大型储罐。随着我国石油化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施,油储罐的单罐容量越来越大,油储罐的大型化成为发展的必然趋势,现在10万V储罐已经屡见不鲜,目前我国单罐容量个别已高达30万m3。
二、大型油罐的火灾危险性分析
(一)火场面积大,火势发展凶猛
这是大型油罐火灾的首要特点。从1989年的黄岛油库火灾、2009年的内蒙古伊泰煤制油公司火灾,到2010年的大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾,普遍都是爆炸发生后,瞬间整个油库罐冈上空火光冲天,火焰高达几十米。油品借着爆炸的威力,沿着地面、管渠等途径,迅速蔓延、扩散,形成大面积流淌火。据估算,1989年的黄岛油库火灾中,喷溅和爆炸发生后的原油大量外溢,冲过公路,冲进了住宅区,流向胶州湾,25万m2之内一片火海;2010年的大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾中,大量原油从管道破裂处喷涌燃烧,流淌火沿输油管线、管沟、排污渠、坡地面迅速扩散,整个现场在短时间内形成了一个6万m2的巨大火海。
(二)火焰辐射强,容易发生沸溢、喷溅和二次爆炸
大型油罐火灾的另一个重要特点就是燃烧猛烈、火焰温度高、辐射热强。油罐发生火灾后,其火焰中心温度达1050~1400T,罐壁温度达1OOOt以上,周围环境温度较高,辐射热极强,且辐射强度与发生火灾的时间成正比。有关实验表明,在扑救火灾时,强烈的辐射热甚至能将距离油罐40m以外的消防车喷漆烘烤脱落。除火灾容易蔓延扩散外,在长时间高温烧烤下,火场极易发生二次连续爆炸,重质油品罐火灾还极有可能发生沸溢和喷溅,严重威胁消防官兵和车辆装备的安全。如在1989年的黄岛油库火灾中,5个着火罐先后在灭火过程中发生了沸溢、喷溅和二次爆炸;2009年的内蒙古伊泰煤制油公司火灾中,2个储罐在灭火过程中发生了爆燃;2010年的大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾中,在流淌火作用下,多处输油管线、管道井连续多次发生爆炸,井盖、阀门被抛向空中。
(三)潜在威胁多,容易产生复燃复爆
大型油罐火灾持续时间长、伴有大量高温热辐射产生、爆炸碎片的抛射和地面流淌火的特点,不仅威胁消防官兵的安全,更直接威胁毗邻罐区的安全,极容易引发新的火点或产生殉爆,从而导致火烧连营。‘在2010年大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾中,距火场不足百米就是一个有51个储罐的危险化学品存储K,总计约12.45万t;201丨年中石油大连石化分公司八七罐K柴油罐爆炸火灾事故中,罐K内有66个总储量为55万t的汽油、柴油、芳烃和液化气储罐。这些危险化学品受到火势严重威胁,一旦发生爆炸燃烧,毒气扩散,后果不堪设想。特别值得注意的是,油罐明火熄灭后,在没有彻底切断可燃源的情况下,罐体、管线等部位的高温仍然会维持在一定时间范围内,这个温度足以再次引燃已经熄灭的油品,如果不持续长时间冷却、监控,稍有疏忽,极易产生复燃、复爆。
(四)火灾损失大,对社会经济、生态和人文环境的危害无法估量
由于油罐中储存的油品都为易燃易爆产品,发生火灾爆炸的危险性很大,一旦发生爆炸,引发的火灾与热辐射、爆炸物产生的空气冲击波和碎片等都将对人员、财产、建筑物及生态环境产生严重威胁。例如,2010年大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾造成直接损失约1.3亿元,燃烧、泄漏的原油达4_t,造成附近海域大面积污染。据有的专家推测,如果2010年大连中石油国际储运有限公司保税K油庳爆炸火灾事故不能及时控制和扑灭,将会造成岛上罐K群发生连环爆炸、泄漏和燃烧,殉爆产生的罐体碎片可抛向数百米以外,最终将致使81.5Km2的大孤山半岛变成一片火海,处于大孤山半岛内的40余家大中型企业及价值千亿余元的财产将灰飞烟灭。岛内原油及其产品、危化品一旦燃烧,将产生几十亿立方米的烟尘,特别是含有丙烯腈、苯等易燃易爆有毒危化品的气体、蒸汽,将会弥漫整个大孤山半岛,飘人大连市区,严重影响大连市民的生命安全,甚至对辽东半岛地区的生态环境产生长期的影响。
三、大型油罐火灾扑救难点剖析
(一)近攻灭火难度大
—是内部情况复杂,大型油罐分布密集,储罐之间相互毗邻,各种输油设备和管线或明设,或暗敷,或架空,纵横交错,库区内地上、地"F沟渠错综复杂,一旦发生火灾,会在短时间内快速蔓延,形成大面积爆炸火灾,火灾扑救难度呈几何级数上升。二是火灾现场环境多变,由于火场面积大,火势凶猛,烟、热和蒸汽等对流剧烈,致使火灾现场和周边风向容易发生变化,从而影响或改变火灾蔓延延途径,给堵截、围歼等技战术造成不利影响。三是精确打击难,由于大型油罐火灾热辐射强,现场烟、热等气流对流剧烈,环境复杂多变,可视精度低,加之还要高度警惕沸溢、喷溅和殉爆等次生灾害的发生,参战力量只能在一定距离外对着火罐等进行灭火和冷却,无法持续精确打击目标。
(二)战勤保障难度大
10万甚至30万m3的大型油罐一旦着火,无论是灭火还是冷却保护,都异常困难,水和泡沫用tt极大,一是灭火和冷却基本以大流量的固定炮、车载炮、自摆炮等射水器具为主;二是在作战初期,由于大火的高温熏烤,灭火喷射的水、泡沫很快被蒸发或破坏,灭火剂难以达到覆盖燃烧区的效果。因此,在这样的高强度作战条件下,灭火剂供应强度难以估算,战勤保障需要能实时满足灭火药剂供应,难度可想而知。据估算,在2010年大连中石油国际储运有限公司保税K油库煤炸火灾中,合计用水量6万t左右,共用泡沫量达1000多吨。另外,数千名官兵和几百台战斗车作战,现场饮食和饮水供给、轮休场所和油料保障、战斗服装和器材装备补给等任务同样异常艰巨,进一步增加了火灾扑救和战勤保障的难度。
(三)指挥作战难度大
一是跨地区、跨省份多力量联合作战,参战力的作战能力、作战水平和整体素质参差不齐,加之目前还不能实现作战力量模块化调集,现场指挥准确、高效地部署参战力过存在困难,指挥效率不高;二是一线作战进度情况的掌握与现场指挥决策的需要之间同步难,体现在前后方沟通不畅、信息传递不及时,指挥人员不能根据实时作战进度及时调整战斗部署;三是由于各地对大规模灾害事故的评估、预测不足,平时缺乏实兵实装跨区域联合演练,面对突如其来的大型灾害事故,各增援的消防力量之间、繁种与帑种之间、部队与地方力tt之间、前方与后方之间对指挥决策贯彻落实不到位、执行命令不及时等情况时有发生。在2010年大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾现场,14个公安消防支队、18支企事业专职消防队和公安、武警、驻军部队、社会联动单位等多种应急救援联动力tt参战,指挥作战难度可想而知。
四、大型油罐的灭火救援准备工作对策
(一)狠抓企业专职消防队基础业务、消防装备、人员保留工作
1.强化现场情况熟悉、预案编制和实战演练等基础业务性工作
强化现场情况熟悉是基础。与公安现役消防部队相比,企业专职队的执勤作战对象较为单一,更有利于现场情况熟悉等工作。一是全体消防员要深入熟悉库区的消防水源、道路交通、固定消防设施,如各种喷淋系统和固定消防炮的位置、使用工况、开启方式和位置等,要做到了如指掌,不留死角;二是要深入熟悉生产装置和各储罐的位置、产品和原料名称,罐体容积、储存物质的物理和化学性质,重点防护部位,生产工艺流程,各种管线的敷设和布置等情况,同时对新建工程或工艺流程改造情况都要及时掌握;三是重点熟悉火险部位,尤其是那些容易发生泄漏、火灾事故的轻质油品、气体储罐或生产工艺流程,可按照实际情况,在专业技术人员的指导下进行危险程度分级,如分为低、中、高三种危险等级。
强化预案编制和实战演练是前提。预案编制方面,要在现场情况熟悉的基础上,根据事故处置手段、技术措施和装备器材要求的不同,对储存物质物理化学性质、罐体容积相同或相近、且相互毗邻的油罐,可划分为同一类别来编制预案;对重点防护部位要一部位一预案,重点生产工艺流程也要一流程一预案(或根据实际需要将流程划为若干段,一段一预案)。在预案编制的基础上,开展经常性实兵实装实地演练,通过实战演练来不断完善预案。另外,在有预案实战演练的基础上,还要有意识地开展无预案随机拉动演练和夜训,切实提高企业专职队的快速反应能力和战斗力。笔者曾专门在中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司消防支队进行了调研,该支队下设6个消防中队、8个执勤站点。据支队长介绍,支队非常重视实战演练,明确要求每个月每个中队实际出水、出泡沫的实战拉动演练不得少于10次,其中夜训(0:00~5:00)不得少于4次。强化技战术训练是关键。企业专职消防队的主要作战训练目标是初期火灾的控制和消灭,其战术措施就在“以快制快”:出动快、战斗展开快、控制或灭火快。一是加强固定水喷淋、固定炮快速出水灭火、快速铺设水带登罐或登梯灭火、消防竖管直接接枪出泡沫灭火等战斗编成训练,强化生产装置和储罐的初期火灾控制;二是要联合专业技术人员开展训练,有重点地提高关阀断料、堵漏输转等工艺处置技战术水平;三是按岗位职责强化技能训练,如驾驶员要加强定点停车训练,包括预先设定好车辆进出路线和战斗车、增援车、待命车停车位等,战斗员要开展水枪、水炮定点打靶训练,如每个罐设置46门水炮、死角用泡沫枪覆盖的协同作战训练等,堵漏队员要在技术人员的指导与配合下开展快速堵漏、输转训练;四是要强化各部门联勤联动训练,提高库区供电、供水、后勤保障等各部门的协同作战能力,提高消防员和专业技术人员等的配合熟练程度。
2.加强装备配备,适应扑救重特大恶性火灾的需要
目前,企业专职消防队装备配备落后于企业发展步伐的现象比较普遍。随着新装置新工艺的投人运行,在装置设备引人的同时,部分单位也引进了一些较先进的进口大功率消防车和特勤车辆装备,但是总的来看先进的车辆装备较少,部分单位车辆落后老化现象还比较严重,离现代石油化工火灾的扑救需要还有一定的距离。另外化工企业一些消防员个人防护装备如空气呼吸器、避火服、隔热服、防毒面罩等大多不能按规范要求配齐,这些都在一定程度h限制了企业专职队战斗力水平的提升。
因此,应大力改善和加强大型油罐企业专职队的消防装备配备,一是要严格按照《城市消防站建设标准》配齐配足消防头盔、消防员灭火防护服、消防手套、消防安全腰带、消防员灭火防护靴、正压式空气呼吸器、消防员呼救器、化学防护服、隔热服等消防员个人防护装备。二是车辆配备t要以大功率大吨位泡沫车、水罐车为主,同时要配备一定数tt的高喷车(调研表明,16~32m的高喷车比较适宜于石油化工装置和储罐库区使用),每台车上既要装载有车载炮,还要配备移动炮(自摆炮)。三是车辆作战编成时,要注意普通泡沫、水罐车与高喷车结合,大水炮与小水炮结合的原则。四是有条件的地方可根据实际需要考虑配备特种车辆,如远程供水系统、lOOOOL.mirT1的远射程大流量泡沫消防车等。五是企业专职队应根据油品、化工原料的储存量,召集专家科学论证后,储备必要数的泡沫液,以免发生作战过程中“有枪没子弹”、不得不全省甚至全国范围内临时调拨、从而延误战机的情况发生,如2010年大连中石油国际储运有限公司保税区油库爆炸火灾事故中,由于现场灭火剂消耗巨大,除辽宁本省外,公安部消防局还通过陆路、海运、空运从其他省份调用泡沫液1300多吨。六是企业专职队应在企业专业技术人员的指导下,根据产品的物理化学性质,配备专业的可靠的堵漏器材,组建堵漏攻坚组,以便在事故初期有效堵漏、控制事故的发展和扩大。
3.积极出台相关政策,稳定消防队伍
企业专职队队员不稳定也是制约战斗力提升的一个重要方面。据了解,目前企业专职队员有三种聘用模式:一是企业正式编制员工,二是合同制员工,三是由劳务输出公司输送的员工。这三种模式中,工资待遇最好的是企业正式编制员工,合同制员工次之,流动性最大、最不稳定就是由劳务输出公司输送的员工,因为这些员工的工资都是由劳务输出公司支付的,经过中间过程后,应聘的消防员工资待遇就变相降低了。企业专职队在管理和训练上基本与公安消防部队一致,而即便是企业正式编制的消防员,其工资待遇有时候也比企业生产一线的员工要低,这种同工不同酬的状况导致队员管理起来更加困难。
所以,要保证企业专职队队员的稳定性和队伍的整体战斗力,就需要企业从安全生产的大局出发,根据《中华人民共和国消防法》、《企业事业单位专职消防队组织条例》和《关于深化多种形式消防队伍建设发展的指导意见》的要求,积极出台政策,切实提高专职消防队员的工资待遇,积极推行优秀|消防骨干人才保留制度,搞好队伍年龄结构调配,为他们排忧解难,解除后顾之忧。同时还应着力改善消防队的训练、办公、生活条件,努力营造一个良好的拴心留人环境。
(二)提升公安消防部队基础战备、跨区域联合作战、攻坚克难能力
1.以灭火救援能力评估为基础,提升部队基础战备能力
第一,要牢牢抓住“六熟悉"这个长期的基础性工作不放松。对于大型油罐而言,所在的总队、支队都要定期组织专人与辖区值勤中队一起深入库区开展“六熟悉”工作,要熟悉库区内和毗邻的交通道路、水源分布情况,油罐的容积大小、种类、数量及分布情况,罐体内危险化学品的种类、物理化学性质、工艺流程及技术要求,库区内的消防设施种类、分布、性能状况和灭火剂储备情况;要了解单位可能发生灾害事故的类型及危险程度;掌握专兼职抢险救援队伍力量、技术人员情况等抢险救援联动力量分布和联络方式,常备灭火救援物资、装备调运单位和联络方式。总队、支队要把“六熟悉”当做深人细致的调查摸底,为大型油罐建立专门档案。另外,防消联勤也是大型油罐的“六熟悉”的重要环节,对于大型油罐而言,防消联勤的关键在于库区的设计、建造和投人运行三个阶段战训部门都要参与,一方面可以加深对库区设计、布局等情况的理解和熟悉,一方面可以从灭火救援的角度提出合理化建议,避免出现先天性不足。在2010年大连中石油国际储运有限公司保税K油库爆炸火灾事故中,消防部门发现,事故发生地各油罐区之间、油罐区与其他化工原料仓储区之间的安全距离虽然符合现行防火设计规范,但仍感到罐区之间特别是罐区与危化品储罐之间的距离太近,整体布局不合理,缺乏前瞻性,暴露出库区内配电室、消防泵房、消防水池、泡沫液罐等设施,在设置位置、自身防护方面还存在一定问题,如库区停电后,现场无法实施电动关阀断料等工艺灭火措施,大大影响了灭火作战进程。
第二,要深入研究执勤队站装备配备的科学性和合理性。大型油罐所在的总队、支队要在调查摸底、建档立卷的基础上,专门组织石油化工企业专业技术人员和资深专家、灭火救援专家、基层指挥员评估可能发生事故的类型、程度及危害,正确评估辖区执勤队站和支队、乃至总队装备配备的科学性和合理性,正视现有装备存在的问题和不足。通过评估,所在支队要集中配备大功率远射程泡沫消防车、远程供水系统、避火服、隔热服和侦检、堵漏等器材装备,开展多种力量协同作战、战勤保障等综合训练;所在的总队要统一规划配备大流量远程供水系统、大型泡沫消防车、泡沫灌装转输泵等车辆装备,指导战勤保障部门储备必要数量的常用泡沫液,自下而上全力做好重大灾害事故灭火救援准备工作。
第三,要全面开展执勤装备作战效能测试。结合调査摸底情况,逐级幵展专项测试,全面掌握现有执勤装备作战效能与大型油罐灭火救援准备工作现实需要之间存在的问题与不足。中队重点开展固定(半固定)消防设施应用,各种枪、炮、消防车、远程供水系统等作战效能测试,开展堵漏、侦检、洗消、输转等抢险救援器材操作测试,以中队为作战单位开展作战编成实战测试与估算,掌握本中队独立作战时可持续最大出水、出泡沫强度和作战时长,评估中队最大作战能力;支队重点开展组织指挥、作战编成,灭火剂调集、水带、油料等战勤保障物资调集,企业专职队与消防部队协同作战、社会联动力量调集等测试与估算等,评估支队最大作战能力;总队重点测试跨K域作战时的组织指挥、以作战编成为单元的力量调集、集结方式和时间、通信保障、力量部署,测试灭火剂调集和战勤保障物资调集、社会联动力量调动等相关要素。
2.以预案制作和实战演练为手段,提升部队跨区域联合作战能力
大型油罐所在的总队、支队在深入开展“六熟悉”、调查摸底、装备评估、能力测试的基础上,了解掌握跨区域灭火救援力量和物资分布情况,充分吸纳专职消防部队和社会联动力量,制、修订灭火救援预案,预案必须通过测试和演练进行实战性检验。支队要开展立足本支队力量及本地社会联动力量参战的演练,重点演练初期火灾控制、增援力量集结、组织指挥、水源分配、阵地划分、紧急撤离和战勤保障等战斗环节,检验预案制定等灭火救援准备工作的科学性和合理性,以及单位专职队伍的先期控制能力,支队主官要亲自组织支队级演练;总队要每年至少组织1次由3个以上支队及社会相关力量参加的跨区域实战拉动演练,重点演练力量集结、组织指挥、战勤保障和与社会联动部门协同配合,检验总队实施跨区域调度指挥的作战能力,形成跨区域联合作战长效机制,切实做好灭大火、打恶仗的准备工作。测试和演练各阶段中,如发现单位消防通道、水源或消防设施等方面问题,要第一时间反馈给防火部门,由总、支队防火部门及时督促整改。
3.以专业技能训练为助剂,提升部队攻坚克难能力
强化消防官兵油罐火灾扑救的专业技能训练是提升消防部队打赢制胜、攻坚克难能力的重要途径。一是要将“安全第一、科学施救”的指导原则贯穿日常技战术训练的始终,组织开展安全哨监控、个人安全防护、梯次掩护、力量轮换、进攻撤退等作战训练安全专项训练;二是开展有针对性的攻坚技能和战斗编成专项训练,如重点开展“一冷却、二准备、三灭火”油罐火灾处置规程训练,开展“围堵防流、分片消灭”的地面大面积流淌火扑灭训练,开展强攻灭火、近战抢险的射水、挂钩管、堵漏、点燃等攻坚作战训练;三是在工程技术人员的指导或协同配合下,开展利用关阀、断料、放空、降压、堵漏、输转、倒罐、导流、停止供热、停炉吹扫管线等手段实施工艺灭火的战术措施,增加技术处置的含量。总之,要通过技战术强化训练,真正做到一般火灾能及时扑灭、重特大火灾能有效控制、特殊灾害能有效处置的总体要求,坚持英勇善战、敢打必胜的战斗精神,把消防部队打造成一支“攻得进、守得住、打得赢”铁军队伍。
往期文章
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本文主要内容来自于:张智(前公安部消防局,北京100054)
中图分类号:D631.6 文献标识码:A 文章编号:1008-2077(2012)04-0015-04
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