液化烃储罐火灾扑救战术研究
摘要：对液化烃的理化特性、存储方式进行了介绍，并对常用的全压力液化烃储罐结构和安全附件、储罐区火灾危险性进行了分析，结合山东日照“7·16”事故案例重点研究了储罐泄漏火灾事故扑救的战术方法，提出液化烃储罐火灾扑救行动的注意事项。
关键词：液化烃；储罐；火灾；战术
随着国民经济的蓬勃发展，我国危险化学品行业发展迅速，有关危险化学品的各类事故也频繁发生。2015年，山东日照“7·16”爆燃事故就是一起典型的液化烃储罐泄漏起火案例，社会影响十分大。随着石化行业向着大型化、基地化、规模化发展，同时煤化工、液化天然气等新能源产业也进入快速发展阶段。液化烃储罐火灾扑救成了当前研究的重要课题之一，其现场处置工作十分复杂。本文在分析液化烃理化性质和液化烃储罐结构的同时，重点结合火灾案例，对液化烃储罐火灾扑救战术进行了研究，以期对消防官兵处置此类火灾起到借鉴作用。
一、液化烃的理化性质
液化烃是指在15℃时，饱和蒸气压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体。气态的烃类通过加压或降低温度等方式变成液态，包括液化石油气(LPG)，不包括液化天然气(LNG)。液化烃类物质都属于甲类和甲A类火灾危险性介质，具有明显的火灾爆炸危险性。液化烃的成分一般包括：乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷以及其他碳氢化合物，还有微量的硫化合物，属多组分混合物。
液化烃可以采取常压下降低温度或常温下增加压力两种方式储存。储存温度在-196～50℃之间，其沸点很低，自燃点一般在250～480℃不等。常温、常压下极易在空气中形成爆炸性气体混合物，密度一般比空气重(甲烷、乙烯除外)，泄漏后极易在低洼处积聚；点燃能量很低，一般都在0.25mJ左右(乙烷0.25mJ，丙烷0.26mJ，丁烷为0.25mJ，乙烯的爆炸性气体混合物的点火能量仅为0.0096mJ，相当于1m高的大头针落地的能量)，因此极易被点燃爆炸。压力下储存的液化烃减压或升温都可以使其汽化，体积可在瞬间增大250～300倍，导致超压爆炸。
二、全压力式液化烃储罐结构及其安全附件
2.1储罐结构
液化烃的储存方式分为低温压力储存、常压低温储存、常温压力储存。储罐类型有：半冷冻、全冷冻及全压力。目前我国的液化烃储罐大部分为全压力式储罐，其中又以球罐为多。
全压力式储罐指液化石油气在常温和较高压力下的液态储罐。常温压力储存是指液化烃储存温度为常温，储存压力为其对应的饱和蒸气压，且要求储罐内部工作压力略高于常压下的储存方式。设备特征：球形罐或卧式罐。全压力式储罐常温压力储存的投入少，运行成本低，但火灾危险性较大，储罐压力随液化石油气组成和气温条件而变化，在气温较高的地区需要采用喷淋水等降温措施。目前我国的液化烃储罐大部分采用这种类型的储罐，其中又以球罐为多。液化烃的常温储存一般选用常温压力储罐，见图1。
2.2安全附件
为了保证液化烃储罐的安全运行，罐上必须安装压力表、液位计、温度计、安全阀、排污管等附件。
(1)压力表。压力表一般要求正常操作的压力量程为全量程的50%，表盘刻度的极限值应为罐体设计压力的2倍左右，并在相对应介质的温度40℃和50℃的饱和蒸气压处涂以红色标记，当储罐内压力超过红色标记时能与报警装置联动。
(2)液位计。储罐常用的液位计有板框式玻璃液位计和固定管式液位计，也有采用浮子跟踪远传式液位指示设备。液位计在85%及15%的位置上应划有红线，以示出液化石油气储罐允许充装的液位上限和下限，当储罐液位高于85%或低于15%时报警装置能发出警报。
(3)安全阀和放空管。大容量使用全启式弹簧安全阀，小容量使用微启式弹簧安全阀。大型贮罐至少设置两个以上的安全阀，以保证罐内压力出现异常或发生火灾的情况下，均能迅速排压。安全阀的额定排放压力不高于罐体设计压力的1.20倍，而回座压力不低于开启压力的0.80倍。安全阀出口接放空管，放空管的高度距罐顶不小于2m，距地面不小于5m，有条件的地方可引至安全地点。
(4)温度计。为了控制和掌握储罐内液化烃的温度，设置温度测量仪表，其温度计测温范围为－40～60℃。
(5)排污管。储罐设置的排污管，在其上部串联装设有2个排污截止阀
三、某液化烃储罐泄漏火灾事故扑救战术探讨
液化烃储罐发生泄漏火灾，燃烧爆炸瞬息突变，采取措施事关重大，进攻与撤退举足轻重，务必果断指挥，沉着冷静，根据不同的火场环境和条件，不同的火情和趋势，有针对性地组织扑救。2015年7月16日，山东省日照市某企业液化气储罐发生爆炸燃烧。该事故原因是某企业在将7#罐内的液化石油气倒至6#罐过程中，由于没有实施全程监护，6#罐内的水全部排完后，液化气通过消防水带泄漏并急剧汽化扩散，可能因液化气高速喷出时产生的静电，或是水带环扣与周围金属构件撞击产生火花，引发爆燃，以下结合该例火灾对液化烃储罐火灾扑救战术进行探讨。
3.1固移结合，快速布控，强力冷却
(1)初战力量到达液化烃储罐泄漏火灾现场，消防指挥员在采取控制扩散、避免爆炸措施的同时，必须组织到场力量在外围作强攻近战的部署，包括确定作战方案、选择进攻路线，上风向占位，部署作战阵地，调动增援力量等。全压力球罐底部液体持续泄漏扩散燃烧，球体受热加速升温，罐皮有超压撕裂可能；全压力球罐顶部气相管线、安全阀处喷射式燃烧，事故罐、临近罐受辐射热影响，罐内饱和蒸气压剧升，火炬线放空、现场紧急放空等工艺处置延缓，易导致储罐超压连锁爆炸。冷却控制燃烧罐和邻近罐，防止爆炸是火场的主要方面，燃烧罐和邻近罐是灭火和控制的主攻目标。
(2)案例应用。该案例火灾扑救中，石大科技专职消防队第一时间出动，在罐区北侧利用高喷车、在罐区东南侧利用泡沫车车载炮分别对着火6#罐实施冷却，并占据消火栓形成固定供水线路。待3个消防中队和3个企业专职消防队相继到达现场，到场力量立即在罐区南侧开启2门固定水炮并部署1门高喷水炮、3门移动水炮，在罐区北侧部署1门车载水炮，对6#罐和邻近的4#，8#罐实施冷却，占据6个消火栓并采取运水供水的方式铺设了10条供水线路。其他6个消防中队和4个企业专职消防队陆续到场，分别在6#罐西北侧部署1门车载水炮，在6#罐南侧部署2门移动水炮加强冷却。
消防指挥部坚持采取“以控代攻”的战术措施，发挥移动水炮流量大、射程远的优势，在罐区周围架设14门遥控水炮，重点冷却2个着火罐和临近4个严重受火势威胁、爆炸危险性大的储罐，连续冷却长达18h，罐体温度持续下降，防止了爆炸再次发生。指挥部在增援力量到场前选定了远程供水取水点，提前考虑到海水潮汐可能造成供水中断，充分做好了应对措施。为防止远程供水系统故障，调集厂家技术人员到场提供技术保障。在长达18h的冷却控制中，在14门水炮用水量始终保持1100L/s以上的情况下，确保了火场供水不间断。
3.2泄压排爆
液化烃储罐发生泄漏着火，储罐受辐射热影响，罐内饱和蒸气压力升高，易导致储罐或管道系统压力超过安全设计系数上限而发生爆炸险情，在冷却罐体的同时可采取火炬线紧急放空、放空管紧急泄压排险的措施。泄压排爆措施主要有2种：①工艺人员远程打开安全阀侧线泄压阀和紧急放空阀紧急放空泄压设施，超压气体经密闭管道泄放至火炬系统焚烧放空；②倒罐泄压，即设置应急管线，使物料安全转移至备用储罐。
3.3工艺处置，关阀断料，安全控烧
(1)液化烃储罐发生火灾爆炸事故，储罐输送管道、安全设施遭到破坏，现场不具备倒罐输转、堵漏封口等消除危险源危险条件时，可采取工艺控温、控压、控流、充氮等方法，实施现场安全可控性稳定燃烧。工艺方面侧重储罐温度、压力、流量的控制，防止燃烧过速、辐射热过强、储罐超温破裂。调节手段可采用氮气或蒸汽。在燃烧后期储罐压力低于大气压时，应及时输入惰性气体保持储罐正压，防止回火爆炸。移动消防力量需实时掌握工艺调整变化，在罐体、管线、阀门等燃烧处部署水枪、水炮冷却保护，控制火势直至燃尽熄灭。
(2)案例应用。该案例火灾扑救中，消防指挥部科学分析研判，实施工艺处置。消防总指挥部每2h召开一次会议，对比罐体温度、分析火势情况、调整力量部署，充分利用专家组技术优势，研究分析管线布设、阀门位置、火点气源等，为成功实施工艺关阀措施提供了准确依据，大大缩短了事故处置时间。同时制定处置措施：
①在采取关阀断料等技术措施的同时，维持着火罐稳定燃烧；
②按照6倍冷却用水量，加大对临近罐冷却保护；
③严防冷却水湮灭管线明火，造成液化气泄漏，引发新的爆炸。
经过长达10余个小时高强度、不间断的冷却，各个罐体的温度普遍持续下降，消防指挥部立即组织专家组和企业技术人员进行了全面分析，认为各罐之间的管线阀门没有全部关闭，导致罐内气体持续泄漏燃烧。消防指挥部经过逐一排除各种气源可能，认为地面管线火的气源由7#、9#、11#罐通过罐顶的气相管提供，决定掩护单位技术人员登顶关阀。随着3个罐的气相管阀门关闭，大火被全部扑灭。
3.4水流切封
组织数支喷雾或开花水枪并排或交叉射出密集水流，集中对准储罐泄漏口火炬状火焰根部下方及其周围实施高密度水流切封，同时由下向上逐渐抬起水射流，利用水汽化吸收大量的热能，在降低燃烧温度的同时稀释液化石油气的浓度，隔断火焰与空气的接触，使火焰熄灭。
3.5撤退战法
扑救液化烃储罐火灾，进攻和撤退都是依据火场态势做出的重要决策。进攻是为了控制局面，防止爆炸，争取主动；撤退是为了避免伤亡，保存实力，以便再次组织更有效的进攻。
(1)注意观察爆炸征兆，及时组织撤退。在液化烃储罐火灾扑救中，要派出专人观察火情，包括燃烧罐、临近罐的变化，以及罐区有可能受火势辐射等因素影响的储罐，善于发现并准确预判险情。当储罐燃烧或受热烘烤而致安全阀、放空阀等发出刺耳的尖叫声时，火焰颜色由红变白，储罐发生颤抖，相连的管道、阀门、储罐支撑基础相对变形等现象时，储罐随时有发生爆炸征兆，要及时发出警报，立即组织现场人员紧急撤离至安全区域。
(2)预先安排，有序实施。在组织液化石油气储罐冷却灭火时，根据现场的道路、风向、地形地物等条件，尽可能地将冷却与灭火的阵地设置在便于自我安全保护和安全撤离的方向及部位；预先确定遇有爆炸险情的撤退线路，并授权各消防中队、各阵地消防指挥员遇有险情不需请示的撤退指挥权。撤退时不收器材，不开车辆，主要保证人员安全撤出，然后再调整部署，统一实施进攻。
(3)案例应用。在本案例中消防指挥部坚持安全第一，果敢紧急避险。第一时间设立安全员和警戒区，疏散单位员工和周边群众5000余人，保证了群众无伤亡。尤其是爆炸发生前，现场消防总指挥发现火焰变白发亮并发出异响，果断下达撤离命令，撤离路线正确，避免了重大伤亡。如果撤离命令稍晚或选择进厂道路为撤离路线，消防官兵伤亡将难以估计。爆炸发生后，前线作战人员始终保持最低数量，移动水炮操作人员全部在掩体后遥控操作，保证了作战安全。由于战术措施合理，仅用不到24h的时间，保住了罐区内8个液化气罐及相邻的储油量达12万t的油罐区和化工生产装置乃至整个岚山区的安全，群众无一人伤亡，参战消防官兵除2人轻伤外无重大伤亡，避免了毁灭性灾难的发生。
四、液化烃储罐火灾扑救注意事项
液化烃储罐火灾情况复杂多变，扑救难度大，易造成人员重大伤亡和物资损失，火灾扑救行动应注意如下事项：
(1)第一时间调集充足力量。接警时要尽量问清灾情，从上风方向接近现场集结，并选择合适位置停车，与事故区域保持足够的安全距离，同时为后续车辆预留空间。
(2)及时启动应急联动预案，到场后成立灭火救援指挥部。调集经验丰富的工程技术人员和石油化工专家，统筹部署、科学决策、协同作战。
(3)严格安全防护措施。按灾情处置规程和处置需求穿戴防护装备。前沿阵地需穿着隔热服，戴手套和阻燃头套；严格落实安全防护措施。尽量选择遥控水炮等远距离操作工具，进行危险区处置人员精而少，进入泄漏区域处置应考虑灾情突发逆转，并预先考虑强制保护措施方案。低温液体处置同时考虑防冻伤和防辐射热措施。安全员注意不间断观察储罐状态，发现爆炸先兆迅速发出紧急撤退信号。
(4)确保火场不间断供水。长时间连续作战应注意消防水供给保障能力，在水源不充足条件下，应适时调整冷却力量部署，重点保障着火罐以及邻近半液位、低液位储罐等的不间断。保证远程供水系统的正常运转，注意供水线路的铺设，方便车辆适时调整位置。
(5)及时变换战术方法。根据灾情类型和发展变化，适时采取关阀断料，稀释抑爆、冷却保护等预防性战术措施。对爆炸高危险现场，应采取梯次推进、攻防结合的安全有序处置战术。破坏严重的现场，应适时采取应急点燃、安全控烧等战术，充分利用固定消防设施。
(6)防止复燃。液化烃火灾被扑灭后，要认真对火场进行全面清理，看泄漏口是否堵严，阀门是否关好，残火是否彻底消灭，留下消防车和人员看守，以防复燃和中毒。
(7)做好战勤保障。液化烃储罐的火灾扑救通常是长时间艰苦的战斗，需要做好灭火剂、油料、空气呼吸器等器材装备的供应，也要为参战人员提供水、食物、衣服、药品保障，更要全程做好心理疏导和战斗精神激励，确保消防官兵能全身心投入战斗。
往期文章
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本文主要内容来自于：任志明1，韩月2，杜明辉1(1．公安消防部队高等专科学校，云南昆明650200；2．南宁市消防支队，广西南宁530022)
版权归属于原作者。
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