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浅谈探索石油化工火灾扑救的新途径、新方法

2022-07-16 06:46:24      点击:274
摘要:当前在石油化工生产、加工、输送、储运中常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、深冷、有毒有害和腐蚀等危险因素,因此,石油化工行业是一个火灾爆炸危险性大,而且一旦发生火灾爆炸事故,则损失大、伤亡大、影响大的行业,一直是消防保卫的重点。本文简要分析论述了石油化工灾害事故的特点以及一些经验,并在此基础上粗浅分析了石油化工火灾扑救需要完善之处,指挥员面对石油化工火灾,能够达到指挥得当、车辆器材物尽其用,将石油化工火灾事故影响及损失降到最低。

关键词:消防;石油化工;火灾;泡沫。
石油化学工业的生产流程复杂,设备种类繁多,是一种工艺比较复杂,技术性较强的行业。由于在生产过程中使用的原材料、半成品、成品以及各种辅助材料大都是易燃易爆物质,极易引发火灾和爆炸事故,且着火时火势凶猛不易扑灭。因此,认真研究石油化工装置火灾特点、火灾危险性和生产过程中的工艺要求,探索其本规律,有助于我们了解掌握石油化工装置的特征和事故发生的规律,有助于我们掌握事故处置的主动权,针对性地采取处置对策,有助于减轻或消除事故危害。对于提高消防队伍的作战能力,有效控制和扑救石油化工火灾,有着十分重要的意义。


一、石油化工装置火灾特点


石油化工企业火灾时易引发连锁性爆炸,造成人员伤亡和重大经济财产损失,燃烧迅猛,热辐射强,直接威胁着作战人员及其他装置和设备的安全,给灭火救援行动带来了许多困难。
1.1热辐射强,难以近战
生产装置发生火灾时,由于装置内压力较高,化工原料流体将会急速涌泄而出,造成大面积燃烧,产生强烈的热辐射作用,消防员难以近战灭火;储罐爆炸后形成的敞开式燃烧,火焰高达几十米,温度极高。由于爆炸导致罐体移位或破裂,储罐内可燃物流淌出在防火堤内形成一片火海,大面积的燃烧辐射出强烈的热,近距离灭火难以实施。
1.2爆炸破毁性强,扑救难度大
在火场上,由于冷却不力或冷却不均匀、不及时都会导致生产装置和储罐发生爆炸,摧毁邻近或相邻的装置、建筑物等,引发其他罐体和管道变形、破裂、着火,增强新的火点,扑救难度极大。火场上发生爆炸的原因主要有:(1)可燃气体或易燃可燃液体,经管道设备跑冒渗漏,与空气形成爆炸性混合物;(2)高温高压设备在超温、超压下运行,或设备、容器长时间受高温或火焰的直接作用;(3)负压设备损坏或密封不严,吸入空气;(4)灭火方法不当,如在没有切断气源的情况下盲目灭火。
1.3易形成立体燃烧,火势难以有效控制
燃烧具有良好的流动特性,气体具有较好的扩散性,当其从设备内泄漏时,便会四处流淌扩散,遇火源就形成大面积燃烧,火灾中设备或容器的爆炸、飞火、装置的倒塌等也都容易造成大面积火灾。由于生产装置内存有易流淌扩散的易燃易爆介质,且生产设备高大密集呈立体分布,装置结构孔洞较多。所以,一旦对初期火灾控制不利,就会使火势上下左右迅速扩展蔓延,而形成立体火灾。
1.4燃烧迅猛,持续时间长,消耗力量多
石油化工装置火灾的爆炸性决定了其火灾扑救的难度。火灾现场泄漏的毒性物质的扩散和腐蚀性物质的喷溅流淌,严重影响灭火战斗行动,给火灾扑救和处置带来很大的困难。燃烧物质的性质不同,需选用的灭火剂不同;装置设备和着火部位的不同,要釆取的灭火技术和战术方法也不同。另外,石油化工生产工艺过程的复杂,导致了灭火需要采取工艺的措施进行控制,并且需要专业技术人员的配合,才能有效地控制住火灾,也就进一步增加了火灾扑救的难度。火灾发生后,如果在初期得不到控制,还会以大火场的形式出现。因此,只有调集较多的灭火力量,才有可能控制发展迅猛的火势。
1.5易形成沸溢、喷溅,威胁作战人员及其他装置和设备的安全
由于重质油品内含有一定水分,在储油罐底层形成的水垫层受热后会蒸发,导致液面上升,如果冷却不及时不均匀,就会出现沸溢、喷溅现象,溢出或喷发出来的带火油品流淌到地面形成流淌火,随地势向低处流动蔓延,直接威胁着作战人员、车辆和其他装置、设备的安全。
1.6燃烧排放的产物,造成严重的环境污染
石油化工企业发生火灾时,排放出的产物大多是有毒、有害性气体,空气污染性极大。排放出的一氧化碳气体还可以导致气温变暖。如果处理流淌液体不及时有效,若大量泄漏液体流入河流等地将会直接影响到人们生活用水。


二、石油化工装置火灾扑救的基本对策


石油化工装置的复杂性、极度危险性和事故的突发性、多变性,对火灾的扑救和事故处置的有效性、安全性提出了严峻的课题。下面就其扑救的基本对策作以阐述,以供同行们参考。
2.1冷却防爆
冷却防爆是公安消防部队到场后的首要任务。如果到场时,装置的全部或局部及地面均在燃烧,应先设法用泡沫扑灭地面流淌火,并在地面及临近沟槽表面喷射泡沫,实施泡沫覆盖保护,抑制流淌火灾的蔓延,在此基础上对事故装置及邻近设备实施从上至下的全方位冷却。冷却中要优先选择重要装置,并分别利用装置邻近高压固定炮、半固定消火栓系统,快速出水,冷却水枪要来回摆动,不能停留在同一部位,防止冷却不均匀使装置变形,装置爆炸后防爆膜爆破,或装置开裂,冷却时要防止冷却直接进入反应器而扩大事态(许多反应催化剂忌水)。为防止物料泄漏燃爆对消防车辆和作战阵地构成的威胁,消防车辆停靠离装置距离应在50m以上,车辆停靠位置、指挥阵地、分水阵地应设置在上风或侧上风。
2.2关阀断料
关阀断料是减轻或消除石油化工装置事故危害的有效手段。实施关阀断料战术(工艺)措施时,要摸清阀门的位置和形状,物料的数量和反应时流速、阀门关阀时的技术要求(如速度、方向等),并在工厂技术人员参与下进行。如自动调节阀、紧急切断阀门还在工作,可通过自动调节阀的调节和紧急切断阀切断物料来源;人工关阀时要同时关闭自动调节阀两侧的检修阀和旁通阀。关阀时操作人员必须着气密性防护并戴好手套。如温度高、辐射热强时,操作人员应在水枪掩护下实施关阀断料。
2.3堵漏疏转
堵漏与疏转是石油化工装置火灾控制的两种手段。在对石油化工装置实施全方位冷却的同时,要设法对泄漏部位实施堵漏。堵漏时要根据泄漏装置(管道)的具体情况,选配堵漏工具和堵漏胶。目前常用的不带压堵漏技术有焊接堵漏、粘接堵漏、压按堵漏等三种。而带压堵漏技术有夹具堵漏法、夹具注胶法、堵塞堵漏法、顶压堵漏法、引流堵漏法、缠绕堵漏法、内压堵漏法、冷冻堵漏法、顶压焊接堵漏法等十多种方法。疏转是将物料安全转移的方法,在石油化工生产装置中,可以采用排空管、回收管将物料安全转移到其他生产装置或回收槽();对于冷凝液化气或粘稠液体,转移过程中可以用氮气吹扫,加速变化,加速流动(石化高压聚乙烯装置设置了30MPa氮气系统)。地面流淌物料可通过地沟导流并回收。
2.4侦检和测爆
侦检和测爆的目的是了解掌握可燃烧气体浓度,随时为作战人员提供现场危险指数,为指挥决策提供依据。通过检测确定危险等级,实施安全警戒。侦检时要保持不间断,最好要相对固定、定时,至少每半小时要将侦检信息通报指挥部。有条件的,要在不同方向,尤其是下风、侧下风架设固定检测点,通过有线、无线网络随时向指挥部提供检测情况。
2.5适时进攻,持续冷却,抓住战机一举扑灭
2.5.1适时进攻
石油化工装置火灾事故,物料泄漏量不大,压力不高,短时间控制泄漏源的情况下,可实施快速灭火,先灭后堵。在泄漏量大、压力较高、一时难以断料的情况下应先控制灾情;当压力降低到一定值,火势明显减弱,堵漏器材到位和堵漏相关工作准备充分时,可实施灭火后的快速堵漏,灭一个火点、堵一个泄漏点的方法,逐步消除灾情。适时进攻要求我们抓住爆炸前、爆炸后间隙,泄漏源基本控制后的有利时机适时组织进攻,消灭火灾。进攻时或冷却中装置发生异常,有爆炸征兆时,要及时组织撤退。
2.5.2持续冷却,抓住战机一举扑灭
鉴于石油化工火灾热辐射强、火势蔓延快、初期阶段时间短、易爆炸的特点,灭火战斗更需强调“先控制,后消灭”的原则。立足火场持续冷却是控制石油化工装置火灾蔓延的燃烧面积,消除着火设备、受火威胁设备发生爆炸危险的基本方法。
石油化工装置设备主要是钢材制造的,普通结构钢材在室内受强烈火焰直接作用下,5min内其温度可达500℃,而使强度降低一半;10min内其温度可达700℃,而失去大部分强度,发生变形。因此,当强火焰作用时间超过10min,钢制框架、贮罐、管道将会出现坍塌或破裂,导致油品出现大面积的流淌火灾。此外,在场强辐射的作用下,装有气态或液态物料的容器、管道内部压力会剧增,可能导致物理性爆炸,并可能因此引起一系列爆炸。在石油化工部署火灾扑救过程中,冷却控制是防止火情恶化的关键,它应贯穿于整个灭火战斗,不能有片刻的间歇。
2.6借助先进装备
石油化工装置事故极其危险,装置本身的复杂性、物料的易爆炸性,事故的多发性,突变性,对每个指战员来说都是难题,应对这样的高难度灾害,要更多地借助先进装备。目前国内国外非常注重对石油化工事故——这种高难度灾害处置方法和手段的研究,较成熟的应付大场面复杂灾害的先进装备主要有:消防卫星通信指挥车、消防机器人、消防坦克。
2.7加强安全防护,避免人身伤亡
保证安全,才能有效地消灭火灾,这是灭火战斗实践证明的一条必须遵守的灭火行动准则。石油化工火灾的爆炸、倒塌、高温、毒气等的危害,不仅应在每位指战员思想上得到高度的重视,而且在行动上要有严格的安全防护措施。


三、石油化工企业火灾扑救应把握的几个环节


石油化工企业火灾扑救与其他火灾扑救不同,应重点把握好以下几下关键环节:
3.1力量调派要“充足、科学”
能否及时有效调集作战力量,是石油化工企业火灾扑救成功与否的首要环节,必须要坚持“一次性调足力量,快速救人、冷却和灭火”的原则,第一时间调集足够的灭火救援力量。力量调集按照辖区中队,就近调动,科学调动的原则进行。
3.2火情侦察要“准确、反复”
充分利用侦检仪器等手段进行内部侦察,查找有无人员伤亡,查明燃烧的部位、燃烧形式和面积、罐顶或管道破裂大小、形状;受火势威胁或热辐射作用的罐体及设备情况;储罐储量、液面高度,架设泡沫钩管的位置,重质油品的含水量,确定进攻和撤退路线及堵截火势、水枪阵地的设置情况。通过询问知情人,设立观察哨等进行外部侦察,反复持续观察。
3.3火场警戒要“科学、准确”
要通过侦察仪器科学准确的探测出警戒的范围,对不同的危险等级要采取不同的安全防护措施,进入重、中、轻等不同危险等级区域的作业人员要分别佩戴重、轻型防化服或隔热服。不能凭个人想法划定警戒线,估计得过远会在疏散警戒以及作业时浪费时间,过近则具有一定的危险。
3.4火场救人要“及时、高效”
要坚持及时准确,安全高效的原则实施救人,石油化工企业火灾时,在瞬间就会造成人员伤亡,消防队接警出动后往往需一定的时间才能到过现场,加之这类火灾发展迅速,燃烧猛烈,等到消防队到场实施救人会延误时机。而企业专职消防队距离事故点近,到达现场后是安全有效抢救受伤人员,扑灭火灾的最佳时机。
3.5火场供水要“合理、优先、持续”
要坚持“以固为主、固移结合,就近使用水源、确保持续不间断”的原则,石油化工企业发生火灾时,灭火和冷却用水量很大,要合理安排。充分发挥固定、半固定泡沫系统和水喷淋系统作用,对装置和罐体进行冷却降温,对流淌火进行覆盖扑救,启动消防水泵给系统管网加压,区域性供水。水源短缺时可通过集水将流到地面上的水汇集后再次利用。
3.6战斗展开要“安全、快速”
石油化工企业火灾时,一般采用远距离喷射灭火剂进行灭火和冷却,必要时在进入不同危险等级前要做好个人防护,严格按照事先确定的进攻路线进攻,要做好进入人员及器材装备登记工作和信号联络,通过多种途径,依托有利地形之优势,设置水枪阵地进行冷却和灭火。要充分运用“以快制快,争取主动”、“以多制快,力争全歼”的战术方法,快速高效地控制火势。
3.7停车位置要“科学、合理”
所有车辆一律要停放在罐区以外的上风或侧上风方向,停车地段平面不能底于事故点地平面。


四、结论


现实中是没有两个完全相同的火场的,所以石油化工火灾事故的处置必须实事求是,要对事故现场进行充分分析,然后制定相应的战术措施,同时要求我们指挥员在指挥灭火战斗的过程中,必须根据实际情况,抓住有利战机,机动灵活地运用战术,适时实施正确指挥,才能将火扑灭。石油化工火灾的处置工作是一项复杂的系统工程,只有对石油化工火灾危险性进行科学、准确、全面地分析和评价,才能提出合理的措施和建议对化工火灾进行有效预防。本文在分析石油化工火灾扑救中,还有很多内容需要进一步的研究和完善,以利于更好地对石油化工火灾进行有效预防和扑救,更好地服务于城乡统筹、构建和谐社会。


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本文主要内容来自于:郑志军1,张智财1,孙树喜1,郑丹丹2,柳青3
(1唐山市消防支队,河北唐山063000;2唐山市丰南区津唐运河生态旅游开发管理有限公司,河北唐山063300;3唐山市路北区艺海建筑模型制作工作室,河北唐山063000) 中图分类号:X937文献标识码:B文章编号:10019677(2012)04012903
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