浅谈大型储罐重大火灾事故的消防
进入21世纪以来，随着我国经济的高速发展和人民生活质量的逐渐提高，国内原油能源需求量越来越大，原油进口已经成为满足我国原油需求的重要途径。截至2011年，国内原油消耗量的57％依赖进口，同时，国外原油能源也日益紧张，原油能源对世界政治经济的影响深度不言而喻。
为了保证国内原油的连续供应，维持国内经济健康、持续、快速的发展，我国近几年建立了多个原油储备库，多数单库规模高达上百万方。原油是低闪点、易挥发、宽沸点、高热能、易燃易爆的危险品，大型浮顶储罐是当前国内储存原油的主要储存设施。随着浮顶储罐的大型化，储罐火灾无疑成为大型浮顶储罐的最严重威胁。近几年，国内外连续发生了多起大型储罐火灾事故，如大连的“7·l6”大型储罐火灾事故，不仅经济损失十分严重，还造成了附近海域水体污染，社会和国际影响非常恶劣。因此，确保大型浮顶储罐的生产安全对保证国内工业生产的顺利发展、维护国内政治经济形势稳定至关重要。
一、大型储罐的重大火灾隐患
国内自上世纪末首次从日本引进2台大型浮顶储罐以来，大型浮顶储罐的运行历史已近30年。从国内外的大型储罐事故统计情况看，大型浮顶储罐在运行过程中主要存在以下安全隐患：
1.储罐基础不均匀沉降，导致罐体破裂
大型浮顶储罐直径约为60～100m，运行一段时间后，罐基础可能因地质条件等原因发生不均匀沉陷，罐体受力分布不均，导致储罐破坏。
2.罐底和罐壁底部腐蚀严重，造成罐体强度不足
单个储罐容积大，尤其是进口轻质原油腐蚀性成分含量偏高，油品进出储罐的流量较大，对罐底板冲刷和对罐壁及管内附件的冲击严重，且罐底长期积水，罐内电化学腐蚀和冲刷腐蚀较严重，容易导致罐底腐蚀穿孔，造成油品持续长期泄漏。
3.储罐全面积火灾
外浮顶储罐浮盘因机械故障或浮盘载荷失衡等因素导致浮盘倾斜或沉没，油面暴露在大气中，遇到雷击、明火或静电等点火源后，易形成浮顶储罐全面积火灾，扑救难度极大。
4.浮仓泄漏，可能引起爆炸
大型浮顶储罐浮盘底面与原油直接接触，易造成浮盘底面腐蚀穿孔，原油将渗漏进入浮仓，导致浮仓内积聚大量可燃气，遇到点火源后即发生爆炸。单盘式浮盘则会形成浮盘表面积油，在适当条件下可能形成浮盘池火。
5.防火堤泄漏，导致大面积池火或流淌火
原油从罐内泄漏至防火堤内后，大量油品在防火堤内聚集，很容易发生防火堤池火，而且殃及同一防火堤内其它邻近储罐的安全。若防火堤的密闭性不良、防火堤容积不足或防火堤因强度不足被冲垮，大量原油还可能流失至防火堤外面，在库区内形成大面积池火或流淌火，严重威胁整个库区的安全。
6.地震破坏罐体，造成浮盘沉没
在强烈地震情况下，浮顶储罐顶部由于没有罐顶的固定，罐体与浮盘摇晃剧烈，这容易导致罐体焊缝开裂和浮盘沉没。
7.密封圈火灾
密封圈火灾是浮顶储罐最常见的火灾形式。国内外大量统计数据表明：雷击是密封圈火灾的主要点火源。密封圈内因密封装置底部油面持续挥发油气，在装置内积聚大量可燃气，形成了环形油气空间，遇到点火源极易发生爆炸和燃烧。从实际应用角度看，降低密封圈内可燃气浓度、提高防雷技术水平是避免密封圈火灾的关键。
8.原油内大量气泡的急促溢出，可能导致原油溢流至浮盘上面
储罐在进油过程中，原油中含有大量气泡，气泡从油品内部持续溢出至液面上部，并通过密封圈、浮盘的缝隙等逸出至浮盘外，气体可能带出部分原油液滴在浮盘上集聚，若气体排泄不畅，将导致液面剧烈波动，使浮盘在罐内产生“漂移”，发生“气举”现象，导致浮盘受力不均匀，处于摇晃失稳状态，易造成沉盘事故。
9.储罐附件的故障导致浮盘沉没或倾斜
浮盘在长期频繁升降过程中，受到油品腐蚀、油品温度变化、气候变化、储罐基础沉降、罐体圆度不足等因素的影响，浮盘逐渐变形，导致浮盘在升降过程中卡盘或倾斜。
二、油库消防系统现状
近几年，国内油库的消防体系虽然经过了多次升级改造，但是仍然存在一些问题，明显影响储罐灭火能力的提升，与目前储罐火灾形势的要求还有差距，主要问题体现在：
1.固定式消防系统可靠性不高，主要体现在关键设备故障率较高、自动化程度低，部分消防设备与固定式消防系统不匹配，导致固定式消防系统启动缓慢，甚至无法正常启动。
2.企业消防队的移动式消防设备配置不够全面，目前以消防车为主，但大功率移动消防炮、远程供水系统等配置很少，扑救大型储罐重大火灾的消防能力不足，与当前大型储罐的消防要求不相适应。目前石化企业的消防能力仅能应对一般规模的火灾，对于特大火灾事故，尤其是大型储罐全面积火灾、群罐火灾、大面积的地面池火等，难以应对，主要体现在消防车功率有限，多台车辆同时运行将受到消防管道供水的限制、企业消防储水量仅够应对一般规模的火灾，供水能力有限，与目前大功率的消防设备不匹配，目前，国内也缺少相关配置标准。
3.消防队员职业化程度不高，人员流动频繁，缺少实火训练，灭火经验不足。目前石化企业的专职消防队员主要来源是退伍军人、民工等，其文化程度不高，专业基础较差，因受待遇低、专业技能弱等因素影响，人员流动性强。绝大多数消防队员没有接受实火训练的机会，对火灾扑救缺少经验。
4.针对大型石化工业区，缺乏区域性大型消防基地建设。目前国内炼化企业和大型油库在沿海沿江一带相对密集，如珠江三角洲、长江流域、舟山群岛、环渤海湾地区等。这些地区缺少应对大型储罐火灾的特殊消防装备，缺少地域性的消防应急中心，不能辐射保护周边区域内的大型库区。
三、国内外研究进展
针对大型储罐重大火灾事故，早在上世纪末，一些发达国家即开展了相关的消防试验研究，主要研究大型储罐火灾特性、应对全面积火灾的消防措施等，在这方面，日本的研究工作比较突出，另外，欧洲的LASTFIRE、SP等研究组织也开展了多项试验研究，如储罐沸溢特性与预测技术研究、储罐灭火技术研究、储罐火灾风险评估与减缓措施研究、储罐事故数据库研究等；美国Williams公司采用大流量泡沫炮、大口径消防软管及足量的泡沫原液多次扑灭大型储罐火灾，已积累了多项成功案例，还提出了FootPrint技术，可有效提高大型储罐全面积火灾的扑救成功率。
日本国家石油公司与东京大学在1998年合作开展了直径分别为5m、10m、20m储罐全面积火灾液上灭火实验，期望以此为基础推断直径为82～100m的大型储罐全面积火灾。为了收集大容量泡沫炮喷射泡沫的基础数据，2004～2005年开展了多次泡沫喷射试验，使用Williams公司生产的大流量泡沫炮，以直径80m以上的大型储罐为试验对象进行泡沫喷射，试验射程达84～150m，泡沫液流量最高达5700LPmin(0.7MPa)，经过大量试验研究后，日本政府针对大型原油储罐提出了大功率大流量泡沫炮的配置标准，大大提高了大型储罐火灾的应对能力。
瑞士国家实验与研究协会(SP)承担的大型研究项目FOAMSPEX在理论和实验方面开展了相关研究工作，开发了在大尺度火灾条件下预测泡沫在油面流动和灭火的工程模型，但是大型储罐全面积火灾的信息和大尺度储罐火灾的试验信息十分有限。国内在大型储罐灭火试验方面研究起步较晚，天津消防所、中国武警学院等研究机构开展了相关小尺度油盘燃烧与灭火试验，但是研究结果与实际应用尚存不小差距，缺少大尺度试验验证。
四、建议
为了尽快提高国内应对大型储罐重大火灾的消防能力，建议消防研究机构和相关政府部门从如下方面开展工作：
1.组织国内消防研究机构和原油库开展全尺度泡沫喷射技术研究，针对扑救大型储罐全面积火灾逐步形成大型储罐火灾成套灭火与防护体系；
2.编制大型储罐消防设备配置标准，为企业消防部门提供依据。
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本文主要内容来自于：郎需庆、刘娟、陶彬、张玉平（中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室）
版权归属于原作者。
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