摘要:通过对外浮顶原油储罐火灾特点及火灾类型的分析,结合国内外储罐火灾扑救的成功经验,梳理出外浮顶原油储罐火灾扑救方法及注意事项,为以后的储罐类火灾扑救研究贡献一份力量。近年来,随着国民经济的持续快速发展,石油进口量逐渐加大,对外依存度也在不断提高,为了满足国内石油的需求,保障国家能源安全。从2003至2015年期间,国内共建成八个国家石油储备基地,总储备库容近3千万立方米,单罐容积以十万立方居多。随着储罐越来越多,此类储罐的消防安全问题日益突出,纵观国内外,已发生过多起油罐起火的案例,因此,此类储罐的火灾给灭火救援工作提出了新的挑战。
石油又称原油,是一种粘稠的、深褐色液体,主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油的性质因产地而异,密度为0.8-1.0g/cm3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30~-60℃),沸点范围为常温到500℃以上,可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。

外浮顶储罐属于常压储罐,正常储存时,原油紧贴浮盘,原油液面随钢制浮舱式浮盘上下升降,罐壁与浮盘之间密封圈有油气挥发,常见的外浮顶原油储罐有1万、2万、5万、10万立方。
由于受到雷击、静电及硫化亚铁自燃等因素影响,外浮顶储罐浮盘与罐壁之间的密封处逸散的可燃气体被点燃,引起密封橡胶燃烧,火灾初期会出现密封圈点式局部或圈形带式燃烧,处置不当会出现卡船、沉船形成全液面燃烧,如果长时间没有扑灭,还会造成沸溢、喷溅,形成立体火灾。
浮盘边缘与罐壁板之间有约250mm的环形间隙,此间隙是油罐浮盘上下运行的需要,同时也是油罐散发油气的主要通道。为了阻止油气蒸发,必须依靠密封装置来减少油品的蒸发损失,然而密封装置并非绝对密封,仍然会有部分油气挥发至空气中,当受到雷击、静电及硫化亚铁自燃等因素可能会发生燃烧、爆炸。火灾初期,一般是密封圈局部点式燃烧,火势较小,如果发现及时并处置得当可迅速完成扑灭火灾。如果密封圈局部点式燃烧处置不及时,火势将扩大为整个密封圈带式燃烧,此时人员就很难实施登顶灭火,此时需借助储罐自身的消防设施或移动消防力量处置。当着火罐冷却保护不均匀,罐体发生变形或者固定泡沫设施喷洒泡沫不均匀,均易导致浮船单边卡船。此时浮盘一部分在液面上,一部分在液面下,如图所示,形成部分敞开燃烧,部分在局部空间内燃烧,喷洒的泡沫无法有效覆盖整个液面,火灾经常复燃,增加灭火处置难度。

当由于灭火救援失误或者其它原因导致浮盘沉船,密封圈局部着火扩大为全液面燃烧,尤其当直径较大的储罐发生全液面火灾时,给灭火指挥、消防设备、后勤保障等方面提出了很大的挑战。由于灭火处置时间持续较长,储罐底部的水累积增多形成水垫层,经过长时间的热波作用,水垫层沸腾气化,瞬间抬高液位,造成油品沸溢喷溅,形成地面流淌火和全液面立体燃烧。
使用干粉灭火器灭火方法就是调集约8至10人,穿好个人防护设备后,每人手提2只干粉灭火器,快速登顶集合,按照2人一组分别从着火带的两头推进,依次进行,当着火带缩小至闭合点时,推进的速度适当放缓,最后一组需彻底扑灭明火,另外需留守一人于罐顶平台继续观察。铺设泡沫管线灭火就是调集4至6人,穿戴好个人防护装备后,每人手提2盘水带登顶,利用罐顶平台泡沫竖管三分水或二分水装置敷设双干线泡沫管线,由消防泡沫车供应泡沫,两支泡沫枪逐步从两边泡沫覆盖,当泡沫覆盖至闭合点时,推进速度须放缓,以防止密封圈油气高温复燃,明火扑灭后,需留守一人于罐顶平台继续观察。当密封圈着火进一步扩大,且现场条件不利于人员登顶灭火时,须优先启动固定消防系统灭火,按下泡沫系统启动按钮后,要在泵浦出口确认有泡沫产生后方可将泡沫打至浮盘密封圈。火灾扑灭后再持续喷射泡沫一段时间冷却,防止复燃,同时也应启动喷淋系统,做好罐壁冷却。如果固定泡沫系统功能异常等原因无法正常工作时,需及时调集泡沫消防车利用半固定泡沫系统管线喷洒泡沫灭火。

当固定泡沫灭火装置损坏而无法使用时,需依靠移动消防力量实施灭火,对于扑灭大型油罐火灾时,应首先计算消防物资总量(水、泡沫)是否满足扑救需求,若不满足则需调集足够物资,避免无意义的投入带来的资源浪费。消防设备要使用大功率、大流量,要在较短时间内,将泡沫集中投放到罐顶并保证满足泡沫灭火强度,据国外扑救大型储罐火灾成功案例分析来看,在保证满足灭火强度的情况下,投送泡沫的水炮一般控制在2至4台为宜,同时罐壁的冷却确保无死角。如果发生沸溢造成流淌火时,则需使用泡沫枪先扑灭流淌火后再集中力量扑救储罐火灾。当液位较低,喷洒的泡沫受烟气、辐射热的影响,灭火效率降低,需要注入的泡沫量加大,同时罐壁由于受到火焰的烘烤,易造成罐壁变形,此时可以输入同质油品提升液位,降低泡沫喷射口与浮盘之间的距离,提高泡沫的灭火效率。另外新注入的油品也可以有效降低罐内的温度,延迟沸溢的时间。如果罐内的温度仍然偏高,可采取油品进出平衡实现降温。当出现浮盘倾斜卡住的情况时,倾斜的浮盘与罐壁间形成封闭空间,泡沫又很难覆盖该区域,明火在此空间内持续燃烧且不易被人察觉,经常出现火灾扑灭后复燃的情况,给灭火救援带来了很大的难度,此时可以通过注入同质油品来提升液位,当液位提升后将浮盘淹没时,可按照全液面火灾实施灭火。
从以上外浮顶原油储罐火灾扑救方法的研究分析来看,储罐火灾的扑救耗时、耗力,而初期火灾的扑救相对较容易,所以储罐火灾的扑救要以“救早、救小”为目标,各单位应围绕此目标展开工作,及时制定具有针对性的应急预案并定时演练,定期检查并确保消防泡沫系统完好,储备合理数量的灭火药剂等。
——————————————————————————本文主要内容来自于:乔都助,顾东虎,宁波市危险化学品应急救援研究中心,浙江宁波315000DOI:10.16859/j.cnki.cn12-9204/tu.2016.12.074------------------------------------------------------------------------------关于PFAS(PFOS、PFOA等)消防领域更多危害科普文章如下:在21世纪,消防所面临的挑战日益严峻并且仍在不断发生变化。这不仅涉及灭火材料本身的性能,而且对灭火解决方案的环保性、社会认同性方面提出了更高的要求。预防性和防御性的消防任务特别复杂,并且解决方案需要考虑到各种细节。特别是在工业方面,只能通过丰富多样、成熟的产品,来实现灭火效率更高,成本更低廉的解决方案。从早期Richard.Sthamer博士创立公司,直至现在公司第5代管理人,我们的目标始终如一:提供高标准、高质量的产品,并且始终尽最大努力满足各类客户的不同需求。自公司于1886年成立于汉堡起,我们始终致力于研制优质的泡沫灭火剂。如今,Dr.Sthamer公司已经是主流的泡沫灭火剂制造商之一。作为一家中型、家族式企业,Dr.Sthamer具备充分的灵活性是商业成功并且使世界各地客户均满意的保证。
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