儲(chǔ)油罐火災(zāi)事故分析和處置

王俊山?袁安龍

摘要：作為石化石油生產(chǎn)企業(yè)的重要設(shè)施，原油儲(chǔ)罐在石油、石化的生產(chǎn)運(yùn)輸中具有重要作用，但是現(xiàn)在由于現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督不到位、安全管理問題以及設(shè)計(jì)缺陷等各種因素的影響，導(dǎo)致我國(guó)的油罐火災(zāi)事故具有很高的發(fā)生頻率。文章對(duì)儲(chǔ)油罐火災(zāi)事故和處置進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)油罐；火災(zāi)事故；事故處置；石化石油生產(chǎn)；儲(chǔ)存油品 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TE88 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0055-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.030

包括美國(guó)消防協(xié)會(huì)、美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)、美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)以及美國(guó)石油學(xué)會(huì)等在內(nèi)的行業(yè)和工程組織曾經(jīng)在過去的50年中將嚴(yán)格的建筑設(shè)計(jì)、材料選擇、工程指引、油罐的安全管理標(biāo)準(zhǔn)制定了出來。很多公司都嚴(yán)格地遵守這些標(biāo)準(zhǔn)和原則開展設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)工作，然而仍然會(huì)時(shí)常發(fā)生油罐事故。通過對(duì)美國(guó)1500次油罐火災(zāi)進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)有很多原因會(huì)導(dǎo)致油管發(fā)生火災(zāi)事故，因此必須要有針對(duì)性地采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行處置，避免造成更大的損害。

1 儲(chǔ)油罐的基本類型

1.1 按庫(kù)存總?cè)萘糠诸?/p>

等級(jí)石油庫(kù)總?cè)萘縏V（m3）：

一級(jí)：100000≤TV

二級(jí)：30000≤TV<100000

三級(jí)：10000≤TV<300000

四級(jí)：1000≤TV<10000

五級(jí)：TV<1000

1.2 按油品的用途分類

按照儲(chǔ)存油品的閃點(diǎn)高低，可分為甲/乙丙類油庫(kù)。其中，將閃點(diǎn)低于或等于45℃的油品稱為易燃油品，閃點(diǎn)高于45℃的油品為可燃油品，而含水量0.3%～4%之間的重油/原油和渣油為費(fèi)溢性油品。

按照油品閃點(diǎn)的分類：

類別油品閃點(diǎn)FL（℃）：

甲：FL<28

乙：A 28≤FL<45

B 45

丙：A 60≤FL≤120

B FL>120

1.3 按油罐的布設(shè)方式/材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式分類

1.3.1 以油罐埋設(shè)深度為根據(jù)，可以將其分為地下油罐、半地下油罐和地上油罐三種以及在山洞內(nèi)的洞室或者地下掩蔽室內(nèi)埋設(shè)的油罐、水封油罐、海上油罐、海底油罐等。其中埋地臥式油罐是選擇罐池充沙（細(xì)土）方式或者直接覆土的方式在地下進(jìn)行埋設(shè)。

1.3.2 以油罐材質(zhì)為根據(jù)，可以分為兩種，也就是非金屬油罐和金屬油罐。耐油橡膠油罐、玻璃鋼油罐、鋼筋混凝土油罐、石砌油罐、磚油罐、土油罐等是最為主要的非金屬油罐形式。

1.3.3 按儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式，分為拱頂罐、浮頂罐、球型罐和臥式罐。其中拱頂罐是指罐頂為球冠狀，罐體為圓柱形的鋼制容器。浮頂油罐還可分為外浮頂與內(nèi)浮頂?shù)挠凸蕖?/p>

2 油罐火災(zāi)危險(xiǎn)特點(diǎn)

（1）油罐儲(chǔ)存的油品屬有機(jī)物質(zhì)，其燃燒性與油品的閃點(diǎn)、自然點(diǎn)有關(guān)。油品的閃點(diǎn)和自然點(diǎn)越低，發(fā)生著火燃燒時(shí)的危險(xiǎn)性越大；（2）儲(chǔ)存的輕質(zhì)油品具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在較低的氣溫下就能蒸發(fā)，這些蒸發(fā)出來的油蒸汽，很容易在空氣不流通的各種低洼處或者低部位進(jìn)行集聚，如果其具備了一定的濃度，一旦遇火源很容易出現(xiàn)燃燒爆炸的現(xiàn)象。而油蒸汽的爆炸范圍和爆炸下限決定了爆炸的危險(xiǎn)性；（3）油罐火災(zāi)火焰具有較強(qiáng)的輻射量和較高的溫度，一旦有罐頭出現(xiàn)火災(zāi)，其就會(huì)攀升1050℃～1400℃火焰中心溫度。油罐火災(zāi)的熱輻射強(qiáng)度與火災(zāi)的溫度和時(shí)間成正比。燃燒的溫度越高和時(shí)間越長(zhǎng)，輻射熱越強(qiáng)；（4）重質(zhì)油品罐燃燒易發(fā)生沸溢噴濺。原油、渣油等重質(zhì)油品因燃燒過程中形成高溫?zé)釋蛹捌浜兴?，著火燃燒時(shí)可能發(fā)生沸溢噴濺；（5）油罐火災(zāi)具有復(fù)燃復(fù)爆性。滅火后的油罐及其輸油管道，在沒有切斷可燃源的情況下，遇到火源或高溫，或由于其壁溫過高，不繼續(xù)進(jìn)行冷卻處理，會(huì)重新引起油品的燃燒或爆炸。

3 儲(chǔ)油罐火災(zāi)事故的原因

3.1 閃電雷擊和閃電次生影響火災(zāi)

閃電雷擊主要指的是閃電直接擊中而導(dǎo)致火災(zāi)，而閃電次生影響火災(zāi)主要指的是由于大地電流、靜電脈沖、電磁脈沖、束縛電荷等引發(fā)的油罐火災(zāi)。與直接雷擊區(qū)域比起來，閃電次生影響火災(zāi)所造成的次生影響區(qū)要大很多。

3.2 維修失誤

在油罐維修的過程中，由于機(jī)械摩擦所導(dǎo)致的火花也可能會(huì)引發(fā)油罐火災(zāi)，這些火花會(huì)將易燃的液體和蒸汽點(diǎn)燃，從而引發(fā)火災(zāi)爆炸。

3.3 操作失誤

由于操作失誤而引發(fā)的溢流事故屬于非常常見的火災(zāi)原因。一旦充滿可燃?xì)怏w的油罐發(fā)生溢流的情況，其附近的任何火花都可能會(huì)將從油罐中釋放出來的可燃?xì)怏w點(diǎn)燃，從而引發(fā)火災(zāi)或者爆炸事故。

4 常用儲(chǔ)油罐著火過程中的主要險(xiǎn)情

4.1 外浮頂油罐

外浮頂油罐火災(zāi)一般發(fā)生在儲(chǔ)罐與浮盤密封處。火災(zāi)初期，罐體內(nèi)側(cè)圓形密封圈會(huì)出現(xiàn)局部點(diǎn)式或圓形帶式燃燒；隨著罐體溫度升高，油品蒸發(fā)加快，便形成整個(gè)密封圈圓形帶式燃燒；在火災(zāi)發(fā)展過程中，若處置不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)浮盤卡盤、傾盤、沉盤、油品沸溢、噴濺等險(xiǎn)情。

4.1.1 卡盤：當(dāng)儲(chǔ)罐油品持續(xù)燃燒時(shí)，高溫的輻射熱會(huì)引起罐體與浮盤之間升降導(dǎo)軌變形，隨時(shí)間推移，罐體變形升降導(dǎo)軌損壞，導(dǎo)致浮盤傾斜卡盤。此外，大型外浮頂油罐多儲(chǔ)存的是原油，在滅火過程中，因持續(xù)向罐內(nèi)注入大量泡沫，罐底排水又不及時(shí)，罐內(nèi)原油水分或罐底水墊層受高溫油熱層作用迅速氣化上升，罐內(nèi)壓力升高，也會(huì)造成罐體環(huán)形局部卡盤。卡盤發(fā)生后，浮盤上面密封圈處及其下面的油液面同時(shí)出現(xiàn)燃燒的狀態(tài)。

4.1.2 傾盤與沉盤：因?qū)ν飧№攦?chǔ)罐結(jié)構(gòu)不了解，大量的滅火劑直接噴射在浮盤泡沫擋板以外（浮頂中央范圍），導(dǎo)致浮盤因承載重量增加而下沉，當(dāng)承載重量持續(xù)增加而超過浮盤浮力時(shí)，浮盤便可能掉到油液面下發(fā)生沉盤。如果罐體與浮盤之間升降導(dǎo)軌卡槽受損，在導(dǎo)軌損壞一側(cè)浮盤卡住不能上下移動(dòng)時(shí)，浮盤脫出升降導(dǎo)軌傾斜在油面上，而出現(xiàn)傾盤。

4.2 內(nèi)浮頂油罐

4.2.1 通常會(huì)在儲(chǔ)罐爆炸后整個(gè)罐頂塌陷處、表面、形成的裂縫處發(fā)生內(nèi)浮頂罐的塌陷式、敞開、半敞開燃燒火災(zāi)。

4.2.2 爆炸之后的內(nèi)浮頂罐的罐壁和灌頂會(huì)發(fā)生破裂的情況，如果由于爆炸而部分掀開罐頂，就會(huì)形成半敞開式噴射燃燒。如果罐頂被炸成飛出不同距離的幾塊或者整體掀開，就會(huì)出現(xiàn)整個(gè)液面的敞開式燃燒。如果破裂之后的罐頂在罐內(nèi)出現(xiàn)整體或部分塌入，就會(huì)出現(xiàn)塌陷式燃燒的情況。

4.2.3 由于不同的開口方向和裂縫大小，半敞開式燃燒火焰通常會(huì)呈現(xiàn)出噴射燃燒的情況，而且很容易發(fā)生滅火死角并引起復(fù)燃。

4.3 拱頂油罐

此類常壓儲(chǔ)存罐發(fā)生著火或閃爆后，罐頂一般會(huì)出現(xiàn)撕開或掀飛，呈開口處噴射火焰或全液面火炬狀燃燒。若燃燒持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，罐體會(huì)因熱性蠕變而塌陷。若罐頂撕開口小時(shí)，還存在二次閃爆危險(xiǎn)。

5 儲(chǔ)油罐火災(zāi)處置

5.1 集中兵力、合理布控

5.1.1 當(dāng)油罐起火時(shí)間不長(zhǎng)，油罐火勢(shì)不大時(shí)，轄區(qū)隊(duì)?wèi)?yīng)抓住滅火的有利戰(zhàn)機(jī)，集中現(xiàn)有力量實(shí)施滅火進(jìn)攻，一舉撲滅火災(zāi)。

5.1.2 當(dāng)火場(chǎng)情況比較復(fù)雜，油罐火勢(shì)比較大，臨近油罐受高溫輻射影響較大時(shí)，轄區(qū)隊(duì)不能滿足直接滅火的情況，應(yīng)積極冷卻著火油罐及臨近油罐，防止火災(zāi)擴(kuò)大，為增援力量到場(chǎng)前創(chuàng)造有利條件。

5.1.3 如果兩個(gè)以上的油罐發(fā)生火災(zāi)，并且有一個(gè)屬于沸溢性油品，這時(shí)候首先要做好沸溢性油罐的滅火工作，同時(shí)還要采用冷卻控制的方式對(duì)其他罐進(jìn)行處理；如果出現(xiàn)油罐爆炸、油品沸溢流散的情況，首先要將防止地面流淌火漫流的工作做好。

5.2 循序漸進(jìn)、有序?qū)嵤?/p>

5.2.1 先外圍，后中間。當(dāng)火場(chǎng)情況比較復(fù)雜，油罐周圍的建筑物被引燃，應(yīng)先消滅外圍火災(zāi)，控制火勢(shì)蔓延擴(kuò)大，再消滅油罐火災(zāi)。

5.2.2 先上風(fēng)，后下風(fēng)。當(dāng)油罐區(qū)同時(shí)發(fā)生火災(zāi)，形成大面積燃燒時(shí)，滅火行動(dòng)應(yīng)首先從上風(fēng)開始撲救，避開濃煙，減少火災(zāi)對(duì)人的烘烤，逐步向下風(fēng)方向推進(jìn)，最后將火災(zāi)撲滅。這樣既有利于接近火源、觀察火情，更便于充分發(fā)揮各種滅火劑的滅火效應(yīng)，同時(shí)降低油罐復(fù)燃的概率。

5.2.3 先地面，后油罐。當(dāng)油罐爆炸、沸溢、噴濺使大量油品從罐內(nèi)流出或與著火油罐形成地面與油罐的立體燃燒，應(yīng)先撲滅地上的流淌火，再組織實(shí)施對(duì)油罐火的滅火。

5.3 冷卻降溫、防止爆炸

當(dāng)油罐發(fā)生火災(zāi)后，為防止油罐本身發(fā)生爆炸、沸溢、噴濺以及鄰近儲(chǔ)罐被高溫輻射引燃，應(yīng)對(duì)火罐及鄰近罐進(jìn)行有效的冷卻降溫措施。冷卻降溫的方法主要有水冷卻、泡沫覆蓋冷卻、固定噴淋裝置冷卻等。

在冷卻油罐時(shí)，應(yīng)保證有足夠的冷卻水槍、水炮以及不間斷供水，同時(shí)要正確使用冷卻方法。例如：對(duì)外浮頂油罐冷卻時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)冷卻浮盤與油品緊貼的液位高度，保護(hù)浮盤導(dǎo)軌，防止高溫?fù)p壞，對(duì)鄰近油罐迎火面的半徑液位處冷卻；對(duì)內(nèi)浮頂油罐冷卻時(shí)，重點(diǎn)是油罐液位以上罐體全表面，防止油罐內(nèi)上部空間油氣驟增發(fā)生爆閃。同時(shí)要注意對(duì)罐體冷卻要均勻，不能出現(xiàn)空白點(diǎn)，且不能將水射入罐內(nèi)，當(dāng)油罐火災(zāi)撲滅后，應(yīng)持續(xù)冷卻，直至罐體溫度降到常溫，停止冷卻。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，再好的油罐火災(zāi)處置方法，也只能是盡可能地避免出現(xiàn)更大的損失。而如果想要真正地做好油罐的安全防護(hù)工作，就必須要對(duì)油罐火災(zāi)的發(fā)生進(jìn)行提前預(yù)防，要立足于設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)全面地落實(shí)和執(zhí)行安全管理方案，從而能夠有效地避免各種油罐火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生，避免進(jìn)一步引起經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

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作者簡(jiǎn)介：王俊山（1977-），男，黑龍江大慶人，供職于大慶石化公司消防支隊(duì)，研究方向：滅火戰(zhàn)術(shù)；袁安龍，中石油云南石化有限公司消防支隊(duì)副支隊(duì)長(zhǎng)。

（責(zé)任編輯：陳 潔）