石油化工火災(zāi)特性及處置對策研究

劉彥海

(黔西南州消防支隊(duì)，貴州 興義　562400)

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石油化工火災(zāi)特性及處置對策研究

劉彥海

(黔西南州消防支隊(duì)，貴州 興義562400)

石油化工火災(zāi)因其火災(zāi)荷載大、現(xiàn)場情況復(fù)雜、影響因素多，易發(fā)生爆炸、爆轟等惡性火災(zāi)事故，事故同時(shí)會造成生產(chǎn)停滯、環(huán)境污染、群體恐慌等次生災(zāi)害。在分析當(dāng)前我國石油化工企業(yè)火災(zāi)形勢的基礎(chǔ)上，深入研究了石油化工火災(zāi)的處置難點(diǎn)，探討了石油化工火災(zāi)的處置對策，為消防部隊(duì)滅火救援提供參考。

石油化工；火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；處置對策

我國是石油化工產(chǎn)業(yè)大國，主要石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力位居世界前列，據(jù)公安部消防局石油化工行業(yè)火災(zāi)防控情況調(diào)研小組2015年統(tǒng)計(jì)，截止到2014年底，全國共有煉油企業(yè)240余家，煉化一體化企業(yè)23家。其中，建成千萬噸級煉油企業(yè)28家，百萬噸級乙烯企業(yè)16家，以及千萬噸級煉油、百萬噸級乙烯一體化企業(yè)14家，煉油、乙烯及芳烴聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)9家。從規(guī)劃布局來看，以進(jìn)口資源為主的煉油、乙烯等產(chǎn)業(yè)主要集中在沿海地區(qū)，以國內(nèi)資源為主的煉油、乙烯等產(chǎn)業(yè)主要集中在西北和東北地區(qū)。但是，全國除西藏、貴州、山西、四川之外，其他各省市均建有煉油企業(yè)，“多、小、散、亂”的產(chǎn)業(yè)格局現(xiàn)象仍然突出。與石油化工產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展相比，我們的安全防控水平?jīng)]有同步跟進(jìn)，導(dǎo)致潛在的事故風(fēng)險(xiǎn)不斷激增，石油化工行業(yè)已經(jīng)成為安全生產(chǎn)事故的高發(fā)區(qū)、重災(zāi)區(qū)，災(zāi)害性后果呈現(xiàn)逐年增多的特點(diǎn)，并于近期形成了事故集中井噴的嚴(yán)峻局面。深入研究石油化工火災(zāi)事故處置對策，提升消防部隊(duì)?wèi)?yīng)對此類火災(zāi)爆炸事故的能力極其重要。

一、石油化工企業(yè)火災(zāi)形勢

國家新型產(chǎn)業(yè)調(diào)整，伴隨石油化工企業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，科技迅猛增長與安全生產(chǎn)之間的矛盾凸顯，石油化工火災(zāi)爆炸事故呈現(xiàn)幾何規(guī)模上升，生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性、物料儲運(yùn)的集中性、生產(chǎn)規(guī)模的聚合性直接導(dǎo)致火災(zāi)危險(xiǎn)、火災(zāi)荷載陡增，處置過程稍有不慎，連鎖事故隨即而發(fā)，造成人員傷亡、環(huán)境污染、財(cái)產(chǎn)損失。[1]近年來全國多發(fā)惡性石油化工火災(zāi)事故，從2004年起，每年較大以上等級事故發(fā)生次數(shù)均在30起以上，死亡人數(shù)占工傷死亡總?cè)藬?shù)的13.8%，高居第一位。其中2001年至2014年發(fā)生512起重大事故中，造成2 320人死亡，傷者不計(jì)其數(shù)。從發(fā)生的數(shù)起重特大火災(zāi)爆炸事故看，石油化工企業(yè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制定、安全管理及應(yīng)急處置等方面存在著諸多問題，主要是企業(yè)的規(guī)劃布局存在風(fēng)險(xiǎn)，工藝設(shè)計(jì)本身存在缺陷，本質(zhì)安全要求缺失，安全設(shè)防水平偏低，消防設(shè)施的設(shè)置不能滿足石化行業(yè)發(fā)展需求，單位主體責(zé)任不落實(shí)，安全管理措施不到位，應(yīng)急處置滅火救援能力欠缺。石化產(chǎn)業(yè)的諸多問題是以安全隱患的形式存在，并將通過火災(zāi)、爆炸等極端形式暴露，消防安全現(xiàn)狀不容樂觀。2015年以來福建漳州“4·6”PX爆燃事故、江蘇南京“6·12”德納化工爆燃事故、山東日照“7·16”液化烴罐爆燃事故，天津?yàn)I海新區(qū)“8·12”危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故，山東東營“8·31”爆炸事故的集中爆發(fā)，直接造成大量消防官兵傷亡。對消防部隊(duì)綜合應(yīng)對能力直接敲響警鐘。

二、石油化工火災(zāi)處置難點(diǎn)分析

(一)生產(chǎn)工藝復(fù)雜

近年來，隨著能源利用率不斷提升，充分利用石油資源，發(fā)揮物質(zhì)最大效能性，生產(chǎn)能力不斷加大，提油率不斷增加，使得原有的加氫裂化工藝更為完整，隨之引入的高溫、高壓反應(yīng)鏈更是加大了容器的操作極限。在資源整合性方面，原油利用率不斷提升，產(chǎn)能不斷增大，單套常減壓裝置年加工能力由數(shù)百萬噸陡升至數(shù)千萬噸，生產(chǎn)模式由單一煉化型向煉化一體化進(jìn)行轉(zhuǎn)換，工藝流程更多、環(huán)節(jié)更精細(xì)、集成度更高。而技防規(guī)范的滯后性在發(fā)展上與規(guī)模產(chǎn)能卻大相徑庭，無法適應(yīng)多單元、高密集的需求。同時(shí)，衍生石油制品催生民營精細(xì)化工業(yè)的發(fā)展，危化品種類和數(shù)量的急劇增加，造成火災(zāi)的危險(xiǎn)和危害性大規(guī)模提升，給滅火救援工作帶來巨大考驗(yàn)。

(二)儲存量越來越大

根據(jù)公安部消防局石油化工行業(yè)火災(zāi)防控情況調(diào)研小組2015年對遼寧、浙江、山東等省調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)我國油品及液體化工品總儲量已達(dá)240萬m3，單罐儲量：固定頂已達(dá)3萬 m3、內(nèi)浮頂已達(dá)5萬 m3、浮頂儲罐普遍達(dá)10萬m3，液化天然氣儲罐已達(dá)16萬m3,最大可達(dá)20萬m3，球罐直徑已達(dá)65 m，原油儲罐更是沒有設(shè)置單罐存儲上限。大連中石油“7·16”爆炸火災(zāi)事故，10萬m3原油儲罐全液面燃燒，事發(fā)地大孤山半島油氣總儲量1 600萬m3。石化企業(yè)多數(shù)在集中區(qū)域設(shè)置，事故發(fā)生后，輻射、沖擊波，以及原油的沸溢和噴濺作為災(zāi)害事故擴(kuò)大的第一要素，集中區(qū)域可直接導(dǎo)致連鎖性災(zāi)害。事故發(fā)生過程中的風(fēng)力導(dǎo)向，滅火藥劑的使用以及滅火用水的流經(jīng)，又對事故區(qū)域造成次生影響，處理稍有不善，造成災(zāi)害升級和問題遺留。[2]

(三)燃燒形式越來越復(fù)雜

石油化工儲罐區(qū)和生產(chǎn)裝置區(qū)一旦發(fā)生火災(zāi)事故，由于具有低閃點(diǎn)、高熱量、大沖擊等特點(diǎn)，往往伴有爆炸發(fā)生，在沖擊波和氣流作用下，造成現(xiàn)場大面積破壞的連鎖反應(yīng)，可能形成儲罐火、地面流淌火、溝渠流淌火、生產(chǎn)裝置火、管線噴射火等多種燃燒形式，以及重油沸溢噴濺會帶來的重大人員傷亡?；饒鰷囟雀?，液體隨地形肆意流散，臨近裝置和設(shè)備由于工藝失壓、輻射影響造成的物理和化學(xué)連鎖爆炸，造成災(zāi)情擴(kuò)大，救援隊(duì)伍無法第一時(shí)間接近火場進(jìn)行有效控制。

(四)消防設(shè)計(jì)與企業(yè)發(fā)展不適應(yīng)

石油化工企業(yè)的生產(chǎn)裝置、儲罐、輸油管線密集化、集成化程度不斷提升，由于先進(jìn)工藝技術(shù)引進(jìn)的同時(shí)應(yīng)跟隨更新的規(guī)范和安全系統(tǒng)不能同步，造成預(yù)案想定火災(zāi)規(guī)模仍停留在小裝置小儲罐時(shí)期，防火間距、安全距離不足、單位總體儲量過大、單罐儲值無上限、多種類別化危品混存、滅火用水量延續(xù)時(shí)間不足、泡沫系統(tǒng)設(shè)置范圍偏小、設(shè)計(jì)儲量不足、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)失控漏管等現(xiàn)象，均在不同程度上制約火災(zāi)撲救工作。[1]

(五)公共消防設(shè)施建設(shè)滯后

石油化工企業(yè)在進(jìn)行改(擴(kuò))建追求產(chǎn)能和效益的同時(shí)，消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)卻沒有同步發(fā)展，使得石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展與消防基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的矛盾日益凸顯。一些大中型石化企業(yè)雖然設(shè)置了企業(yè)消防站，但是卻缺乏統(tǒng)籌考慮設(shè)置公共消防站，造成消防站數(shù)量和布局不合理，況且在改(擴(kuò))建時(shí)沒有充分考慮消防車輛裝備的種類、數(shù)量，沒有按照企業(yè)的發(fā)展配置和調(diào)整，造成種類單一，數(shù)量缺少，能力不足；在消防供水方面，大部分沒擴(kuò)建原有的消防水池、沒更換原有的供水管網(wǎng)，造成供水不足。

(六)火場形式多變、應(yīng)對困難

石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)后，由于高溫造成設(shè)備裝置損壞(基本都是鋼結(jié)構(gòu))，一般化工廠發(fā)生火災(zāi)時(shí)，設(shè)備基本都處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，常壓、減壓、裂化、催化、蒸餾、冷卻等設(shè)備都在正常運(yùn)行，某項(xiàng)工作裝置的故障或發(fā)生火災(zāi)、爆炸，將會導(dǎo)致連鎖反應(yīng)鏈中斷，造成局部物料和壓力發(fā)生改變，反應(yīng)環(huán)境和條件發(fā)生變化，反應(yīng)不全或反應(yīng)過度容易造成裝置破裂、損毀，造成更多的易燃易爆及毒害物質(zhì)泄漏，引發(fā)連鎖爆炸擴(kuò)大災(zāi)害，DCS控制系統(tǒng)失靈、反應(yīng)失控，設(shè)備的進(jìn)一步破壞將導(dǎo)致災(zāi)難性事故。在儲存區(qū)域，連鎖爆炸和輻射影響，也會導(dǎo)致管路損壞。前期滅火救援作業(yè)時(shí)，如射水方向錯(cuò)誤，藥劑投射失誤，同樣也會導(dǎo)致浮頂油罐出現(xiàn)卡船、沉船以及邊緣罐壁融化包裹等現(xiàn)象，滅火救援處置應(yīng)對困難。

(七)力量調(diào)集難、現(xiàn)場處置慢

對于石油化工企業(yè)較為集中的沿海地區(qū)，由于災(zāi)害多發(fā)，多種形式組成的消防隊(duì)伍能夠起到有效的作用，公安消防部隊(duì)也作為消防安保和滅火救援的重中之重；但是對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的內(nèi)陸省份，由于需求量較少，石油化工企業(yè)布局相對邊、遠(yuǎn)、散，而滅火救援力量多集中于城市，針對城市火災(zāi)。[2]對于大型石油化工火災(zāi)的準(zhǔn)備工作只能停留在理論和推演階段，從事滅火救援工作的人員沒有實(shí)際控火經(jīng)驗(yàn)。但是，小概率不等于不發(fā)生，這類場所一旦發(fā)生災(zāi)害，在力量調(diào)集、裝備集結(jié)、藥劑運(yùn)輸方面將會出現(xiàn)理論和實(shí)際相脫節(jié)的局面。雖然內(nèi)陸省份的石油化工企業(yè)廠區(qū)、庫區(qū)也設(shè)有專職消防隊(duì)，但由于業(yè)務(wù)素質(zhì)參差不齊、裝備種類質(zhì)低量少，造成預(yù)警不及時(shí)、聯(lián)動(dòng)不配套，無法通過工藝連鎖控制火勢蔓延，移動(dòng)設(shè)施成為企業(yè)應(yīng)急處置的主要手段，未形成工藝控制與消防技戰(zhàn)術(shù)的有機(jī)結(jié)合。由于平時(shí)會同公安消防部隊(duì)、社會聯(lián)動(dòng)單位開展的綜合應(yīng)急演練較少，部分單位也因石化單位發(fā)生火災(zāi)概率小，而忽視應(yīng)急準(zhǔn)備和滅火器材、裝備、藥劑的儲備。事故發(fā)生后，指揮者眉毛胡子一把抓，到處調(diào)集，造成到場較慢、器材種類、藥劑不足，隨之也會引發(fā)現(xiàn)場混亂、配合不好、協(xié)同不到、通信不暢等問題。欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)生的石油化工災(zāi)害事故，一旦達(dá)到一定規(guī)模，事故可控能力極差，引發(fā)的次生災(zāi)害更多，損失更大，造成事故處置滯后。

三、撲救石油化工火災(zāi)的措施

(一)科學(xué)調(diào)度、整合資源

石油化工火災(zāi)撲救應(yīng)基于水冷卻和泡沫窒息滅火，可配合使用干粉抑制火場自由基，應(yīng)優(yōu)先調(diào)集大流量、大功率消防車輛、消防水(泡沫)炮，確保滅火藥劑射流能夠到達(dá)燃燒和指定區(qū)域。同時(shí)，要將重型水罐車、高噴消防車、照明消防車、防爆通信消防車、偵檢消防車、化學(xué)事故救援消防車、干粉消防車、泡沫消防車、滅火機(jī)器人、供水車組、移動(dòng)充氣等車輛充分調(diào)集到現(xiàn)場。設(shè)備冷卻方面：應(yīng)盡量采用便攜式自動(dòng)滅火設(shè)施，如遙控水炮、大力自擺水炮、滅火機(jī)器人等。滅火方面：合理選擇泡沫發(fā)生裝置，利用射流泡沫發(fā)生器、流淌泡沫發(fā)生器對地面流淌火實(shí)施作業(yè)，利用高噴消防車、車載泡沫炮、移動(dòng)泡沫炮對儲罐區(qū)和裝置區(qū)進(jìn)行滅火。如：大連“7·16”新港油庫火災(zāi)，一次性調(diào)集14個(gè)公安消防支隊(duì)、4個(gè)企業(yè)專職消防隊(duì)、348輛消防車到達(dá)事故現(xiàn)場，同時(shí)動(dòng)用飛機(jī)調(diào)運(yùn)500 t泡沫到達(dá)現(xiàn)場。福建漳州“4·6”PX項(xiàng)目爆炸火災(zāi)事故，一次性調(diào)集福建本省9個(gè)支隊(duì)248臺消防車，跨省調(diào)集廣東總隊(duì)38臺消防車，共計(jì)286臺消防車投入滅火戰(zhàn)斗；并從山東、江蘇、江西、廣東等省調(diào)集泡沫1 000余噸，福建境內(nèi)調(diào)集泡沫600余噸。

(二)確?，F(xiàn)場藥劑輸配不間斷

撲救石油化工類火災(zāi)，應(yīng)綜合考慮水和其他滅火藥劑的整體消耗，組建供水和其他藥劑保障分隊(duì)，科學(xué)擬定供水和其他藥劑調(diào)集方案?；饒銮把貞?yīng)盡量減少主戰(zhàn)消防車輛，使用水泵流量在200 L·s-1以上的大功率消防車，分干線、分段設(shè)置滅火作戰(zhàn)區(qū)域，設(shè)置分區(qū)指揮員，確保滅火指揮和藥劑保障的獨(dú)立性。在藥劑輸配方面，應(yīng)綜合考慮固定消防設(shè)施、市政管網(wǎng)和天然水源，使用泵浦消防車就近取水，使用供水編組從天然、大型水源遠(yuǎn)端取、配水，選取60 L·s-1以上流量的消防車作為長時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的供給保障，干線消防車應(yīng)配備備用消防車，防止車輛故障造成的供液中斷，供水干線應(yīng)盡量配備直徑在150 mm以上的抗壓水帶，有效減少輸水壓力損失。

(三)科學(xué)設(shè)置指揮部

按照垂直指揮原則設(shè)立總指揮、前沿指揮部、后方指揮部。前沿指揮部包含作戰(zhàn)指揮、安全觀察指揮、偵檢指揮，后場指揮部包含供水指揮、通信指揮、戰(zhàn)勤保障指揮、聯(lián)動(dòng)單位指揮。兩個(gè)指揮部在總指揮部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，要形成獨(dú)立指揮向統(tǒng)一指揮梯次過度，相互協(xié)作、各司其職、互不干擾。為確保指揮獨(dú)立性和權(quán)威性，應(yīng)堅(jiān)持令出一人，分級落實(shí)，避免多人下令造成火場混亂。

(四)強(qiáng)化偵檢，全面掌控

有效利用各種偵檢方法，充分掌握現(xiàn)場情況，了解現(xiàn)場工藝流程，遵循事物發(fā)展規(guī)律，科學(xué)開展施救。偵檢組要優(yōu)先取得企業(yè)儲罐、生產(chǎn)裝置的設(shè)備安裝圖、單位平面圖、工藝流程圖、道路交通水源圖等圖紙資源；會同企業(yè)的工程技術(shù)人員迅速查明事故區(qū)域、災(zāi)害類型、災(zāi)害點(diǎn)位置、儲罐直徑、壓力、儲存物料理化性質(zhì)、最壞結(jié)果影響等，共同商討科學(xué)合理有效的處置辦法，可優(yōu)先考慮采用工藝進(jìn)行控制。針對儲罐區(qū)重油火災(zāi)還應(yīng)重點(diǎn)掌握水墊厚度，可考慮使用熱成像儀掌握熱波傳遞情況。同時(shí)要對周邊環(huán)境和重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域進(jìn)行劃定，為指揮部提供設(shè)立安全觀察哨的位置，對事故征兆和撤離做好預(yù)判，確定進(jìn)攻和撤退路線。

(五)合理選用戰(zhàn)術(shù)措施

撲救石油化工火災(zāi)，現(xiàn)場控制應(yīng)優(yōu)先考慮工藝控火，在遵循事物發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)行施救，采取“以固為主、固移結(jié)合”的戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)思想，著力進(jìn)行“補(bǔ)位思考”，即移動(dòng)消防力量重點(diǎn)部署在固定消防系統(tǒng)因火災(zāi)爆炸損壞而無法發(fā)揮作用的部位。要依托“確保重點(diǎn)，兼顧一般”的戰(zhàn)術(shù)原則，重點(diǎn)防止臨近部位的烤燃、烤爆。堅(jiān)持“工藝措施和大流量槍炮配合使用”的方法，石油化工火災(zāi)的蔓延發(fā)展緊扣物料根本，有效控制物料流動(dòng)、泄漏和流量，合理采取“冷熱交互”降低物料溫度、“關(guān)閥斷料”切斷物料供給、“輸轉(zhuǎn)倒罐”減少物料總量等方式進(jìn)行合理搭配，最終有效撲救火災(zāi)。

[1] 王洪亮.淺談如何撲救石油化工火災(zāi)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2014,(8)：180.

[2] 于振軍.石油化工火災(zāi)特點(diǎn)及撲救方法初探[J].煙臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,(12)：88.

A Study of Petrochemical Fire Characteristics and Rescue Methods

LIU Yanhai

(Qianxi’nanAutonomousPrefectureMunicipalFireBrigade,GuizhouProvince562400,China)

Petrochemical fires are fires with big fire load, complex fire situation, multiple uncertain factors. These fires tend to explode, resulting in fire disasters. They also cause production breakage, the environment pollution, group panic. Based on the fire characteristics of petrochemical fires, this paper makes a study of the fire characteristics of petrochemical fires, summarizes the control methods to provide

for a fire brigade.

petrochemical engineering; fire risk; rescue method

2015-12-02

劉彥海(1971—)，男，河南濮陽人，工程師。

TU998.13

A

1008-2077(2016)02-0034-04