國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)罐消防和安全系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀

李文靜 馬志宇 孟虎林 馬偉平

〔1 上海河圖工程股份有限公司 上海 201203；2 中交煤氣熱力研究設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110026；3 中國(guó)石油青海油田分公司管道輸油處 青海 格爾木 816000；4 中國(guó)石油管道科技研究中心 河北 廊坊 065000〕

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使原油及石油產(chǎn)品需求量急劇增加，大型原油儲(chǔ)備庫(kù)容量可達(dá)700×104m3[1]。油庫(kù)火災(zāi)爆炸事故會(huì)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和環(huán)境污染。例如大連“7.16”油庫(kù)事故，財(cái)產(chǎn)損失近2億元，上萬(wàn)噸原油流入渤海灣[2]。保障石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)安全至關(guān)重要。油庫(kù)安全不僅要設(shè)計(jì)高標(biāo)準(zhǔn)的消防系統(tǒng)，更要具有儲(chǔ)罐和工藝管道的可靠性，可燃?xì)怏w泄漏探測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確探測(cè)，防火堤內(nèi)溢流液體的圍控措施，以及配備大功率移動(dòng)式滅火設(shè)備等諸多方面。因此，油庫(kù)安全管理理念是：首先保證儲(chǔ)罐和工藝管道的完整性，減少油氣泄漏可能性；其次是防火堤內(nèi)油氣泄漏的探測(cè)技術(shù)和初期處置措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，防止火災(zāi)擴(kuò)大發(fā)展為儲(chǔ)罐燃燒爆炸；研制撲救儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)的消防技術(shù)。

為從根本上防止儲(chǔ)罐惡性事故，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐“本質(zhì)安全”，針對(duì)油庫(kù)消防和安全系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括三級(jí)防控系統(tǒng)、油品泄漏探測(cè)、液體溢流控制、可燃?xì)怏w探測(cè)，以及新發(fā)展的液下泡沫滅火系統(tǒng)、自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)等，本文介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和工程應(yīng)用情況；結(jié)合我國(guó)油庫(kù)安全管理的實(shí)際情況，分析了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，以提高我國(guó)油庫(kù)的本質(zhì)安全和應(yīng)急保障能力。

1 油庫(kù)三級(jí)防控系統(tǒng)

2005年英國(guó)Buncefield油庫(kù)火災(zāi)爆炸事故是歐洲最大的一次工業(yè)事故，損壞23座油罐，造成 43人受傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)10億英鎊[3]。該事故最重要的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是建立完整、可靠的儲(chǔ)罐充裝控制系統(tǒng)，使其具有較高的安全完整性等級(jí)，即有充分的獨(dú)立性，確保能夠及時(shí)、安全地關(guān)閉，防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)溢流。儲(chǔ)罐充裝控制系統(tǒng)應(yīng)按照歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 61511-1-2004《第1部分：安全儀表系統(tǒng)的要求》進(jìn)行設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)，應(yīng)滿足以下基本要求：

(1)防止溢流系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于儲(chǔ)罐計(jì)量系統(tǒng)、油庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)和人員操作(人工檢尺)等；

(2)防止溢流系統(tǒng)應(yīng)制定定期的功能性試驗(yàn)計(jì)劃，檢測(cè)周期應(yīng)區(qū)別于儲(chǔ)罐設(shè)施；

(3)防止溢流系統(tǒng)應(yīng)選用診斷能力增強(qiáng)型傳感器；

(4)相對(duì)管道控制中心、輸油站站控系統(tǒng)，油庫(kù)應(yīng)具有對(duì)儲(chǔ)罐充裝的優(yōu)先控制權(quán)，可不依靠遠(yuǎn)程控制、第三方協(xié)助、遠(yuǎn)程通信聯(lián)系情況下，停止油品輸送。

英國(guó)Buncefield油庫(kù)事故的另一個(gè)重要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是消防用水和燃料流經(jīng)油庫(kù)的排水系統(tǒng)，并沿油庫(kù)內(nèi)的道路流淌，大量污染物流散至油庫(kù)外，造成油品滲入地下污染水環(huán)境。為此提出了油庫(kù)三級(jí)防控系統(tǒng)理念：一級(jí)防控系統(tǒng)指儲(chǔ)存油品的儲(chǔ)罐和工藝管道；二級(jí)防控系統(tǒng)包括預(yù)防儲(chǔ)罐過(guò)量充裝的高液位報(bào)警系統(tǒng)，以及儲(chǔ)存事故狀態(tài)下從儲(chǔ)罐和工藝管道中泄漏油品的防火堤(圍堤)，

防火堤還應(yīng)儲(chǔ)存滅火的消防水和泡沫化學(xué)物質(zhì)等；三級(jí)防控系統(tǒng)指排水系統(tǒng)、圍墻、道路、路緣石等暫時(shí)留存油品的設(shè)施，防止油品泄漏流至油庫(kù)以外或者滲透地下，防止對(duì)地下水或地表水等的污染。

2 儲(chǔ)罐泄漏探測(cè)技術(shù)

應(yīng)用高效儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，在儲(chǔ)罐泄漏初期尚未擴(kuò)散前采取有效措施十分重要[4]?？紤]儲(chǔ)罐運(yùn)行狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)性因素，可使用一種或組合使用多種儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)技術(shù)。

2.1 常規(guī)儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)方法

常規(guī)儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)方法有人工檢尺測(cè)量和無(wú)損檢測(cè)方法，人工檢尺方法受人員操作、油品溫度和液面動(dòng)態(tài)變化影響，精度低、誤差大，只能檢測(cè)油品泄漏，發(fā)現(xiàn)微小滲漏困難。無(wú)損檢測(cè)方法適用于停運(yùn)儲(chǔ)罐或者計(jì)劃修理儲(chǔ)罐，在進(jìn)行儲(chǔ)罐清洗和通風(fēng)處理后，在滿足可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)和人員安全的條件下，可開罐進(jìn)入無(wú)損檢測(cè)。

2.2 罐區(qū)地下水監(jiān)測(cè)井

該方法優(yōu)點(diǎn)是可探測(cè)游離態(tài)或未溶解于水的油品，缺點(diǎn)是發(fā)生泄漏區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)井可能成為油氣流動(dòng)擴(kuò)散通道，數(shù)據(jù)精確度受土壤現(xiàn)場(chǎng)條件、間距、屏蔽和地下水位影響的限制，監(jiān)測(cè)井需定期維護(hù)等。

2.3 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)泄漏檢測(cè)方法

在新建儲(chǔ)罐基礎(chǔ)下設(shè)計(jì)基礎(chǔ)檢漏層方法，適用于檢測(cè)長(zhǎng)期積累的微小滲漏和較大的泄漏。缺點(diǎn)是對(duì)微小滲漏發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，儲(chǔ)罐的長(zhǎng)期運(yùn)行可能導(dǎo)致檢漏層堵塞或者損壞，已經(jīng)漏油可能延滯干擾以后探測(cè)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏。近年來(lái)應(yīng)用了儲(chǔ)罐基礎(chǔ)內(nèi)鉆孔監(jiān)測(cè)油氣體積濃度的新方法，能夠快速地判定儲(chǔ)罐是否滲漏，也可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)基礎(chǔ)檢漏層的儲(chǔ)罐，缺點(diǎn)是只能大致判斷儲(chǔ)罐底板泄漏位置和泄漏，不能完全準(zhǔn)確地定位。

2.4 罐底預(yù)防泄漏系統(tǒng)

美國(guó)石油學(xué)會(huì)API推薦在儲(chǔ)罐底板下安裝預(yù)防泄漏系統(tǒng)PRB。PRB可以是罐底板內(nèi)涂層，或者在罐底板下安裝泄漏報(bào)警管件系統(tǒng)，或者是采用雙層罐底板等。例如在罐底板下安裝泄漏報(bào)警管件系統(tǒng)，油品泄漏通過(guò)管件系統(tǒng)報(bào)警顯示。該方法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于新建儲(chǔ)罐安裝費(fèi)用低，可暫時(shí)收集泄漏油品；缺點(diǎn)是土壤和地下水狀況可能會(huì)影響系統(tǒng)可靠性，應(yīng)定期維護(hù)保持泄漏報(bào)警管件系統(tǒng)的完整性。

2.5 儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)新技術(shù)

近年來(lái)新發(fā)展的儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)技術(shù)包括聲發(fā)射法、感應(yīng)電纜法和電阻探漏法等。聲發(fā)射法在噪聲水平較高時(shí)信號(hào)變化起伏大，罐底淤泥和水層可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確度，不能真實(shí)反映罐底腐蝕泄漏情況。聲發(fā)射檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜，人員需經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)。在罐底部鋪設(shè)感應(yīng)電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泄漏，例如美國(guó)Tyco Thermal Control公司研發(fā)的TraceTek漏油感應(yīng)電纜，還發(fā)展了罐基礎(chǔ)預(yù)埋檢測(cè)元件法及導(dǎo)電性粉體元件監(jiān)測(cè)法、電場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)和光導(dǎo)纖維監(jiān)測(cè)法等。

2.6 儲(chǔ)罐泄漏初期處置措施

美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 329-2005《易燃?xì)怏w和液體泄漏處理推薦做法》規(guī)定了儲(chǔ)罐油品泄漏初期處置措施，包括：

(1)發(fā)現(xiàn)泄漏跡象。通過(guò)外觀檢查地表水和土壤可見油氣，設(shè)備監(jiān)控、盤庫(kù)計(jì)量和儲(chǔ)罐底板出現(xiàn)滲水等。

(2)確定泄漏區(qū)域危險(xiǎn)性等級(jí)。易燃或可燃液體、氣體從地表水或從土壤中滲出，在匯流點(diǎn)聚集形成高濃度可燃?xì)怏w。如地表水形成油膜或氣泡，火災(zāi)危險(xiǎn)性較??；如水體油膜寬度超過(guò)6 m，火災(zāi)危險(xiǎn)性較高。

(3)氣體檢測(cè)和人員疏散。可燃?xì)怏w濃度高于最低燃燒下限(LFL)的50 %，禁止人員進(jìn)入可燃液體、氣體泄漏擴(kuò)散區(qū)域，采取自然通風(fēng)措施并疏散受影響區(qū)域的公眾?？扇?xì)怏w濃度低于LFL的50 %，才能進(jìn)入查找泄漏源，人員應(yīng)佩戴自持式呼吸器進(jìn)入。

(4)消除點(diǎn)火源。消除泄漏源30 m之內(nèi)的點(diǎn)火源。

(5)查找泄漏源。建議在發(fā)現(xiàn)油氣跡象的100 m范圍內(nèi)查找泄漏源。

3 儲(chǔ)罐溢流控制

油品溢流形成流淌火災(zāi)是儲(chǔ)罐之間火災(zāi)蔓延的主要途徑，是儲(chǔ)罐消防控制的重要內(nèi)容。儲(chǔ)罐泄漏探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則應(yīng)保證在泄漏初期探測(cè)到油氣并采取關(guān)斷、隔離和疏散等措施，防止儲(chǔ)罐發(fā)生全面積敞口火災(zāi)或者流淌火災(zāi)。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 30-2012《易燃和可燃液體規(guī)范》規(guī)定了地上儲(chǔ)罐溢流控制措施，推薦采用遠(yuǎn)距離蓄液、防火堤蓄液和雙層密封罐三種形式，重點(diǎn)是防火堤圍控措施，即在防火堤內(nèi)規(guī)劃溢流液體安全流通通道，防止易燃或可燃液體進(jìn)入天然水道、公共污水道或公共排水系統(tǒng)，包括以下基本要求：

(1)距離儲(chǔ)罐15 m范圍內(nèi)，防火堤地面設(shè)置不小于1 %的坡度；

(2)防火堤蓄液區(qū)的容量應(yīng)不小于最大儲(chǔ)罐的容積；

(3)防火堤外側(cè)基礎(chǔ)距地界線不應(yīng)小于3 m；

(4)防火堤平均內(nèi)部高度限制在其內(nèi)部地面1.8 m之內(nèi)；

(5)每個(gè)防火堤區(qū)(有兩個(gè)以上儲(chǔ)罐)應(yīng)用排液通道或者應(yīng)用中間防火堤隔離，防止因溢流而危及防火堤內(nèi)的相鄰儲(chǔ)罐；每個(gè)超過(guò)1 590 m3原油儲(chǔ)罐應(yīng)畫出一個(gè)次級(jí)防火堤區(qū)；任何類型儲(chǔ)罐儲(chǔ)存不穩(wěn)定液體時(shí)，每個(gè)儲(chǔ)罐應(yīng)有次級(jí)防火堤；?同一防火堤中如有兩個(gè)以上儲(chǔ)存I級(jí)液體的儲(chǔ)罐且每個(gè)儲(chǔ)罐直徑超過(guò)45 m，應(yīng)在臨近儲(chǔ)罐之間采用中間防火堤，防火堤應(yīng)至少容納儲(chǔ)罐容量的10 %；設(shè)置排液通道和中間防火堤應(yīng)考慮單個(gè)儲(chǔ)罐容量大小，位于儲(chǔ)罐之間，以便充分利用空間。中間防火堤高度不應(yīng)小于45 cm。

4 儲(chǔ)罐可燃?xì)怏w探測(cè)系統(tǒng)

儲(chǔ)罐產(chǎn)生油品泄漏，在防火堤內(nèi)可能形成高濃度易燃蒸氣，應(yīng)在罐區(qū)安裝油氣泄漏檢測(cè)系統(tǒng)?？扇?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是保證油氣管道站場(chǎng)設(shè)備和人員安全的重要設(shè)施。國(guó)內(nèi)已有可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 產(chǎn)品參數(shù)、 施工安裝調(diào)試以及檢定校準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)， 但氣體探測(cè)器選型、設(shè)置和運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)還不完善。文獻(xiàn)[5]以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) ISA-60079-29-2(12.13.02)-2012《爆炸性氣體環(huán)境 第 29-2 部分: 氣體探測(cè)器-易燃?xì)怏w和氧氣探測(cè)器的選型、安裝、使用和維護(hù)》為例，介紹了美國(guó)油氣管道站場(chǎng)可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在產(chǎn)品選型、傳感器冗余設(shè)計(jì)、設(shè)置場(chǎng)所、報(bào)警設(shè)定值、運(yùn)行維護(hù)和使用方法培訓(xùn)方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和推薦做法。例如遠(yuǎn)程控制可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的傳感器采用雙重或三重冗余設(shè)計(jì)，低溫、強(qiáng)腐蝕性和潮濕環(huán)境下氣體探測(cè)器防護(hù)措施，以及故障時(shí)應(yīng)采取的替代措施等。

5 儲(chǔ)罐固定式滅火系統(tǒng)

5.1 罐壁式泡沫滅火系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐大部分采用罐壁式泡沫滅火系統(tǒng)，應(yīng)用中存在以下問(wèn)題：

(1)泡沫噴射口沿罐周等角均布，如風(fēng)力較大，雖設(shè)有泡沫導(dǎo)流板，泡沫仍易被風(fēng)吹散，造成大量泡沫損失。

(2)針對(duì)1.5×104m3大型浮頂儲(chǔ)罐，泡沫在環(huán)形空間匯集至少需要9 min，特別是密封圈著火點(diǎn)不正對(duì)泡沫噴射口正下方時(shí)，很可能錯(cuò)過(guò)最佳的滅火時(shí)機(jī)。原因是泡沫沿罐壁流至浮盤泡沫堰板與罐壁之間的環(huán)形空間，在形成一定厚度泡沫帶淹沒(méi)密封圈后，泡沫再?gòu)拿芊馊敳苛芽谝缌鬟M(jìn)入密封圈內(nèi)部實(shí)施滅火。

(3)雷電引起的密封圈火災(zāi)可能伴隨大雨，噴射泡沫會(huì)被雨水稀釋，影響滅火效果。

5.2 浮盤邊緣式泡沫系統(tǒng)

浮盤邊緣式泡沫系統(tǒng)尚未在我國(guó)普遍應(yīng)用。泡沫噴射口設(shè)置在泡沫堰板與二次密封支撐板之間的開放空間，噴出泡沫直接覆蓋在油面實(shí)施滅火，避免外界風(fēng)力和雨水對(duì)泡沫的影響，但仍不能完全解決泡沫只有完全淹沒(méi)金屬支撐板后才能進(jìn)入密封圈內(nèi)部滅火的問(wèn)題。只有在儲(chǔ)罐檢修期間才能對(duì)泡沫管線進(jìn)行維修，泡沫管線耐腐蝕、耐高溫、耐高壓等性能要求高，造價(jià)高，從而限制了應(yīng)用范圍。

5.3 液下泡沫滅火系統(tǒng)

儲(chǔ)罐泡沫滅火系統(tǒng)在撲救油罐高液位密封圈火災(zāi)時(shí)效果顯著，儲(chǔ)罐低液位時(shí)，上部噴射的泡沫下降過(guò)程中易被火焰吹開而很難落入密封圈或液面上。儲(chǔ)罐液上噴射泡沫滅火設(shè)施不能有效撲救在浮頂下降、傾斜及全面池火時(shí)浮頂油罐火災(zāi)。液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)是在可燃液體下部注入泡沫，泡沫受浮力作用上升到液體表面并擴(kuò)散，形成泡沫層的滅火系統(tǒng)，液下滅火設(shè)施宜應(yīng)用于撲救拱頂油罐火災(zāi)。荷蘭和伊朗國(guó)家石油規(guī)范規(guī)定原油固定頂儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置由泡沫消防水泵、 泡沫比例混合裝置、 高背壓泡沫產(chǎn)生器等組成的液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)[6]。

該滅火方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)泡沫管線和泡沫噴射口安裝在儲(chǔ)罐底部，儲(chǔ)罐火災(zāi)狀態(tài)下不易受到儲(chǔ)罐燃燒爆炸而被損壞。

(2)泡沫從中央上浮至燃燒油品液面，可有效冷卻油品，并形成隔絕空氣的泡沫毯。

(3)從底部上升的泡沫液直接達(dá)到燃燒油品頂部的速度更快，受高溫和輻射熱破壞影響小，可以避免從罐頂往下噴射時(shí)遇到強(qiáng)熱氣流的阻擾，滅火效率高。

(4)規(guī)避因罐頂掀翻而導(dǎo)致頂部滅火失靈。

(5)可以利用油罐進(jìn)出油管道作為泡沫管線，因此還可節(jié)省投資。

該滅火方式需解決的主要問(wèn)題是防止泡沫夾帶過(guò)多油品成為可燃泡沫而失去滅火能力，只能選擇同時(shí)具有疏水性和疏油性的氟蛋白泡沫，泡沫發(fā)泡倍數(shù)控制在3倍較為適宜。還應(yīng)確保入口處高于罐底任何可能存在的水位0.3 m，否則進(jìn)入水層的泡沫液會(huì)失效。此外，泡沫噴射口的止回閥容易密封不嚴(yán)，可能導(dǎo)致罐內(nèi)油品滲漏問(wèn)題。伊朗M油田儲(chǔ)罐在止回閥后設(shè)置超壓爆破片，可有效防止油品泄漏。液下泡沫滅火系統(tǒng)見圖1。

注：1A級(jí)液體包括那些燃點(diǎn)在華氏73°F，攝氏22.8℃以下，并且沸點(diǎn)在華氏100°F，攝氏37.8℃以下。

圖1液下泡沫滅火系統(tǒng)示意圖

6 儲(chǔ)罐自動(dòng)泡沫滅火系統(tǒng)

儲(chǔ)罐固定式消防系統(tǒng)主要問(wèn)題是需配備供水管網(wǎng)、泵、泡沫發(fā)生器、消防車輛和監(jiān)視系統(tǒng)，技術(shù)設(shè)備繁瑣，多系統(tǒng)相互影響可靠性；準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)(有時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí))；滅火時(shí)間很長(zhǎng)(有時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾天)；需配備消防人員等。近年來(lái)國(guó)外研發(fā)了CFITM、TANK GUARD、SEF等設(shè)置在浮盤邊緣的獨(dú)立的滅火單元，以希臘FoamFatale TM技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。希臘FoamFatale TM技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需消防水、電力和其他設(shè)備(泵、比例混合器、抽吸裝置)，探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后5～10s內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)；滅火速度極快(最長(zhǎng)2 min)；滅火過(guò)程無(wú)需人員參與；空氣污染??；對(duì)罐體和管內(nèi)油品影響小；維護(hù)簡(jiǎn)便成本低，可靠性高。

FoamFatale TM研究認(rèn)為，泡沫供給強(qiáng)度如達(dá)到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定值的2～3倍，能夠大大提高滅火機(jī)率。FoamFatale TM泡沫供給強(qiáng)度高達(dá)20～30L/(min·m2)。與傳統(tǒng)的泡沫供給系統(tǒng)不同，泡沫不是在火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)配置，而是預(yù)先配置好，儲(chǔ)存在壓力容器中。為保證高強(qiáng)度泡沫流量，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了分布式線性噴射口(CLN)，泡沫管道沿罐周安裝在靠近罐壁的位置，噴射口平均分布在泡沫管道上。發(fā)生火災(zāi)后，溫度傳感器探測(cè)火災(zāi)信號(hào)，啟動(dòng)控制閥。自膨脹泡沫在管道內(nèi)完成膨脹，通過(guò)噴射口向罐體中心射出，泡沫在極短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散完畢，在罐內(nèi)液體表面形成泡沫覆蓋層，隔絕氧氣，實(shí)施滅火，同時(shí)冷卻罐體表面溫度。

7 儲(chǔ)罐移動(dòng)式滅火技術(shù)

儲(chǔ)罐火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)表明，密封圈雷擊著火是浮頂罐最常見的火災(zāi)類型，API統(tǒng)計(jì)1951—1995年81起直徑超過(guò)30 m的大型浮頂儲(chǔ)罐火災(zāi)事故中，密封圈火災(zāi)占72.8%(其它是空隙火災(zāi)、液面火災(zāi)和儲(chǔ)罐地面火災(zāi)等)[7]。國(guó)外有浮頂下沉伴隨火災(zāi)的發(fā)生，最終形成儲(chǔ)罐全面積敞口火災(zāi)的案例。例如1981年美國(guó)某石油公司煉油廠一個(gè)10×104m3原油浮頂罐發(fā)生了浮頂沉沒(méi)，導(dǎo)致火災(zāi)失控。儲(chǔ)罐全面積敞口火災(zāi)難于撲救，特別是原油儲(chǔ)罐會(huì)發(fā)生沸溢，撲救時(shí)間短則數(shù)小時(shí)，長(zhǎng)則達(dá)幾天時(shí)間。固定式消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是撲救密封圈火災(zāi)，根本無(wú)法滿足撲救全面積火災(zāi)要求。

7.1 國(guó)內(nèi)油庫(kù)移動(dòng)式消防設(shè)備

我國(guó)大型儲(chǔ)罐均設(shè)置固定式消防系統(tǒng)，較少配置大功率移動(dòng)式消防設(shè)備，例如國(guó)內(nèi)一級(jí)石油庫(kù)一般配備1～3輛消防車，很少配備專門的舉高噴射消防車。GB 50074—2014《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定石油庫(kù)儲(chǔ)罐區(qū)消防用水量應(yīng)為撲救最大的儲(chǔ)罐火災(zāi)配置泡沫用水量和冷卻儲(chǔ)罐所需最大用水量的總和。存在的問(wèn)題是未涵蓋移動(dòng)消防用水量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)不充分導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)大的情況占半數(shù)以上，消防車用于少量的流散火災(zāi)以及泡沫滅火的補(bǔ)充是很有必要的。建議GB 50074增加移動(dòng)消防用水量條款，一方面保障消防車等移動(dòng)滅火設(shè)備的供水量，另一方面可以更好地確保固定式滅火系統(tǒng)的滅火效率。

7.2 國(guó)外儲(chǔ)罐移動(dòng)式消防設(shè)備

國(guó)外有應(yīng)用移動(dòng)式大流量泡沫炮成功撲救大型儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)事故的案例，例如美國(guó)使用巨型泡沫炮成功撲救直徑60.96 m的油罐火災(zāi)，射程152 m，流量達(dá)250L/s；沙特阿莫科公司推薦撲救直徑60～100 m浮頂罐火災(zāi)，使用流量260～930L/s消防炮。移動(dòng)式消防設(shè)備泡沫供給強(qiáng)度明顯高于固定式消防系統(tǒng)，例如美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 11—2016規(guī)定固定式泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫混合液的供給強(qiáng)度是4L/(min·m2)，持續(xù)供給時(shí)間是55 min。針對(duì)原油儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)，采用泡沫炮滅火，泡沫混合液供給強(qiáng)度是6.5 L/(min·m2)，持續(xù)供給時(shí)間是65 min。為彌補(bǔ)泡沫液損失量，泡沫炮實(shí)際泡沫供給強(qiáng)度往往需提高至10 L/(min·m2)以上。

8 結(jié)語(yǔ)和建議

為提高我國(guó)大型油庫(kù)的安全性和可靠性，應(yīng)充分借鑒國(guó)外油庫(kù)消防技術(shù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建議儲(chǔ)罐消防和安全系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面加以改進(jìn)：

(1)新建油庫(kù)在設(shè)計(jì)階段大力推廣應(yīng)用“三級(jí)防控系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)理念，確保事故狀態(tài)下油品不泄漏至油庫(kù)外區(qū)域造成環(huán)境污染。

(2)在分析比選儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，考慮儲(chǔ)罐運(yùn)行狀況和成本，可使用一種或組合使用多種儲(chǔ)罐泄漏檢測(cè)技術(shù)。

(3)考慮儲(chǔ)罐容量大小、儲(chǔ)存液體危險(xiǎn)性等因素，防火堤內(nèi)規(guī)劃溢流液體安全流通通道，或者應(yīng)用中間防火堤隔離，防止因溢流而危及防火堤內(nèi)的相鄰儲(chǔ)罐。

(4)借鑒美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和推薦做法，完善國(guó)內(nèi)氣體探測(cè)器選型、設(shè)置和運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

(5)浮盤邊緣式泡沫滅火系統(tǒng)相對(duì)于罐壁式泡沫滅火系統(tǒng)更適用于撲救大型儲(chǔ)罐的密封圈火災(zāi)，但應(yīng)致力于提高該滅火系統(tǒng)設(shè)施的可靠性和穩(wěn)定性。

(6)固定頂儲(chǔ)罐選擇液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)考慮泡沫液類型、泡沫發(fā)泡倍數(shù)、泡沫管線防滲漏措施等。

(7)國(guó)外新型滅火系統(tǒng)啟動(dòng)快、 滅火效率高，適用于撲救浮頂罐密封圈初期火災(zāi)。

(8)建議國(guó)內(nèi)油庫(kù)配備大功率移動(dòng)式消防設(shè)備，用以撲救儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)。