石油化工企業(yè)火災(zāi)撲救處置要點(diǎn)分析

＊申茂慶

（北京市大興區(qū)消防救援支隊(duì) 北京 102600）

引言

石油化工是指以石油為原料從事化學(xué)品生產(chǎn)加工的工業(yè)領(lǐng)域，廣義上石油化工包括石油煉制、石油化工和天然氣化工[1]。石油化工涉及產(chǎn)品眾多，石油氣裂解可以生產(chǎn)小分子烴類、烯烴和芳烴，由烯烴可以向下衍生出相應(yīng)的醇、醛、酸類及環(huán)氧化合物等多種化學(xué)品，苯及同系物可以進(jìn)一步合成氯苯、硝基苯、磺酸基苯、苯酚等芳香烴物質(zhì)，而烯烴、芳香烴經(jīng)過一系列變化可以生產(chǎn)合成橡膠、合成纖維、工程塑料、顏料涂料、洗滌劑、粘合劑等多種工業(yè)產(chǎn)品。這些工業(yè)產(chǎn)品共同組成了能源化工和材料工業(yè)的產(chǎn)業(yè)體系，對于國家工業(yè)化發(fā)展具有重要意義[2]。

石油化工行業(yè)生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：一是，生產(chǎn)工藝伴隨著高溫高壓、易燃易爆炸的特點(diǎn)；二是，多數(shù)產(chǎn)品有毒有害，對皮膚、呼吸道和消化道具有刺激、腐蝕作用；三是，工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)，大型生產(chǎn)裝置多，工藝流程繁瑣，生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣；四是，產(chǎn)品多樣，不同的產(chǎn)品性能不同，對儲存和使用的具體要求各異。無論是石油化工產(chǎn)品本身，還是石油化工生產(chǎn)過程以及運(yùn)輸儲存過程都存在火災(zāi)發(fā)生的誘因，極易導(dǎo)致石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)事故，為火災(zāi)撲救工作帶來很大挑戰(zhàn)。因此，需要認(rèn)真分析石油化工行業(yè)火災(zāi)危害的類型，結(jié)合火災(zāi)特征和險(xiǎn)情特點(diǎn)，提出針對性救援滅火方案，從而最大可能地降低石油化工行業(yè)火災(zāi)帶來的損失。

1.石油化工行業(yè)火災(zāi)危害類型

(1)多數(shù)易燃

石油化工行業(yè)涉及到的原料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品基本都是有機(jī)物，從物料的化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，其主要組成元素是C元素和H元素，偶有O、N、S等雜原子摻雜其中，C元素和H元素的結(jié)構(gòu)組成造成有機(jī)物達(dá)到相應(yīng)燃點(diǎn)都可以燃燒，而雜原子由于原子電負(fù)性比較強(qiáng)，局部增加有機(jī)物整體的不穩(wěn)定性，進(jìn)一步加劇有機(jī)物被氧化的過程。從石油化工企業(yè)的裝置看，除臥式換熱器、流體泵、空氣壓縮機(jī)等少數(shù)裝置外，大多數(shù)化工裝置和物料儲罐基本上以豎直排列為主，高大密集充分利用空間效率，但是對石化企業(yè)火災(zāi)撲救造成很大困難。易燃物料容易向四周流淌，迅速形成大面積的火災(zāi)；烈火炙烤附近裝置，造成附近裝置金屬強(qiáng)度降低而垮塌；密集排列的裝置孔洞較多，火借風(fēng)勢更不容易控制，引發(fā)立體火災(zāi)。

(2)易爆炸風(fēng)險(xiǎn)

石油化工裝置的爆炸根據(jù)性質(zhì)不同可劃分為物理爆炸和化學(xué)爆炸。物理爆炸通常是操作不當(dāng)，由于溫度、壓力超標(biāo)或靜電聚集，能量得不到及時(shí)釋放而發(fā)生的爆炸；化學(xué)爆炸是可燃物達(dá)到爆炸極限，氧化反應(yīng)的能量聚集在有限的空間內(nèi)而產(chǎn)生的爆炸。石油化工企業(yè)多見于化學(xué)爆炸，比如管線中可燃蒸汽與空氣混合發(fā)生爆炸，格氏試劑、活潑金屬等接觸含活潑氫的物質(zhì)而發(fā)生爆炸，硝基苯、磺酸基苯等強(qiáng)氧化劑遇見還原劑發(fā)生爆炸。石油化工裝置發(fā)生爆炸沖擊波除了對人員和設(shè)備帶來直接危害，飛濺物料、機(jī)械碎片也可能拋向四周，造成二次傷害，因此，石化企業(yè)火災(zāi)救援過程應(yīng)盡量避免火災(zāi)導(dǎo)致更嚴(yán)重的爆炸事故。

(3)含有毒物質(zhì)

石油化工企業(yè)的生產(chǎn)、輸送和儲存等環(huán)節(jié)都圍繞化工物料展開，其中許多化學(xué)物質(zhì)含有不同程度的毒性，比如，吸入大量乙醇和甲醚會引起嗜睡、渾身無力等癥狀，甲苯、二甲苯具有麻痹中樞神經(jīng)的作用，不慎接觸后輕者頭暈?zāi)垦?、胸悶乏力，?yán)重者會造成精神萎靡、記憶減退等神經(jīng)衰弱癥候。此外石化企業(yè)火災(zāi)發(fā)生過程中，一些含雜原子物質(zhì)燃燒過程也可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)，例如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等，當(dāng)被困事故危險(xiǎn)區(qū)域較長時(shí)間，就可能發(fā)生人員中毒甚至危及生命。

(4)低溫凍傷

石油化工企業(yè)的火災(zāi)救援過程也有可能會發(fā)生低溫凍傷事故，主要原因是救援人員靠近高壓低溫儲罐而沒有做好相應(yīng)保護(hù)措施，主要見于空分裝置、液化烴類儲罐、液化天然氣儲罐?？諝夥蛛x裝置儲存的液氮臨界溫度為-147.05℃，液氧臨界溫度為-119.15℃。常見的液化烴類包括C2～C4烷烴或烯烴，沸點(diǎn)溫度都在0℃以下（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。液化天然氣經(jīng)過石油裂解、重整、純化處理后得到，其常壓下沸點(diǎn)為-162℃，工業(yè)上為了節(jié)省成本通常采用適當(dāng)加壓提升其沸點(diǎn)的辦法儲存。正是由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定上述物質(zhì)加壓低溫存儲的性質(zhì)，而低溫加壓裝置在火災(zāi)撲救過程又會給救援人員造成凍傷傷害，需要引起特別的注意。

(5)其他傷害

石油裂解的重質(zhì)組分由于工藝技術(shù)原因會存在一定量水分，當(dāng)石化火災(zāi)蔓延至重質(zhì)油附近時(shí)，高溫導(dǎo)致重質(zhì)油中的水分迅速氣化，產(chǎn)生的動能推動表層重質(zhì)油向四周飛濺，遇見周圍空間的易燃物還會引起燃燒。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，對于一些石化企業(yè)大型的重質(zhì)油儲罐，因火災(zāi)噴濺作用，重質(zhì)油殘骸可以順風(fēng)飄散100m左右。此外，石化企業(yè)火災(zāi)持續(xù)時(shí)間長，裝置金屬部分因?yàn)楦邷刂丝?，抗壓力?qiáng)度和穩(wěn)定性會下降，而普通鋼材料在700℃下10min左右，其抗壓強(qiáng)度基本喪失，鋼架結(jié)構(gòu)會發(fā)生嚴(yán)重變形，此時(shí)很容易發(fā)生裝置、管道和儲罐破損和垮塌。石化企業(yè)火災(zāi)救援還要注意灼傷、擦傷等意外傷害，只有充分認(rèn)識石化企業(yè)火災(zāi)危險(xiǎn)來源，才能在救援行動中避免由此帶來的不必要傷害。

2.石油化工行業(yè)發(fā)生火災(zāi)的災(zāi)情特點(diǎn)

（1）易燃易爆，火情多變。石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)后，由于化工原料、產(chǎn)品高度易燃，容易形成大面積的高溫燃燒區(qū)域，同時(shí)火勢順著管道內(nèi)殘存的物流流竄，迅速發(fā)展成為更大的火勢，進(jìn)一步增加過火面積。石化裝置發(fā)生火災(zāi)通常伴隨著爆炸，帶火焰的可燃物四處飛濺，引燃周邊易燃物，增加了事故救援的難度。特別是對于設(shè)備、管線較為密集的區(qū)域，混雜的多種物料在狹小空間劇烈燃燒更容易引起爆炸?？傊?，復(fù)雜的火情給救援工作帶來巨大挑戰(zhàn)。

（2）有毒有害，災(zāi)情復(fù)雜。不同于常規(guī)的火災(zāi)事故，石油化工企業(yè)發(fā)生的火災(zāi)，在燃燒、爆炸過程中會釋放出有毒有害氣體，使救援人員很難靠近火災(zāi)發(fā)生區(qū)域，需要配備專用的防火防毒消防設(shè)備。此外，在石化企業(yè)發(fā)生火災(zāi)附近，要裝備毒性污染物監(jiān)控裝置，不僅要保證火情得到有效控制，還要兼顧污染物對周圍大氣、水源與土壤造成的危害，避免片面強(qiáng)調(diào)救火，而忽視對自然環(huán)境造成的損害。同時(shí)對于釋放有毒物質(zhì)的跑、冒、滴、漏的管道和設(shè)備，如何根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場形勢準(zhǔn)確判斷泄露的具體位置，對于整個(gè)火災(zāi)救援過程顯得尤為重要。

（3）工藝復(fù)雜，不可控因素多。石油化工企業(yè)存在交錯(cuò)縱橫的管道網(wǎng)絡(luò)，連接著各種反應(yīng)裝置、分離裝置、換熱裝置以及工藝回收裝置，各種裝置的工作條件不同，材料的耐高溫、抗爆炸沖擊的強(qiáng)度不同，一旦某處發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情，及有可能導(dǎo)致附近的耐高溫性能弱、抗壓力沖擊差的裝置也發(fā)生火災(zāi)。此外，許多化工生產(chǎn)需要在高溫、高壓條件下進(jìn)行，火災(zāi)發(fā)生時(shí)高溫物料來不及冷卻，而火災(zāi)高溫極有可能繼續(xù)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)更加劇烈的進(jìn)行，增加了石化企業(yè)火災(zāi)救援的難度。

（4）持續(xù)時(shí)間長，撲救消耗大。石油化工企業(yè)火災(zāi)伴隨著爆炸，高溫加快了有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生，爆炸導(dǎo)致可燃性物料和機(jī)械部件向四周拋灑飛濺，火災(zāi)短時(shí)間內(nèi)不能得到有效控制，還會導(dǎo)致金屬部件強(qiáng)度性能下降，出現(xiàn)大型裝置設(shè)備垮塌事故，這些都給火災(zāi)救援和裝置搶救工作造成很大阻礙。同時(shí)化工生產(chǎn)流程繁多，工藝條件各不相同，單純依靠消防隊(duì)伍很難快速控制火勢，此時(shí)需要企業(yè)工程技術(shù)人員的配合，提供生產(chǎn)工藝的技術(shù)資料，研判裝置及物料的現(xiàn)場情況，采用科學(xué)的滅火方法、專業(yè)的滅火器材，盡早盡快控制火勢發(fā)展范圍，減少不必要的人力、物力的耗費(fèi)。

（5）次生傷害頻發(fā)，救援風(fēng)險(xiǎn)高。面對石化企業(yè)火災(zāi)事故，救援人員無時(shí)無刻不是身處高溫炙烤，此外還有火災(zāi)引發(fā)的爆炸沖擊，有毒有害物質(zhì)持續(xù)排放，燃燒物的飛濺噴射，管道設(shè)備的垮塌傾覆。由于火災(zāi)引發(fā)的次生災(zāi)害頻發(fā)，考驗(yàn)著救援隊(duì)員臨危受命的勇氣，更考驗(yàn)著救災(zāi)指揮員的領(lǐng)導(dǎo)力和判斷力。如何在石油化工企業(yè)火災(zāi)發(fā)生現(xiàn)場及時(shí)匯總事故信息，客觀分析危險(xiǎn)源位置，準(zhǔn)確判斷火災(zāi)規(guī)模和程度，科學(xué)制定滅火戰(zhàn)略與措施，將成為決定火災(zāi)撲救的關(guān)鍵性因素[3]。

3.石油化工裝置火災(zāi)撲救的應(yīng)對策略

（1）評估災(zāi)情，明確撲救重點(diǎn)。面對石油化工企業(yè)火災(zāi)，全面評估災(zāi)情，制定撲救方案，是打贏火災(zāi)撲救戰(zhàn)斗的首要因素。救援人員到達(dá)現(xiàn)場后，第一時(shí)間詢問火情位置、原因及裝置狀況，并派出觀察小組從地面、空中兩個(gè)方向偵察火勢發(fā)展情況，從而對火場變化做出合理準(zhǔn)確的判斷。救援指揮部人員要沉著冷靜、不急不燥，嚴(yán)判火災(zāi)對附近高溫高壓裝置與易燃易爆化學(xué)品的影響，防止火勢蔓延發(fā)生二次事故。在了解企業(yè)裝置工藝條件和火災(zāi)附近危險(xiǎn)源的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有資料對火勢走向進(jìn)行預(yù)判，整合附近火災(zāi)撲救人員和設(shè)備，統(tǒng)一指揮各種救援力量，按照相關(guān)救援方案開展火災(zāi)救援工作。

石油化工企業(yè)火災(zāi)救援方案要突出重點(diǎn)工作，那就是全力避免火災(zāi)事故演變成燃爆事故。面對短時(shí)間內(nèi)難以撲滅的火災(zāi)，應(yīng)該及時(shí)給火災(zāi)核心區(qū)域裝置進(jìn)行冷卻降溫，防止設(shè)備因?yàn)槿紵臒彷椛淠芰Σ荒芗皶r(shí)消散而產(chǎn)生劇烈的爆炸。進(jìn)行冷卻防爆操作要注意撲救的持續(xù)性和連貫性，對于裝置設(shè)備的明火，及時(shí)利用泡沫噴射的方法，對火勢核心區(qū)域進(jìn)行覆蓋，阻斷燃燒發(fā)生的條件，有效抑制火勢蔓延。對于裝置冷卻環(huán)節(jié)，可以按照上下左右周期性、規(guī)律性進(jìn)行灑水作業(yè)，按照設(shè)備重要程度、火勢嚴(yán)重程度等因素綜合確定灑水降溫的范圍，同時(shí)要避免急冷和冷卻局部位置引發(fā)材料熱脹冷縮而爆裂，造成企業(yè)設(shè)備二次受損[4]。

（2）組織力量，控制火災(zāi)發(fā)展。石化企業(yè)火災(zāi)救援工作任務(wù)繁重，必須調(diào)集公安、消防、交通等多部門人員協(xié)同參與，按照既定部署開展撲救活動。石油化工企業(yè)火災(zāi)救援行動刻不容緩，一旦確定了行動方案，必須堅(jiān)決執(zhí)行，務(wù)必降低火災(zāi)造成的損失，切實(shí)保證人民的生命及企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。救援指揮部按照救援戰(zhàn)略部署及時(shí)派出救援力量，根據(jù)不同專業(yè)、不同分工，有順序、分批次開展救援行動，避免救援力量分散施救、各自為戰(zhàn)而降低火災(zāi)的撲救效率[5]。由于石油化工企業(yè)火災(zāi)不同于普通火災(zāi)，必須要求經(jīng)驗(yàn)豐富的專家學(xué)者成立火災(zāi)救援顧問組，為火災(zāi)撲救和災(zāi)后評估提供技術(shù)支持，達(dá)到盡快撲滅火情，減少人員和財(cái)產(chǎn)損失的目的?？刂剖髽I(yè)火災(zāi)的難點(diǎn)是開閉相關(guān)閥門，包括主管閥門、旁通閥和泄壓閥等，防止物流隨管道流通，導(dǎo)致火情蔓延及反復(fù)。這就需要救援指揮人員會同企業(yè)工程技術(shù)人員，提前預(yù)判物流位置和火災(zāi)蔓延方向，掌握關(guān)鍵閥門的位置，一旦火情穩(wěn)定，立刻組織力量執(zhí)行閥門開閉任務(wù)，從而將火災(zāi)限制在可控范圍內(nèi)。

（3）靈活戰(zhàn)術(shù)，疏堵結(jié)合抗火災(zāi)。石油化工企業(yè)火災(zāi)火情不是一成不變的，應(yīng)該根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場形勢的變化，及時(shí)調(diào)整撲救策略。在開始火災(zāi)撲救時(shí)，要了解火災(zāi)燃燒的物料，采取針對性的滅火手段，比如針對存放活潑金屬、格氏試劑的倉庫，很容易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放出熱量，特別是活潑金屬與水反應(yīng)后生成氫氣，如果直接采用噴水滅火，很容易助長火勢，發(fā)生更大的危險(xiǎn)。對于滅火戰(zhàn)術(shù)的安排，一方面設(shè)置火災(zāi)變化情況的觀察哨，利用相關(guān)儀器設(shè)備動態(tài)觀測火情，及時(shí)給附近救援人員提供火情變化信息，當(dāng)火災(zāi)逼近時(shí)及時(shí)提醒救援人員撤離；另一方面，采取靈活的撲救方法，根據(jù)不同物料著火采取不同滅火介質(zhì)，結(jié)合裝置著火情況選擇滅火策略。針對火災(zāi)持續(xù)時(shí)間長，存在金屬材料性能下降而發(fā)生變形、折斷的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)掌握火災(zāi)導(dǎo)致裝置性能變化的程度，采取靈活戰(zhàn)術(shù)應(yīng)對突發(fā)情況。

控制石油化工企業(yè)火災(zāi)要堅(jiān)持疏堵結(jié)合的原則，嚴(yán)密監(jiān)視火場火情的細(xì)微變化，防止火情反復(fù)。堵漏是針對泄露的管道和裝置發(fā)生易燃、易爆、有毒、有害物料泄露的位置，阻斷其向周圍空間擴(kuò)散的趨勢。采用膠粘劑和金屬焊接是常規(guī)的堵漏方式，而帶壓堵漏就需要借助一定工具，比如夾具、塞子、高強(qiáng)度密封膠等。疏轉(zhuǎn)作業(yè)是將裝置內(nèi)部殘存的物流及時(shí)轉(zhuǎn)移，排至回收管、放空管、備用管，并最終轉(zhuǎn)移至安全的儲槽或無害化處理。

（4）后勤保障，滿足持續(xù)性救援。石化行業(yè)火災(zāi)具有持續(xù)時(shí)間長、火勢發(fā)展快、存在爆炸和毒性物釋放的特點(diǎn)。在石化行業(yè)火災(zāi)撲救過程中，要及時(shí)保障救援物資充沛，救援設(shè)備隨見隨用。對于滅火材料，其中泡沫滅火材料和冷卻水的用量較大，堅(jiān)持固定滅火為主、移動滅火為輔的原則，合理搭配使用固定、半固定泡沫系統(tǒng)與冷卻水噴灑進(jìn)行滅火，保證對明火的全覆蓋，對著火核心區(qū)域和核心裝置的持續(xù)性灑水降溫，必要時(shí)調(diào)集區(qū)域自來水管網(wǎng)來保障供水。對于消防物資設(shè)備，按時(shí)按量及時(shí)補(bǔ)充，本著對救援人員負(fù)責(zé)，對企業(yè)財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)，對人民群眾生命財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)的精神，調(diào)動周邊可用的救援物資設(shè)備，爭取一次性撲滅大火，防止火情反復(fù)帶來的二次傷害[6]。

（5）技術(shù)創(chuàng)新，開展智能化救援。在石化企業(yè)火災(zāi)救援過程中，及時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)裝備，加強(qiáng)消防人員對新型滅火裝備的培訓(xùn)，提高其操作新型設(shè)備的能力和水平，從而不斷提高火災(zāi)撲救的效率。近年來，在有條件的地區(qū)引進(jìn)了新型遠(yuǎn)程消防供水系統(tǒng)，提高了消防用水供應(yīng)效率，采用大噸位水罐消防車提高了針對大型火災(zāi)的應(yīng)變能力，智能化移動水炮減少了人員暴露，使救援人員在較為安全距離操控滅火設(shè)備。同時(shí)，伴隨著智能化、信息化技術(shù)的成熟，新一代衛(wèi)星通訊指揮車、消防機(jī)器人也逐漸普及，大大提升了滅火工作從機(jī)械化向智能化發(fā)展的進(jìn)程。

4.結(jié)束語

綜上所述，不同于普通民房火災(zāi)，石油化工企業(yè)發(fā)生的火災(zāi)具有易燃易爆、有毒有害、燃燒迅速、火情復(fù)雜等特點(diǎn)，給火災(zāi)救援工作帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，在撲救石油化工企業(yè)火災(zāi)的過程中，認(rèn)真評估險(xiǎn)情，結(jié)合石油化工行業(yè)生產(chǎn)管理特點(diǎn)，確定冷卻防爆、關(guān)閉閥門。疏堵結(jié)合的救援原則，根據(jù)現(xiàn)場火情和裝置受損情況，確定火災(zāi)撲救方案，制定靈活的撲救戰(zhàn)術(shù)，組織力量迅速撲救，保障救援人員物資供應(yīng)，更新技術(shù)裝備開展智能化救援，全力保障火災(zāi)救援工作的順利開展。同時(shí)，石化企業(yè)火災(zāi)救援工作要著眼實(shí)際，戰(zhàn)術(shù)靈活，不僅要及時(shí)控制火勢，防止火勢蔓延造成二次災(zāi)害，還要兼顧人員安全，將企業(yè)資產(chǎn)損失降至最低水平，為推進(jìn)石油化工企業(yè)災(zāi)后重建工作提供必要支持，促進(jìn)石化行業(yè)持續(xù)性發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)、健康運(yùn)行做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。