探討石油化工重大危險源滅火救援問題論文
石化產(chǎn)業(yè)是化學工業(yè)的重要組成部分，囊括了從石油開采煉制到農(nóng)藥、化肥、橡膠助劑、合成材料加工等深度加工的各個環(huán)節(jié)，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中有著重要作用，是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。石油化工企業(yè)由于物料易燃易爆、劇毒腐蝕、工藝復雜、高溫高壓等特點，一旦發(fā)生火災，危險性高，撲救困難，易造成人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失，歷來是消防部隊滅火救援的難點。筆者針對陜西全省石化危險源調(diào)研情況，提出有關滅火救援的建議。
1 陜西石油化工基本情況
(1)石化單位概況。陜西省地處我國西北，煤炭和石化資源豐富，特別是陜北地區(qū)，油、氣蘊量巨大。陜西省內(nèi)石化行業(yè)有影響的單位約166家，其中較大的有中央直屬企業(yè)中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司(簡稱“長慶油田”，石油總資源量85.88億t，天然氣總資源量10.7萬億m3)、省屬企業(yè)陜西延長石油集團有限責任公司(簡稱“延長石油”，年產(chǎn)原油1089.73萬t、加工原油1112.79萬t、銷售各類油品1051萬t)等。中小石化產(chǎn)業(yè)主要為成品油的儲存和銷售，各地市都有石油庫，縣級單位以加油站為主。
(2)原油、成品油儲存情況。原油儲存形式有三種：采油企業(yè)選油站儲存、原油集輸站儲存、制造企業(yè)定量儲存。儲存具有動態(tài)性，主要分布在延安、榆林、咸陽和西安市，其中存量最大的為咸陽市商業(yè)儲備油庫，儲量達到70萬m3，單罐儲量達到10萬m3。成品油儲存在各地市都有不同形式的成品油庫，儲量在20000～240000m3之間，儲量最大的為中油管道線輸油氣分公司咸陽輸油站，儲量達到240000m3。
2 存在的問題
(1)庫區(qū)環(huán)境不利于滅火救援。絕大多數(shù)化工企業(yè)和危險品儲存區(qū)都設有固定消防設施，但其使用的可靠性在火災面前難以保證。一些石油庫區(qū)消防通道少，僅有一條單向道路，不能形成環(huán)形通道，消防車只能從一個門進出，一旦受阻，滅火力量就難以到達。油庫、液化氣站、化工儲存類場所防火堤設置不規(guī)范，質量標準不一。有的采用單磚單墻抹灰，厚度僅15cm，長時間明火條件下易垮塌而導致災害擴大。2014年4月26日，延安煉油廠油罐發(fā)生火災。當日凌晨，延安煉油廠輕質油儲罐區(qū)4個儲罐發(fā)生爆炸燃燒，陜西省消防總隊先后調(diào)集5個支隊、3個企業(yè)消防大隊、85輛消防車及515名官兵，經(jīng)過14h的戰(zhàn)斗將大火撲滅。該庫區(qū)建于20世紀90年代，石頭堆砌而成的防火堤在長時間明火燒烤和水的浸泡下垮塌，造成油品溢流形成大面積流淌火。有的庫區(qū)環(huán)境不利于滅火救援，如中石油安康分公司油庫設置在山丘頂上，進入庫區(qū)只有一條上坡路和一個大門，防護措施就是單一的防火堤，如油罐著火后長時間燃燒一旦引起垮塌，大量油品泄漏會溢出防火堤，造成大面積流淌火，處于油庫下方沿線的作戰(zhàn)力量會被火吞噬，甚至影響山下周圍居民的安全。同時還發(fā)現(xiàn)舊罐間距小、管線布局不科學、防火堤密封不嚴、泡沫泵房緊鄰儲罐區(qū)等現(xiàn)實問題，影響滅火救援行動。
(2)滅火劑儲備量嚴重不足。目前，各單位用于撲救石油化工火災的泡沫、干粉滅火劑儲備量少，有的已經(jīng)達到報廢期限。一旦發(fā)生大火，只能靠遠距離調(diào)度，錯過初期火災撲救的最佳時機。大部分油庫、石化企業(yè)建設年代久，水池容量和供水管道口徑相對較小，大多靠自備泵或自備井小流量補水，補水形式單一。根據(jù)以往滅火戰(zhàn)斗經(jīng)驗，消防滅火實際用水量遠遠高出設計用水量，大部分油庫消防用水儲量不足，僅能維持短時間內(nèi)固定設施滅火用水，很難滿足24h恢復補水的要求，不能保證較高壓力較大流量較長時間的冷卻滅火用水量。水源是消防部隊滅火作戰(zhàn)的根本，沒有可靠充足的水源作保障，滅火作戰(zhàn)的難度無疑將大大增加。另外，處置泄漏的個人防護裝備、石棉毯、沙袋等存量少，不足以應付大型火災和泄漏事故處置需要。
(3)轄區(qū)消防力量相對薄弱。整體來看，陜西全省除延安、榆林、西安等市外，其余地市針對石油化工災害事故處置的現(xiàn)役消防和企業(yè)專職消防力量還是比較薄弱。一是石化企業(yè)專職消防隊配備率低，僅有的專(兼)職消防隊大多僅配備一輛消防車，隊員多為兼職且年齡老化，裝備落后，業(yè)務不精，力量薄弱。二是特別是大型石化企業(yè)，高度20m以上的油罐和化工裝置隨處可見，常規(guī)水槍的射程遠遠不夠，必須配備30m以上的滅火噴射器具和特種器材，但實際是轄區(qū)現(xiàn)役消防隊撲救石油化工火災所需的移動水炮、泡沫炮及高噴車、多劑聯(lián)用高噴車、防化洗消車、化學事故搶險救援車、大流量遠射程重型水罐(泡沫)消防車以及化學搶險、偵檢、堵漏、救生器材等特種裝備配備較少，能提供大流量遠程供水系統(tǒng)缺乏(目前全省僅西安市消防支隊配有1套)，災害發(fā)生后不能第一時間有效控制災情擴大。大多數(shù)支隊除車輛自身攜帶泡沫外，庫存泡沫和干粉量不足20t，無法滿足油罐油類火災撲救需要。
(4)滅火救援準備工作不足。一是滅火救援預案實用性不強。石化企業(yè)單位內(nèi)部預案僅列舉簡單的事故處置程序，實用性不強;轄區(qū)消防部隊預案設置簡單，戰(zhàn)術措施單一，修訂不及時，缺乏大災情多部門聯(lián)動措施，針對性不強。二是容易忽視對特殊理化性質、消防處置難度大的典型石化災害事故的調(diào)研。2013年6月1日，位于商洛市商州區(qū)的延長石油氟化硅產(chǎn)業(yè)園區(qū)200m3 氟化氫發(fā)生泄漏事故，消防部隊共出動3個中隊7臺車70余官兵，經(jīng)過7個多小時連續(xù)奮戰(zhàn)，疏散廠區(qū)和鄰近村莊2 000余人，徹底排除險情。氟化氫(HF)為無色液體或氣體，熔點-83.7℃，沸點19.5℃，相對水密度1.15，相對空氣密度為1.27，劇毒、腐蝕性和極強刺激性，能與各種物質發(fā)生化學反應，堵漏困難，殘液容易造成二次環(huán)境污染。該起事故的發(fā)生引起消防部隊對典型石化災害高度重視，同時也暴露了部分中隊對轄區(qū)重大危險源單位情況不熟、底數(shù)不清的事實，制定的救援方案沒有實戰(zhàn)性和可操作性，缺乏針對性的訓練和實地演練。三是演練實戰(zhàn)性不強。實戰(zhàn)化演練開展少，針對性的訓練缺乏，滅火救援準備不足，一旦發(fā)生火災，勢必束手無策。四是技戰(zhàn)術研究不夠。近年來，陜西省高層建筑、地下建筑等重大危險源單位典型火災案例相對較少，缺乏對石化火災技戰(zhàn)術的研究，器材裝備性能測試不夠，對如何組織遠程供液、如何精準有效泡沫覆蓋缺乏研究，沒有形成有效的作戰(zhàn)力量編成。
3 火災危險性
(1)爆炸危險性大。化工企業(yè)爆炸類型有三種情況：一是物理性爆炸。化工生產(chǎn)的壓力設備、容器及配管系統(tǒng)，由于韌變、脆變、蠕變和疲勞、腐蝕所引起，或在火場熱傳遞的作用下，產(chǎn)生物理性爆炸。二是化學性爆炸。許多氣、液、固相的化學危險物品，在一定條件下會發(fā)生化學性爆炸，同時引起燃燒。三是混合爆炸。物理性和化學性連鎖式爆炸往往交織發(fā)生在大型化工企業(yè)的裝置群火災中，破壞力較大。
(2)燃燒狀態(tài)復雜。一是容易形成立體燃燒，多層廠房的氣體擴散、液體流散火引起建筑廠房火災，以及露天、半露天的高大裝置設備的爆炸燃燒等，均能引起立體形式的燃燒。二是容易形成大面積燃燒，化工企業(yè)火災發(fā)展蔓延速度快，加上化工企業(yè)占地面積大，建筑、設備毗連，生產(chǎn)連續(xù)性強，極易造成大面積火災。油罐區(qū)大面積火災常伴隨油罐的爆炸，油品的沸溢、噴濺、流淌;大型液化石油氣儲罐破裂，氣體向外擴散，擴散面積越大，形成火災的面積也就越大;一般多發(fā)生在大型化工企業(yè)的露天、半露天裝置區(qū)，由于燃燒時發(fā)生連鎖反應而造成大面積火災。
(3)燃燒速度快，易造成人員傷亡�；て髽I(yè)一般都連片設立，燃燒的物質多為危險化學品，其燃燒速度相當快，一旦發(fā)生火災，容易造成人員傷亡、裝備損失和設備損毀。2001-2015年上半年間，全國共發(fā)生有影響的石化類火災27起，其中有10起發(fā)生在輸卸油操作中，7起發(fā)生在正常操作工藝情況下，有4起火災發(fā)生在檢修過程中。如：2005年11月13日，吉林石化公司雙苯廠苯胺車間發(fā)生爆炸火災，造成當班的6名工人中5人死亡、1人失蹤，60多人不同程度受傷。泄漏的有毒物料造成吉林市消防支隊14名官兵和吉化公司消防支隊5人輕度中毒，還造成苯胺裝置及3個儲罐報廢，車間及輔助設施嚴重損毀。
(4)易復燃和復爆。滅火后的油罐、容器、設備的壁溫過高，若不繼續(xù)進行冷卻，會引起油品、物料復燃;滅火后，燃燒區(qū)內(nèi)的壓力設備仍然持續(xù)升溫升壓而造成復爆;可燃氣體、易燃可燃液體，在滅火后未切斷氣源、液源的情況下，繼續(xù)擴散、流淌，遇到火源而發(fā)生復爆、復燃。
4 相關對策
4.1 提高化工類場所設施防護能力
一是甲、乙、丙類液體儲罐或儲罐區(qū)要盡量布置在地勢較低的地帶，當受條件限制不得不布置在地勢較高的地帶時，需采取加強防火堤或另外增設防護墻等可靠的防護措施。液化石油氣儲罐區(qū)要盡量遠離居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)和建有劇場、電影院、體育館、學校、醫(yī)院等重要公共建筑的區(qū)域，單獨布置在通風良好的區(qū)域，盡量不要布置在低洼地帶。二是加強消防車道規(guī)劃。石化企業(yè)必須設置標準的環(huán)形車道，并保證至少2個出入口。要充分考慮消防水源的來源和補水要求。甲、乙類氣、液儲罐應設置快速自動控制閥門，增設事故備用儲罐，在泄漏事故發(fā)生時能夠及時倒出�；て髽I(yè)設置消防隊站應明確裝備器材配備，配備必要的水炮、泡沫炮和高噴車等。三是儲罐區(qū)的防火堤應滿足堤內(nèi)有效體積不小于罐區(qū)最大儲罐的容積(浮頂罐發(fā)生爆炸的概率較低，取最大罐一半體積)，且應設置為鋼筋混凝土結構，確保牢固結實可靠。液化石油氣罐區(qū)設置防護墻，高度不應小于1.0m，儲罐距防護墻的距離，臥式儲罐按其長度的一半，球形儲罐按其直徑的一半考慮為宜。
4.2 加強滅火劑儲備工作
(1)泡沫滅火劑。相對來說，泡沫滅火劑在撲救油類火災中應用較為廣泛，泡沫液的儲備量太大易造成浪費，太小滿足不了大型火災基本要求。在實戰(zhàn)中，油罐火災由于受各種因素的影響，無法在短時間內(nèi)撲滅，往往需要幾小時或十幾個小時，甚至幾天幾夜。如3000m3 的固定頂油罐著火，滅火物資準備按4h以上預計比較符合滅火救援實際�？梢詺w納為兩點：一是多個儲罐區(qū)并存的情況下，按照火災延續(xù)時間確定泡沫液的儲存量較為科學合理，應按照最大區(qū)域最大罐計算滅火劑用量;二是儲罐區(qū)單一且罐容較小時，泡沫液儲備以30min常備量來儲存符合現(xiàn)實，但單罐容量大、罐區(qū)總容量較大時，則應該按照滅火延續(xù)時間計算比較合理。根據(jù)供泡沫液量計算公式：Q =6%×燃燒面積×泡沫供給強度×供泡沫時間÷6.25;直徑不超過20m的油罐，其冷卻、滅火供水(泡沫)延續(xù)時間按4h計，直徑超過20m的固定頂罐和直徑大于20m 浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐，其冷卻、滅火供水(泡沫)延續(xù)時間按6h計。此油罐滅火泡沫液用量計算方法，僅作為消防部隊和石化企業(yè)滅火劑儲備參考。
(2)干粉滅火劑。主要用于撲救易燃液體、可燃氣體和電氣設備火災，也可與氟蛋白泡沫或“輕水”泡沫聯(lián)用，撲救大面積的油類火災。但干粉滅火劑撲救易燃液體火災費用高，同時，撲救時必須在充分冷卻情況下進行，否則易發(fā)生復燃，起不到滅火作用。干粉常備量不應小于計算量的2倍。例如，某一桶裝油品庫房為50m2，桶裝汽油泄漏后著火使用干粉槍滅火，按一次性滅火時間為30s計，該場所計算量為Q=60Aqt=60×50×0.35×0.5=525kg，其干粉常備量為525×2=1 050kg。
(3)正確選用滅火藥劑。滅火劑使用不當，不僅會損耗物資，還將貽誤戰(zhàn)機，造成火勢擴大。要根據(jù)不同的燃燒對象科學選用滅火藥劑，油罐火災應以泡沫撲救為主，適當聯(lián)用干粉壓制火勢。對化工火災產(chǎn)生的各種有毒氣體，除應采取通風驅散措施外，還可將中和劑摻入水中，利用噴霧水槍邊滅火邊中和有毒氣體。不同的有毒氣體使用不同的中和劑，如氨氣用水中和，氯氣用消石灰溶液、蘇打等堿性溶液及硫代硫酸鈉等中和，氯化氫氣體用水、蘇打等堿性溶液中和，硫化氫、溴甲烷、一氧化碳等用蘇打等堿性溶液中和。
4.3 加強專勤消防車輛配備
一是轄區(qū)消防部隊要針對石化火災特點重點配備高噴車、多劑聯(lián)用車、防化洗消車、化學事故搶險救援車，大流量(不小于160L/s)、遠射程(不小于120m)重型水罐(泡沫)消防車，大流量拖車消防炮和遠程供水系統(tǒng)及化學搶險、偵檢、堵漏、救生器材等特種裝備，提高專勤類消防車配備比例。二是加大對石化企業(yè)專職隊的指導力度，嚴格車輛配備標準，提高初戰(zhàn)控火能力。三是加大專業(yè)救援隊建設力度，組建石化專業(yè)救援隊，構建人員精煉、裝備優(yōu)良的專業(yè)攻堅力量體系，擔負石化災害事故的專業(yè)處置。四是加強實戰(zhàn)化訓練，完善石油化工模擬訓練設施，開展真火真煙的實戰(zhàn)化訓練，加大官兵在高溫、濃煙、有毒、爆炸、倒塌等惡劣環(huán)境下的作戰(zhàn)訓練及心理適應訓練，提高部隊實戰(zhàn)能力。五是加強石化災害的戰(zhàn)法研究，加大器材裝備的測試和熟悉，特別是針對干粉泡沫聯(lián)用消防車、泡沫消防車等不同噴射狀態(tài)的切換、噴射器具性能等開展系列測試，熟練掌握裝備操作及性能，加強力量編成和調(diào)派，提高遂行作戰(zhàn)能力。
4.4 做好滅火戰(zhàn)斗準備
一是制定科學的滅火救援預案。針對石油化工火災災害類型，合理估算滅火力量，建立模塊化力量編成。在滅火方面，要考慮可利用泡沫數(shù)量能否保持不間斷供應，能否堅持到跨市增援力量到達;在冷卻方面，不但要考慮著火罐的冷卻，還要考慮1.5倍距離范圍內(nèi)鄰近罐的冷卻，如固定設施滿足不了，如何使用移動裝備遠程供水，使用消防車接力、運水或其他方式供水需要消防車的數(shù)量是多少，如何保證供水不間斷;在力量估算方面，要考慮高度超過17m的油罐不能用水槍冷卻的戰(zhàn)術要求，還要考慮高噴車、車載炮、移動炮、固定炮等裝備數(shù)量;在滅火戰(zhàn)斗時間來看，直徑超過20m的油罐要考慮6h以上時間內(nèi)滅火力量是否充足。二是要合理應用滅火戰(zhàn)術。搶救和疏散人員是滅火的首要任務。尤其是對油庫處在高位、居民區(qū)在低位的，首戰(zhàn)力量的主要任務就是人員疏散，一旦油罐有爆炸流淌的跡象，要撤離處于庫區(qū)下方的所有滅火力量。油罐火災撲救的重點是冷卻，保證滅火劑不間斷是基本要求，集中力量是核心，滅火后的冷卻降溫是防止復燃的唯一手段。生產(chǎn)裝置火災，關閥斷料是實現(xiàn)快速滅火的關鍵，工藝處置(倒罐)是成功撲救火災的重要方面;可以充分利用廠房建筑和化工生產(chǎn)配置上的固定、半固定1211、干粉、氮氣、蒸氣、煙霧等滅火裝置滅火，如自動系統(tǒng)損壞時，可以使用手動裝置打開滅火裝置滅火。有半固定滅火裝置的，可將到達火場的相應消防車與設備上的半固定裝置接合器組合滅火。三是加強聯(lián)合演練。完善與地方單位的應急聯(lián)動機制，定期組織石化企業(yè)、社會聯(lián)動單位和消防部隊開展聯(lián)合演練，做好三方的預案銜接和協(xié)調(diào)配合，確保發(fā)生大型災害事故能“拉得出、沖得上、打得贏”。
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