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探討石油化工重大危險源滅火救援問題

作者:2017-06-19 15:48文章來源:未知
  石化產業是化學工業的重要組成部分,囊括了從石油開采煉制到農藥、化肥、橡膠助劑、合成材料加工等深度加工的各個環節,在國民經濟的發展中有著重要作用,是我國經濟的支柱產業之一。石油化工企業由于物料易燃易爆、劇毒腐蝕、工藝復雜、高溫高壓等特點,一旦發生火災,危險性高,撲救困難,易造成人員傷亡和巨大財產損失,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,油、氣蘊量巨大。陜西省內石化行業有影響的單位約166家,其中較大的有中央直屬企業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)、省屬企業陜西延長石油集團有限責任公司(簡稱“延長石油”,年產原油1089.73萬t、加工原油1112.79萬t、銷售各類油品1051萬t)等。中小石化產業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:采油企業選油站儲存、原油集輸站儲存、制造企業定量儲存。儲存具有動態性,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)庫區環境不利于滅火救援。絕大多數化工企業和危險品儲存區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。一些石油庫區消防通道少,僅有一條單向道路,不能形成環形通道,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,延安煉油廠油罐發生火災。當日凌晨,延安煉油廠輕質油儲罐區4個儲罐發生爆炸燃燒,陜西省消防總隊先后調集5個支隊、3個企業消防大隊、85輛消防車及515名官兵,經過14h的戰斗將大火撲滅。該庫區建于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。有的庫區環境不利于滅火救援,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力量會被火吞噬,甚至影響山下周圍居民的安全。同時還發現舊罐間距小、管線布局不科學、防火堤密封不嚴、泡沫泵房緊鄰儲罐區等現實問題,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,有的已經達到報廢期限。一旦發生大火,只能靠遠距離調度,錯過初期火災撲救的最佳時機。大部分油庫、石化企業建設年代久,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。根據以往滅火戰斗經驗,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的根本,沒有可靠充足的水源作保障,滅火作戰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役消防和企業專職消防力量還是比較薄弱。一是石化企業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,業務不精,力量薄弱。二是特別是大型石化企業,高度20m以上的油罐和化工裝置隨處可見,常規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,但實際是轄區現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缺乏(目前全省僅西安市消防支隊配有1套),災害發生后不能第一時間有效控制災情擴大。大多數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。石化企業單位內部預案僅列舉簡單的事故處置程序,實用性不強;轄區消防部隊預案設置簡單,戰術措施單一,修訂不及時,缺乏大災情多部門聯動措施,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研。2013年6月1日,位于商洛市商州區的延長石油氟化硅產業園區200m3 氟化氫發生泄漏事故,消防部隊共出動3個中隊7臺車70余官兵,經過7個多小時連續奮戰,疏散廠區和鄰近村莊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,能與各種物質發生化學反應,堵漏困難,殘液容易造成二次環境污染。該起事故的發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重大危險源單位情況不熟、底數不清的事實,制定的救援方案沒有實戰性和可操作性,缺乏針對性的訓練和實地演練。三是演練實戰性不強。實戰化演練開展少,針對性的訓練缺乏,滅火救援準備不足,一旦發生火災,勢必束手無策。四是技戰術研究不夠。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力量編成。
  3 火災危險性
  (1)爆炸危險性大?;て髽I爆炸類型有三種情況:一是物理性爆炸?;どa的壓力設備、容器及配管系統,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生在大型化工企業的裝置群火災中,破壞力較大。
  (2)燃燒狀態復雜。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,化工企業火災發展蔓延速度快,加上化工企業占地面積大,建筑、設備毗連,生產連續性強,極易造成大面積火災。油罐區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;一般多發生在大型化工企業的露天、半露天裝置區,由于燃燒時發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,全國共發生有影響的石化類火災27起,其中有10起發生在輸卸油操作中,7起發生在正常操作工藝情況下,有4起火災發生在檢修過程中。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,若不繼續進行冷卻,會引起油品、物料復燃;滅火后,燃燒區內的壓力設備仍然持續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,繼續擴散、流淌,遇到火源而發生復爆、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。液化石油氣儲罐區要盡量遠離居住區、工業企業和建有劇場、電影院、體育館、學校、醫院等重要公共建筑的區域,單獨布置在通風良好的區域,盡量不要布置在低洼地帶。二是加強消防車道規劃。石化企業必須設置標準的環形車道,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,在泄漏事故發生時能夠及時倒出?;て髽I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。三是儲罐區的防火堤應滿足堤內有效體積不小于罐區最大儲罐的容積(浮頂罐發生爆炸的概率較低,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。在實戰中,油罐火災由于受各種因素的影響,無法在短時間內撲滅,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:一是多個儲罐區并存的情況下,按照火災延續時間確定泡沫液的儲存量較為科學合理,應按照最大區域最大罐計算滅火劑用量;二是儲罐區單一且罐容較小時,泡沫液儲備以30min常備量來儲存符合現實,但單罐容量大、罐區總容量較大時,則應該按照滅火延續時間計算比較合理。根據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浮頂罐,其冷卻、滅火供水(泡沫)延續時間按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=60A•q•t=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,還將貽誤戰機,造成火勢擴大。要根據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,適當聯用干粉壓制火勢。對化工火災產生的各種有毒氣體,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
  一是轄區消防部隊要針對石化火災特點重點配備高噴車、多劑聯用車、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專職隊的指導力度,嚴格車輛配備標準,提高初戰控火能力。三是加大專業救援隊建設力度,組建石化專業救援隊,構建人員精煉、裝備優良的專業攻堅力量體系,擔負石化災害事故的專業處置。四是加強實戰化訓練,完善石油化工模擬訓練設施,開展真火真煙的實戰化訓練,加大官兵在高溫、濃煙、有毒、爆炸、倒塌等惡劣環境下的作戰訓練及心理適應訓練,提高部隊實戰能力。五是加強石化災害的戰法研究,加大器材裝備的測試和熟悉,特別是針對干粉泡沫聯用消防車、泡沫消防車等不同噴射狀態的切換、噴射器具性能等開展系列測試,熟練掌握裝備操作及性能,加強力量編成和調派,提高遂行作戰能力。
  4.4 做好滅火戰斗準備
  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術要求,還要考慮高噴車、車載炮、移動炮、固定炮等裝備數量;在滅火戰斗時間來看,直徑超過20m的油罐要考慮6h以上時間內滅火力量是否充足。二是要合理應用滅火戰術。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、居民區在低位的,首戰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。生產裝置火災,關閥斷料是實現快速滅火的關鍵,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。三是加強聯合演練。完善與地方單位的應急聯動機制,定期組織石化企業、社會聯動單位和消防部隊開展聯合演練,做好三方的預案銜接和協調配合,確保發生大型災害事故能“拉得出、沖得上、打得贏”。
 

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