大型石油儲罐滅火處置對策研究

陳紹榮（武警重慶市長壽區消防支隊司令部 重慶長壽 401220)

李凌春(武警重慶市公安消防總隊特勤支隊綜合辦公室 重慶 401121）

引言

根據現行設計規范、國內外大型油罐火災案例并結合滅火救援的實戰需要，對大型油罐火災冷卻用水量進行研究和探討，提出科學的估算方法，對撲救大型油罐火災提供參考和依據。

一、大型油罐火災撲救力量的估算

1.研究對象的基本情況

與上面大型油罐冷卻用水量估算研究中的對象一致，均為10×104m3的外浮頂油罐。

2.試驗的方法和結論

高噴車射水試驗

（1）16米高噴車：壓力1 Mpa，10 t水用時3’10”，射程30--35米，可噴射到罐頂內；

（2）32米高噴車：壓力1Mpa，4 t水用時1’12”，射程30--35米，可噴射到罐頂內；

（3）實驗證明：上述兩類高噴車射水冷卻效果相同，但噴射泡沫能力32米高噴車效果明顯，16米高噴車幾乎不能射入罐內。

曼車車載炮（水流量100 L/S，泡沫流量50 L/S）試驗

（1）噴射水：壓力1Mpa，可噴 射到罐頂內，距離30米。

（2）噴射泡沫：壓力1.1Mpa，可噴射到罐頂內，距離30米。

（3）試驗結果表明：曼車車載炮噴射水和泡沫能力相當，即可用于冷卻著火油罐及相鄰罐也可以用于向罐內噴射泡沫滅火。

移動搖擺炮（距離罐壁30 m）試驗

（1）噴射水：消防車出口壓力1.1Mpa供水，可以噴射到罐頂上。

（2）噴射泡沫：消防車出口壓力1.1Mpa供泡沫，可以噴射到罐壁一半高度（約12-15米）。

（3）有效冷卻周長（10萬噸級油罐總周長約為250米）：消防車供水壓力1Mpa時，1門炮的最大冷卻保護周長為35米，因此10萬噸級油罐實際冷卻力量，至少需8門移動炮。

（4）干擾測試：一是5臺移動炮各間距1 m，用對應配套遙控器同時進行操作，二是5臺移動炮各間距1 m，交叉使用遙控器同時進行操作，均無干擾。

（5）試驗結果表明：移動炮（上海務進型號p s k d y 40 wj）噴射水和泡沫的能力差別較大，可用于冷卻著火油罐及相鄰罐，還可以噴射泡沫撲救流淌火，但是不可以用于向罐內噴射泡沫滅火。

3.理論計算

10萬噸級立柱式浮頂油罐（直徑80 m，高度22 m），以最不利情況假設，考慮浮盤破壞后全面積著火，形成穩定的池火燃燒，火災撲救參照理論數據計算如下：

滅火泡沫量：

（1）燃燒面積為：a=π d2/4=3.14×802/4=502 （4m2）

(2)撲滅儲罐需要泡沫量為(當進口壓力為70×104p a時,泡沫供應強度為1l/s·m2)：q 1=a 1 q=5024×1=5024(l/s)

(3)車載泡沫炮泡沫混合液量為50 l/s，泡沫量為300l/s，則撲滅儲罐需用車載泡沫炮的數量為：n 1=q 1/q=5024/300=16.74(門)，實際使用取17門

（4）泡沫混合液量為：q混=n 1 q混=17×50=850(l/s)

(5)泡沫液常備量為：q液=0.108 q混=0.108×850=91.8（t）

一次性進攻滅火用水量（l/s）：

q滅=a q混=0.94×850=799(l/s)

冷卻著火罐用水量（l/s）

浮頂罐冷卻供給強度為0.6 l/s·m。

q著=n π d q=1×3.14×80×0.6=150.72(l/s)

冷卻鄰近罐用水量（l/s）

q鄰=0.5 n π d q=0.5×n×3.14×80×0.45=56.52n(l/s)

（n：表示需冷卻的鄰近罐數量）

當n=3時，q鄰=169.56(l/s)

直接出液作戰的消防車基本標準（水流量80 l/s，泡沫混合液流量50 l/s）

泡沫車：17輛

4.力量估算

（1）所需用水量

根據試驗結果及理論計算，所需用水量為冷卻著火罐和相鄰油罐的用水量以及泡沫混合液的用水量之和，即

q總=q著+q臨+q滅=150.72+169.56+799=1119.28(l/s)

（2）所需泡沫量（l/s）

根據試驗結果，

（3）所需裝備

根據實測結果，撲滅儲罐需用車載泡沫炮的數量為17門，即需要泡沫消防車17輛，冷卻著火罐需要8門移動搖擺炮，冷卻相鄰罐需要12門移動搖擺炮，共需要冷卻炮20門，即需要水罐消防車20輛。

（4）所需參戰官兵

根據目前滅火戰斗行動的需要，每輛車配有指揮員、班長、駕駛員各一名，1、2、3、4號戰斗員各一名，即每輛車按7人的標準計算，所需參戰官兵約260名。

二、目前撲救大型油罐火災所面臨的困難

1.經過上述論證，撲救大型油罐火災需要大量官兵以及器材裝備參戰，按照目前城市消防站的分布，短時間內調集足夠官兵及有效裝備十分困難；

2.爆炸燃燒的油罐，火焰高達幾十米，并產生強烈的輻射熱。在撲救火災時，強烈的輻射熱甚至能將距離油罐40 m左右的消防車的噴漆烘烤脫落。在如此強烈的輻射熱下，即使參戰官兵在著隔熱服的條件下，也很難進行長時間作戰；

3.含有一定水份或有水墊層的重質油品的貯罐發生火災時，隨著燃燒時間的延續，因管壁的熱傳導和油品的熱波作用，水份或水墊層就會被加熱汽化，出現沸溢或噴濺現象。這也對參戰官兵滅火作戰提出了更高的要求。

4.由于目前的大型及超大型油罐高度動輒二三十米，在這樣的高度下，滅火作戰時想要把泡沫打進油罐是十分困難的，即使利用高噴車噴射泡沫，但泡沫的損失也是相當大的。

三、自動登頂滅火平臺

綜上所述，筆者認為設計大型油庫時，在油罐群中設計一個伸縮登高平臺，在平臺中加入一個可360度旋轉的固定消防炮，且平臺的高度適當高于周圍的油罐，在周圍任意一個油罐發生燃燒爆炸事故時，伸縮平臺自動啟動，這樣既能為著火罐滅火之用，又能起到為臨近罐降溫之用。

[1]劉敏燕,李慶祥；大型原油儲罐設計中主要安全問題及對策[J]；中國安全科學學報；1999年05期.

[2]張棟；大型石油罐區泄漏火災事故環境風險評價應用研究[D]；首都經濟貿易大學；2004年.

[3]葛曉霞；董希琳；郭其云；大型石油儲罐消防設計研究[A]；節能環保和諧發展——2007中國科協年會論文集（四）[C]；2007年.