石油化工火災特性及處置對策研究

劉彥海

(黔西南州消防支隊，貴州 興義　562400)

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石油化工火災特性及處置對策研究

劉彥海

(黔西南州消防支隊，貴州 興義562400)

石油化工火災因其火災荷載大、現場情況復雜、影響因素多，易發生爆炸、爆轟等惡性火災事故，事故同時會造成生產停滯、環境污染、群體恐慌等次生災害。在分析當前我國石油化工企業火災形勢的基礎上，深入研究了石油化工火災的處置難點，探討了石油化工火災的處置對策，為消防部隊滅火救援提供參考。

石油化工；火災風險；處置對策

我國是石油化工產業大國，主要石油化工產品的生產能力位居世界前列，據公安部消防局石油化工行業火災防控情況調研小組2015年統計，截止到2014年底，全國共有煉油企業240余家，煉化一體化企業23家。其中，建成千萬噸級煉油企業28家，百萬噸級乙烯企業16家，以及千萬噸級煉油、百萬噸級乙烯一體化企業14家，煉油、乙烯及芳烴聯合生產企業9家。從規劃布局來看，以進口資源為主的煉油、乙烯等產業主要集中在沿海地區，以國內資源為主的煉油、乙烯等產業主要集中在西北和東北地區。但是，全國除西藏、貴州、山西、四川之外，其他各省市均建有煉油企業，“多、小、散、亂”的產業格局現象仍然突出。與石油化工產業高速發展相比，我們的安全防控水平沒有同步跟進，導致潛在的事故風險不斷激增，石油化工行業已經成為安全生產事故的高發區、重災區，災害性后果呈現逐年增多的特點，并于近期形成了事故集中井噴的嚴峻局面。深入研究石油化工火災事故處置對策，提升消防部隊應對此類火災爆炸事故的能力極其重要。

一、石油化工企業火災形勢

國家新型產業調整，伴隨石油化工企業發展突飛猛進，科技迅猛增長與安全生產之間的矛盾凸顯，石油化工火災爆炸事故呈現幾何規模上升，生產工藝的復雜性、物料儲運的集中性、生產規模的聚合性直接導致火災危險、火災荷載陡增，處置過程稍有不慎，連鎖事故隨即而發，造成人員傷亡、環境污染、財產損失。[1]近年來全國多發惡性石油化工火災事故，從2004年起，每年較大以上等級事故發生次數均在30起以上，死亡人數占工傷死亡總人數的13.8%，高居第一位。其中2001年至2014年發生512起重大事故中，造成2 320人死亡，傷者不計其數。從發生的數起重特大火災爆炸事故看，石油化工企業在規劃設計、標準制定、安全管理及應急處置等方面存在著諸多問題，主要是企業的規劃布局存在風險，工藝設計本身存在缺陷，本質安全要求缺失，安全設防水平偏低，消防設施的設置不能滿足石化行業發展需求，單位主體責任不落實，安全管理措施不到位，應急處置滅火救援能力欠缺。石化產業的諸多問題是以安全隱患的形式存在，并將通過火災、爆炸等極端形式暴露，消防安全現狀不容樂觀。2015年以來福建漳州“4·6”PX爆燃事故、江蘇南京“6·12”德納化工爆燃事故、山東日照“7·16”液化烴罐爆燃事故，天津濱海新區“8·12”危險化學品火災爆炸事故，山東東營“8·31”爆炸事故的集中爆發，直接造成大量消防官兵傷亡。對消防部隊綜合應對能力直接敲響警鐘。

二、石油化工火災處置難點分析

(一)生產工藝復雜

近年來，隨著能源利用率不斷提升，充分利用石油資源，發揮物質最大效能性，生產能力不斷加大，提油率不斷增加，使得原有的加氫裂化工藝更為完整，隨之引入的高溫、高壓反應鏈更是加大了容器的操作極限。在資源整合性方面，原油利用率不斷提升，產能不斷增大，單套常減壓裝置年加工能力由數百萬噸陡升至數千萬噸，生產模式由單一煉化型向煉化一體化進行轉換，工藝流程更多、環節更精細、集成度更高。而技防規范的滯后性在發展上與規模產能卻大相徑庭，無法適應多單元、高密集的需求。同時，衍生石油制品催生民營精細化工業的發展，危化品種類和數量的急劇增加，造成火災的危險和危害性大規模提升，給滅火救援工作帶來巨大考驗。

(二)儲存量越來越大

根據公安部消防局石油化工行業火災防控情況調研小組2015年對遼寧、浙江、山東等省調查統計，發現我國油品及液體化工品總儲量已達240萬m3，單罐儲量：固定頂已達3萬 m3、內浮頂已達5萬 m3、浮頂儲罐普遍達10萬m3，液化天然氣儲罐已達16萬m3,最大可達20萬m3，球罐直徑已達65 m，原油儲罐更是沒有設置單罐存儲上限。大連中石油“7·16”爆炸火災事故，10萬m3原油儲罐全液面燃燒，事發地大孤山半島油氣總儲量1 600萬m3。石化企業多數在集中區域設置，事故發生后，輻射、沖擊波，以及原油的沸溢和噴濺作為災害事故擴大的第一要素，集中區域可直接導致連鎖性災害。事故發生過程中的風力導向，滅火藥劑的使用以及滅火用水的流經，又對事故區域造成次生影響，處理稍有不善，造成災害升級和問題遺留。[2]

(三)燃燒形式越來越復雜

石油化工儲罐區和生產裝置區一旦發生火災事故，由于具有低閃點、高熱量、大沖擊等特點，往往伴有爆炸發生，在沖擊波和氣流作用下，造成現場大面積破壞的連鎖反應，可能形成儲罐火、地面流淌火、溝渠流淌火、生產裝置火、管線噴射火等多種燃燒形式，以及重油沸溢噴濺會帶來的重大人員傷亡。火場溫度高，液體隨地形肆意流散，臨近裝置和設備由于工藝失壓、輻射影響造成的物理和化學連鎖爆炸，造成災情擴大，救援隊伍無法第一時間接近火場進行有效控制。

(四)消防設計與企業發展不適應

石油化工企業的生產裝置、儲罐、輸油管線密集化、集成化程度不斷提升，由于先進工藝技術引進的同時應跟隨更新的規范和安全系統不能同步，造成預案想定火災規模仍停留在小裝置小儲罐時期，防火間距、安全距離不足、單位總體儲量過大、單罐儲值無上限、多種類別化危品混存、滅火用水量延續時間不足、泡沫系統設置范圍偏小、設計儲量不足、遠程控制系統失控漏管等現象，均在不同程度上制約火災撲救工作。[1]

(五)公共消防設施建設滯后

石油化工企業在進行改(擴)建追求產能和效益的同時，消防基礎設施建設卻沒有同步發展，使得石油化工產業發展與消防基礎設施建設的矛盾日益凸顯。一些大中型石化企業雖然設置了企業消防站，但是卻缺乏統籌考慮設置公共消防站，造成消防站數量和布局不合理，況且在改(擴)建時沒有充分考慮消防車輛裝備的種類、數量，沒有按照企業的發展配置和調整，造成種類單一，數量缺少，能力不足；在消防供水方面，大部分沒擴建原有的消防水池、沒更換原有的供水管網，造成供水不足。

(六)火場形式多變、應對困難

石油化工企業發生火災后，由于高溫造成設備裝置損壞(基本都是鋼結構)，一般化工廠發生火災時，設備基本都處于運轉狀態，常壓、減壓、裂化、催化、蒸餾、冷卻等設備都在正常運行，某項工作裝置的故障或發生火災、爆炸，將會導致連鎖反應鏈中斷，造成局部物料和壓力發生改變，反應環境和條件發生變化，反應不全或反應過度容易造成裝置破裂、損毀，造成更多的易燃易爆及毒害物質泄漏，引發連鎖爆炸擴大災害，DCS控制系統失靈、反應失控，設備的進一步破壞將導致災難性事故。在儲存區域，連鎖爆炸和輻射影響，也會導致管路損壞。前期滅火救援作業時，如射水方向錯誤，藥劑投射失誤，同樣也會導致浮頂油罐出現卡船、沉船以及邊緣罐壁融化包裹等現象，滅火救援處置應對困難。

(七)力量調集難、現場處置慢

對于石油化工企業較為集中的沿海地區，由于災害多發，多種形式組成的消防隊伍能夠起到有效的作用，公安消防部隊也作為消防安保和滅火救援的重中之重；但是對于經濟欠發達的內陸省份，由于需求量較少，石油化工企業布局相對邊、遠、散，而滅火救援力量多集中于城市，針對城市火災。[2]對于大型石油化工火災的準備工作只能停留在理論和推演階段，從事滅火救援工作的人員沒有實際控火經驗。但是，小概率不等于不發生，這類場所一旦發生災害，在力量調集、裝備集結、藥劑運輸方面將會出現理論和實際相脫節的局面。雖然內陸省份的石油化工企業廠區、庫區也設有專職消防隊，但由于業務素質參差不齊、裝備種類質低量少，造成預警不及時、聯動不配套，無法通過工藝連鎖控制火勢蔓延，移動設施成為企業應急處置的主要手段，未形成工藝控制與消防技戰術的有機結合。由于平時會同公安消防部隊、社會聯動單位開展的綜合應急演練較少，部分單位也因石化單位發生火災概率小，而忽視應急準備和滅火器材、裝備、藥劑的儲備。事故發生后，指揮者眉毛胡子一把抓，到處調集，造成到場較慢、器材種類、藥劑不足，隨之也會引發現場混亂、配合不好、協同不到、通信不暢等問題。欠發達地區發生的石油化工災害事故，一旦達到一定規模，事故可控能力極差，引發的次生災害更多，損失更大，造成事故處置滯后。

三、撲救石油化工火災的措施

(一)科學調度、整合資源

石油化工火災撲救應基于水冷卻和泡沫窒息滅火，可配合使用干粉抑制火場自由基，應優先調集大流量、大功率消防車輛、消防水(泡沫)炮，確保滅火藥劑射流能夠到達燃燒和指定區域。同時，要將重型水罐車、高噴消防車、照明消防車、防爆通信消防車、偵檢消防車、化學事故救援消防車、干粉消防車、泡沫消防車、滅火機器人、供水車組、移動充氣等車輛充分調集到現場。設備冷卻方面：應盡量采用便攜式自動滅火設施，如遙控水炮、大力自擺水炮、滅火機器人等。滅火方面：合理選擇泡沫發生裝置，利用射流泡沫發生器、流淌泡沫發生器對地面流淌火實施作業，利用高噴消防車、車載泡沫炮、移動泡沫炮對儲罐區和裝置區進行滅火。如：大連“7·16”新港油庫火災，一次性調集14個公安消防支隊、4個企業專職消防隊、348輛消防車到達事故現場，同時動用飛機調運500 t泡沫到達現場。福建漳州“4·6”PX項目爆炸火災事故，一次性調集福建本省9個支隊248臺消防車，跨省調集廣東總隊38臺消防車，共計286臺消防車投入滅火戰斗；并從山東、江蘇、江西、廣東等省調集泡沫1 000余噸，福建境內調集泡沫600余噸。

(二)確保現場藥劑輸配不間斷

撲救石油化工類火災，應綜合考慮水和其他滅火藥劑的整體消耗，組建供水和其他藥劑保障分隊，科學擬定供水和其他藥劑調集方案。火場前沿應盡量減少主戰消防車輛，使用水泵流量在200 L·s-1以上的大功率消防車，分干線、分段設置滅火作戰區域，設置分區指揮員，確保滅火指揮和藥劑保障的獨立性。在藥劑輸配方面，應綜合考慮固定消防設施、市政管網和天然水源，使用泵浦消防車就近取水，使用供水編組從天然、大型水源遠端取、配水，選取60 L·s-1以上流量的消防車作為長時運轉的供給保障，干線消防車應配備備用消防車，防止車輛故障造成的供液中斷，供水干線應盡量配備直徑在150 mm以上的抗壓水帶，有效減少輸水壓力損失。

(三)科學設置指揮部

按照垂直指揮原則設立總指揮、前沿指揮部、后方指揮部。前沿指揮部包含作戰指揮、安全觀察指揮、偵檢指揮，后場指揮部包含供水指揮、通信指揮、戰勤保障指揮、聯動單位指揮。兩個指揮部在總指揮部的統一領導下，要形成獨立指揮向統一指揮梯次過度，相互協作、各司其職、互不干擾。為確保指揮獨立性和權威性，應堅持令出一人，分級落實，避免多人下令造成火場混亂。

(四)強化偵檢，全面掌控

有效利用各種偵檢方法，充分掌握現場情況，了解現場工藝流程，遵循事物發展規律，科學開展施救。偵檢組要優先取得企業儲罐、生產裝置的設備安裝圖、單位平面圖、工藝流程圖、道路交通水源圖等圖紙資源；會同企業的工程技術人員迅速查明事故區域、災害類型、災害點位置、儲罐直徑、壓力、儲存物料理化性質、最壞結果影響等，共同商討科學合理有效的處置辦法，可優先考慮采用工藝進行控制。針對儲罐區重油火災還應重點掌握水墊厚度，可考慮使用熱成像儀掌握熱波傳遞情況。同時要對周邊環境和重點保護區域進行劃定，為指揮部提供設立安全觀察哨的位置，對事故征兆和撤離做好預判，確定進攻和撤退路線。

(五)合理選用戰術措施

撲救石油化工火災，現場控制應優先考慮工藝控火，在遵循事物發展規律的基礎上進行施救，采取“以固為主、固移結合”的戰術指導思想，著力進行“補位思考”，即移動消防力量重點部署在固定消防系統因火災爆炸損壞而無法發揮作用的部位。要依托“確保重點，兼顧一般”的戰術原則，重點防止臨近部位的烤燃、烤爆。堅持“工藝措施和大流量槍炮配合使用”的方法，石油化工火災的蔓延發展緊扣物料根本，有效控制物料流動、泄漏和流量，合理采取“冷熱交互”降低物料溫度、“關閥斷料”切斷物料供給、“輸轉倒罐”減少物料總量等方式進行合理搭配，最終有效撲救火災。

[1] 王洪亮.淺談如何撲救石油化工火災[J].中國新技術新產品,2014,(8)：180.

[2] 于振軍.石油化工火災特點及撲救方法初探[J].煙臺職業學院學報,2012,(12)：88.

A Study of Petrochemical Fire Characteristics and Rescue Methods

LIU Yanhai

(Qianxi’nanAutonomousPrefectureMunicipalFireBrigade,GuizhouProvince562400,China)

Petrochemical fires are fires with big fire load, complex fire situation, multiple uncertain factors. These fires tend to explode, resulting in fire disasters. They also cause production breakage, the environment pollution, group panic. Based on the fire characteristics of petrochemical fires, this paper makes a study of the fire characteristics of petrochemical fires, summarizes the control methods to provide

for a fire brigade.

petrochemical engineering; fire risk; rescue method

2015-12-02

劉彥海(1971—)，男，河南濮陽人，工程師。

TU998.13

A

1008-2077(2016)02-0034-04