趙 鋒
(江蘇省泰州市醫藥高新技術產業開發區消防救援大隊,江蘇 泰州 225300)
化工企業是我國工業經濟的重要組成部分,同時,化工行業也是典型的高危行業。化工企業通常具有較多的火災事故風險隱患,并且貫穿于化工企業生產、儲存和運輸過程中,稍有不慎,就有可能引發嚴重后果。從近幾年的化工企業火災事故情況來看,火災事故的誘發原因日益復雜,發生和發展一般較為突然、迅速,并且會在短時間內對周圍環境或者周邊人員財產造成較大威脅。因此,當化工企業發生火災事故以后,在有限的時間內,采取科學有效的方法做好化工企業火災事故的救援工作就顯得十分重要。
化工企業設備因素主要是指因為設備問題引發火災事故,主要包括幾個方面:一是生產裝置、設備日趨大型化,如反應釜、精餾塔、吸收塔、高壓離心泵、大型儲罐等。當化工企業設備出現老化以后,生產和儲存過程中容易發生跑冒滴漏[1]。二是生產裝置和設備不符合標準,比如一些設備因為產品質量不合格,在承受高溫高壓以后,強度會降低,加上管線連接多以及物料的腐蝕性,很容易發生跑冒滴漏,當接觸的溫度達到物料的自燃點,一旦跑漏,便會著火[2]。
日常作業操作因素主要是指化工企業生產人員在進行生產作業的過程中,由于操作不當而引發火災事故,主要發生在儲存、測量、卸料、清罐等環節。如果在作業過程中違反操作程序,使物料蒸汽泄露與火源接觸,或者管道受壓爆裂產生靜電、火花,很可能引發爆炸燃燒事故。比如有的化工存儲容器罐體漫溢、物料跑冒,遇到火星就會發生爆炸燃燒[3]。再比如物料滴漏,由于管線破裂、密封墊破損、快速接頭緊固拴松動等,使物料滴漏至地面,遇火花立即燃燒。此外,還有一個重要因素就是靜電起火,由于物料管線、生產管線無靜電接地、靜電跨接、槽罐車卸料未靜置等,造成靜電積聚放電,點燃物料蒸氣,從而引發火災。
在化工企業生產過程中,除了上述因素,還有一些因素容易引起火災事故。一是蒸氣沉淀,在作業過程中,若大量油蒸氣外泄,且油蒸氣密度比空氣大,會沉淀于管溝、電纜溝、下水道、操作井等低洼處,一旦遇到火源就會發生爆炸燃燒[4]。二是儲罐、管道滲漏,由于腐蝕、制造缺陷、法蘭未緊固等,在非作業狀態下,容易出現油品滲漏,遇明火燃燒。三是電路火災,由于電路未按規范進行接合,或者用電設備不按規范使用超出用電荷載,很容易引發火災。此外還有一些人為明火,比如在禁煙區抽煙、金屬碰撞等,也容易引發火災。
爆炸是化工企業火災事故的主要誘因,燃燒速度快、破壞力強,往往居于各類火災事故的前列,并且化工企業火災事故火勢猛烈、熱值較高,其熱輻射范圍往往能夠達到數十米甚至更遠。由于化工企業有大量的化學壓力容器、儲物罐,一旦發生火災,很容易使其受熱變形、氣體泄漏,并且通過連接管道,造成連續性爆炸[5]。例如很多化工企業都有常減壓蒸餾裝置,這些常減壓蒸餾裝置的作業溫度能夠達到500 ℃左右,并且通過連接地下管道,一旦發生火災,很容易順延著火爆炸。
化工企業的原材料、成品或者是半成品大多都是易燃易爆物質,并且化工企業的生產裝備通常密集、高大,呈現立體式連續分布,一旦發生爆炸,很容易橫向和縱向蔓延,在短時間內形成較大面積的燃燒區域,并且在火場上,還會產生“回火”現象,引發其他區間的生產裝置爆炸燃燒。此外,化工企業的很多物料都呈液體狀,在流淌的過程中也會造成火勢的蔓延[6]。
化工企業的火災事故特點決定了化工企業一旦發生火災事故,救援難度往往較大。具體而言,其難點主要分為3個方面:一是化工企業火災事故伴隨著諸多不確定性和不穩定性,在開展火災現場救援的過程中,仍然有可能發生二次爆炸和連續爆炸,提高救援人員和被困人員的遇險概率;二是化工企業火災事故現場的泄露物質很多都是有毒、有害物質,一旦擴散并與人體接觸,往往會對人員健康造成一定的危害,影響火災救援行動[7];三是化工企業火災事故的燃燒物質并不是一般的可燃物,很多都具有比較特殊的化學性質,常規采用的干粉滅火裝置或者噴水滅火裝置并不一定能對其產生作用,因此需要根據實際情況采取措施進行滅火,這也給現場火災撲救帶來了一定的挑戰性。
正如前文所述,由于化工企業現場裝置布局的特殊性,化工企業火災事故發生以后,具有快速蔓延的條件,火勢會順著化工企業的生產管線、存儲裝置以及物料而蔓延擴散。因此,在開展化工企業火災救援的過程中,第一步就是關閥斷料,這是控制火勢的最基本措施。在對化工企業火災事故現場進行關閥斷料的過程中,可以優先通過DSC控制室進行遠程控制,這是確保人員安全的最佳方法。但是在實際操作過程中,可能會遇到控制失效的情況,此時就要在確保相關人員人身安全的前提下,由專業人員手動關閉。在手動關閉的過程中,除了需要迅速關閉閥門,還要估算閥門與著火點之間的易燃易爆物情況,并采取導流的方式進行清除,防止火勢蔓延。
火災救援的核心就是搶救生命,而且化工企業火災事故由于蔓延速度快、熱輻射范圍大以及重復爆炸風險較高,很容易造成群死群傷,加上化工企業生產裝置布局高密,被困人員也難以有效自救脫困。因此,消防救援人員抵達現場以后,要立即對現場情況進行偵查,全面掌握被困人員的數量、位置以及火災現場的具體情況。在此基礎上,通過強大水流的掩護,組織消防救援攻堅人員深入火場對被困、受傷人員展開救援,并將受傷人員及時送到救護車進行救治,提高人員的生存概率。
化工企業火災事故發生以后,隨著區域溫度的快速上升,燃燒區域內的管線、裝置、容器壓力都會不斷增加,在這種情況下,極易發生二次爆炸或者重復爆炸。爆炸發生以后,還會對臨近的裝置造成影響,產生連鎖效應。因此,要及時對火災現場進行冷卻抑爆。
3.3.1 對被火焰直接作用的壓力設備進行冷卻
火場內的化學壓力容器隨著溫度上升,很容易發生爆炸。因此,要對火場范圍內以及臨近的壓力容器設備進行冷卻,可以根據壓力設備的位置、形狀、高度以及危險性來選擇水槍的位置和數量,確保冷卻過程持續不斷。同時,要采取火勢阻隔措施,如防止火勢蔓延的壓力設備。
3.3.2 對著火裝置實施冷卻
化工企業發生火災的原因不同,有的是因為裝置泄露,有的是因為裝置超壓導致爆炸。這兩種情況的后續危險性也不同,如果是因為裝置泄露而導致的火災,裝置泄露的窗口較小,裝置內的物料可燃,在著火以后,發生二次爆炸的可能性較大;如果是由于突破高壓極限而發生的爆炸,那么發生二次爆炸的可能性較小。但是具體情況仍然要根據火場的實際情況而定。在對裝置后續爆炸的可能性進行判斷以后,采取有效方法進行冷卻抑爆,對于受火勢威脅較大、形體較高的裝置,可以采用從上而下用水槍均勻噴灑的方式進行全面冷卻。在冷卻的同時,還要通過技術方法降低裝置內部壓力,并關閉進出閥門。此外,還要對火勢臨近裝置實施冷卻,臨近裝置由于受到火焰的熱輻射或熱對流作用,也有較高的爆炸風險,要根據裝置距離火勢的遠近、危險程度,計算所需的冷卻力量。
由于化工企業火災現場裝置的毀壞、變形、開裂,很容易造成易燃易爆物料的外泄蔓延,助長火勢。因此,要積極采取措施阻止火勢蔓延,其中,對于外泄的可燃氣體,要通過及時關閉閥門、切斷氣體供給,并噴灑霧水來稀釋氣體;對于地面流淌火,應筑堤圍堵,限制燃燒物的移動,并運用泡沫槍來壓制火勢;對于設備裝置上的流淌火,要在關閉閥門、冷卻抑爆的同時,采取“上下夾擊”的方式進行滅火。
隨著我國化工經濟的不斷發展,登記注冊的化工企業數量正在不斷增加,很多地區針對化工企業也采取集約式方法推動產業發展,比如興建化工工業園區、化工產業園等,一旦化工企業發生火災事故,會擴大破壞范圍和提高負面影響。為了進一步保障化工企業人員的生命和財產安全,作為消防主管部門,應采取防消結合的理念,在掌握化工企業火災事故成因的基礎上,加強針對性監督檢查,防患于未然,同時,也要掌握正確的化工企業火災事故救援措施,以提高危急情況下的救援處置能力。結合實踐經驗和相關理論,對化工企業火災事故的成因、特點以及救援措施提出了相關思考,希望提供一些有益參考和借鑒。