化工園區火災場景分析及撲火要點研究

楊海廷

摘要：化工園區若發生火災不僅會給企業帶來較大的財產損失，還可能導致嚴重的人員傷亡，因此，必須重視及提升化工園區的消防應急處理能力，做到盡早撲滅明火，有效控制火勢進一步蔓延，避免引發嚴重爆炸事故。基于此，首先深入剖析了化工園區的火災場景，提出了影響化工園區火災事故演化過程的因素，總結了撲火要點，然后結合實例探討運用滅火救援圈合理調配消防力量，提高化工園區火災事故處置能力，從而實現高效的撲火救援。

關鍵詞：化工園區；火災場景；場景分析；撲火要點

新形勢下，隨著化工行業的不斷發展，我國化工園區的規模越來越大，易燃易爆物的品種、數量迅速增加，帶來較大的火災安全隱患。因此，需要加強化工園區的火災場景分析及撲火要點總結，才能有效提高滅火救援效能，及時消除化工園區內潛在的火災隱患，提高滅火救援行動成效，最大限度地減少人員傷亡。本文探討了基于ALOHA（Areal Locations of Hazard-ous Atmospheres）軟件的化工園區火災場景分析，了解影響化工園區火災事故演化過程的因素，總結撲火要點，建立動態滅火救援圈數學模型，并結合實例探討運用滅火救援圈合理調配消防力量，提高化工園區消防救援能力。

1 化工園區火災場景分析

1.1? 火災場景階段劃分

化工園區火災往往突然發生且發展迅速，如不能及時控制火勢會造成非常嚴重的后果。因此，需要對化工園區火災的發展歷程及火災場景進行詳細研究。不同的著火條件引發的火災發展過程不同，采用的撲火手段不同，最終的結果也不同。ALOHA是由美國CEPPO、NOAA組織共同開發的一種計算機輔助應急作業管理CAMEO體系的一部分。ALOHA軟件的數據庫包含化學品種類、溫度、風速、風向、壓力、事故發生地點及儲料等多種數據[1]。利用ALOHA對化工園區內可能出現的重大事故進行過程演變分析和仿真，再根據火災發展過程的各個階段進行應急處置方案分析，最后得出應對方案。圖1為化工園區主要火災場景階段劃分。

根據圖1可知，按不同階段對化工園區火災場景進行分類，不同階段的火災具有不同的著火和擴散特點，需根據火災各階段的不同特點采取針對性的防火撲火方案。火災發生前要進行火災風險評估，根據火災風險的特征和火災發生規律，制訂相應的火災預防措施；當火災出現時，必須掌握真實火情，才能迅速確定火災成因并確定著火點位置，便于精準撲救，避免造成嚴重的后果；火災發生后，消防部門要對起火原因進行追溯，發現問題及時糾正，吸取經驗教訓，防止再出現類似的情況。通過對化工園區的火災場景進行分析，使消防部門能夠對火情進行綜合判斷，運用智能監控技術對其進行實時監控，從而制訂出一套較為科學、合理的撲火方案，最大限度地提升消防救援成效。

1.2? 化工園區火災演化影響因素

化工園區的火災演化過程主要涉及：目標設備屬性分類、初始事件、初始事件場景、中間演化事件、結果等。一般來說，當目標設備的熱輻射值達到閾值后，火災就會發生，該閾值就是火災擴展的臨界點。利用ALOHA軟件可以得到相應的熱輻射數值，通過與閾值對比可確定目標設備是否會發生火災。

通過ALOHA軟件分析化工園區火災場景的基本流程如下[2]：

①根據ALOHA的提示錄入化工園區的地理環境、著火設備（如儲罐）等有關參數，確保參數正確。

②根據ALOHA的提示錄入化工園區其他儲罐的位置、距離等參數。

③ALOHA自動計算著火儲罐附近其他儲罐的熱量輻射量，并和閾值進行對比，若超過閾值就判斷為可能發生火災。

④對所有儲罐進行實時監控，當火被撲滅后，著火儲罐自身性能參數發生改變，其熱輻射值也會隨之改變。如目標儲罐的輻射溫度低于閾值，則視為安全。

2 化工園區撲火技戰術要點

2.1? 撲火技術

撲火技術應基于“先控后滅”的原則，重點先明確影響化工園區火災演化的主要因素，合理分配消防力量再采取針對性的撲火措施，具體如下：

①如果是附帶有滅火器材的儲罐或設施著火，必須首先啟用其滅火設施和周圍的水噴灑系統，對相鄰的儲罐或設備進行降溫和防護，減少熱輻射的影響。

②如果是未附帶滅火設施的儲罐或設施著火，應在園區內調配消防裝備，利用泡沫有效控制火勢，避免火勢蔓延。

③在選用滅火劑時，應根據實際火情合理選用，一般采用從罐底噴射的方式，同時在罐頂部噴射干燥粉末。但是，實踐中仍有很多問題，應視具體情形而定。

④移動式消防設備與著火儲罐之間的間隔應大于30 m，將高壓發泡機與管道相連，利用滅火泡沫控制火勢蔓延。

⑤針對小型地表池火災，可在上風方向噴灑干粉滅火劑，適當控制噴灑距離，保證干粉末剛好能蓋住火焰表面。在對臥式油罐進行火災撲救時，必須按照“先下后上”的原則，并根據現場的具體條件采取適當對策，例如通過對火焰根部噴水的方式進行撲救。

⑥若條件允許，應使用手動撲救方法撲救根部著火的儲罐。

2.2? 撲火戰術

正確判斷和細致分析是撲火成功的關鍵，因此，消防部門需要結合自動化監測系統與人工判斷對火情進行全面分析，從而保證在有限的消防資源條件下將全部的消防力量及時投入撲火工作中，從而快速遏制火勢擴散。具體過程如下：

①合理確定撲火方式。化工園區儲罐或其他設施發生火災后，首先要從外部控制火災，然后逐漸向中心推進，直到火焰徹底熄滅。

②要對撲火方向進行適當控制。為防止火勢蔓延，減少其對消防救援工作的影響，應該從上風向側開始撲火，逐步往下風向推進，直到滅火結束。

③要準確把握撲救關鍵。如果著火地點離化工園區較近，就必須根據現場條件組織撲火，盡量減少由高溫、火災引起的材料爆炸和設備損壞等。

2.3? 其他撲火注意事項

一旦發生火災，要立即啟動應急警報并通知專業消防員撲救。但是，在消防隊員到達之前，化工園區的保安部門要努力控制火災蔓延，首先要保證滅火人員均配備必要的滅火器材并穿戴防毒面具和隔熱服。其次，將救援車停放在著火地點的上風向，避免阻擋救護通道。最后，在緊急情況下，實行分區調度，保證所有的救援人員均已掌握疏散路線，在撲火過程中要保持緊密聯絡，做到集中火力，避免各自為戰[3]。

在火災發生初期要迅速撤離園區內的非相關人員，關閉生產線，并迅速采取應急措施，防止火災失控造成更多的人員傷亡。如消防救援過程中發現危險物質泄漏和爆炸，必須迅速疏散現場，同時要向附近相關單位通報。

3 滅火救援圈半徑

某化工園區在處置一個火災危險源時，本區域滅火救援資源為m個，首先要確定各滅火救援資源的救援圈半徑。假設對第i種資源的需求量為di （i=1、2、...m），可以調配的消防站點有n個，其中第j （j=1、2、...n）個消防站點具有Sij個第i種資源，且與主要危險源相隔tij。則按照tij （j=1、2、...n）的大小下降序排列，并確保tij（0）（j（0）1，2，…，n） 滿足

（1）

再根據以下公式：

（2）

得到j*（0）的最小值及其對應的j*（0）=j*， 即

ti，j*（0）=ti，j* （3）

其中， tij*表示該滅火救援資源對應的救援圈半徑。所有滅火救援資源對應的救援圈半徑中的最大值即為整體滅火救援圈的半徑T：

T=Max{ti，j*}（i=1，2，……，m） （4）

為便于分析和改進滅火救援工作，可利用AHOLA軟件進行火災場景仿真，將可能發生火災的儲罐或設備及其需要的消防救援力量、周邊消防救援力量等信息錄入軟件中得出最后的救援圈半徑計算結果。若儲罐熱輻射值小于閾值，表示其不存在火災風險，可將其名稱及相關信息刪除[4]。

4 實例分析

某市化工園區主要分為基礎精細化工區、乙烯聯合區、煉油化工區、化工塑料制品區及塑料制品的加工貿易區，占地面積達53.22萬m2。工園區共入駐48家企業，選取目前存在危險源較多的5家企業，詳情如下：

A企業主要生產和運送環氧乙烷，還包括乙二醇、丙烯、鹽酸、丁二烯等化學原料，廠房建筑面積大約4015m2。

B企業以增塑劑為主要產品，占地面積1800m2左右，年產量8萬t左右，主要以增塑劑DOP為主，主要原材料包括苯酐、辛醇、催化劑等。

C企業為聚丙烯加工廠，年產1500t聚丙烯。其主要原料是丙烯、氫氣等。該工廠的建筑面積大約1054m2。

D企業為丁苯胺丁廠，年生產能力為800萬t。所需原材料包括：石腦油、液堿、硫酸、硝酸、苯、氫氣、硝基苯等；根據生產工藝的差異，車間可以分為苯胺車間、硝化車間和氫化車間。公司的建筑面積約3800m2。

E企業為煉油廠。設備完善，年處理石油465萬t，生產石油79萬t，180萬t柴油，9萬t聚丙烯，占地面積大約19700m2。

上述5個企業擁有儲罐數量總計30個，假如A企業的04號儲罐發生火災，由于儲罐周圍設有防火堤，可忽略流淌火。運用前文所述方法得到消防救援力量及滅火救援圈半徑，具體如下：

首先，通過ALOHA將火災初始場景、儲罐情況等數據進行模擬分析，得出不同儲罐承受的熱輻射值，結果表明，著火儲罐附近的D企業03號、08號儲罐所承受的熱輻射值超出閾值，有可能發生自燃爆炸。

其次，針對D企業的03號、08號儲罐通過ALOHA進行分析，將可能燃燒的儲罐數量輸入ALOHA，得到水需求滅火救援資源為A市—12個，B市—5個，C市—4個，泡沫水需求滅火救援資源為A市—10個，B市—2個，C市—4個，為確保撲火救援成功，取最大值，故確定A市調動第12個消防站，B市調動5個消防站，C市調動4個消防站。

最后，根據分析結果繪制滅火救援圈，調配消防救援資源進行撲火救援，實時監測周邊儲罐，如檢測到D企業的03號、08號儲罐受到的熱輻射值低于閾值，則表示儲罐處于安全狀態。

5 結論

綜上所述，如何建立健全的化工園區消防救援體系，是當前消防管理部門、地方政府和化工園區共同關心的問題。要全面了解在化工園區內的火災危險性，分析化工園區火災場景，深入探索其火災演化機理及產生原因，總結撲火技戰術要點，并利用滅火救援圈合理調配消防救援資源，以便在發生火災時能夠及時發現并做出有效應對，提供全面科學的消防救援力量組織方案和撲火方案，有效降低化工園區消防安全風險，全力保障廣大人民群眾的生命財產安全[5]。

參考文獻：

[1]馬剛.化工設備火災爆炸事故模式與滅火救援對策[J].化工管理，2022（14）：75-77.

[2]李傳杰.石油化工裝置火災的特點和處置對策[J].今日消防，2022（7）：25-27.

[3]單瀛.化工園區火災風險控制對策研究[J].化工管理，2020（10）：

118-119.

[4]夏敬豪.化工園區滅火救援圈的構建模型[J].中國應急救援，2015（6）：22-24.

[5]汪曉鋒.芻議化工園區滅火救援圈的構建[J].武警學院學報，2018，34（6）：50-53.

Analysis of fire scene in chemical industry parks and study of fire fighting points

Yang Haiting

（Linfen Municipal Fire and Rescue Brigade， Shanxi Linfen 041000）

Abstract：If a fire occurs in the chemical industry park， it will not only bring great property losses to the enterprise， but may also lead to serious casualties. Therefore， it is necessary to pay attention to and improve the fire emergency response capacity of the chemical park， so as to extinguish the open fire as soon as possible， effectively control the further spread of the fire， and avoid serious explosion accidents. Based on this， firstly， the fire scene in the chemical industry park is deeply analyzed. Factors affecting the development process of fire accidents in the chemical industry park are put forward. And the key points of fire fighting are summarized. Then， combined with examples， it discusses the use of fire fighting and rescue circles to rationally deploy fire fighting forces and improve the fire accident disposal capacity of chemical industry parks， so as to achieve effective fire fighting and rescue.

Keywords：chemical industry park; fire scene; scene analysis; fire fighting point