[摘要]?石油工業(yè)生產(chǎn)是野外分散作業(yè),環(huán)境條件和工作條件較為惡劣,易受自然災(zāi)變和不法分子侵?jǐn)_,火災(zāi)發(fā)生頻率高;產(chǎn)品主要是原油與天然氣以及液化石油氣,易發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)、爆炸事故;生產(chǎn)工藝具有多樣性并帶有較大的危險性。本文就石油工業(yè)中的火災(zāi)危險性、火災(zāi)特點、火災(zāi)原因、火災(zāi)預(yù)防及發(fā)生火災(zāi)的對策進(jìn)行了初步探討。
[關(guān)鍵詞]?石油???火災(zāi)???預(yù)防???對策
1??前言
????石油工業(yè)是由石油與天然氣的地質(zhì)勘探、鉆井、試油、采油(氣)、井下作業(yè)、油氣集輸與初步加工處理、油氣儲運及工程建設(shè)等諸多生產(chǎn)環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個大的產(chǎn)業(yè)體系。生產(chǎn)作業(yè)高度分散,易燃易爆點多,作業(yè)戰(zhàn)線長,分布面廣,人員構(gòu)成又比較復(fù)雜,生產(chǎn)中有大量的設(shè)備、機(jī)械和建筑物,各類井、站、廠、庫內(nèi)處理或儲存著的油氣均屬易燃易爆的烴類混合物,常年油、氣、火、電交織在一起,存在著很大的火災(zāi)危險性,且燃燒與爆炸又常相伴發(fā)生。做好防火和一旦發(fā)生火災(zāi)后的滅火工作十分重要。
2???石油生產(chǎn)中的火災(zāi)危險性
????石油及其產(chǎn)品自身以及在其生產(chǎn)過程中,都存在著很大的火災(zāi)危險性。
????2.1??石油火災(zāi)危險性
????2.1.1??石油的易燃性
????石油及其產(chǎn)品都具有較低的閃點、燃點和自燃點,具有比煤炭、木材等物質(zhì)易燃燒的特性。其閃點、燃點和自燃點越低,越容易燃燒,危險性越大。
????2.1.2??石油的易爆性
????石油及其產(chǎn)品的蒸氣在空氣中達(dá)到爆炸極限時,遇火即能爆炸。下限越低,爆炸危險性越大。著火過程中燃燒和爆炸又往往交替進(jìn)行??諝庵惺驼魵鉂舛冗_(dá)到爆炸極限時,遇到火源,就會發(fā)生爆炸,然后轉(zhuǎn)為燃燒。超過爆炸上限時,遇火源先燃燒,待濃度下降到爆炸極限時,隨即會發(fā)生爆炸。
????2.1.3??石油的易沸騰突溢性
????含水石油和重質(zhì)石油產(chǎn)品在油罐中燃燒時,有時會引起油品的沸騰和突溢噴濺,造成燃燒的油品大量外溢,甚至從罐中猛烈噴出,形成的火柱可高達(dá)70-80米,火柱噴射距離順風(fēng)向可達(dá)120米遠(yuǎn)。這樣不僅易造成人員傷亡,而且由于火場上輻射熱大量增加,容易延燒臨近的油罐,擴(kuò)大災(zāi)情。
????2.1.4??石油的熱膨脹性
????石油及其產(chǎn)品的體積隨溫度上升而膨脹。盛裝油品的容器,若靠近高溫或受日光爆曬,會因油品受熱膨脹破裂,增大火災(zāi)危險程度?;饒黾捌涓浇挠屯笆艿交鹧孑椛錈岬淖饔茫绮患皶r冷卻,也會因膨脹爆裂增加火勢,擴(kuò)大災(zāi)害范圍。
????2.2??天然氣火災(zāi)危險性
????2.2.1??燃燒性
????天然氣在火源作用下,空氣中能夠產(chǎn)生劇烈的燃燒,并出現(xiàn)火焰。天然氣燃燒無物態(tài)變化,燃燒速度快,放出熱量多,火焰溫度高、輻射熱強,因而危害性大。
????2.2.2??爆炸性
????天然氣泄漏在大氣中,形成爆炸性混合物時,遇火源即發(fā)生燃燒或爆炸。若容器或管道中已經(jīng)形成了爆炸混合物氣體,那么此時遇火源發(fā)生的燃燒或爆炸危險性更大。
????2.2.3??擴(kuò)散性??
????天然氣能以任何比例與空氣混合。比空氣輕的天然氣組份逸散在空氣中,易形成爆炸性混合物,順風(fēng)漂移,遇火源即爆炸蔓延;比空氣重的天然氣組份若發(fā)生泄漏,就漂流在地面、溝渠、廠房死角處,長時間積聚不散,遇到火源即能燃燒或爆炸。
????2.2.4??加熱自燃性
????天然氣加熱到一定溫度,能發(fā)生自燃。
????2.2.5??腐蝕性
????天然氣中H2S、CO、CO2等組份不僅腐蝕設(shè)備、降低設(shè)備耐壓強度,嚴(yán)重時可導(dǎo)致設(shè)備裂隙、漏氣,遇火源引起燃燒爆炸事故。
????2.3??鉆探中的火災(zāi)危險性
????石油鉆探過程中,發(fā)生“井噴”事故時,井場會布滿原油和天然氣,一旦遇明火或噴出的泥漿中夾帶砂石打在鋼鐵井架上產(chǎn)生火花或高速噴出的油氣流因與井口摩擦產(chǎn)生的靜電放電或遇雷擊或井場上電氣設(shè)備發(fā)生電火花,即會引燃原油蒸氣、天然氣而發(fā)生火災(zāi)。因地下油、氣壓力很大,一旦著火難以撲救,往往燃燒時間長,造成巨大損失。另外,井場上有井架、鉆機(jī)、鉆具、操作平臺、柴油機(jī)、泥漿循環(huán)設(shè)備、發(fā)電機(jī)房、鍋爐房、測試裝備、燃料油罐和值班房,火源、電源較多,亦極易引起火災(zāi)。
????2.4??開采中的火災(zāi)危險性
????采油過程中,有易燃易爆的油氣,有高溫、高壓設(shè)備,有火源、電源;自噴采油和注水、注氣采油地層壓力較高,采油裝置如發(fā)生損壞或修井作業(yè)未做好防噴措施,油、氣大量噴出,就會發(fā)生井噴,極易引發(fā)火災(zāi)事故。另外,在熱力采油中,設(shè)備密集、技術(shù)復(fù)雜,高溫高壓貫穿始終,集水、電、氣(油)、火于一室,若操作不當(dāng),更易引發(fā)火災(zāi)事故。
????2.5??集輸中的火災(zāi)危險性
????原油由地下采至地面后,需經(jīng)加溫、油氣分離輸送至轉(zhuǎn)油泵站,再經(jīng)油氣分離進(jìn)入油罐,然后經(jīng)脫水、加溫等一系列處理輸入油庫儲存或繼續(xù)外輸。期間,有易燃易爆的油氣,有高溫、高壓設(shè)備,有分散面積大、具有不同火災(zāi)危險性的大量建筑物、構(gòu)筑物,有各種火源、電源,有著重大火災(zāi)危險。在輸送原油中,尤其在站庫中油、氣、火、電交織在一起,如發(fā)生泄漏或跑油加上自然和人為因素的影響極易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故,造成人身傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。
3??石油火災(zāi)特點
????石油火災(zāi)是指石油勘探開發(fā)和儲運過程中發(fā)生的石油(包括液化石油氣、天然氣)火災(zāi)。石油生產(chǎn)中具有較大火災(zāi)危險性,也就具有其相應(yīng)的火災(zāi)特點。
????3.1??爆炸危險性大
????石油及其產(chǎn)品在一定溫度下,能蒸發(fā)大量的蒸氣,與空氣混合達(dá)到一定比例時,遇到明火即發(fā)生爆炸。液化石油氣、天然氣當(dāng)空氣混合達(dá)到爆炸極限時,遇明火也發(fā)生爆炸。石油火災(zāi)中,有時是先物理性爆炸,引起化學(xué)性爆炸,然后在沖擊波或高溫、高壓作用下,發(fā)生設(shè)備、容器物理性爆炸;有時物理性與化學(xué)性爆炸交織進(jìn)行。
????3.2??火焰溫度高、輻射熱強
????油氣井噴發(fā)生火災(zāi)時,火焰中心溫度可達(dá)1800-2100℃,火焰高度越大,輻射熱越強;壓力、產(chǎn)量越大,火場溫度越高。油罐發(fā)生火災(zāi),火焰中心溫度達(dá)1050-1400℃,罐壁溫度達(dá)1000℃以上。油罐火災(zāi)的熱輻射強度與發(fā)生火災(zāi)的時間成正比,石油熱值越大,火焰溫度越高,輻射熱強度越大。強熱輻射易引起相鄰油罐及其它可燃物燃燒,還嚴(yán)重影響滅火戰(zhàn)斗行動。
????3.3??易形成大面積火災(zāi)
????石油火災(zāi)發(fā)展蔓延速度快,極易造成大面積火災(zāi)。井噴火災(zāi),從井下噴出的原油在空中沒有完全燃燒,落到井場設(shè)備及周圍建筑物上繼續(xù)燃燒,便會造成大面積火災(zāi)。當(dāng)出現(xiàn)泉涌,油氣四處流淌擴(kuò)散或出現(xiàn)異常情況,或井口周圍地表面冒出天然氣,會引起大面積火災(zāi)。石油儲罐火災(zāi),伴隨油罐爆炸,油品沸溢、噴濺、流散,便會發(fā)生油罐區(qū)大面積火災(zāi)。液化石油氣儲灌發(fā)生火災(zāi),隨著大型液化石油氣儲罐破裂、泄露,氣體向外擴(kuò)散面積越大,形成火災(zāi)的面積也就越大。
????3.4???具有復(fù)燃、復(fù)爆性
????石油火災(zāi)在滅火后未切斷可燃?xì)怏w、易燃可燃液體的氣源和液源的情況下,遇到火源或高溫將產(chǎn)生復(fù)燃、復(fù)爆。對于滅火后的油罐、輸油管道,由于壁溫過高,如不繼續(xù)冷卻,會重新引起油品的燃燒。
????3.5???會產(chǎn)生沸溢、噴濺現(xiàn)象
????重質(zhì)油品發(fā)生火災(zāi)會出現(xiàn)沸溢、噴濺現(xiàn)象。
????含水原油(或重油)油罐發(fā)生火災(zāi),由于液面燃燒過程中泄放出大量的輻射熱,上部油品溫度升高,油品內(nèi)自由水(或乳化水)粒開始下降,輻射熱對油品不斷加熱,熱波不斷向液面下傳遞,油品溫度會迅速上升至250-3600℃,并形成一較薄的高溫層,隨著不斷燃燒,該層逐漸下移增厚。一般在油罐起火30min后,油罐上部油品會出現(xiàn)這樣的高溫層,水粒變成蒸汽泡,這種表面包含有油品的氣泡,擴(kuò)大為原來水體積的千倍以上,油泡浮到液面,造成沸溢,在油罐四周地面擴(kuò)散,致使火勢擴(kuò)大。
????重質(zhì)油品油罐下部有水層時,火災(zāi)時,由于熱波往下傳遞,若將油罐底部沉積水的溫度加熱到100℃,則沉積水變成水蒸氣,體積擴(kuò)大,將其上部油品抬起,最后沖破油層進(jìn)入大氣,將燃燒著的油滴和包油的油氣沖向天空,造成噴濺。
4???石油火災(zāi)的原因
????石油具有自己的火災(zāi)危險性和火災(zāi)特點,在生產(chǎn)作業(yè)中引發(fā)火災(zāi)的原因也是多方面的。???
????4.1??從火的來源看
????4.1.1??明火或暗火
????包括炊事用火、火柴、火機(jī)或其他點燃的明火及各種陰燃而沒有火焰的燃燒等。
????4.1.2??熱表面
????包括內(nèi)燃機(jī)排煙管、鍋爐外殼及動力設(shè)備轉(zhuǎn)動部位等。
????4.1.3??火星
????包括煙囪或鄰近火場飛火、撞擊火花、摩擦及電氣焊焊渣等。
????4.1.4??電氣
????包括電路開啟或切斷、短路、過載、接觸電阻過大等引起的電火花、電弧、過熱,防爆場所使用非防爆電氣設(shè)備,以及雷擊放電和靜電火花等。
????4.1.5?自燃
????包括受熱自燃和蓄熱自然。如含硫油品的沉積物在消除時發(fā)生自燃,潤滑油及重油加溫時溫度超過閃點而自燃。