摘要:本文介紹了中國較早發(fā)生的一起較大的石油庫火災(zāi)-黃島油庫火災(zāi),以此來對石油庫火災(zāi)的防火進行分析,文章分為石油及其制品儲罐火災(zāi)特點;黃島油庫火災(zāi)的簡介;黃島油庫火災(zāi)原因分析;由案例引申一般油庫區(qū)防火措施;結(jié)語五部分組成。通過黃島油庫火災(zāi)對石油庫火災(zāi)這一類型火災(zāi)的防火進行了總結(jié)。
??????? 關(guān)鍵詞:黃島油庫火災(zāi)、石油庫防火
??????? 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,石油及其制品的消耗量逐年增長,其運輸日益頻繁。為保證日常生產(chǎn)周轉(zhuǎn)需要,石油罐區(qū)總儲量及單罐容量也越來越大。但由于石油化工企業(yè)具有生產(chǎn)環(huán)境惡劣、工藝復(fù)雜、產(chǎn)品易燃易爆等特點,所以,多年來火災(zāi)和爆炸事故一直威脅著油氣生產(chǎn)單位職工的生命財產(chǎn)安全。一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,后果不堪設(shè)想。
??????? 一、石油及其制品儲罐火災(zāi)特點
??????? 首先,石油庫油罐爆炸危險性大。石油及其制品在一定的溫度下,能蒸發(fā)大量的蒸氣,當(dāng)這些油蒸氣與空氣混合達到一定比例時,遇到明火即發(fā)生爆炸。此外,儲油容器在火焰或高溫作用下,油蒸氣壓力急劇增加,當(dāng)超過容器能承受的極限壓力時,容器即發(fā)生爆炸。
??????? 其次、石油庫油罐火災(zāi)火焰溫度高、輻射熱強。一旦發(fā)生石油及其制品火災(zāi),其周圍環(huán)境溫度較高,輻射熱強烈。如油罐發(fā)生火災(zāi),其火焰中心溫度達1050℃~1400℃,罐壁溫度達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。燃燒時間越長,輻射熱越強。并且,石油庫油罐著火易形成大面積火災(zāi)。石油及其制品火災(zāi)發(fā)展蔓延速度快,極易造成大面積火災(zāi)。如石油及其制品儲存容器發(fā)生火災(zāi),伴隨著容器的爆炸,油品的沸溢、噴濺、流散,便會在容器周圍發(fā)生大面積火災(zāi)。如果火災(zāi)周圍有其他油罐,那后果更加嚴重。
??????? 最后,石油庫油罐火災(zāi)具有復(fù)燃性、復(fù)爆性。撲滅石油及其制品火災(zāi)后,在沒有切斷可燃源的情況下,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,由于其壁溫過高,如不繼續(xù)進行冷卻處理,會重新引起油品的燃燒。故撲救石油及其制品火災(zāi),常因指揮失誤,滅火措施不當(dāng)而造成復(fù)燃、復(fù)爆。
??????? 二、黃島油庫火災(zāi)的簡介
??????? 黃島油庫區(qū)始建于1973年,勝利油田開采出的原油由東(營)黃(島)輸油線輸送到黃島油庫,再由青島港務(wù)局油碼頭裝船運往各地。黃島油庫原油儲存能力 760000立方米,成品油儲存能力約60000立方米, 是我國三大海港輸油專用碼頭之一。
??????? 1989年8月12日9時55分,2.3萬立方米原油儲量的5號混凝土油罐突然爆炸起火。到下午2時35分,青島地區(qū)西北風(fēng),風(fēng)力增至4級以上,幾百米高的火焰向東南方向傾斜。燃燒了4個多小時,5號罐里的原油隨著輕油餾分的蒸發(fā)燃燒,形成速度大約每小時1.5米、溫度為150-300℃的熱波向油層下部傳遞。當(dāng)熱波傳至油罐底部的水層時,罐底部的積水、原油中的乳化水以及滅火時泡沫中的水汽化, 使原油猛烈沸溢,噴向空中,撒落四周地面。下午3時左右,噴濺的油火點燃了位于東南方向相距5號油罐37米處的另一座相同結(jié)構(gòu)的4號油罐頂部的泄漏油氣層,引起爆炸。炸飛
??????? 的4號罐頂混凝土碎塊將相鄰30米處的1號、2號和3號金屬油罐頂部震裂,造成油氣外漏。約1分鐘后,5號罐噴濺的油火又先后點燃了3號、2號和1號油罐的外漏油氣,引起爆燃,整個老罐區(qū)陷入一片火海。失控的外溢原油像火山噴發(fā)出的巖漿,在地面上四處流淌。大火分成三股,一部分油火翻過5號罐北側(cè)1米高的矮墻,進入儲油規(guī)模為300000立方米全套引進日本工藝裝備的新罐區(qū)的1號、2號、6號浮頂式金屬罐的四周,烈焰和濃煙燒黑3號罐壁,其中2號罐壁隔熱鋼板很快被燒紅;另一部分油火沿著地下管溝流淌,匯同輸油管網(wǎng)外溢原油形成地下火網(wǎng);還有一部分油火向北,從生產(chǎn)區(qū)的消防泵房一直燒到車庫、化驗室和鍋爐房,向東從變電站一直引燒到裝船泵房、計量站、加熱爐?;鸷O碇麄€生產(chǎn)區(qū),東路、北路的兩路油火匯合成一路,燒過油庫1號大門,沿著新港公路向位于低處的黃島油港燒去。大火殃及青島化工進出口黃島分公司、航務(wù)二公司四處、黃島商檢局、管道局倉庫和建港指揮部倉庫等單位。18時左右,部分外溢原油沿著地面管溝、低洼路面流入膠州灣。大約600噸油水在膠州灣海面形成幾條十幾海里長,幾百米寬的污染帶,造成膠州灣有史以來最嚴重的海洋污染。
??????? 三、黃島油庫火災(zāi)原因分析
??????? 直接原因
??????? 黃島油庫特大火災(zāi)事故的直接原因:是由于非金屬油罐本身存在的缺陷,遭受對地雷擊,產(chǎn)生的感應(yīng)火花引爆油氣。
??????? 事故發(fā)生后,4號、5號兩座半地下混凝土石壁油罐燒塌,1號、2號、3號拱頂金屬油罐燒塌,給現(xiàn)場勘查、分析事故原因帶來很大困難。在排除人為破壞、明火作業(yè)、靜電引爆等因素和實測避雷針接地良好的基礎(chǔ)上,根據(jù)當(dāng)時的氣象情況和有關(guān)人員的證詞(當(dāng)時,青島地區(qū)為雷雨天氣),經(jīng)過深入調(diào)查和科學(xué)論證,事故原因的焦點集中在雷擊的形式上?;炷劣凸拊馐芾讚粢男问街饕?種: 一是球雷雷擊;二是直擊避雷針感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花;三是雷擊直接燃爆油氣;四是空中雷放電引起感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花;五是繞擊雷直擊;六是罐區(qū)周圍對地雷擊感應(yīng)電壓產(chǎn)生火花。
??????? 經(jīng)過對以上雷擊形式的勘查取證、綜合分析,5號油罐爆炸起火的原因,排除了前4種雷擊形式,第5種雷擊形成可能性極小。理由是:繞擊雷繞擊率在平地是0.4%,山地是1%,概率很??;繞擊雷的特征是小雷繞擊,避雷針越高繞擊的可能性越大。當(dāng)時青島地區(qū)的雷電強度屬中等強度,5號罐的避雷針高度為30米,屬較低的,故繞擊的可能性不大; 經(jīng)現(xiàn)場發(fā)掘和清查,罐體上未找到雷擊痕跡,因此繞擊雷也可以排除。
??????? 事故原因極大可能是由于該庫區(qū)遭受對地雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)火花引爆油氣。根據(jù)是:
??????? 1、8月12日9時55分左右,有6人從不同地點目擊,5號油罐起火前,在該區(qū)域有對地雷擊。
??????? 2、中國科學(xué)院空間中心測得,當(dāng)時該地區(qū)曾有過二、三次落地雷,最大一次電流104安。
??????? 3、5號油罐的罐體結(jié)構(gòu)及罐頂設(shè)施隨著使用年限的延長,預(yù)制板裂縫和保護層脫落,使鋼筋外露。罐頂部防感應(yīng)雷屏蔽網(wǎng)連接處均用鐵卡壓固。油品取樣孔采用9層鐵絲網(wǎng)覆蓋。5號罐體中鋼筋及金屬部件電氣連接不可靠的地方頗多,均有因感應(yīng)電壓而產(chǎn)生火花放電的可能性。
??????? 4、根據(jù)電氣原理,50-60米以外的天空或地面雷感應(yīng),可使電氣設(shè)施100~200毫米的間隙放電。從5號油罐的金屬間隙看,在周圍幾百米內(nèi)有對地的雷擊時,只要有幾百伏的感應(yīng)電壓就可以產(chǎn)生火花放電。
??????? 5、5號油罐自8月12日凌晨2時起到9時55分起火時,一直在進油,共輸入1.5萬立方米原油。與此同時,必然向罐頂周圍排人一定體積的油氣,使罐外頂部形成一層達到爆炸極限范圍的油氣層。此外,根據(jù)油氣分層原理,罐內(nèi)大部分空間的油氣雖處于爆炸上限,但由于油氣分布不均勻,通氣孔及罐體裂縫處的油氣濃度較低,但仍處于爆炸極限范圍。
??????? 深層原因
??????? 除上述直接原因之外,要從更深層次分析事故原因,吸取事故教訓(xùn),防患于未然。
??????? 1、黃島油庫區(qū)儲油規(guī)模過大,生產(chǎn)布局不合理。黃島面積僅5.33平方公里,卻有黃島油庫和青島港務(wù)局油港兩家油庫區(qū)分布在不到1.5平方公里的坡地上。早在1975年就形成34.1萬立方米的儲油規(guī)模。但1983年以來,國家有關(guān)部門先后下達指標和投資,使黃島儲油規(guī)模達到出事前的76萬立方米,從而形成油庫區(qū)相連、罐群密集的布局。黃島油庫老罐區(qū)5座油罐建在半山坡上,輸油生產(chǎn)區(qū)建在近鄰的山腳下。這種設(shè)計只考慮利用自然高度差輸油 節(jié)省電力,而忽視了消防安全要求,影響對油罐的觀察巡視。而且一旦發(fā)生爆炸火災(zāi),首先殃及生產(chǎn)區(qū),必遭滅頂之災(zāi)。這不僅給黃島油庫區(qū)的自身安全留下長期重大隱患,還對膠州灣的安全構(gòu)成了永久性的威脅。
??????? 2、混凝土油罐先天不足,固有缺陷不易整改。黃島油庫4號、5號混凝土油罐始建于1973年。當(dāng)時我國缺乏鋼材,是在戰(zhàn)備思想指導(dǎo)下,邊設(shè)計、邊施工、邊投產(chǎn)的產(chǎn)物。這種混凝土油罐內(nèi)部鋼筋錯綜復(fù)雜,透光孔、油氣呼吸孔、消防管線等金屬部件布滿罐頂。在使用一定年限以后,混凝土保護層脫落,鋼筋外露,在鋼筋的捆綁處、間斷處易受雷電感應(yīng),極易產(chǎn)生放電火花;如遇周圍油氣在爆炸極限內(nèi),則會引起爆炸?;炷劣凸摅w極不嚴密,隨著使用年限的延長,罐頂預(yù)制拱板產(chǎn)生裂縫,形成縱橫交錯的油氣外泄孔隙?;炷劣凸薅酁槌河凸蓿揄斠蚴艹袎耗芰Φ南拗?,需設(shè)通氣孔泄壓,通氣孔直通大氣,在罐頂周圍經(jīng)常散發(fā)油氣,形成油氣層,是一種潛在的危險因素。
??????? 3、混凝土油罐只重儲油功能,大多數(shù)因陋就簡,忽視消防安全和防雷避雷設(shè)計,安全系數(shù)低,極易遭雷擊。1985年7月15日,黃島油庫4號混凝土油罐遭雷擊起火后,為了吸取教訓(xùn),分別在4號、5號混凝土油罐四周各架了4座30立方米高的避雷針,罐頂部裝設(shè)了防感應(yīng)雷屏蔽網(wǎng),因油罐正處在使用狀態(tài),網(wǎng)格連接處無法進行焊接,均用鐵卡壓接。這次勘查發(fā)現(xiàn),大多數(shù)壓固點銹蝕嚴重。經(jīng)測量一個大火燒過的壓固點,電阻值高達1.56歐姆,遠遠大于0.03歐姆的規(guī)定值。