前言
石油儲罐火災的撲滅是一個非常重要的安全問題。由于石油儲罐火災次數(shù)比較少,所以很少有人對油罐滅火哂兄苯泳欏1頸曜季褪怯Υ誦枰嘈吹摹?BR> 本標準的目的在于向消防隊員介紹撲滅各種地面儲罐和可燃易燃液體常壓儲罐火災的方法,其中包括應急方案和互助措施,以便能制定一個完整的油罐滅火方案。
本標準在技術內(nèi)容上與美國石油學會出版物API Publ 2021《易燃、可燃液體常壓儲罐的內(nèi)外滅火》(第3版,1991年1月)等效。
本標準刪去了與標準技術內(nèi)容無關的API Publ2021的特別聲明。
本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E均為提示的附錄。
本標準由石油工業(yè)安全專業(yè)標準化技術委員會提出并歸口。
本標準起草單位:中國石油天然氣管道局、勝利石油管理局安全技術處。
本標準主要起草人 沈積仁 張勇 陳彥增 陳建設 李俊榮
在所有石油生產(chǎn)中使用的數(shù)以千計的儲罐中,石油儲罐發(fā)生火災次數(shù)極少。
鑒于只有少量儲罐火災的記錄,且很少有人對儲罐滅火具有直接經(jīng)驗,本標準就是應此需要而編寫的。
應急計劃必須考慮有關的法規(guī)和條例[見第2章和附錄A(提示的附錄)](采用說明:原標準為:應急計劃必須考慮聯(lián)邦、州和當?shù)胤ㄒ?guī)和條例[見第2章和附錄A(提示的附錄)]。)。適當?shù)亩ㄆ谂嘤枌τ谟行У負錅鐑迌?nèi)部及其內(nèi)部及其周圍火災是非常重要的。消防保護的形式隨工廠性質(zhì)、規(guī)模及其復雜程度而異。一個中等規(guī)模的工廠,消防隊長可以由工廠工作人員兼任,而消防隊員則可由在緊急情況下能夠離開工作崗位并經(jīng)過訓練的人員來擔任,工廠的其他人員可承擔滅火的輔助工作。在可能情況下,小型工廠也可依此辦理,但不得不更多地依靠廠際互助和公共消防部門。大型工廠則應該設置一名專職消防隊長和一名或數(shù)名專職消防設備的檢查與維護,組織與領導救火訓練工作,還應該進行消防檢查、氣體泄漏的檢查以及動火作業(yè)證的簽發(fā)工作。
1 范圍
本標準是向有關消防人員介紹各種地上常壓儲罐和撲滅易燃、可燃液體儲罐火災的方法,其中包括應急計劃,以便能制定一個完整的儲罐滅火方案。本標準包括低閃點的易燃和可燃液體(如汽油)及高閃點的易燃和可燃液體(如潤滑油和瀝青)。
本標準根據(jù)石油工業(yè)在下列幾個方面的經(jīng)驗提供切實可行的儲罐滅火指南。
a)臥式和立式常壓儲罐的滅火預案;
b)易燃和可燃液體常壓儲罐內(nèi)部及其周圍火災滅火戰(zhàn)略和戰(zhàn)術的各種預防措施和指南;
c)用于撲滅儲罐內(nèi)外火災的滅火劑。
本標準不包括如下內(nèi)容:
a)個人防護裝備;
b)帶壓氣體火災;
c)非金屬罐火災。
防火技術和各種滅火設備及維護資料不在本標準范圍內(nèi),而是包括在諸如NFPA11,NFPA30及API Publ2005中[見第2章和附錄A(提示的附錄)]。
應當指出,本標準所提供都是基本的滅火指南,因此在火災發(fā)生時,必須根據(jù)火情靈活運用。
2 引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
API Std 620-1996 大型焊接低壓儲罐的設計和建造
API Std 650-1993 焊接鋼制石油儲罐
API Publ2005-1993 加油站安全
NFPA 11-1994 低膨脹型泡沫滅火系統(tǒng)1)
1)《美國國家防火協(xié)會(NFPA)安全防火標準選編》(上、下冊)已由山東泰山出版社于1997年11月出版。
NFPA 12A-1992 哈龍1301滅火器
NFPA 17-1994 干粉滅火系統(tǒng)
NFPA 30-1993 易燃和可燃液體規(guī)范
注:源于石油設施防火方面更詳細的資料來源見附錄A(提示的附錄)。
3 定義
3.1水成膜泡沫滅火劑 apueous-film-forming foam (AFFF)concentrates
主要由氟化表面活性劑加泡沫穩(wěn)定劑組成,通常根據(jù)滅火劑類型,按體積稀釋成3%或6%的水溶液。所形成的泡沫起一種隔絕空氣或氧氣的隔離層作用,并在燃燒液體表面形成一層水成膜,因而能夠抑制燃燒液體的蒸發(fā)。
3.2火災等級 class of a fire
取決于引起火災的燃料。A類火災是指諸如木材、布、紙張和橡膠等普通可燃物的火災。B類火災是指易燃或可燃液體和氣體火災。
3.3(火災)控制 control
就是將火強度降低大約90%左右。
3.4成膜氟蛋白泡沫滅火劑 film-forming fluoroprotein (FFFP) concentrates
由蛋白和成膜表面活性劑組合而成。所形成的泡沫起一種隔絕空氣或氧氣的隔離層作用。并在燃燒表面形成層水成膜,因而能夠抑制燃燒液體的蒸發(fā)。根據(jù)泡沫濃縮液類型,按體積稀釋成3%或6%的水溶液。
3.5氟蛋白泡沫滅火劑 fluoroprotein (FP) foam concentrate
是一種蛋白中加入合成氟化表面活性劑的泡沫濃縮液,除可以在液體表面上形成隔絕空氣的泡沫覆蓋層以外,還可以在液體表面上沉淀出薄膜而防止液體進一步蒸發(fā)。濃縮液按照其類型用水稀釋成體積比為3%或6%的溶液。
3.6泡沫供給強度 foam application rate
是在單位時間內(nèi)單位面積上所供給泡沫量的一個計量單位,以單位時間(分)內(nèi)單位面積(平方米或平方英尺)上的泡沫量(升或加侖)進行計算,單位為:L(min•m2)或gal/(min•ft2)。
3.7泡沫發(fā)泡倍數(shù) foam expansion value
是指最終的泡沫體積與未加入空氣前的原始泡沫溶液體積之比,也是上泡沫比重的倒數(shù)值。
3.8泡沫質(zhì)量 foam quality
是指泡沫物理特性的一個量度,這些特征包括25%的泡沫析液時間、發(fā)泡倍數(shù)和抗燒損性。
3.9最低施放量 minimum application rate
是指足以撲滅火災,并且有令人滿意的穩(wěn)定性和抗燒損性(見NFPA 11)的滅火劑供給強度。
3.10極性溶劑 polar solvent
是可部分或全部溶于水的易燃液體。醇 、酮和醚是常見的有機極性溶劑。
3.11蛋白泡沫滅火劑 protein foam concentrates
主要由蛋白水解物組成,并添加了穩(wěn)定劑和阻蝕劑,用以降低凝固點,防止設備和容器遭到腐蝕,防止細菌對于泡沫的分解作用,并調(diào)節(jié)粘度,以保證在緊急情況下避免立即投入使用。該類濃縮液可根據(jù)其類型用水稀釋成3%或6%的溶液。
3.12液下噴射 subsurface in jection
是一種用于撲滅烴類儲罐火災的方法,是將泡沫從儲罐內(nèi)燃燒液面以下的某一點注入,使泡沫升至液面而覆蓋燃燒物蒸氣。
3.13液面上施放 topsice application
是指將泡沫施放在燃燒液面上的方法。
3.14 25%析液時間 twenty-five-percent drain time
是指排出泡沫中所含液體的25%所需要的時間。
3.15 Ⅰ型排放口 Type Ⅰ discharge outlet
是一種將泡沫輸送到燃燒液面上而不使泡沫淹沒或使液面攪動的裝置,如泡沫槽。
3.16 Ⅱ排放口 Type Ⅱ discharge outlet
是一種將泡沫輸送到燃燒液面上,泡沫部分淹沒并在有限的范圍內(nèi)使液面攪動的裝置,如泡沫室。
3.17 Ⅲ排放口 Type Ⅲ discharge outlet
是一輸送泡沫使其直接落到燃燒液面上,并使液面全面攪動的裝置,如泡沫噴嘴。
4 滅火劑
4.1 概述
本章對用于儲罐周圍地面火災、易燃可燃液體儲罐內(nèi)部火災的滅火劑作了介紹。在撲救液體火災時,應該使用專門的滅火劑和設備,并由合格的消防人員使用。
4.2 水
水作為滅火劑使用范圍較廣,它可起到冷卻、悶熄、乳化、稀釋和置換作用。水具有從任何物質(zhì)吸收熱量的能力。通常它是大量存在的。它能夠冷卻火焰中的設備、構筑物以及罐壁,以防止或減少設備順受熱而損壞和容器中所儲物質(zhì)因過熱而引起的過壓。當水以噴霧狀或射流形式使用時,它能起到有效的冷卻作用。當燃燒表面冷卻到其閃點(燃燒表面不再繼續(xù)釋也蒸氣)以下就能起到悶熄作用。當水以適當?shù)膰娚湫问绞┓艜r,水可以撲滅小規(guī)模閃點為38℃(100℉)液態(tài)烴的火災。
如果將水輕輕地噴射到正在燃燒的閃點大于93℃(200℉)的粘性液體,能夠在液體表面上產(chǎn)生一層泡沫,可起到泡沫滅火劑作用而將火悶熄。有過使用這種方法將小直徑熱瀝青儲罐火災撲滅的實例。
在某些情況下,溶于水的易燃性液體可以通過稀釋的辦法予以撲滅。滅火所需要的稀釋程度因燃燒液體而異,例如75%的水和25%的乙醇溶液就不能繼續(xù)保持燃燒。在儲罐火災中,要達到足夠的稀釋程度可能是不切實際的。
水經(jīng)常作為置換介質(zhì)在漏油的烴類管道上使用,或用來把儲罐中液態(tài)烴漂浮在漏孔以上位置,不讓內(nèi)儲物再漏出孔外。為防止回流到滅火系統(tǒng)中,應該使用單向閥。在其打開之前,水的壓力必須大于液體的壓力。但是水不能用于置換漏油管道中的低溫石油液化氣或液化天然氣,因為這些內(nèi)儲物溫度低于0℃(32℉)。在這種低溫下,水會凍結,并可能引起管子斷裂,從而使事故更加嚴重。
水噴射特別適合于驅(qū)散漏出來的氣體和蒸氣。也能用于保護消防員免遭輻射熱或火焰接觸。
不是產(chǎn)生泡沫滅火劑(在大型易燃和可燃液體火災中使用最廣)的主要成分。
水可以有效地控制但不能撲滅低閃點液體燃料火災。
4.3 泡沫滅火劑
4.3.1概述
消防所用泡沫滅火劑是指氣泡的聚集體,它會漂浮在易燃液體表面。這種泡沫滅火齊通常用充有空氣的水和少量的泡沫濃縮液制成。主要用于在燃燒液面上產(chǎn)生一層漂浮的粘聚性泡沫使液面冷卻和使火決熄,并避免在燃燒表面上形成蒸氣和空氣的可燃性混合物,以防止復燃。泡沫滅火齊特別適用于平面易燃性液體火災,例如在漏油和儲罐火災中泡沫能夠在其表面上形成隔離蒸氣的密封層以達到滅火的目的。
要獲得優(yōu)質(zhì)的泡沫覆蓋層必須保證水的質(zhì)量。水可以是硬水或軟水,也可以是淡水或鹽水、但必須保證其質(zhì)量不會對泡沫的生成或穩(wěn)定性產(chǎn)生不良的影響。阻蝕劑、脫乳劑或其他任何添加劑必須在使用前征求泡沫滅火劑供應商的意見。撇油池或分離器中的循環(huán)水通常不能采用,因為其中微量的油分可能會影響泡沫覆蓋層的質(zhì)量。
對于有著火液體向外噴射和從上面往下落的火災(例如已破壞的儲罐或管線),泡沫滅火劑只對平面上的火災有效。對于三維火災,可先用泡沫封閉平面火災,然后用干粉或哈龍1211撲滅從上面往下落的燃燒液體或切斷燃燒液體的來源,以達到滅火的目的。閃點在60℃(140℉)以上可燃液體的三維或有燃料從上面往下落的火災,通??稍谄矫婊馂膿錅绾?,用水或泡沫噴射予以撲滅。
為了徹底撲滅儲罐火災和液體火災,連續(xù)施放泡沫是很關鍵的。在規(guī)定的最短時間內(nèi),除非不斷以要求的供給強度謝謝泡沫,否則這一類火災是不會撲滅的,泡沫層一旦形成,必須使之保持液面上,直到形成一個密封的粘聚性泡沫層。為保證人員安全和滅火效果,泡沫層應保持完整。
當泡沫用消防水炮越罐壁邊緣施放時,由于風向和向上熱氣流的影響會帶走一些泡沫,因此應當按NFPA11所述,其實際供給強度必須大于規(guī)定的供給強度,以填補損失量。
泡沫滅火劑不適用于易燃氣體火災;也不適用于撲滅含有大量石油液化氣的液體火災,或任何其蒸氣壓大于大氣壓力[在海平面上 為101kPa(14.7lb/in2)]的液體火災。因為易燃氣體會從液面蒸發(fā)并穿透泡沫覆蓋層,使火在泡沫覆蓋層的上部繼續(xù)燃燒。
泡沫滅火劑是將常壓空氣呈渦旋狀地混合到泡沫溶液(水和泡沫濃縮液)中制成的,這種渦旋作用可通過引射作用鈄空氣混合到泡沫溶液中而產(chǎn)生,如在泡沫發(fā)生器中一樣。
大多數(shù)泡沫滅火劑可以調(diào)配成體積比為3%或6%的溶液出售,前者較后者常用,因為它使用效率高,便于儲存和運輸。調(diào)配泡沫的設備必須與所用泡沫濃縮液相適。
除非不同類型的或由不同廠家生產(chǎn)的泡沫滅火劑是完全相容的,否則不應該混合使用,有關其要求和局限性參見NFPA11。
4.3.2 蛋白泡沫滅火劑
這種泡沫滅火劑自1935后使用以來,廣泛用于石油噴射火災和儲罐火災。主要由水解蛋白組成,并添加了穩(wěn)定劑和阻蝕劑,以降低凝固點,防止設備和容器遭到腐蝕,防止細菌對于泡沫的分解作用,并調(diào)節(jié)粘度,以保證在緊急情況下能夠立即投入使用。
4.3.3氟蛋白泡沫滅火劑(FP)
氟蛋白泡沫滅火劑與蛋白泡沫滅火劑極其相似,只是加入合成氟化表面活性劑。它們能夠在液體表面上形成隔絕空氣的泡沫覆蓋層,也能在液體表面上沉淀出薄膜而防止液體燃料進一步蒸發(fā)。氟蛋白泡沫滅火劑自1965年開始使用以來,提高了蛋白泡沫滅火劑的滅火能力。這種滅火劑通常與通用的干粉滅火劑是相容的,可以同時使用,但應當經(jīng)過制造廠家予以證實或通過試驗予以確認。與蛋白泡沫滅火劑比較,當這種泡沫滅火劑浸沒于正在燃燒的液體中時不會夾帶液體,因而對于施放方法要求不高,所以適合于從液下向裝有非極性液態(tài)烴的儲罐內(nèi)注射,或使用泡沫炮和泡沫槍越過罐壁邊緣向罐內(nèi)噴射。對于石油燃料,蛋白泡沫滅火劑和氟蛋白泡沫滅火劑的穩(wěn)定性和抗復燃性都比其他類型的泡沫滅火劑高,有關要求和局限性見NFPA11。
4.3.4水成膜泡沫滅火劑(AFFFs)
水成膜泡沫滅火劑由合成氟表面活性劑、烴表面活性劑、溶劑和水組成。其作用是能夠在燃燒液面上形成一個隔絕空氣的隔離層,并在液體表面上形成一層水成膜,因而能夠抑制大多數(shù)石油液體燃料的蒸發(fā)。泡沫覆蓋層應當施放到足夠厚,以達到抑制蒸氣散發(fā)撲滅火災的作用。應當監(jiān)視易燃混合物,如果未能做到繼續(xù)補充泡沫使之形成看得見的泡沫覆蓋層,則膜可能存在也可能不存在。因此,僅僅是膜并不能認為是已產(chǎn)生了堅固的蒸氣密封層。水成膜泡沫滅火劑通常可以用適合于蛋白泡沫發(fā)生器的裝置予以發(fā)泡,但是未經(jīng)制造廠的同意和在未對全部設備(包括泡沫罐)徹底清洗前不得隨便把蛋白泡沫發(fā)生設備改裝成水成膜泡沫發(fā)生設備。
由于用水成膜泡沫滅火劑濃縮液生成的泡沫滅火劑與干粉滅火劑是完全相容的,因而適于與干粉合用。而蛋白和氟蛋白泡沫滅火劑可能與水成膜泡沫滅火劑互不相容,因而不能按比例混合在一起使用。但是這些泡沫滅火劑濃縮液單獨地產(chǎn)生的泡沫則是相容的,可以依次地或同時使用,有1%-6%濃度的水成膜泡沫滅火劑在市場上出售。
水成膜泡沫滅火劑的排放速度較其他泡沫快,而且流動性更強,因此能迅速悶熄并撲滅火災,通過固定式,半固定式或移動式噴射裝置在儲罐頂側施放這種泡沫是一種典型的戰(zhàn)略。有些水成膜泡沫滅火劑也適合于在普通烴類儲罐中采用液下噴射方式,有關要求及局限性參見NFPA11。
4.3.5 抗溶泡沫滅火劑
有的液體能溶于水或?qū)Φ鞍着菽瓬缁饎鞍着菽瓬缁饎?、水成膜泡沫滅火劑產(chǎn)生化學破壞,對這種液體火災必須使用特種泡沫滅火劑,它能夠在燃燒液體表面和泡沫層之間形成一個不溶解層,通常稱抗溶型或極性溶劑泡沫,其化學組成,比例分配方法,有效濃度范圍和其他操作參數(shù)變化很大。對于極性溶劑通常只有6%的泡沫濃縮液可供使用,但如經(jīng)批準也可以在內(nèi)儲物上使用3%的泡沫濃縮液。其中有些泡沫濃縮液能在內(nèi)儲物上產(chǎn)生水成膜泡沫滅火閶。使用這種滅火劑的系統(tǒng)需要特殊設計,不同的抗溶泡沫滅火劑不應該混合使用,與其他類型的泡沫滅火劑也不能混合使用,除非事先已證明它們是相容的。這些滅火劑只能從頂部施放在能溶于水的液體,不適用于液下噴射。有關要求和局限性見NFPA11。
4.3.6 成膜氟蛋白泡沫滅火劑(FFFP)
這種成膜氟蛋白泡沫滅火劑綜合了水成膜泡沫滅火劑和氟蛋白泡沫滅火劑的特性,由蛋白和成膜表面活性劑組成,它的作用是在燃燒液面上形成一個能夠隔絕空氣的隔離層。并在液體表面上形成一相水成膜,因而能夠抑制燃燒液體的蒸發(fā)。與一般的氟蛋白泡沫滅火劑相同,它浸沒于正在燃燒的液體中不會夾帶液體,,因而對于施放方法要求不高,適合于液下向罐內(nèi)注射,或用泡沫炮越過罐的邊緣向罐內(nèi)注射。向溢油火災施放時,其方法與水成膜泡沫滅火劑的施放方法相似。
成膜氟蛋白泡沫滅火劑泡沫濃縮液產(chǎn)生的泡沫與干粉相容。有體積比3%和6%的兩種泡沫液可供使用。
成膜氟蛋白泡沫滅火劑泡沫濃縮液是作為普通烴類、水混性液體的有效滅火劑而研制的。這種滅火劑中含有與極性溶劑進行化學反應的組分,難免形成塑料狀薄膜。它可以用普通的泡沫裝置進行發(fā)泡。但是應當指出,水溶性液體所需要的泡沫液濃度較高,所需要的供給強度也較高。
4.3.7 化學泡沫滅火劑
這種泡沫滅火劑由含堿性鹽和酸性鹽的兩種粉末經(jīng)化學反應而成,與其他泡沫滅火劑比較,由于在運輸、儲存、安裝和設備維護等方面存在缺點較多等原因,使用較少。
4.4 干粉
4.4.1 概述
對于易燃性液體火災的撲救,干粉具有很好的效果。只要干粉覆蓋了火災表面,并不間斷地施放,就可迅速地撲滅火災。微細的干粉所起的作用是中斷連鎖反應而抑制火焰本身的氧化過程。如果燃燒液體再次暴露于著火源,用干粉不能保證其不復燃。其他有關資料參見NFPA17。
當浮頂罐密封處于大面積著火時,可以用干粉與其他泡沫滅火劑混合使用來撲滅。干粉對于有燃料液體噴射或濺落的小規(guī)模漏油火災也有效,如果有余燼或熱表面有復燃危險時,應當熄滅著火源;或用水對這些著火源進行冷卻,并用泡沫予以覆蓋;或在撲救火災前將燃料來源截斷。
有幾種含有添加劑的干粉使之具有自由流動性和憎水性。
4.4.2 普通碳酸氫鈉
通常稱作“普通”干粉。這種滅火劑與蛋白泡沫滅火劑不相容,因為其中硬脂酸金屬添加劑是阻沫劑而使蛋白泡沫破壞,這種滅火劑不能與蛋白泡沫滅火劑同時使用,也不能在蛋白泡沫滅火劑使用之前、之間或之后使用。
4.4.3 與泡沫相容的碳酸氫鈉
經(jīng)過用硅酮聚合物處理之后的碳酸氫鈉則與泡沫滅火劑是相容的,適合與泡沫滅火課同時使用。如果打算隨后使用泡沫滅火劑時,只能使用與泡沫相溶的干粉。
4.4.4 碳酸氫鉀(紫鉀鹽)
通常市售碳酸氫鉀與泡沫滅火劑相容。對于B類火災,與碳酸氫鈉比較,具有較高的滅火能力(見4.4.2和4.4.3)。它可能與蛋白泡沫滅火劑相容,這取決于制造工藝。
4.4.5 氯化鉀
氯化鉀與泡沫滅火劑相容,其滅火能力與碳酸氫鉀相當(見4.4.4),它與所有類型泡沫滅火劑相容,但對于金屬(例如鋼和鋁)具有腐蝕性,在美國很少使用。
4.4.6 磷酸一胺
磷酸一胺(或磷酸一胺與酸氫二胺的混合物)是一種多用途干粉,也是唯一對A類可燃物火災以及B類易燃液體和氣體火災有效的干粉。對于B類火災,較之碳酸氫鈉更為有效,但與碳酸氫鉀干粉比較,則效果較差。它可能與蛋白泡沫滅火劑相容,這取決于制造工藝。
4.4.7 氨基甲酸鉀
由碳酸氫鉀與尿素反應而生成,與泡沫滅火劑完全相容,對于易燃液體或氣體火災的撲救效果比碳酸氫鉀要好。
4.4.8 硫酸鉀
與泡沫滅火劑相容。對于易燃液體和氣體火災的撲救,其效果與碳酸氫鈉大致相同。
4.5 水成膜泡沫滅火劑與干粉同時使用
現(xiàn)在已研制裝備有雙消防水帶的卷筒和裝備有雙噴嘴的轉(zhuǎn)動架,可由一名消防隊員同時或交替施放水成膜泡沫滅火劑和干粉。通常主要由水成膜 泡沫滅火劑和碳酸氫鉀構成,但也使用多用途干粉和帶潤濕劑的水。水成膜泡沫滅火劑濃縮液通常用水預混合成溶液,象干粉那樣儲存在用氮氣充壓的容器內(nèi)供隨時使用。混合滅火劑容器尺寸不等,預混合水成膜溶液容器容量為189-757L(50-200gal),干粉容器容量為227-1361kg(500-3000 lb)。這種容器結構設計能有效地保證撲滅三維帶壓火災或漏油噴油火災。當滅火隊員使用干粉迅速地將火災熄滅時,施放水成膜澄清滅火劑能夠防止火災再次閃燃。
4.6 鹵代烷
其商品名通常稱為哈龍(Halon),是完全鹵化了的甲烷或乙烷的衍生物,無色、無臭、不導電。其滅火原理與干粉相似,是通過化學抑制作用來完成的,使用它能夠迅速撲滅B類火災,因為它能夠中斷鏈鎖反應而抑制火焰中的氧化過程。也能夠迅速地撲滅A類可燃物的非深層火災。這種滅火劑對撲滅易燃液體或氣體火災特別有效。對于要求使用潔凈滅火劑的C類火災也有效。
目前有三種鹵代烷滅火劑:
a)哈龍1301(一溴三氟甲烷);
b)哈龍1211(一溴一氯二氟甲烷);
c)哈龍2402(二溴四氟乙烷),由于其毒性較大,使用受到限制;
4.6.1 哈龍1301
這種滅火劑的沸點為-58℃(-72℉),在排放期間靠近噴嘴處蒸發(fā)。它主要用于全淹沒噴射系統(tǒng),用氮氣充壓至2482kPa(360lb/in2)或4137kPa(600lb/in2)。儲存測試在-29-54℃(-20-130℉)。全淹沒噴射系統(tǒng)可用于滅火,或在一人需保護的密閉區(qū)域內(nèi)形成惰性氣體空間(參見NFPA 12A)。
4.6.2 哈龍1211
這種滅火劑的沸點為-3.3℃(26℉),它能迅速地燃燒表面。哈龍1211通常用于要求使用潔凈滅火劑的手持式滅火器中,有些公司為了撲滅浮頂儲罐邊緣火災,而安裝的自動滅火系統(tǒng)所使用的就是哈龍1211,但是這些系統(tǒng)可能會出現(xiàn)復習燃(在實際火災中已出現(xiàn)過復燃),而且要在要求的時間內(nèi)保持要求的濃度也是困難的。
4.6.3 哈龍2402
這種滅火劑的沸點為47.2℃(117℉),在常溫下以液體狀態(tài)排出和散布。由于其沸點較高,提出設備在重新裝填時不需要特殊的轉(zhuǎn)輸設備。除了用于特殊的防爆系統(tǒng)外,使用不多。由于毒性較大,不適合適用淹沒方式在有人區(qū)域使用。
5 儲罐內(nèi)外滅火操作
5.1 概述
儲罐火災情況復雜,撲滅儲罐火災需要滅火設備和材料進行計劃并合理組織。儲罐群火災和大直徑[大于45m(150ft)]的儲罐火災要求做好后勤保障和協(xié)調(diào)工作。滅火指揮員必須指揮好自己的人員,并協(xié)調(diào)好廠際互助的消防人員、工廠裝置的操作人員及其他人員的消防活動。
大規(guī)?;馂脑跍缁鹎靶枰獛讉€小時的應急準備。
經(jīng)驗表明,安全成功地撲滅儲罐火災需要有正確的應急計劃[見附錄B(提示的附錄)]。應制定出一個可行并安全的戰(zhàn)略和實施戰(zhàn)術,并監(jiān)控滅火過程。如果應急計劃沒有達到預想結果。應隨之改變。
5.2 戰(zhàn)備
戰(zhàn)略就是制定計劃??偟膽?zhàn)略性計劃包括下列內(nèi)容:
a)目的-需要實現(xiàn)的目標和預期的結果;
b)資源-實現(xiàn)預定目標所需要的項目;
c)組織-對實施該計劃人員的分工;
d)戰(zhàn)略和戰(zhàn)術-編制行動計劃,聯(lián)系方案和結果;
e)反饋-對該計劃的進度和任何需要改進地方的執(zhí)行情況進行評估。
總的說來,作為儲罐區(qū)應急計劃的一部分,儲罐防火戰(zhàn)略應預先制定。
5.3 對火災的評估
火情估計是收集和緊急情況有關的資料的動態(tài)過程。
當收到火警之后滅火指揮人員開始滅火活動的第一步就是評估火災的規(guī)模,迅速確定滅火作戰(zhàn)計劃和滅火戰(zhàn)術。一些需要考慮的問題和考慮的次序如下所述:
a)救護-傷員的緊急救護。
b)曝火-火勢查處蔓延的可能性,包括下列內(nèi)容:
1)儲罐和防火堤閥門的狀態(tài);
2)地面排液。
c)生命危險-撤離工作人員和附近居民的潛在需要。
d)火情-所涉及的儲罐類型及其特點。包括:
1)設施平面布置的有關數(shù)據(jù);
2)儲罐的類型:開口式浮頂、內(nèi)浮頂或錐頂;
3)罐頂是否有弱焊縫;
4)儲罐的尺寸和直徑;
5)罐頂排水閥的位置和狀態(tài);
6)罐頂密封的數(shù)量和類型。
e)火災的類型,包括:
1)密封處火災;
2)全方位火災;
3)溢油(噴濺)火災;
4)混合(儲罐和防火堤內(nèi))火災;
5)多罐群火災;
6)呼吸閥火災;
7)裂縫火災;
8)管子連接處火災。
f)儲罐內(nèi)儲物的特性,包括:
1)內(nèi)儲物名稱;
2)胡無水沸溢的可能性;
3)罐底內(nèi)內(nèi)儲物的體積;
4)罐底墊水層的深度;
5)罐內(nèi)內(nèi)儲物的沸點;
6)罐內(nèi)內(nèi)儲物的毒性。
g)罐頂、罐壁、管路和固定滅火系統(tǒng)的狀況。
h)如果滅火較困難,用泵輸出常壓罐內(nèi)儲物的可能性。
i)用于冷卻暴露于火焰中的金屬部分冷卻水的需要量。
j)滅火人員所采取的緊急措施,包括下列內(nèi)容:
1)切斷燃料;
2)開始轉(zhuǎn)移內(nèi)儲物;
3)由于內(nèi)儲物攪拌器對泡沫覆蓋層的形成有影響,應將其關閉;
4)停止用泵向罐內(nèi)輸入內(nèi)儲物。
k) 消防能力,包括下列內(nèi)容:
1)經(jīng)過專門培訓的工作人員的數(shù)量;
2)可供使用的泡沫量;
3)可供使用的水(包括水量和壓力);
4)比例混合設備;
5)車輛進出通道。
l)天氣條件。
5.4 對所有儲罐火災均適用的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術
5.4.1 概述
戰(zhàn)略就是制定計劃,戰(zhàn)術是實現(xiàn)目標的實際行動?;旧嫌腥龖?zhàn)略用于儲罐滅火。每一戰(zhàn)略采用不同的戰(zhàn)術和不同的行動及不同的次序,以便安全地撲滅火災而不導致人員傷亡。理想情況是,儲罐和內(nèi)儲物的損害最小,或這兩方面的損失可以經(jīng)濟地予以減少。當火災撲滅之后,消防人員應將滅火結果與戰(zhàn)略計劃相比較。用于該目的的一人有用工具為事故數(shù)據(jù)表,交在附錄C(提示的附錄)中討論。
用于儲罐滅火的戰(zhàn)術應完全地實施戰(zhàn)略計劃。例如,正確使用人力和設備、關閉泵、與其他部門(操作人員、廠際滅火互助人員、政府管制部門和其他團體)的協(xié)調(diào),以及控制火勢的行動計劃都屬于戰(zhàn)術范圍。
通過戰(zhàn)術計劃實現(xiàn)戰(zhàn)略的火災指揮員,應對火災特性、火災的控制和滅火技術、危險性分析和防止火災損失等在全面的了解。
保守戰(zhàn)略 當撲滅火災的可能性很小,并由于水沸溢或其他原因而需人員撤離時,應采用保守戰(zhàn)略。
防御戰(zhàn)略 當撲滅火災的可能性很小,但是該區(qū)域無需撤離時,需采用防御戰(zhàn)略。消防人員應留在現(xiàn)場,并采取一定措施使火災僅限制在罐內(nèi),并盡量減小火災影響范圍。但如果能得到更多的人員和設備,也可能轉(zhuǎn)變?yōu)檫M攻戰(zhàn)略。
進攻戰(zhàn)略 當有充足的泡沫、設備和人力,有較大的可能性撲滅火災時,應采用進攻戰(zhàn)略。
5.4.2 保守戰(zhàn)術
如果滅火時可能危及人員的安全時,應考慮保守戰(zhàn)術,下面是一些使用保守戰(zhàn)術的情況:
a)沒有足夠人員和材料(泡沫和水)以全面、安全地撲滅火災;
b)不能滿足所有要求的供給強度和供給時間;
c)有即將發(fā)生水沸溢、罐體開裂、或其他危及生命的危險,人員需立即 從該區(qū)域撤離。
5.4.3 防御戰(zhàn)術
當滅火行動不能對火災結果產(chǎn)生迅速和可靠作用時,應考慮采用防御戰(zhàn)術。當使用這些戰(zhàn)術時應考慮使用的因素如下:
a)所有防火堤和罐頂排液閥的狀態(tài)。這些閥門應為關閉狀態(tài),以便將火情控制在局部。
b)火焰迫近和熱量傳到儲罐附近。在這種情況下應立即采取行動以防火災蔓延至其他儲罐,應考慮使用保護性冷卻水源,使用泡沫滅火劑,并將內(nèi)儲物轉(zhuǎn)輸安全的儲罐。
c)內(nèi)儲物特性,、內(nèi)儲物液位和墊水層的液面高度。這些數(shù)據(jù)應立即取到。應對儲罐破裂或其他罐發(fā)生火災,人員需疏散到離事故地點600m(200ft)以外地帶。
d)內(nèi)儲物轉(zhuǎn)輸閥或隔離閥的狀況。
e)廠際互助,應考慮多方面互助,并應通知適當?shù)臋C構(市政工程管理和政府管制部門)。
f)是否可有現(xiàn)有的人力、物力對火災進行控制而不危及生命和財產(chǎn)。可采取一些措施使火勢受到控制,同時使損失減至最小(例如,可采取一些如曝火保護等的臨時措施,同時等候外來援助。當援助人員及設備到達時,即開始實施積極的進攻戰(zhàn)術)。
g)事故的范圍不能說明主動戰(zhàn)術是否會帶來危險。在獲得其他援助之前,防火行為應集中在防止進一步的損失和搶救財產(chǎn)方面。
h)采取基本損失控制方針,并判斷任其有控制地燃燒(在這種情況下,暴露物受保護并且損失被減小)是否可行。
防御性戰(zhàn)術的例子包括以下內(nèi)容:
a)保護固定防火系統(tǒng)的完整性。固定防火系統(tǒng)包括:泡沫管線和泡沫發(fā)生器,噴淋設備和消防截止閥。在采取滅火措施或控制火災之前先進行冷卻。
b)按下列次序立即冷卻受火焰沖擊的儲罐:
1)暴露的壓力罐。對暴露在火焰和輻射熱的液面區(qū)域進行冷卻,以保持結構的完整性并降低儲罐的內(nèi)壓。對于火焰沖擊部位應當盡可能地進行冷卻,以防液體蒸發(fā)、蒸氣爆炸而導致儲罐破裂。在文件記錄沸液蒸氣爆炸會在10min內(nèi)發(fā)生。對有火災直接沖擊下的容器(可能產(chǎn)生火焰)泄壓裝置進行冷卻。
2)暴露的常壓儲罐,用冷卻罐頂和液面以上的罐壁的方法進行保護。盡量保持儲罐的完整性以防止內(nèi)儲物的損失?;饎莸拇笮≈苯优c內(nèi)儲物的表面積成正比。另一方法是首先冷卻液面以上的火焰迫近區(qū)域(液體能吸熱)。應急計劃應該包括計算所需的水量。
3)暴露的內(nèi)儲物管道閥門和法蘭。帶螺栓的法蘭和維修夾套上的螺栓暴露于迫近火焰或高熱負荷時會變長。暴露于高溫下的墊圈經(jīng)常破裂,這可導致額外的燃料泄漏。冷卻這些區(qū)域需要與滅火行動協(xié)調(diào)。由于內(nèi)儲物管道閥門可能需要在滅火過程中操作(開或關),所以從開始即應對其進行保護。這在打算用內(nèi)儲物管道泵輸出內(nèi)儲物或進行液下噴射滅火劑時顯得尤其重要。
4)暴露的內(nèi)儲物管路。如果內(nèi)儲物管道被堵塞,當其暴露于迫近的火焰或高熱負荷時可能發(fā)生破裂。如果可能,保持管道通暢以帶走熱量并減小破裂的危險。
c)采用適當?shù)膽?zhàn)術處理輻射熱。無直接火焰沖擊的暴露物受輻射熱并不像消防部門過去想象的那樣危急。一條經(jīng)驗是以確定上述儲罐工結構的熱負荷量。由于水墻和水幕浪費水并且其效果不可靠,所以不宜使用。為了減少輻射熱,必須將水直接施放到需要保護的表面。通常輻射熱不是最優(yōu)先要考慮的。主要用一或兩個水槍前后擺動就足以起到保護作作用。
5.4.4 進攻戰(zhàn)術
在下列情況下應考慮采用進攻戰(zhàn)略和戰(zhàn)術:
a)當有生命危險時-如果冒險搶救而有可能成功時,則應采取救援行動。
b)有足夠的人力和物力立即投入使用,又能免安全徹底地滅火時,可采進攻戰(zhàn)術。
如果現(xiàn)場能及時提供足夠的人力和物力,一般 采取進攻戰(zhàn)術,包括撲滅火焰、切斷燃料源以及其他旨在徹底撲滅火災的活動。消防人員必須熟悉所用的設備、滅火劑及使用方法。為了撲滅火災,必須由經(jīng)過培訓的人員在規(guī)定的時間內(nèi)以認可的供給強度進行有效施放。
對儲罐火災計劃采用進攻戰(zhàn)術時,應考慮以下因素:
a)有足夠的泡沫滅火劑和設備,以便以適當?shù)墓┙o強度施放泡沫。所施放的泡沫滅火劑絕不應低于所推薦的供給強度,因為這樣起不到滅火作用,只能浪費泡沫滅火劑。
b)天氣條件必須有利于滅火(風和雨會破壞泡沫覆蓋層并限制消防滅火劑)。
c)應采用掃射的方式將冷卻水最大限度地施放在整個暴露區(qū)域上。
d)當將泡沫滅火劑施放到高熱燃燒流體(如原油火災)上時要想到油會沸溢,并應有所準備見附錄D(提示的附錄)。
e)當防火堤內(nèi)和儲罐都著火時,通常在設法撲滅儲罐火之前先撲滅防火堤內(nèi)的火。
f)當多個罐著火時,應先撲滅最易撲滅的火(如最小的)或?qū)ι敭a(chǎn)造成最大危害的火
?。ㄈ缈赡艿姆幸赫舭l(fā)爆炸或水沸溢)。
g)在施放滅火劑期間,應對該滅火操作的有效性進行判斷,如果需要應進行改變。
h)在施放滅火劑以后經(jīng)歷一段時間,要進行檢查,以確認火勢是否有明顯的減弱或煙霧顏色是否改變;如果未有變化,有必要重新考慮該戰(zhàn)術。如果采用NFPA11中規(guī)定的供給強度和時間,改變應在20-30min內(nèi)發(fā)生。
i)如果目標是滅火,應當考慮如何撲滅已遭到破壞的充滿揮發(fā)性液體的儲罐。通常在儲罐被搶救成功之前,必須定時補充泡沫層。熱金屬會使泡沫層迅速破壞,揮發(fā)出的油蒸氣形成潛在的火源?;饒鲋笓]員應意識到所需的泡沫數(shù)量,火情是否得到監(jiān)督和控制以防儲罐內(nèi)內(nèi)儲物重新點燃?
j)當撲滅儲罐密封處的火災時,應格外注意不要在罐頂上施放過多的泡沫滅火劑和水,以免罐頂發(fā)生下沉。對于這類火災,手提式泡沫槍是最好的施放泡沫的方法。對此應避免濫用消防水炮。表面積小的火災比表面積大的火災更易撲滅。
警告:消防人員在進入有溢出燃料的區(qū)域時,必須對燃燒危險性特別注意。如果泡沫覆蓋層已毀壞,復燃可能傷及溢出區(qū)域內(nèi)的人員。消防人員不應走入被 泡沫層覆蓋的燃料區(qū)。
對于大多數(shù)的儲罐滅火,經(jīng)證明編制流程圖并不成功。對于大多數(shù)事故,有幾種戰(zhàn)術都能進行安全有效的滅火。如果只采用一種戰(zhàn)術,由于錯誤和疏忽可使滅火操作復雜化,并增加生命財產(chǎn)損失的危險。
5.5 保護鄰近儲罐
根據(jù)罐間距和風向情況,除非火焰與臨近儲罐接觸或輻射熱把臨近儲罐的油漆烤焦,否則直接冷卻鄰近的儲罐是不必要的。
如果對于尚未處于火焰直接作用下的儲罐罐壁的溫度和吸收熱量情況不清楚時,應頻繁地從遠處施放水流進行檢查,以確認是否產(chǎn)生蒸汽,則應施放冷卻水,直到不再產(chǎn)生蒸汽。如果儲罐需要用水冷卻,最好是將水流以扇形展開形式施放到儲罐側面和罐頂(但浮頂儲罐罐頂不能施放水)。
盡管輻射熱并未嚴重損壞液面以下罐壁部分,但有兩點需要提防,它可能需要對著火罐鄰近的儲罐進行冷卻:
a)內(nèi)裝可燃液體的儲罐罐壁吸收熱量后可使儲罐氣相空間處在易燃范圍之內(nèi)。
b)罐壁的熱可使內(nèi)裝低閃點儲物產(chǎn)生易燃蒸氣相空間壓力上升,導致儲罐著火或破裂。按API Std650設計的罐頂-罐壁的弱焊縫結構能夠在緊急時間向外排氣、同樣,浮頂儲罐的蒸氣會在密封處向外漏出。在儲罐滅火活動中有一個常見的錯誤做法是對暴露物使用水過多,這樣做不但浪費了水量和水的壓力,而且使罐區(qū)排水系統(tǒng)負擔過量,導致滅火困難。也會使空儲罐和儲油較少的儲罐被水浮起。關于這些,在應急計劃中應予以充分考慮,以免用水過多。在同時施放冷卻水和泡沫滅火劑時必須謹慎以確保冷卻水不損壞泡沫覆蓋層。有許多由于用水不當而毀壞或沖走泡沫覆蓋層并阻礙滅火作業(yè)的例子。這不僅延長了救火時間,而且浪費了泡沫滅火劑。
5.6 儲罐呼吸閥的火災
5.6.1 帶有黑色煙的桔黃色火焰
儲罐呼吸閥的火焰如果是桔黃色并冒黑煙,則表明燃料蒸氣或空氣混合物超出其燃燒極限或爆炸極限之外。這種類型火災很容易用干粉予以撲滅。
5.6.2 猛烈的藍紅色無煙的火焰
如果儲罐呼吸閥火災量猛烈的藍紅色且?guī)缀鯚o煙的火焰,則表明蒸氣、空氣混合物是燃燒必或爆炸性的。只要儲罐繼續(xù)向外排氣,火焰就不會從低壓側通過壓力真空閥進入高壓側。但是如果用干粉滅火,則必須快速進行,以免壓力真空閥受熱遭到破壞后向罐內(nèi)回火。如果其他方法證明無效,則這類火災應采取下列方法之一進行處理。
a)當壓力真空閥是關閉的,儲罐中壓力降低會使火災熄滅。因此如果儲罐暴露在火焰之中,可以在罐頂和罐壁上施放準卻水,以達到降低壓力的目的。如果往儲罐中輸送會產(chǎn)生過壓,則可通過往外輸出或倒罐以降低壓力。
b)罐內(nèi)的燃料蒸氣體可使之保持正壓。如果這時從火焰的顏色看出蒸氣體濃度很大(參見5.6.1),則可用干粉予以撲滅。
5.7 儲罐周圍地面火災的滅火
儲罐周圍發(fā)生地面火災時,應迅速地向暴露在火焰中的儲罐施放冷卻水,然后再考慮用隔離其燃燒液體來源的辦法予以撲滅。隔離的方法有:
a)關閉有關閥門,必要時需要用水流保護關閉閥門的消防隊員。
b)用水置換足夠量的內(nèi)儲物,使漏泄出來的是水而不再是內(nèi)儲物。如果采用這個方法,水的壓力應大于管道或儲罐中的壓力,并注意不要在儲罐中充入過量的水。
防火堤上的排液閥、罐頂排放閥和墊水層排放閥是隔離燃料的重要方法。所以應最先控制這類閥門。
如果儲存高閃點的儲罐暴露在地面火災中,消防人員必須注意在罐內(nèi)產(chǎn)生的易燃混合物有可能被受熱的罐壁點燃。
盡管因燃料氣或液化石油氣的泄漏而發(fā)生的火災有可能撲滅,也只是在其燃燒氣體的來源被切斷的情況下才有可能。漏氣雖有可能被風吹散,但這種可能性極小。如果發(fā)生漏氣的火災已撲滅,但未能及時切斷漏氣來源,則漏氣仍然很危險。
如果液體內(nèi)信物的小型地面火災沒有重新點燃的可能性,消防隊員不必趕往積有溢油的地面,可用干粉滅火器予以撲滅。在有些情況下可以用水把內(nèi)儲物沖到易于撲滅或控制的地帶。如果火源沒有被消除則有可能復燃。
警告:在液體溢出區(qū)域,如果蒸氣點燃后,救火人員可能被困在中間,所以消防人員千萬不要進入液體溢出區(qū)。
撲滅大型地面火災的常規(guī)戰(zhàn)略是使用泡沫滅火劑。
閃點高于38℃(100℉)或特別量其溫度高于當?shù)厮疁氐囊后w火災,可以用水噴霧予以撲滅。這是因為火焰的輻射熱會加熱流體表面使水蒸發(fā),水霧的蒸發(fā)會吸收來自火焰的熱量,減小火焰的規(guī)模,而進一步施放水就會使熱表面冷卻到其閃點以下。流體蒸發(fā)一旦停止,火災就熄滅。
6 儲罐火災控制與滅火
6.1 概述
本章適用于石油工業(yè)中最常用的各種類型儲罐,在采用本章時,還應參考采用第5章中的適用數(shù)據(jù)。這些指南并不排除良好的滅火決策或其他證明行之有效的方法。由于每一非常時刻所出現(xiàn)的情況千變?nèi)f化,必須在火災現(xiàn)場進行可靠的判斷,從而選擇正確的滅火方案。
6.2 冷卻水
消防隊員面對一場儲罐火災時的首先反應就是立即用水冷卻所有鄰近儲罐。這種做法通常是無用的,相反會影響滅火。然而在有風的情況下這種作法也許有用。
如果想知道未直接受到火焰影響的罐壁上的輻射熱量,可通過向罐壁噴身水來檢查。如產(chǎn)生蒸汽,應噴水冷卻,直至蒸汽不再產(chǎn)生。冷卻水流 應以扇形展開方式直接身向罐的火焰?zhèn)群凸揄斏?對于浮頂罐只能向儲罐側面噴水)。如果有火焰直接沖擊暴露的罐體,則應對該罐立即冷卻。
6.3 滅火
下列戰(zhàn)術適用于撲滅各類儲罐的火災,應考慮采用:
a) 對著火罐滅火之前,應撲滅著火罐附近的防火堤內(nèi)地面火災,否則有可能會再次點燃儲罐。
b) 冷卻水應直接噴向著火罐液位上方的暴露罐壁上,這樣將有助于保持罐壁直立,防止罐向內(nèi)彎,而阻泡沫或干粉到達內(nèi)儲物表面,而且有助于泡沫緊密地封閉罐壁,但是必須維持冷卻水不得過度稀釋泡沫液。
c) 當幾個常壓罐同時著火時,應只對在推薦的泡沫量和推薦的時間里能下放滅的儲罐施放泡沫滅火,這樣可避免由于泡沫供給強度不足或泡沫供給量用完而未能撲滅任何一個著火罐。
d) 如著火罐上裝有固定式泡沫裝置,應用冷卻水進行保護,直到開始噴出泡沫。
e) 在準備泡沫滅火的同時,利用泵將罐內(nèi)液體抽出,這樣可搶救出一些內(nèi)儲物,但這可能對罐壁造成損失。如果滅火條件良好,則可能不需要用泵抽出罐內(nèi)儲物。
f) 在有些情況下,由于水源、泡沫、消防隊員或發(fā)泡器不足,不可能撲滅一個罐的火災。在這類情況下,最好的辦法是任其燃燒并保護鄰近的儲罐。這時推薦用泵抽取著火儲罐的內(nèi)儲物。
6.4 儲罐
6.4.1 概述
滅火所需的方法和泡沫滅火劑取決于所儲存的內(nèi)儲物(烴或極性溶劑)和罐頂?shù)慕Y構形式。有關對不同罐頂結構形式和內(nèi)儲物類型所采取的滅火方法,包括在6.4.2~6.4.9中。
6.4.2 錐頂罐
錐頂罐(見圖1)大多用于儲存易揮發(fā)性可燃液體[例如閃點高于38℃(100℉)的液體]。然而并不總是如此,有時在這類儲罐中也儲存低閃點的液體,包括原油、極性溶劑和可燃污油。這種罐在液體表面和罐頂內(nèi)側之間有一層氣相空間。如果氣相空間在爆炸極限內(nèi),在引入火源時就會發(fā)生爆炸。如果儲罐是按API Std 650建造的,罐頂可能會與罐壁在接縫處分離。罐頂有可能整體分離或炸成幾塊飛出相當遠的距離。有時罐頂會提,再落回到罐中。在有的情況下,被炸裂的罐頂只有幾塊能完好地保留在罐的頂部。所引起的火災通常涉及整個罐表面。如果罐的內(nèi)儲物是烴類,則有兩種滅火途徑:從罐頂上方或液下噴射泡沫。從罐頂上方滅火施放的泡沫滅火劑只限于使用蛋白泡沫、成膜氟蛋白(FFFP)泡沫、氟蛋白(FP)泡沫以及專門說明能如此使用的抗溶泡沫或水成膜泡沫(AFFFs)。液下噴射泡沫為氟蛋白(FP)泡沫、成膜氟蛋白(FFFP)泡沫、水成膜泡沫(AFFFs)以及專門說明能如此使用的抗溶水成膜泡沫(AFFFs)。如火災涉及到極性溶劑,則只能采取從罐頂上方注入抗溶泡沫的滅火方法。
在從罐頂上方對烴類實施滅火措施時,有幾種方法可考慮使用,包括固定式系統(tǒng)、泡沫塔、高功率泡沫炮噴嘴以及配備有泡沫炮噴嘴的升降平臺。
對烴類儲罐從液下噴射泡沫滅火,已經(jīng)在許多場合得到了成功的驗證。必須在罐內(nèi)墊水層的液位以上噴射泡沫。在液下噴射期間可能產(chǎn)生一層墊未層,因此,在液下噴射泡沫以前和期間,可能需要特殊的抽水程序。在液下噴射 時需要專門的高背壓產(chǎn)生器,并且需要進行水力計算。根據(jù)其結構,發(fā)泡器背壓一般是入口壓力的20%~40%以排放泡沫。入口壓力一般是罐內(nèi)的壓頭和泡沫發(fā)生器與噴射點之間管路中泡沫流動的摩擦損失之和(見NFPA11)。有時升降平臺可觀察到罐內(nèi)情況,以便更好地評估滅火進展情況。液下噴射通常首先撲滅儲罐中心的火,最后撲滅邊緣處的火。從地面上觀察可以看到大量火焰,這是罐壁區(qū)的火焰。
進罐管路的泡沫流速同樣至關重要。對易燃液體,泡沫流速不應超過3m/s(10ft/s),這是根據(jù)發(fā)泡倍數(shù)而確定的。對可燃液體,其泡沫速率可達6m/s(20ft/s)。在附錄E(揭示的附錄)中給出了各種管徑的摩擦損失特性曲線和入口速度的圖表。
根據(jù)所涉及的內(nèi)儲物和儲罐的直徑,液下噴射可能需要多個噴射點。NFPA 11提供了有關的資料。在最后決定使用液下噴射法之前,應檢查并計算所有這些因素。在制定應急計劃時,最好能得到這些資料。
對極性溶劑的錐頂罐實施Ⅱ型頂部滅火時,只有采用為此目的證明或試驗過的抗溶泡沫才有效。它們包括認可的抗溶水成膜泡沫(AFFFs)或成膜氟蛋白(FFFP)泡沫滅火劑。老式的蛋白質(zhì)基及抗溶泡沫劑需要用專門的設備,以非常柔和的方式投放到極性溶劑表面(NFPA Ⅰ型排放口)。在極性溶劑上的供給強度因溶劑和所用泡沫類型而異。應該就極性溶劑的推薦供給強度向泡沫生產(chǎn)商咨詢,因為它們的供給強度通常要比烴類內(nèi)儲物所需的供給強度大得多。由于泡沫溶解的緣故,已經(jīng)證明液下噴射法對極性溶劑無效。
在向一座儲罐施放泡沫之前,在現(xiàn)場應當準備NFPA 11所推薦的最低的泡沫量。
6.4.3 儲存有原油和其他具有水沸溢危險的內(nèi)儲物錐頂罐
在撲滅儲存原油和其他能夠產(chǎn)生水沸溢內(nèi)儲物的儲罐火災時,需要采取特殊的戰(zhàn)術?;饒鲋笓]員必須了解這種特殊性,并對在其他燃料火災中的水沸溢危險保持警惕。
發(fā)生水沸溢現(xiàn)象須具備如下條件:
a) 涉及全部或大部分液體表面的大火災。在浮頂罐密封處發(fā)生的火災,只要浮頂保持完好,就不會造成水沸溢后果。
b) 原油組分中的沸點范圍較廣。隨著原油燃燒,揮發(fā)性輕質(zhì)餾分被蒸發(fā)后立即被燒掉,而未成為蒸氣的重組分[149℃(300℉)以上],由于其密度比其下面的冷原油大,所以開始從液面往下沉。隨著大火繼續(xù)燃燒,在重組分層和下面的冷原油的輕質(zhì)組分繼續(xù)蒸發(fā)。燃燒著的蒸氣繼續(xù)提供熱量使蒸發(fā)繼續(xù)進行。隨著重組分層厚度增加,界面以快于油表面燃燒速度兩倍至三倍的速度向下移動。這種重組分層被稱為“熱波層”,界面叫“熱波鋒面”。一般來講,原油的熱波層下沉速度大約為0.3~1.2m/h(1~4 ft/h)。
c) 儲罐內(nèi)必須有墊水層或水包油乳化液,而這對原儲罐來說是很普通的。滅火操作中無意間也會將水引入罐內(nèi),或者內(nèi)儲物里會有濕浮化層。當熱波峰面到達罐底水或水的乳化液層時,水迅速變成蒸汽。溫度達到204℃(400℉)時,水轉(zhuǎn)化成泡沫蒸汽混合物的體積膨脹率大約為1700[見附錄D(揭示的附錄)]。
d) 原油中含有較多的重組分,能產(chǎn)生高粘稠的油沫和水蒸氣混合物。超輕質(zhì)原油,其重組分含量較少不足以形成熱波層。某些重油、瀝青和重質(zhì)燃料油則由于其輕質(zhì)餾分太少而不足以產(chǎn)生強烈的熱波層。然而,含有輕質(zhì)餾分的重燃料油也發(fā)生過水沸溢。比重中等的普通原油最易產(chǎn)生嚴重的水沸溢現(xiàn)象,而其他原油所產(chǎn)生沸溢的嚴重程度會差一些。
儲存原油的錐頂罐需要特殊的滅火戰(zhàn)術。如果是在起火后30min內(nèi)開始滅火,噴射泡沫的效果最好??梢詮囊合禄驈捻敳繃娚溥m宜的泡沫滅火劑。
如果由于某種原因無法撲滅一座錐頂儲罐的火災,必須改變消防戰(zhàn)略。應將所有不必要的人員和設備撤離現(xiàn)場。應頻繁進行檢查熱波鋒面在罐內(nèi)的下沉情況。為了估計發(fā)生水沸溢的時間,應該用水噴射罐壁并根據(jù)在熱波鋒面上方產(chǎn)生的蒸汽確定界面的位置。
一般來講,火焰高度增大和亮度增強,表明馬上會發(fā)生水沸溢。有時伴隨火勢有聲音的變化,例如一種明顯的“油炸”聲。大團的燃燒著的油沫有可能被拋出幾英尺高,在遠處都可以看見。
在滅火之后同樣應監(jiān)視溫度。在內(nèi)儲物燃燒中產(chǎn)生的熱波有可能繼續(xù)下沉,當?shù)竭_墊水層時仍有足夠的能量造成水沸溢。此時發(fā)生的水沸溢仍然會對人員造成危險,如果存在點火源,可能會誘發(fā)火災。如果預計有可能發(fā)生水沸溢,則應將人員疏散到安全區(qū)域。對于大直徑儲罐可能需要撤離600m(2000 ft)以外。(對于其他燃料的要求,參見NFPA 30)??梢栽诜阑鸬掏庠O置一條附加的土堤。
6.4.4 開口式浮頂罐
開口式浮頂罐(見圖2)的火災一般局限在浮頂和罐壁間的環(huán)形密封區(qū)域。如果在密封區(qū)域沒有旋轉(zhuǎn)固定式泡沫滅火系統(tǒng)(NFPA 11中規(guī)定的泡沫隔板和泡沫發(fā)生器),則需要利用移動式和手提式設備滅火。
可從抗風圈或頂部將泡沫經(jīng)消防水帶引入密封區(qū)域。在火災涉及到大面積的密封區(qū)域時,最好是從抗風圈周圍相對的兩個方向至少引入兩根泡沫消防水帶施放泡沫滅火劑。消防人員必須意識到會從抗風圈掉下來的危險,必須防止這種危險。如果是利用抗風圈撲滅密封區(qū)的火災,則應設置護欄保護滅火人員。
如果是盤梯平臺下部密封區(qū)著火,妨礙消防隊員進入,則可使用移動式泡沫塔、泡沫炮或從升降臺上的消防水帶進行噴射。在向密封區(qū)域噴射泡沫的同時,可采用水槍散熱,以便消防人員能夠進入平臺。然而必須特別謹慎以防過多的泡沫流向罐頂使罐頂下沉。最好是有人在高處觀察泡沫噴射情況。如果密封處的火已著了一段時間,則應噴水冷卻罐壁外側。冷卻水需要與否可通過罐壁油漆是否起泡或變色予以判斷。
應防止以較大的直流泡沫或水流噴入已損壞的罐頂密封處的易燃內(nèi)儲物中。因為這樣做會把油濺到罐頂之上而使火勢加劇。而且不管使用什么類型的泡沫滅火劑,都應采取良好的吸入空氣式泡沫發(fā)生器。水噴嘴通常效果不好[即使使用水成膜泡沫(AFFFs)滅火劑也如此]。
大型儲罐通常采用浮頂。如只限于密封區(qū)著火,水沸溢不會出現(xiàn)。但是如果罐頂下沉,就有可能出現(xiàn)水沸溢。
6.4.5 內(nèi)浮頂罐
內(nèi)浮頂罐(見圖3)均為錐形罐,有一個內(nèi)浮頂盤,在罐頂和罐壁之間有弱焊縫。借助于設置在罐壁周圍(通常僅是在罐頂接縫下面)的呼吸閥,很容易從外部認出它們。這些罐中的氣相空間除了在最初往罐里泵入內(nèi)儲物期間以及之后根據(jù)內(nèi)儲物的揮發(fā)性持續(xù)18~25h外沒有易燃的混合氣。這些罐具有一流的防火記錄。然而,這類儲罐也有幾次火災實例,而且這些火災極難撲滅,除非按NFPA 11要求給罐配備一套固定的系統(tǒng)。在內(nèi)浮頂罐的密封或邊緣處的火災用便攜式設備是根本無法撲滅的。側面的呼吸閥太小,從地面引入的泡沫流無法通過。有時錐頂被部分吹開或吹走,這樣當浮頂盤下沉時就會使整個液面起火。
在上述情況下,滅火方法應該按照錐頂儲罐對待,通過消防炮噴嘴或其他頂部施放進行滅火。應該注意罐頂沉沒后可能阻止液下噴射的泡沫升到液面。然而,如果其他措施均失效,可以嘗試液下噴射泡沫,這種成功的例子也有幾個。一些公司在按照NFPA 11的規(guī)定建造儲罐時,因這種儲罐更容易發(fā)生罐頂下沉,所以在上面設置了固定泡沫保護系統(tǒng)覆蓋罐體的整個表面。
6.4.6 大型儲罐
隨著儲罐日益大型化,滅火的難度也隨之增大。在大型儲罐火災滅火成功的記錄中儲罐最大直徑為45m(150ft)。通常人們認為30m(ft)是泡沫能撲滅液面上流動火的最大距離,超過該距離,泡沫的水分失去太多,會失去其滅火能力。因此,要用壁裝式泡沫箱保護的最大型錐頂儲罐的直徑應為60m(20ft)左右。不過,對于直徑超過60m(20ft)的罐壁,采用壁裝式泡沫箱,再用中央?yún)^(qū)域液下注射泡沫或者單獨采用液下注射式滅火系統(tǒng)也可能達到滅火目的。需要指出的是,發(fā)泡倍數(shù)和入口速度是液下操作的關鍵,以防止有過多的內(nèi)儲物隨著泡沫的上升而帶出。所有液下噴射系統(tǒng)均應嚴格按照NFPA 11進行計。
近來對成功的儲罐滅火研究表明,在開始滅火操作時使用多個大功率泡沫炮以多條泡沫射流集中在較小區(qū)域是有效的。采用這種方法可使泡沫在小范圍內(nèi)控制火焰,從而降低溫度和熱上升氣流,并使泡沫層得以在液面上形成。
6.4.7 易碎罐頂或弱焊縫罐頂
一般情況下,建議在錐頂罐或帶有內(nèi)浮頂罐的固定頂上設置弱焊縫或易碎罐頂。罐內(nèi)一旦出現(xiàn)爆炸或其他的過壓情況,罐頂與罐壁的焊縫會破裂而罐壁與罐底的焊縫保護完好。如罐底結合處發(fā)生破裂,罐內(nèi)所有內(nèi)儲物漏出會使火源大面積擴散。這種情況以前發(fā)生過。有關易碎罐頂?shù)脑O計參見PAI Std 650。應特別注意對于直徑小于15m(50ft)的小型儲罐要保證罐頂具有易碎性,因為小型儲罐,其罐壁的重量不足以抵消儲罐過壓引起的提升力。這一問題還沒有被普遍認識,要防止罐壁與罐底接縫發(fā)生破裂,需要進行特殊設計。
6.4.8 立式低壓固定頂儲罐
6.4.8.1 不帶弱焊縫的儲罐
不帶弱焊縫這一類儲罐是按照PAI Std 620進行設計和施工的,在操作時金屬溫度不超過93。C(或200。F),操作壓力不超過103.42kPa(15 lb/in2)。
這種儲罐火災通常起因于漏油或有其他火源蔓延而發(fā)生。如果發(fā)生內(nèi)部爆炸(很少發(fā)生),儲罐將在最弱處破裂。如果破裂發(fā)生在罐壁與罐底焊縫,漏油會很快流散在儲罐周圍,并很快閃蒸起來,隨后就是地面大火。應急計劃中應考慮這種情況,以揭示消防人員注意防止傷亡。
6.4.8.2 不帶有弱焊縫的罐頂或無應急呼吸閥的儲罐
不帶弱焊縫的罐頂或無應急呼吸閥的府罐應在應急計劃中以及現(xiàn)場罐體上標示出。滅火的原理和方法應根據(jù)火災的類型參見本標準的相關章節(jié)。
6.4.9 螺栓固定接縫和鉚釘固定接縫儲罐
螺栓固定連接和鉚釘固定連接儲罐具有發(fā)生三維火災潛在的危險性。從焊縫滲漏的原油可能燃燒,并沿罐壁而下。這些火焰必須用滅火劑撲滅。
6.5 含鉛發(fā)動機燃油混合罐和儲罐
抗爆化合物儲罐周圍發(fā)生火災時,應該施放冷卻水,以防止儲罐蒸氣空間中的金屬表面溫度上升到鉛化合物分解的溫度并將儲罐中鉛液溫度保持在其平均臨界溫度以下。一旦鉛化合物分解,儲罐即將出現(xiàn)劇烈的破裂。
第一緊急情況有不同特殊現(xiàn)象,應當作出正確判斷采取行動。下面推薦在這種火災發(fā)生時應該采用的方法和預防措施:
a) 停止進料和混合作業(yè)。
b) 穿戴合適的人身防護裝備。
c) 立即向儲罐施放冷卻水。啟用手動的或固定式水噴霧系統(tǒng),在設置自動水噴霧系統(tǒng)時應檢查其工作情況。
d) 如果火災危及混合裝置,則應當遵循工廠的正規(guī)防火措施和規(guī)范。應該立即通知最近的抗爆劑供應部門。
e) 熄滅該區(qū)域的烴類火焰。
f) 使用干粉撲滅呼吸閥或流動的烴類火災。
g) 為防止該地區(qū)火災持續(xù)時間過長,需要使用移動式消防炮向儲罐施加額外的水流。
一般地講,在混合車間內(nèi)滅火人員的安全取決于抗爆化合物是否能夠保持低于其平均臨界溫度。如果抗爆化合物儲罐破裂,則必須避免接觸到儲罐內(nèi)的物質(zhì)和吸入任何煙霧。
水對于撲滅抗爆化合物的燃燒是有效的。這種火災與石油或汽油火災不同,水能夠聚集在密度很大的抗爆物質(zhì)上面,使蒸氣和空氣有效地分隔開,因而能夠防止燃燒。為了保證水的最大,效果,在往儲罐中增加水量時應盡量不使水產(chǎn)生紊流。應當避免吸進燃燒后的產(chǎn)物。
當火災發(fā)生在抗爆化合物儲罐區(qū)域時,對滅火人員或其他人員構成危險前的可供利用時間取決于儲罐內(nèi)化合物的數(shù)量和施加冷卻水是否得當。
下面的時間是根據(jù)經(jīng)驗得來的,可用于估算在火災溫度的作用下化合物溫度達到其平均溫度前可供利用的滅火時間。
a) 儲罐中有抗爆化合物4500kg(10000 lb)(不管儲罐容積多大),坑內(nèi)有汽油在燃燒,儲罐排氣閥是關閉的,而且冷卻水系統(tǒng)失靈,則可供安裝移動式水炮的安全時間為15min。如果失敗,立即從該區(qū)域撤離人員。
b) 儲罐內(nèi)有抗爆化合物11000kg(24250 lb)(不管儲罐容積多大),坑內(nèi)有汽油在燃燒,儲罐排氣閥是關閉的,而且冷卻水系統(tǒng)失靈,則可供安裝移動式水炮的安全時間為25min。如果失敗,立即從該區(qū)域撤離人員。
c) 儲罐內(nèi)有抗爆化合物45000kg(100000 lb)(不管儲罐容積多大),在坑內(nèi)有汽油在燃燒,排氣閥是關閉的,而且冷卻水系統(tǒng)失靈,則可供安裝移動式水炮的安全時間為60min。如果失敗,立即從該區(qū)域撤離人員。
注意:上面估算的時間應將報警前的火災經(jīng)過時間和其他因素(如滅火設備的使用年限和狀態(tài),以及火災的規(guī)模)考慮進去。
6.6 其他添加劑
過去汽油是通過添加四乙鉛來增高辛烷值,而美國及其他國家出于對環(huán)境的考慮,已經(jīng)逐步地采用其他添加物替代四乙鉛作為辛烷值增進劑和體積增充劑。這類燃料油作為無鉛汽油銷售。
煉制商試圖增加機動車燃料油的供應來源,已開始利用農(nóng)業(yè)原料。乙醇已作為汽油增充劑的一種添加物用于機動車燃料油,甲醇正在研究之中。叔丁醇和甲基叔丁基醚也將用作辛烷值增充劑。由于極性溶劑,特別是低級醇會破壞泡沫。
簡言之,當按較低的泡沫供給強度進行模擬消防槍施放時,添加劑會使滅火工作更加困難。然而經(jīng)研究證實,對于試驗過的所有汽油,都能按NFPA 11規(guī)定的供給強度撲滅。
6.7 檢查
滅火的最后階段為檢查,應當檢查儲罐內(nèi)火災是否完全熄滅,該區(qū)域是否已相當安全,不會出現(xiàn)復燃。檢查過程包括處理殘余內(nèi)儲物并防止出現(xiàn)二次點燃。處理過程中必須特別小心,避免滅火罐附近可能出現(xiàn)的任何火源。揮發(fā)性內(nèi)儲物可能仍滯留在罐內(nèi),一旦泡沫覆蓋層消逝,蒸氣會釋放出來,泡沫覆蓋層必須保留到殘余內(nèi)儲物安全轉(zhuǎn)移為止。滅火任務完全結束前必須有專業(yè)滅火隊員警戒并保留一定的滅火設備。