石油化工工業(yè)是以石油和天然氣為原料的化學(xué)工業(yè),它在生產(chǎn)、加工、輸送、儲(chǔ)運(yùn)中常常伴隨著易燃、易爆、高溫、高壓、深冷、有毒有害和腐蝕等危險(xiǎn)因素,由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜,大多需要高溫、高壓、高速、低壓、深冷等苛刻條件;有些反應(yīng)劇烈,易失控;原料和產(chǎn)品要在貯罐等設(shè)備中儲(chǔ)存。例如石油裂解裝置內(nèi)的溫度高達(dá)800~900℃,高壓聚乙烯需要在100~300MPa的壓力和50~300℃的高溫下才能聚合生成,這就表明了石油化工工業(yè)必然存在的高度易燃易爆性,如:1996年6月18日的高化苯酚丙酮裝置,2001年5月巴斯夫分散體火災(zāi),2002年7月23日的石化二次乙烯裝置事故,2002年9月19日的高橋精細(xì)化工廠,以及今年的6月16日安徽當(dāng)涂化工廠16人死亡、24人受傷和6月28日蘭州石化煉油廠火災(zāi)中造成石化公司消防支隊(duì)1名消防隊(duì)員犧牲10名隊(duì)員受傷的慘痛事故。因此,認(rèn)真研究石油化工裝置火災(zāi)特點(diǎn),探索其撲救的基本規(guī)律,對(duì)于提高消防隊(duì)伍的作戰(zhàn)能力,有效控制和撲救石油化工火災(zāi),有著十分重要的意義。
一、石油化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)
石油化工生產(chǎn)的特點(diǎn)可以用幾個(gè)字來概括:“一高、二大、三密集,四多、五毒、六立體”
(一)、生產(chǎn)工藝高參數(shù)
現(xiàn)代石油化工生產(chǎn),許多工藝過程都采用了高溫、高壓、高真空、高空速、深冷等工藝控制高參數(shù);使生產(chǎn)操作更為嚴(yán)格、困難,同時(shí)也增大了火災(zāi)危險(xiǎn)性。高壓聚乙烯工藝的壓力控制超過270MPa,上海煉油廠加氫裂化裝置壓力也達(dá)到180MPa。
(二)、裝置規(guī)模大型化
當(dāng)前,石油化工生產(chǎn)規(guī)模越來越大型化,一個(gè)裝置的占地面積達(dá)幾畝甚至上百畝地,因而,對(duì)工藝設(shè)備的處理能力、材質(zhì)和工藝參數(shù)要求更高,給設(shè)備制造帶來極大的困難,同時(shí)也增大了潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)性,發(fā)生火災(zāi)后撲救的難度也同時(shí)加大。如目前中國最大的原油罐以達(dá)15萬立方,上海煉油廠海濱油庫中10萬噸級(jí)原油罐有2座。
三、生產(chǎn)裝置高度密集
根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,化工生產(chǎn)裝置都是集中布置的,密度大,間距小,設(shè)備、管道交錯(cuò)排列,縱橫串通。生產(chǎn)裝置高度密集,裝置與裝置之間相距不足十米,在火災(zāi)條件下,因熱對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)的作用,易發(fā)生鏈鎖式爆炸燃燒,擴(kuò)大燃燒范圍。
四、生產(chǎn)綜合化,產(chǎn)品多樣化
石油化工企業(yè)生產(chǎn)各種油品、液化石油氣等燃料和烷烴、烯烴類、炔烴類、苯類、醛類、酸類、氫等多種石油化工原料及一些中間體,中間體又進(jìn)一步加工出聚丙烯、聚乙烯、聚酯樹脂、錦綸長絲、滌綸短纖維等化工產(chǎn)品。
五、大多數(shù)石化產(chǎn)品大都是易燃易爆或有毒物質(zhì)
石化企業(yè)生產(chǎn)燃料和化工產(chǎn)品,熱值高、燃燒速度快,有爆炸危險(xiǎn),而且大部分物質(zhì)充滿毒性,有的具有劇毒。如:巴斯夫染料公司的丙烯腈、液氯等。
六、裝置的立體化和復(fù)雜化
化工單位根據(jù)生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)男枰b置不是一個(gè)孤單的一個(gè)裝置而是一個(gè)規(guī)模化的整合體,有的反應(yīng)塔高達(dá)60米,有的儲(chǔ)罐則在幾米深的地下,而且裝置的其它設(shè)備也較為復(fù)雜,如:電機(jī)、電房、各種管道、加熱爐等。
二、石油化工火災(zāi)特點(diǎn)
1、爆炸危險(xiǎn)性大。
爆炸是石油化工火災(zāi)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。石油化工裝置發(fā)生火災(zāi)后,受熱的容器設(shè)備易出現(xiàn)物理爆炸,泄漏的可燃?xì)怏w或蒸汽易發(fā)生化學(xué)爆炸。爆炸和燃燒經(jīng)常相互伴隨,有先爆炸后燃燒,也有先燃燒后爆炸。無論哪種爆炸都會(huì)使裝置或建筑結(jié)構(gòu)倒塌,人員傷亡,管線設(shè)備移位破裂,燃料噴灑流淌,使火場情況更為復(fù)雜,給撲救火災(zāi)帶來很大的困難?;饒錾习l(fā)生爆炸的原因主要有:
(1)可燃?xì)怏w或可燃液體,經(jīng)管道設(shè)備跑冒滴漏,與空氣形成爆炸性混合物,遇火源產(chǎn)生爆炸。
(2)高溫高壓設(shè)備在超溫超壓下運(yùn)行,或設(shè)備、容器長時(shí)間受高溫或火焰的直接作用引起物理爆炸。
(3)負(fù)壓設(shè)備損壞或密封不嚴(yán),吸入空氣。
(4)使用方法不當(dāng),如盲目關(guān)閉閥門導(dǎo)致管道內(nèi)或容器內(nèi)壓力過大產(chǎn)生爆炸。
2、燃燒面積大,易形成立體火災(zāi)。
液體具有良好的流動(dòng)特性,氣體具有較好的擴(kuò)散性,當(dāng)其從設(shè)備內(nèi)泄漏時(shí),便會(huì)四處流淌擴(kuò)散,特別是容納量較大的設(shè)備(如:油罐)當(dāng)遭受嚴(yán)重破壞時(shí),其內(nèi)液體會(huì)急速而出,造成大面積的流淌狀火災(zāi),各種裝置高大密集,當(dāng)裝置上部發(fā)生火災(zāi)時(shí),易燃液體將沿塔體流下來,引起塔體下部的燃燒;塔體下部起火,火焰將直燒上部,以及生產(chǎn)設(shè)備的密切布置的立體性和建筑的孔洞相互串通性所以,一旦初期火災(zāi)控制不利,就會(huì)使火勢上下左右迅速擴(kuò)展,而形成立體火災(zāi)。
3、燃燒速度快,蔓延迅速。
石油化工裝置發(fā)生火災(zāi)后,燃燒速度快,蔓延迅速。其原因,一是裝置發(fā)生爆炸,在可能的范圍內(nèi)形成高溫燃燒區(qū),火勢迅速向處個(gè)方向蔓延波及,甚至再次引起爆炸,進(jìn)一步形成更大面積的燃燒。二是物料著火后熱值大,產(chǎn)生高溫和熱輻射,迅速加熱周圍毗連的容器設(shè)備,致使相鄰容器管道內(nèi)的物料迅速增壓、揮發(fā)或分解,為火勢擴(kuò)大創(chuàng)造了條件。三是物料的流淌擴(kuò)散性,特別是可燃?xì)怏w的擴(kuò)散,增加了火勢瞬間擴(kuò)大的危險(xiǎn)性;加之立體火災(zāi)的形式。所以,化工火災(zāi)在很短的時(shí)間內(nèi)能波及相當(dāng)大的燃燒范圍,發(fā)熱量大,燃燒速度快。
4、火災(zāi)撲救難度大,參戰(zhàn)力量多
石油化工火災(zāi)物料的特性決定了其火災(zāi)撲救的難度。有些物料有二種甚至幾種特性。如:火災(zāi)現(xiàn)場泄漏的毒性物質(zhì)的擴(kuò)散和腐蝕性物質(zhì)的噴濺流淌,嚴(yán)重影響著滅火戰(zhàn)斗行動(dòng),給火災(zāi)撲救帶來很大的困難,苯和丙烯酸等物質(zhì)既具備了燃燒的特性又具備了毒性。在撲救的同時(shí)不僅要考慮到滅火的效果還要考慮到其毒性,在撲救力量時(shí)要有單位技術(shù)人員,醫(yī)療單位等,在滅火力量中防護(hù)的要求極高,稍有不慎會(huì)使參戰(zhàn)人員產(chǎn)生中毒。
5、火災(zāi)損失大、影響大
石油化工裝置火災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失和停工及恢復(fù)生產(chǎn)的間接經(jīng)濟(jì)損失,一般高于其他類型的火災(zāi)。在撲救有毒物質(zhì)火災(zāi)時(shí),如不加以對(duì)水的控制,那么流到江河湖等那么會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染,造成社會(huì)的不穩(wěn)定。如:吉林11.13火災(zāi)。
三、石油化工化工火災(zāi)撲救的對(duì)策
石油化工火災(zāi)撲救基本原則和方法石油化工火災(zāi)都具有火勢發(fā)展蔓延快和燃燒面積大的特點(diǎn),因此在組織指揮撲救化工企業(yè)的火災(zāi)時(shí),必須根據(jù)其火災(zāi)特點(diǎn),貫徹“先控制、后消滅”的原則,靈活運(yùn)用滅火戰(zhàn)術(shù),有效地?fù)渚然馂?zāi)。一般情況下,可采冷卻保護(hù);重點(diǎn)突破,防止蔓延;上下設(shè)防,分進(jìn)合擊;分割包圍,速戰(zhàn)速?zèng)Q的戰(zhàn)術(shù)。并根據(jù)不同的火勢情況,采取相應(yīng)的措施,做到迅速而又安全地?fù)錅缁馂?zāi)。具體的戰(zhàn)術(shù)方法和措施,分述如下:
1、集中兵力,確保火勢控制權(quán)
石油化工火災(zāi)一開始就可能出現(xiàn)立體式大面積、流淌燃燒,并有時(shí)伴隨爆炸或倒塌。因此,火場必須有充足的滅火力量投入,在力量不不足以撲滅火勢時(shí)要充分考慮“一冷二備三滅”的基本方法。先期力量充分冷卻保護(hù),積極等待應(yīng)援力量,防止火勢的突變,穩(wěn)定其火勢,等待滅火力量和物資齊全后發(fā)起總攻一舉將火勢撲滅。在石油化工火災(zāi)中,火勢復(fù)雜,危機(jī)頻出,但其中必有一兩個(gè)環(huán)節(jié)或部位是事關(guān)滅火全局的關(guān)鍵之外,或是烈火之源,或是險(xiǎn)情之患。這些方面就是火場集中用兵的地方,力爭先在某點(diǎn)上有所突破,就可能控制火勢的全局,從而掌握住滅火戰(zhàn)斗的主動(dòng)權(quán)。
2、查明火情,科學(xué)決策,及時(shí)部署力量
石油化工火災(zāi)現(xiàn)場的火情異常復(fù)雜多變,潛伏的危險(xiǎn)因素很多,隨時(shí)可能出現(xiàn)各種突發(fā)性情況,撲救難度非常大。為了確保滅火決策的正確性,保證撲救火災(zāi)的各項(xiàng)戰(zhàn)斗行動(dòng)的安全和順利進(jìn)行,必須從接警開始就要不斷收集火情,到達(dá)火場后首先要組織火情偵察,在各個(gè)滅火階段還應(yīng)進(jìn)行反復(fù)偵察。
在接警時(shí),注意向報(bào)警人詢問清楚火場的主要情況,如燃燒的物料、起火的部位、燃燒的面積等,在出動(dòng)途中可通過觀察火場上空的情況,分析判斷燃燒物及其面積。到達(dá)火場后,必須立即查明有否被火勢圍困的人員,裝置有無爆炸或倒塌危險(xiǎn),有無有毒氣體或腐蝕性物質(zhì),燃燒物種類、性質(zhì)和數(shù)量,燃燒面積和火勢主要蔓延方面,著火處毗鄰的裝置設(shè)備情況及其受到火勢威脅的程度,火場水源情況及消防車??繄龅兀F(xiàn)場可利用的工藝滅火手段和固定或半固定滅火設(shè)施等。根據(jù)已掌握的準(zhǔn)確火情,分析火災(zāi)形勢和火勢發(fā)展的勢頭及其可能波及的范圍,判斷火場的主要方面和滅火的主要方向,研究和制定針對(duì)性的對(duì)策,計(jì)算需要應(yīng)用的滅火裝備和兵力,選好滅火陣地,迅速部署力量。
3、首選工藝措施,減少或斷絕可燃物料源
利用工藝措施,在撲救生產(chǎn)裝置、設(shè)備、管道火災(zāi)中,往往會(huì)起到關(guān)鍵性的作用,運(yùn)用得當(dāng),可以解決其他方法不易解決的問題。因此,在撲救石油化工火災(zāi)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采取工藝措施。如:工藝上可以采取氮?dú)饣蛘羝闹脫Q和吹掃稀釋物料的濃度來達(dá)到滅火的效果,采取轉(zhuǎn)輸、放空和點(diǎn)火炬點(diǎn)燃安全燃燒等。
4、充分利用固定滅火設(shè)施制和撲滅初期火災(zāi)。
石油化工企業(yè)設(shè)置的固定滅火設(shè)施是用于控制和撲救初期火災(zāi)的有效手段,只要這些設(shè)施在火災(zāi)或爆炸發(fā)生后未遭到損壞,就應(yīng)充分地加以利用,這往往是以快制快,及時(shí)控制火勢,防止發(fā)生爆炸,贏得滅火時(shí)間,掌握火場主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。
固定滅火設(shè)施主要有:裝置區(qū)之間的消防水幕、裝置或貯罐區(qū)附近設(shè)置的穩(wěn)高壓固定水炮、帶架水槍;油罐內(nèi)還設(shè)置有固定泡沫滅火系統(tǒng);液化石油氣罐頂部雨淋或水噴淋設(shè)施等,這些固定的滅火設(shè)施得主要特點(diǎn)是啟動(dòng)快、操作方便、針對(duì)性強(qiáng)、滅火威力大。
5、立足不間斷的冷即,抓住戰(zhàn)機(jī)一舉撲滅
鑒于石油化工火災(zāi)熱輻射強(qiáng)、火勢蔓延快、初期階段時(shí)間短、易爆炸的特點(diǎn),滅火戰(zhàn)斗更需強(qiáng)調(diào)“先控制,后消滅”的原則。立足火場不間斷冷卻是控制石油化工火災(zāi)面積蔓延,消除著火設(shè)備、受火威脅設(shè)備發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的基本方法。
石油化工裝置設(shè)備主要是鋼材制造的,普通結(jié)構(gòu)鋼材在室內(nèi)受強(qiáng)烈火焰直接作用下,5分鐘內(nèi)其溫度可達(dá)500℃,而使強(qiáng)度降低一半;10分鐘內(nèi)其溫度可達(dá)700℃,而失去大部分強(qiáng)度,發(fā)生變形。因此,當(dāng)強(qiáng)火焰作用時(shí)間超過10分鐘,鋼制框架、貯罐、管道將會(huì)出現(xiàn)坍塌或破裂,導(dǎo)致油品大面積的流淌火災(zāi)。此外,在場強(qiáng)輻射的作用下,裝有氣態(tài)或液態(tài)物料的容器、管道內(nèi)部壓力會(huì)劇增,可能導(dǎo)致物理性爆炸,并可能因此引起一系列爆炸。在石油化工火災(zāi)撲救過程中,冷卻控制是防止火情惡化的關(guān)鍵,它應(yīng)貫穿于整個(gè)滅火戰(zhàn)斗,不能有片刻的間歇。
6、加強(qiáng)安全防護(hù),避免人身傷亡
保證安全,才能有效地消滅火災(zāi),這是滅火戰(zhàn)斗實(shí)踐證明的一條必須遵守的滅火行動(dòng)準(zhǔn)則。石油化工火災(zāi)的爆炸、倒塌、高溫、毒氣等的危害,不僅應(yīng)在每位指戰(zhàn)員思想上得到高度的重視,而且在行動(dòng)上要有嚴(yán)格的安全防護(hù)措施。
四、撲救化工火災(zāi)的注意事項(xiàng)
1、車輛??克磿r(shí)注意區(qū)分消火栓的高低壓之分,高壓消火栓嚴(yán)禁用吸水管連接和水源直接進(jìn)泵浦,應(yīng)用干線代替和進(jìn)水箱;
2、進(jìn)入現(xiàn)場處置人員攜帶好個(gè)人防護(hù)裝備,搶險(xiǎn)人員進(jìn)行關(guān)閥堵漏要有水槍掩護(hù);
3、對(duì)于有毒有害等高危場所的安全防護(hù)按照“五個(gè)堅(jiān)持”的要求;
4、車輛??繒r(shí)將車頭朝外,同時(shí)在出水口處或消火栓處留有人員,以防不測及時(shí)撤離;
5、指揮員隨時(shí)觀察火場情況,根據(jù)火場情況采取相應(yīng)措施,以防不測;
6、車輛和參加滅火人員時(shí),盡量不要在下水道蓋上方停留;
7、撲救地面流淌火用泡沫覆蓋時(shí)應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,防止回火。