石油化工火灾的处置对策3篇

时间:2023-01-06 11:37:27

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石油化工火灾的处置对策3篇

石油化工火灾篇1

我国是石油化工产业大国,主要石油化工产品的生产能力位居世界前列,据公安部消防局石油化工行业火灾防控情况调研小组2015年统计,截止到2014年底,全国共有炼油企业240余家,炼化一体化企业23家。其中,建成千万吨级炼油企业28家,百万吨级乙烯企业16家,以及千万吨级炼油、百万吨级乙烯一体化企业14家,炼油、乙烯及芳烃联合生产企业9家。从规划布局来看,以进口资源为主的炼油、乙烯等产业主要集中在沿海地区,以国内资源为主的炼油、乙烯等产业主要集中在西北和东北地区。但是,全国除西藏、贵州、山西、四川之外,其他各省市均建有炼油企业,“多、小、散、乱”的产业格局现象仍然突出。与石油化工产业高速发展相比,我们的安全防控水平没有同步跟进,导致潜在的事故风险不断激增,石油化工行业已经成为安全生产事故的高发区、重灾区,灾害性后果呈现逐年增多的特点,并于近期形成了事故集中井喷的严峻局面。深入研究石油化工火灾事故处置对策,提升消防部队应对此类火灾爆炸事故的能力极其重要。

一、石油化工企业火灾形势

国家新型产业调整,伴随石油化工企业发展突飞猛进,科技迅猛增长与安全生产之间的矛盾凸显,石油化工火灾爆炸事故呈现几何规模上升,生产工艺的复杂性、物料储运的集中性、生产规模的聚合性直接导致火灾危险、火灾荷载陡增,处置过程稍有不慎,连锁事故随即而发,造成人员伤亡、环境污染、财产损失。[1]近年来全国多发恶性石油化工火灾事故,从2004年起,每年较大以上等级事故发生次数均在30起以上,死亡人数占工伤死亡总人数的13.8%,高居第一位。其中2001年至2014年发生512起重大事故中,造成2320人死亡,伤者不计其数。从发生的数起重特大火灾爆炸事故看,石油化工企业在规划设计、标准制定、安全管理及应急处置等方面存在着诸多问题,主要是企业的规划布局存在风险,工艺设计本身存在缺陷,本质安全要求缺失,安全设防水平偏低,消防设施的设置不能满足石化行业发展需求,单位主体责任不落实,安全管理措施不到位,应急处置灭火救援能力欠缺。石化产业的诸多问题是以安全隐患的形式存在,并将通过火灾、爆炸等极端形式暴露,消防安全现状不容乐观。2015年以来福建漳州“4·6”PX爆燃事故、江苏南京“6·12”德纳化工爆燃事故、山东日照“7·16”液化烃罐爆燃事故,天津滨海新区“8·12”危险化学品火灾爆炸事故,山东东营“8·31”爆炸事故的集中爆发,直接造成大量消防官兵伤亡。对消防部队综合应对能力直接敲响警钟。

二、石油化工火灾处置难点分析

(一)生产工艺复杂

近年来,随着能源利用率不断提升,充分利用石油资源,发挥物质最大效能性,生产能力不断加大,提油率不断增加,使得原有的加氢裂化工艺更为完整,随之引入的高温、高压反应链更是加大了容器的操作极限。在资源整合性方面,原油利用率不断提升,产能不断增大,单套常减压装置年加工能力由数百万吨陡升至数千万吨,生产模式由单一炼化型向炼化一体化进行转换,工艺流程更多、环节更精细、集成度更高。而技防规范的滞后性在发展上与规模产能却大相径庭,无法适应多单元、高密集的需求。同时,衍生石油制品催生民营精细化工业的发展,危化品种类和数量的急剧增加,造成火灾的危险和危害性大规模提升,给灭火救援工作带来巨大考验。

(二)储存量越来越大

根据公安部消防局石油化工行业火灾防控情况调研小组2015年对辽宁、浙江、山东等省调查统计,发现我国油品及液体化工品总储量已达240万m3,单罐储量:固定顶已达3万m3、内浮顶已达5万m3、浮顶储罐普遍达10万m3,液化天然气储罐已达16万m3,最大可达20万m3,球罐直径已达65m,原油储罐更是没有设置单罐存储上限。大连中石油“7·16”爆炸火灾事故,10万m3原油储罐全液面燃烧,事发地大孤山半岛油气总储量1600万m3。石化企业多数在集中区域设置,事故发生后,辐射、冲击波,以及原油的沸溢和喷溅作为灾害事故扩大的第一要素,集中区域可直接导致连锁性灾害。事故发生过程中的风力导向,灭火药剂的使用以及灭火用水的流经,又对事故区域造成次生影响,处理稍有不善,造成灾害升级和问题遗留。

(三)燃烧形式越来越复杂

石油化工储罐区和生产装置区一旦发生火灾事故,由于具有低闪点、高热量、大冲击等特点,往往伴有爆炸发生,在冲击波和气流作用下,造成现场大面积破坏的连锁反应,可能形成储罐火、地面流淌火、沟渠流淌火、生产装置火、管线喷射火等多种燃烧形式,以及重油沸溢喷溅会带来的重大人员伤亡。火场温度高,液体随地形肆意流散,临近装置和设备由于工艺失压、辐射影响造成的物理和化学连锁爆炸,造成灾情扩大,救援队伍无法第一时间接近火场进行有效控制。

(四)消防设计与企业发展不适应

石油化工企业的生产装置、储罐、输油管线密集化、集成化程度不断提升,由于先进工艺技术引进的同时应跟随更新的规范和安全系统不能同步,造成预案想定火灾规模仍停留在小装置小储罐时期,防火间距、安全距离不足、单位总体储量过大、单罐储值无上限、多种类别化危品混存、灭火用水量延续时间不足、泡沫系统设置范围偏小、设计储量不足、远程控制系统失控漏管等现象,均在不同程度上制约火灾扑救工作。[1]

(五)公共消防设施建设滞后

石油化工企业在进行改(扩)建追求产能和效益的同时,消防基础设施建设却没有同步发展,使得石油化工产业发展与消防基础设施建设的矛盾日益凸显。一些大中型石化企业虽然设置了企业消防站,但是却缺乏统筹考虑设置公共消防站,造成消防站数量和布局不合理,况且在改(扩)建时没有充分考虑消防车辆装备的种类、数量,没有按照企业的发展配置和调整,造成种类单一,数量缺少,能力不足;在消防供水方面,大部分没扩建原有的消防水池、没更换原有的供水管网,造成供水不足。

(六)火场形式多变、应对困难

石油化工企业发生火灾后,由于高温造成设备装置损坏(基本都是钢结构),一般化工厂发生火灾时,设备基本都处于运转状态,常压、减压、裂化、催化、蒸馏、冷却等设备都在正常运行,某项工作装置的故障或发生火灾、爆炸,将会导致连锁反应链中断,造成局部物料和压力发生改变,反应环境和条件发生变化,反应不全或反应过度容易造成装置破裂、损毁,造成更多的易燃易爆及毒害物质泄漏,引发连锁爆炸扩大灾害,DCS控制系统失灵、反应失控,设备的进一步破坏将导致灾难性事故。在储存区域,连锁爆炸和辐射影响,也会导致管路损坏。前期灭火救援作业时,如射水方向错误,药剂投射失误,同样也会导致浮顶油罐出现卡船、沉船以及边缘罐壁融化包裹等现象,灭火救援处置应对困难。

(七)力量调集难、现场处置慢

对于石油化工企业较为集中的沿海地区,由于灾害多发,多种形式组成的消防队伍能够起到有效的作用,公安消防部队也作为消防安保和灭火救援的重中之重;但是对于经济欠发达的内陆省份,由于需求量较少,石油化工企业布局相对边、远、散,而灭火救援力量多集中于城市,针对城市火灾。[2]对于大型石油化工火灾的准备工作只能停留在理论和推演阶段,从事灭火救援工作的人员没有实际控火经验。但是,小概率不等于不发生,这类场所一旦发生灾害,在力量调集、装备集结、药剂运输方面将会出现理论和实际相脱节的局面。虽然内陆省份的石油化工企业厂区、库区也设有专职消防队,但由于业务素质参差不齐、装备种类质低量少,造成预警不及时、联动不配套,无法通过工艺连锁控制火势蔓延,移动设施成为企业应急处置的主要手段,未形成工艺控制与消防技战术的有机结合。由于平时会同公安消防部队、社会联动单位开展的综合应急演练较少,部分单位也因石化单位发生火灾概率小,而忽视应急准备和灭火器材、装备、药剂的储备。事故发生后,指挥者眉毛胡子一把抓,到处调集,造成到场较慢、器材种类、药剂不足,随之也会引发现场混乱、配合不好、协同不到、通信不畅等问题。欠发达地区发生的石油化工灾害事故,一旦达到一定规模,事故可控能力极差,引发的次生灾害更多,损失更大,造成事故处置滞后。

三、扑救石油化工火灾的措施

(一)科学调度、整合资源

石油化工火灾扑救应基于水冷却和泡沫窒息灭火,可配合使用干粉抑制火场自由基,应优先调集大流量、大功率消防车辆、消防水(泡沫)炮,确保灭火药剂射流能够到达燃烧和指定区域。同时,要将重型水罐车、高喷消防车、照明消防车、防爆通信消防车、侦检消防车、化学事故救援消防车、干粉消防车、泡沫消防车、灭火机器人、供水车组、移动充气等车辆充分调集到现场。设备冷却方面:应尽量采用便携式自动灭火设施,如遥控水炮、大力自摆水炮、灭火机器人等。灭火方面:合理选择泡沫发生装置,利用射流泡沫发生器、流淌泡沫发生器对地面流淌火实施作业,利用高喷消防车、车载泡沫炮、移动泡沫炮对储罐区和装置区进行灭火。如:大连“7·16”新港油库火灾,一次性调集14个公安消防支队、4个企业专职消防队、348辆消防车到达事故现场,同时动用飞机调运500t泡沫到达现场。福建漳州“4·6”PX项目爆炸火灾事故,一次性调集福建本省9个支队248台消防车,跨省调集广东总队38台消防车,共计286台消防车投入灭火战斗;并从山东、江苏、江西、广东等省调集泡沫1000余吨,福建境内调集泡沫600余吨。

(二)确保现场药剂输配不间断

扑救石油化工类火灾,应综合考虑水和其他灭火药剂的整体消耗,组建供水和其他药剂保障分队,科学拟定供水和其他药剂调集方案。火场前沿应尽量减少主战消防车辆,使用水泵流量在200L·s-1以上的大功率消防车,分干线、分段设置灭火作战区域,设置分区指挥员,确保灭火指挥和药剂保障的独立性。在药剂输配方面,应综合考虑固定消防设施、市政管网和天然水源,使用泵浦消防车就近取水,使用供水编组从天然、大型水源远端取、配水,选取60L·s-1以上流量的消防车作为长时运转的供给保障,干线消防车应配备备用消防车,防止车辆故障造成的供液中断,供水干线应尽量配备直径在150mm以上的抗压水带,有效减少输水压力损失。

(三)科学设置指挥部

按照垂直指挥原则设立总指挥、前沿指挥部、后方指挥部。前沿指挥部包含作战指挥、安全观察指挥、侦检指挥,后场指挥部包含供水指挥、通信指挥、战勤保障指挥、联动单位指挥。两个指挥部在总指挥部的统一领导下,要形成独立指挥向统一指挥梯次过度,相互协作、各司其职、互不干扰。为确保指挥独立性和权威性,应坚持令出一人,分级落实,避免多人下令造成火场混乱。

(四)强化侦检,全面掌控

有效利用各种侦检方法,充分掌握现场情况,了解现场工艺流程,遵循事物发展规律,科学开展施救。侦检组要优先取得企业储罐、生产装置的设备安装图、单位平面图、工艺流程图、道路交通水源图等图纸资源;会同企业的工程技术人员迅速查明事故区域、灾害类型、灾害点位置、储罐直径、压力、储存物料理化性质、最坏结果影响等,共同商讨科学合理有效的处置办法,可优先考虑采用工艺进行控制。针对储罐区重油火灾还应重点掌握水垫厚度,可考虑使用热成像仪掌握热波传递情况。同时要对周边环境和重点保护区域进行划定,为指挥部提供设立安全观察哨的位置,对事故征兆和撤离做好预判,确定进攻和撤退路线。

(五)合理选用战术措施

扑救石油化工火灾,现场控制应优先考虑工艺控火,在遵循事物发展规律的基础上进行施救,采取“以固为主、固移结合”的战术指导思想,着力进行“补位思考”,即移动消防力量重点部署在固定消防系统因火灾爆炸损坏而无法发挥作用的部位。要依托“确保重点,兼顾一般”的战术原则,重点防止临近部位的烤燃、烤爆。坚持“工艺措施和大流量枪炮配合使用”的方法,石油化工火灾的蔓延发展紧扣物料根本,有效控制物料流动、泄漏和流量,合理采取“冷热交互”降低物料温度、“关阀断料”切断物料供给、“输转倒罐”减少物料总量等方式进行合理搭配,最终有效扑救火灾。

作者:刘彦海 单位:黔西南州消防支队

石油化工火灾篇2

石油化工装置一旦发生火灾爆炸,将可能造成人员伤亡和严重的财产损失,从而造成一定的社会影响。2010年1月7日,甘肃兰州中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司发生爆炸火灾事故,造成6人死亡、6人受伤;2017年8月17日中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司重油催化裂化装置发生火灾,在社会上引起了较大的影响。通过研究石油化工装置火灾特点,探索其发生的规律,掌握正确的处置措施和对策,对于科学有效快速的处置石油化工装置火灾有着一定的指导意义。

1石油化工装置火灾的特点

1.1火焰温度高,火势发展快

装置内的化工原料在燃烧时产生的火焰温度高,天然气、液化气、轻质油等成分燃烧温度可以达到2000℃以上,甚至达到3000℃;装置内和泄漏出的化工原料燃烧速度快,比如:苯可达165.4kg/m2·h,汽油燃烧时可达80.9kg/m2·h。1.2辐射热强,易形成立体火灾燃烧时产生大量的热,火焰温度高,必然导致辐射热强,有可能引起周围装置和建筑火灾,同时由于火势发展迅速、物料流向等因素,装置管道内充满物料,可以在很短的时间内引起立体燃烧,导致火势在短时间内迅速加大。

1.3易形成爆炸,破坏力强

装置内的化工原料大多具有易燃易爆性,在受到火焰或高温的作用下,很容易引起爆炸,一旦发生爆炸,爆炸产生的破坏力极强,不仅使周围的装置遭到破坏,还容易造成人员伤亡,如,1997年北京东方化工厂油品罐区发生特大火灾爆炸事故,造成9人死亡,37人受伤,直接经济损失高达数亿元;爆炸的同时,抛投出的物品和火焰有可能引起新的火灾,爆炸还容易导致化工装置配备的固定消防设施无法发挥控制火灾的作用,导致火势的迅速增大[1]。

1.4现场复杂,处置难度大

由于石油化工产品工艺流程十分复杂,选用的装置和工艺流程各不相同,加之采用的原料种类多,危险性各不相同,在不同的工艺流程下,发生不同的化学反应,产生种类更多的化学物质和易燃、可燃气体,一旦发生火灾,想要在第一时间有效控制火势,需要选用不同类型的灭火剂。同时,还需要根据不同的工艺流程采取不同的工艺灭火方式,加之爆炸后固定的消防设施极易受到破坏,导致无法发挥灭火效能,所以处置难度非常大。

1.5应急处置复杂,后续补给难

石油化工企业出现火灾、爆炸事故,通常为大型火灾事故,无法在极短的时间内进行有效的处理。并且由于石油化工火灾所具有的迅猛性和复杂性,会对救援人员的物资产生极大的消耗,尤其是灭火药剂的调集、后勤供给、参战力量的轮换,需要进行全面的统一调度。

1.6现场有毒物质扩散,可能导致人员伤亡

发生火灾或者爆炸后,引起物料的泄漏,导致事故现场有毒物质扩散,部分化工原料燃烧后也产生有毒物质,对现场的人员和灭火救援人员产生极大的威胁,容易导致人员中毒窒息或者伤亡。

1.7作战时间长,社会影响大

石油化工装置火灾处置难度大,需要调集的参战力量多,整合的资源广,情况复杂,处置时间长,对装备的要求高,对参战力量的组织指挥要求高,对灭火药剂和用水量需求大,需要政府调集多方力量进行协同作战,共同配合,共同处置。

2化工装置火灾爆炸事故原因分析

通过事故分析,化工装置火灾爆炸原因包含装置设备、工艺措施、消防报警和灭火设施、企业管理、专业处置能力和个人的消防安全素质等方面的不足。

2.1生产装置设备不符合规范标准

一些化工企业在最初建设期间,为了节约建设成本,没有严格按照设计规范的标准进行设计和施工,尤其表现在比较陈旧的装置设备区,采用的设备管道、反应釜和储存设备的质量不过关,长时间运行后,容易发生燃烧、爆炸、泄漏等安全事故。

2.2工艺流程的科学水平较低

化工企业的工艺、产品随着科学技术不断发展,也在不断更新和完善,但化工企业安全规范标准与化工技术的发展不相适应,安全产品的水平和保障能力没有跟上企业的需求,并不能提供企业所需的要求。新、改、扩建的化工企业项目只引进关键设备及其工艺流程,往往忽视与设备和流程相配套的安全措施和工艺处置措施,装置和设备在生产运行过程抵抗风险能力不足[2]。

2.3消防条件差和设施设备维护管理不到位

一些化工企业存在先天隐患,装置区、储罐区与居住区、全厂重要设施以及罐与罐之间等安全距离不足,不符合相关规范的标准。有的消防车道宽度不足,有的没有按照规范设置固定消防设施,有的没有存储足够的灭火药剂,有的无专门的灭火救援场地,如“6·12”南京德纳化工有限公司爆炸事故处置中,消防队员只能借用隔壁厂区进行施救,直接影响灭火救援行动。还有的企业防雷防静电措施不到位,电气线路敷设不符合标准,电气设备不防爆或防爆等级低,容易发生因为电器故障导致的火灾爆炸事故。

2.4企业初期处置能力偏弱

企业自身的消防力量建设严重滞后,应当建设企业消防队的化工企业没有建设,或者建设了企业消防队标准不高,配备的专职消防队员的数量不够,配备的消防车辆和装备与企业自身所需的要求不符,不能够形成有效的战斗力,在火灾爆炸发生后的第一时间,不能实现快速抢救遇险被困人员,不能有效控制灾害灾情的发展扩大,在降低人员伤亡和财产损失方面无法发挥有效性。

2.5企业人员的安全意识不足

一些化工企业没有落实安全管理过程中的主体责任,组织员工参加安全培训较少,员工缺乏基本的灭火救援理论和素质能力,往往在灾害发生后,不能够第一时间逃生或者实施有效的灾情处置,有的员工不了解本单位的火灾特点,不了解本岗位所必需的消防知识和技能,甚至不会使用消防器材设施扑救初期火灾,不会自救逃生。

3石油化工装置火灾处置对策

3.1完善石油化工装置火灾的基础工作

3.1.1健全应急机制

建立应急救援作战指挥机制,实行应急救援作战指挥联席值班制度,一旦发生石化装置灾害事故,组织相关应急力量参加联合处置,调度安排高速公路、铁路、航空、水运等做好应急物资装备运输和救援人员投送,实现应急救援力量的扁平化指挥、即时性联动和高效率协调。

3.1.2建立灭火救援战区协作机制

根据区域特点和灭火救援力量分布情况,建立战区负责制、跨区增援作战、预案编制、联席会议等制度,提高跨区域增援作战和应对重特大火灾事故的能力。

3.1.3强化熟悉演练,增强作战能力

全面调查摸底,对石油化工装置的消防设施进行现场测试,开展专项评估,有针对性地做好石化企业聚集区的灭火救援工作,统一规范扑救石化火灾首战力量编成,实现定车、定人、定装;强化实战演练,有针对性地开展石油化工装置的拉动演练,提高队伍对单位的熟悉程度和联合作战、战勤保障能力[3]。

3.1.4整合各方应急力量,形成合力

成立包括石油化工单位专家在内的灭火救援专家组,完善联络制度,定期召开专家组联席会议,充分发挥专家组辅助决策作用。建立顺畅、高效的联训协作工作机制,定期召开由企业消防队、专职消防队和社会联动单位共同参加的联训协作会议,推进企业消防队、专职消防队与国家综合性消防救援队伍同部署、同训练、同演练。完善石油化工单位灾害事故应急联动机制,明确社会联动力量的职责任务和响应模式,制定石油化工火灾事故跨区域灭火应急救援总体预案,确保发生灾情,各种力量能够第一时间快速响应。

3.1.5强化战勤保障,配备先进装备

配备处置石油化工装置火灾所需的灭火剂和油料等,要立足现代化的化工企业处置方式方法,加强联勤联调,强化战勤保障,在所需的车辆装备、灭火药剂、油料补给等方面加强联动;结合化工装置火灾处置所需的大功率、大流量、大跨度的要求,优先配备科技化水平较高的车辆;注重灭火机器人和无人机的使用,选用具有红外、侦检、喊话、抛投、灭火等功能的机器人和无人机,减少一线作战人员,最大程度降低人员面临伤害的风险。

3.1.6注重作战力量编成建设,构建专业处置力量体系

根据本辖区的化工企业特点,结合本辖区消防力量实际,整合各方力量,组建化工处置作战力量编成,立足现有的消防力量,发挥最大的灭火效能,不断进行演练和测试,尽快构建专业的处置力量,构建信息共享、反应迅速、综合协调的应急救援指挥体系。完善应急响应机制,以分权定责的方式,落实政府、部门、消防、企业在石油化工火灾扑救中的职责任务,明确各应急联动单位的调集权限、联络方式,确保一旦突发灾害事故,能第一时间响应,第一时间协同作战。同时,发挥专家和企业的化工处置小组的技术支撑作用,在灾害事故现场听取他们的意见和建议,采取科学有效的措施。

3.2正确采用处置石油化工装置火灾的技战术措施

3.2.1科学调度,认真落实“五个第一”要求

科学调度处置力量是成功处置石油化工装置火灾重要保障,第一时间调集足够的力量,针对石油化工装置火灾爆炸事故,在调集力量时,要根据其爆炸燃烧、有毒等特性和对火灾扑救的技战术要求,第一时间调集足够的远车辆器材装备和灭火药剂,同时,还需要一次性调集足够的国家综合性消防救援队伍、企业专职消防队、工艺处置队等处置力量,避免零打碎敲,造成贻误战机等不良后果[4]。

3.2.2现场指挥要贯彻“统一指挥,逐级指挥”的原则,建立畅通、高效的指挥机制

石油化工装置火灾处置现场参战力量多,情况复杂,既有国家综合性消防救援队伍,也有协同作战的增援单位和社会各种联动应急力量,要建立在政府统一领导下的灭火救援指挥部,明确各项作战指令由指挥部下达,确保命令统一传达,步调一致,避免出现多人下令、分散指挥、各自为战的现象。3.2.3贯彻“以固为主,固移结合”战术措施石油化工企业的固定消防设施相对比较健全,大多能够满足处置灾害事故的要求,固定消防设施具有使用方便、灭火能力强等优点,在固定消防设施能够发挥灭火效能的情况下,应当优先使用固定消防设施。在固定消防设施部分被破坏的情况下,同时使用固定消防设施和移动消防设施,共同发挥灭火效能[5]。

3.2.4认真听取相关行业技术专家的建议,充分发挥工艺处置队的作用

国家综合性消防救援队伍应当聘请灭火救援经验丰富的专家组建灭火救援团队,定期召开研讨会。发生火灾或其他灾害事故时,迅速联系专家组成员赶赴事故现场提供技术指导,为现场灭火救援决策及灾害事故处置,及时提供专业性意见或建议,为火灾的有效处置提供有力保障;同时,石油化工企业应当建立本单位的工艺处置队,有熟悉工艺流程、物料性质和有一定处置能力的人员组成,在处置的过程中应当认真听取他们的意见和建议,必要情况下,可以要求相关人员在做好安全防护的前提下,深入现场进行指挥、操作,尤其是在采取工艺灭火措施时,必须要有单位的技术人员进行指导操作,避免误操作引起火灾事故。

3.2.5落实作战训练安全措施,确保参战人员的安全

教育参战人员吸取以往作战训练安全事故教训,落实各项安全防护措施。一是正确划分危险区域,根据仪器侦检、现场侦查等措施,将现场科学的划分危险区域,根据划分的危险区域,落实防护等级,采用正确的防护装备[6]。二是要设置安全员,对深入内攻的人员进行检查登记,随时观察现场情况,及时发出危险信号。三是要明确撤离信号、撤离路线和集合地点等事项。四是要正确设置进攻阵地,满足“接近现场,便于侦查,便于进攻和转移”等要求,同时应当满足,设置在上风方向,充分发挥灭火药剂的效能,避开空中障碍物等要求。

3.2.6科学决策,注重工艺灭火相结合

在石油化工装置火灾处置的过程中,要落实“救人第一,科学施救”的指导思想,正确采用侦查、冷却、稀释降毒、关阀断料、输转导管、放空点燃等处置对策,要注重采用蒸汽灭火,蒸汽灭火系统具有灭火速度快、无污染等优点,对于初期火灾扑救和控制火势的蔓延具有很好的作用。

3.2.7充分发挥企业专职消防队和微型消防站的作用

对于石油化工企业建立的专职消防队,国家综合性消防救援队伍应当加强指导和考核,督促石油化工企业建立相关制度,增强专职消防队处置初期火灾的能力,在火灾事故处置现场,充分发挥企业专职消防队熟悉情况、到场快、战斗展开迅速等优势;对于没有达到建立专职消防队标准的石油化工企业,应当充分发挥微型消防站的作用,通过建立值班备勤、联勤联战、熟悉演练等机制,增强微型消防站的处置能力,在石油化工装置火灾的初期阶段发挥一定的作用。

作者:李传杰 单位:滨州市消防救援支队

石油化工火灾篇3

石油化工是指以石油为原料从事化学品生产加工的工业领域,广义上石油化工包括石油炼制、石油化工和天然气化工[1]。石油化工涉及产品众多,石油气裂解可以生产小分子烃类、烯烃和芳烃,由烯烃可以向下衍生出相应的醇、醛、酸类及环氧化合物等多种化学品,苯及同系物可以进一步合成氯苯、硝基苯、磺酸基苯、苯酚等芳香烃物质,而烯烃、芳香烃经过一系列变化可以生产合成橡胶、合成纤维、工程塑料、颜料涂料、洗涤剂、粘合剂等多种工业产品。这些工业产品共同组成了能源化工和材料工业的产业体系,对于国家工业化发展具有重要意义[2]。石油化工行业生产具有以下特点:一是,生产工艺伴随着高温高压、易燃易爆炸的特点;二是,多数产品有毒有害,对皮肤、呼吸道和消化道具有刺激、腐蚀作用;三是,工业化连续性生产,大型生产装置多,工艺流程繁琐,生产环境较为恶劣;四是,产品多样,不同的产品性能不同,对储存和使用的具体要求各异。无论是石油化工产品本身,还是石油化工生产过程以及运输储存过程都存在火灾发生的诱因,极易导致石油化工企业发生火灾事故,为火灾扑救工作带来很大挑战。因此,需要认真分析石油化工行业火灾危害的类型,结合火灾特征和险情特点,提出针对性救援灭火方案,从而最大可能地降低石油化工行业火灾带来的损失。

1.石油化工行业火灾危害类型

(1)多数易燃

石油化工行业涉及到的原料、中间产品和最终产品基本都是有机物,从物料的化学结构上看,其主要组成元素是C元素和H元素,偶有O、N、S等杂原子掺杂其中,C元素和H元素的结构组成造成有机物达到相应燃点都可以燃烧,而杂原子由于原子电负性比较强,局部增加有机物整体的不稳定性,进一步加剧有机物被氧化的过程。从石油化工企业的装置看,除卧式换热器、流体泵、空气压缩机等少数装置外,大多数化工装置和物料储罐基本上以竖直排列为主,高大密集充分利用空间效率,但是对石化企业火灾扑救造成很大困难。易燃物料容易向四周流淌,迅速形成大面积的火灾;烈火炙烤附近装置,造成附近装置金属强度降低而垮塌;密集排列的装置孔洞较多,火借风势更不容易控制,引发立体火灾。

(2)易爆炸风险

石油化工装置的爆炸根据性质不同可划分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸通常是操作不当,由于温度、压力超标或静电聚集,能量得不到及时释放而发生的爆炸;化学爆炸是可燃物达到爆炸极限,氧化反应的能量聚集在有限的空间内而产生的爆炸。石油化工企业多见于化学爆炸,比如管线中可燃蒸汽与空气混合发生爆炸,格氏试剂、活泼金属等接触含活泼氢的物质而发生爆炸,硝基苯、磺酸基苯等强氧化剂遇见还原剂发生爆炸。石油化工装置发生爆炸冲击波除了对人员和设备带来直接危害,飞溅物料、机械碎片也可能抛向四周,造成二次伤害,因此,石化企业火灾救援过程应尽量避免火灾导致更严重的爆炸事故。

(3)含有毒物质

石油化工企业的生产、输送和储存等环节都围绕化工物料展开,其中许多化学物质含有不同程度的毒性,比如,吸入大量乙醇和甲醚会引起嗜睡、浑身无力等症状,甲苯、二甲苯具有麻痹中枢神经的作用,不慎接触后轻者头晕目眩、胸闷乏力,严重者会造成精神萎靡、记忆减退等神经衰弱症候。此外石化企业火灾发生过程中,一些含杂原子物质燃烧过程也可能产生有毒物质,例如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等,当被困事故危险区域较长时间,就可能发生人员中毒甚至危及生命。

(4)低温冻伤

石油化工企业的火灾救援过程也有可能会发生低温冻伤事故,主要原因是救援人员靠近高压低温储罐而没有做好相应保护措施,主要见于空分装置、液化烃类储罐、液化天然气储罐。空气分离装置储存的液氮临界温度为-147.05℃,液氧临界温度为-119.15℃。常见的液化烃类包括C2~C4烷烃或烯烃,沸点温度都在0℃以下(标准状态下)。液化天然气经过石油裂解、重整、纯化处理后得到,其常压下沸点为-162℃,工业上为了节省成本通常采用适当加压提升其沸点的办法储存。正是由于物质结构决定上述物质加压低温存储的性质,而低温加压装置在火灾扑救过程又会给救援人员造成冻伤伤害,需要引起特别的注意。

(5)其他伤害

石油裂解的重质组分由于工艺技术原因会存在一定量水分,当石化火灾蔓延至重质油附近时,高温导致重质油中的水分迅速气化,产生的动能推动表层重质油向四周飞溅,遇见周围空间的易燃物还会引起燃烧。据不完全统计,对于一些石化企业大型的重质油储罐,因火灾喷溅作用,重质油残骸可以顺风飘散100m左右。此外,石化企业火灾持续时间长,装置金属部分因为高温炙烤,抗压力强度和稳定性会下降,而普通钢材料在700℃下10min左右,其抗压强度基本丧失,钢架结构会发生严重变形,此时很容易发生装置、管道和储罐破损和垮塌。石化企业火灾救援还要注意灼伤、擦伤等意外伤害,只有充分认识石化企业火灾危险来源,才能在救援行动中避免由此带来的不必要伤害。

2.石油化工行业发生火灾的灾情特点

(1)易燃易爆,火情多变。石油化工企业发生火灾后,由于化工原料、产品高度易燃,容易形成大面积的高温燃烧区域,同时火势顺着管道内残存的物流流窜,迅速发展成为更大的火势,进一步增加过火面积。石化装置发生火灾通常伴随着爆炸,带火焰的可燃物四处飞溅,引燃周边易燃物,增加了事故救援的难度。特别是对于设备、管线较为密集的区域,混杂的多种物料在狭小空间剧烈燃烧更容易引起爆炸。总之,复杂的火情给救援工作带来巨大挑战。

(2)有毒有害,灾情复杂。不同于常规的火灾事故,石油化工企业发生的火灾,在燃烧、爆炸过程中会释放出有毒有害气体,使救援人员很难靠近火灾发生区域,需要配备专用的防火防毒消防设备。此外,在石化企业发生火灾附近,要装备毒性污染物监控装置,不仅要保证火情得到有效控制,还要兼顾污染物对周围大气、水源与土壤造成的危害,避免片面强调救火,而忽视对自然环境造成的损害。同时对于释放有毒物质的跑、冒、滴、漏的管道和设备,如何根据火灾现场形势准确判断泄露的具体位置,对于整个火灾救援过程显得尤为重要。

(3)工艺复杂,不可控因素多。石油化工企业存在交错纵横的管道网络,连接着各种反应装置、分离装置、换热装置以及工艺回收装置,各种装置的工作条件不同,材料的耐高温、抗爆炸冲击的强度不同,一旦某处发生火灾险情,及有可能导致附近的耐高温性能弱、抗压力冲击差的装置也发生火灾。此外,许多化工生产需要在高温、高压条件下进行,火灾发生时高温物料来不及冷却,而火灾高温极有可能继续促进化学反应更加剧烈的进行,增加了石化企业火灾救援的难度。

(4)持续时间长,扑救消耗大。石油化工企业火灾伴随着爆炸,高温加快了有毒有害物质产生,爆炸导致可燃性物料和机械部件向四周抛洒飞溅,火灾短时间内不能得到有效控制,还会导致金属部件强度性能下降,出现大型装置设备垮塌事故,这些都给火灾救援和装置抢救工作造成很大阻碍。同时化工生产流程繁多,工艺条件各不相同,单纯依靠消防队伍很难快速控制火势,此时需要企业工程技术人员的配合,提供生产工艺的技术资料,研判装置及物料的现场情况,采用科学的灭火方法、专业的灭火器材,尽早尽快控制火势发展范围,减少不必要的人力、物力的耗费。

(5)次生伤害频发,救援风险高。面对石化企业火灾事故,救援人员无时无刻不是身处高温炙烤,此外还有火灾引发的爆炸冲击,有毒有害物质持续排放,燃烧物的飞溅喷射,管道设备的垮塌倾覆。由于火灾引发的次生灾害频发,考验着救援队员临危受命的勇气,更考验着救灾指挥员的领导力和判断力。如何在石油化工企业火灾发生现场及时汇总事故信息,客观分析危险源位置,准确判断火灾规模和程度,科学制定灭火战略与措施,将成为决定火灾扑救的关键性因素[3]。

3.石油化工装置火灾扑救的应对策略

(1)评估灾情,明确扑救重点。面对石油化工企业火灾,全面评估灾情,制定扑救方案,是打赢火灾扑救战斗的首要因素。救援人员到达现场后,第一时间询问火情位置、原因及装置状况,并派出观察小组从地面、空中两个方向侦察火势发展情况,从而对火场变化做出合理准确的判断。救援指挥部人员要沉着冷静、不急不燥,严判火灾对附近高温高压装置与易燃易爆化学品的影响,防止火势蔓延发生二次事故。在了解企业装置工艺条件和火灾附近危险源的基础上,结合现有资料对火势走向进行预判,整合附近火灾扑救人员和设备,统一指挥各种救援力量,按照相关救援方案开展火灾救援工作。石油化工企业火灾救援方案要突出重点工作,那就是全力避免火灾事故演变成燃爆事故。面对短时间内难以扑灭的火灾,应该及时给火灾核心区域装置进行冷却降温,防止设备因为燃烧的热辐射能力不能及时消散而产生剧烈的爆炸。进行冷却防爆操作要注意扑救的持续性和连贯性,对于装置设备的明火,及时利用泡沫喷射的方法,对火势核心区域进行覆盖,阻断燃烧发生的条件,有效抑制火势蔓延。对于装置冷却环节,可以按照上下左右周期性、规律性进行洒水作业,按照设备重要程度、火势严重程度等因素综合确定洒水降温的范围,同时要避免急冷和冷却局部位置引发材料热胀冷缩而爆裂,造成企业设备二次受损[4]。

(2)组织力量,控制火灾发展。石化企业火灾救援工作任务繁重,必须调集公安、消防、交通等多部门人员协同参与,按照既定部署开展扑救活动。石油化工企业火灾救援行动刻不容缓,一旦确定了行动方案,必须坚决执行,务必降低火灾造成的损失,切实保证人民的生命及企业的财产安全。救援指挥部按照救援战略部署及时派出救援力量,根据不同专业、不同分工,有顺序、分批次开展救援行动,避免救援力量分散施救、各自为战而降低火灾的扑救效率[5]。由于石油化工企业火灾不同于普通火灾,必须要求经验丰富的专家学者成立火灾救援顾问组,为火灾扑救和灾后评估提供技术支持,达到尽快扑灭火情,减少人员和财产损失的目的。控制石化企业火灾的难点是开闭相关阀门,包括主管阀门、旁通阀和泄压阀等,防止物流随管道流通,导致火情蔓延及反复。这就需要救援指挥人员会同企业工程技术人员,提前预判物流位置和火灾蔓延方向,掌握关键阀门的位置,一旦火情稳定,立刻组织力量执行阀门开闭任务,从而将火灾限制在可控范围内。

(3)灵活战术,疏堵结合抗火灾。石油化工企业火灾火情不是一成不变的,应该根据火灾现场形势的变化,及时调整扑救策略。在开始火灾扑救时,要了解火灾燃烧的物料,采取针对性的灭火手段,比如针对存放活泼金属、格氏试剂的仓库,很容易与水发生化学反应而放出热量,特别是活泼金属与水反应后生成氢气,如果直接采用喷水灭火,很容易助长火势,发生更大的危险。对于灭火战术的安排,一方面设置火灾变化情况的观察哨,利用相关仪器设备动态观测火情,及时给附近救援人员提供火情变化信息,当火灾逼近时及时提醒救援人员撤离;另一方面,采取灵活的扑救方法,根据不同物料着火采取不同灭火介质,结合装置着火情况选择灭火策略。针对火灾持续时间长,存在金属材料性能下降而发生变形、折断的风险,及时掌握火灾导致装置性能变化的程度,采取灵活战术应对突发情况。控制石油化工企业火灾要坚持疏堵结合的原则,严密监视火场火情的细微变化,防止火情反复。堵漏是针对泄露的管道和装置发生易燃、易爆、有毒、有害物料泄露的位置,阻断其向周围空间扩散的趋势。采用胶粘剂和金属焊接是常规的堵漏方式,而带压堵漏就需要借助一定工具,比如夹具、塞子、高强度密封胶等。疏转作业是将装置内部残存的物流及时转移,排至回收管、放空管、备用管,并最终转移至安全的储槽或无害化处理。

(4)后勤保障,满足持续性救援。石化行业火灾具有持续时间长、火势发展快、存在爆炸和毒性物释放的特点。在石化行业火灾扑救过程中,要及时保障救援物资充沛,救援设备随见随用。对于灭火材料,其中泡沫灭火材料和冷却水的用量较大,坚持固定灭火为主、移动灭火为辅的原则,合理搭配使用固定、半固定泡沫系统与冷却水喷洒进行灭火,保证对明火的全覆盖,对着火核心区域和核心装置的持续性洒水降温,必要时调集区域自来水管网来保障供水。对于消防物资设备,按时按量及时补充,本着对救援人员负责,对企业财产负责,对人民群众生命财产负责的精神,调动周边可用的救援物资设备,争取一次性扑灭大火,防止火情反复带来的二次伤害[6]。

(5)技术创新,开展智能化救援。在石化企业火灾救援过程中,及时引进先进的技术装备,加强消防人员对新型灭火装备的培训,提高其操作新型设备的能力和水平,从而不断提高火灾扑救的效率。近年来,在有条件的地区引进了新型远程消防供水系统,提高了消防用水供应效率,采用大吨位水罐消防车提高了针对大型火灾的应变能力,智能化移动水炮减少了人员暴露,使救援人员在较为安全距离操控灭火设备。同时,伴随着智能化、信息化技术的成熟,新一代卫星通讯指挥车、消防机器人也逐渐普及,大大提升了灭火工作从机械化向智能化发展的进程。

4.结束语

综上所述,不同于普通民房火灾,石油化工企业发生的火灾具有易燃易爆、有毒有害、燃烧迅速、火情复杂等特点,给火灾救援工作带来巨大挑战。因此,在扑救石油化工企业火灾的过程中,认真评估险情,结合石油化工行业生产管理特点,确定冷却防爆、关闭阀门。疏堵结合的救援原则,根据现场火情和装置受损情况,确定火灾扑救方案,制定灵活的扑救战术,组织力量迅速扑救,保障救援人员物资供应,更新技术装备开展智能化救援,全力保障火灾救援工作的顺利开展。同时,石化企业火灾救援工作要着眼实际,战术灵活,不仅要及时控制火势,防止火势蔓延造成二次灾害,还要兼顾人员安全,将企业资产损失降至最低水平,为推进石油化工企业灾后重建工作提供必要支持,促进石化行业持续性发展,为国民经济的平稳、健康运行做出应有的贡献。

参考文献:
[1]吴均.浅谈石油化工事故特点与预防、救援措施[J].中国石油和化工标准与质量,2017(15):82-83+85.

[2]王辉.刍议石油化工火灾的处置与对策[J].中国化工贸易,2016(10):85.

[3]袁大勇.提高消防救援队伍处置化学灾害事故能力的思考[J].今日消防,2021(06):54-55.

[4]徐建国,成晶.石油化工安全风险管理在灭火抢险救援中的应用研究[J].清洗世界,2020(11):34-35.

[5]陈帆,高风贵.试论石油化工企业火灾防控难题与消防应对[J].中国石油和化工标准与质量,2020(19):58-60.

[6]刘馨泽,毛文锋,于广宇.石油化工储罐火灾事故消防车安全部署优化技术研究[J].工业安全与环保,2019(04):20-22.

作者:申茂庆 单位:北京市大兴区消防救援支队

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