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大型储罐火灾扑救方法与技术探析

2020-03-24 09:43:43 《科技资讯》 2020年1期

梁枫

摘? 要:大型原油储罐一旦发生火灾,往往会造成严重的人员威胁与财产损失,火势一旦扩散蔓延,后果不堪设想。随着我国社会经济发展对能源需求的不断上升,大型储罐的建设不断增多,火灾风险也随之上升。该文对大型储罐火灾的扑救方法以及储罐沸溢火灾的扑救方法进行了阐述,并在此基础上,对当前大型储罐火灾扑救的消防设备及相关技术问题进行了分析探讨。

关键词:储罐火灾? 火灾扑救? 消防灭火系统

中图分类号:X913.4 ? ?文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)01(a)-0234-02

石油是我国重要的战略储备资源,随着近年来我国能源需求的不断上升,大型储罐建设日益增多。原油闪点低、热值大,易挥发及燃烧、爆炸,对其储备具有严格的技术要求,稍有不慎即可能引发火灾事故,造成人员伤亡及财产损失,因此,确保原油储罐设备的运行安全具有重要的意义。该文基于当前我国大型储罐消防现状,就其火灾扑救方法及相关技术进行一些探讨,以期能够为大型储罐的安全运行及火灾扑救提供一些参考与借鉴。

1? 大型储罐火灾的扑救方法

对于大型储罐的火灾扑救,原则上是要集中兵力、速战速决,最好是在火灾发生初期能够实施有效的扑救措施。储罐火灾初期及密封圈火灾的扑救,主要是利用储罐固定消防系统。固定式消防系统在我国大型罐区的应用十分广泛,在扑救储罐密封圈火灾方面具有突出的优势,主要表现为系统启动速度快、喷射准确率高、泡沫喷射平缓且均匀,且应用固定式消防系统,消防人员远离着火储罐作业,风险较低,劳动强度低,人员需求数量少。配合固定式消防系统,同时配置一定数量的移动消防设备,可以在火灾初期组成较好的扑救力量。在储罐火灾报警系统发出报警信号后,在控制室可以自动或手动启动固定式消防系统,消防水泵或泡沫泵启动对火储罐及邻近储罐进行冷却,泡沫灭火系统覆盖着火区域,在明火被泡沫全面覆盖并熄灭后继续喷射进行持续冷却,防止复燃,在确定无复燃隐患后,对储罐内剩余油品进行倒罐处置。

对于多罐火灾或是罐群火灾的扑救,处置原则应是“先控制,后消灭;先邻近罐,后着火罐;先上风、后下风;先地面,后油罐”。第一要素是要先对受火热威胁的邻近罐进行冷却,确保邻近罐的安全,防止火灾规模的扩大蔓延,条件允许的情况下,可同时对着火储罐进行冷却。

2? 储罐沸溢火灾的扑救方法

储罐沸溢火灾一般发生在重质原油或是宽沸点的重质油品的储罐,虽然并不多见,但一旦发生,罐内油品会喷射而出,火焰和热辐射强度突然增加,火灾范围瞬间扩大,极易引燃相邻储罐而导致灾难后果。对其扑救最有效的措施及方法是在火灾发生初期进行及时的储罐火灾扑救,沸溢火灾的发生有一个前期储罐火灾持续时间,在此时间段时扑灭储罐火灾,则可避免沸溢的发生。储罐沸溢火灾发生前,油品表面会形成细小泡沫并呈涌涨现象,油品颜色由黑红变白发亮,伴有“嘶嘶“声响,一旦出现这些现象,表明储罐并发生沸溢,应及时进行现场撤退,保持安全距离再进行扑救。

在对有可能发生沸溢的着火储罐进行扑救时,可针对罐壁进行重点冷却,减少罐内油品的热传导,可以一定程度上延缓着火储罐发生沸溢的时间;利用罐根阀或其他装置排出储罐底部的含水层,可有效避免沸溢发生,但在火灾状态下排水实施难度较大,操作人员将面临极高的安全风险。此外,在罐底含水层以上设置隔水圈可使储罐沸溢火灾的火焰及热辐射强度明显减弱;在含水层中放置防沸石,沸溢的喷溅强度也会有明显减弱。

3? 储罐消防设施及相关问题分析

3.1 罐壁式泡沫灭火系统

罐壁式泡沫灭火系统是国内固定式储罐消防系统普遍采用的灭火技术,其设计基础是扑救密封圈火灾,在扑救油罐高液位密封圈火灾时效果显著。但该技术在实践应用中,也存在一些问题,主要表现为:一是泡沫喷射口沿罐内均匀分布,虽设有泡沫导流板,如遇大风,泡沫易被风吹散,造成泡沫损失;二是泡沫要淹没密封圈进入内部实施灭火,需要较长的时间,越是大型的储罐,时间越长,难以确保在火灾发生初期的黄金时间内发挥作用;三是对于雷击造成的密封圈火灾,随之而来的雨水会稀释泡沫,进而影响灭火效果。

3.2 浮盘边缘式泡沫灭火系统

浮盘边缘式泡沫灭火系统将泡沫喷射口安装在了泡沫堰板与二次密封支撑板之间,解决了喷射泡沫受外界风力与雨水影响的问题,但泡沫进入密封圈所需要时间较长的问题,并没有得到妥善解决,与罐壁式泡沫灭火系统一样,存在有效灭火时机难以掌握的缺陷。此外,浮盘边缘式泡沫灭火系统,泡沫管线在穿越二次密封金属支撑板处需要进行有效密封才能防止油气从该处泄漏,增加了安全隐患点,且维修泡沫管线只能在储罐检修期间进行,从而对泡沫管线耐高温、耐腐蚀等性能提出了更高的要求,导致其造价成本较高,一定程度上影响到其应用范围。

3.3 液下喷射泡沫灭火系统

液下喷射泡沫灭火系统是一种从液体底部喷射注入泡沫,利用泡沫密度低于可燃液体的物理特性,使其受浮力作用上升至液体表面并扩散,形成泡沫覆盖层的储罐灭火技术。液下喷射泡沫灭火系统适用于拱顶油罐火灾的扑救,由于其泡沫管线及泡沫喷射口设置在储罐底部,在火灾状态下受高温及热辐射影响较小,不易被破坏,灭火效率较高。虽然液下喷射泡沫灭火系统优点明显,但也存在一些问题,主要是泡沫从油品底部上升至表面,过程中可能会夹带过多油品成为可燃泡沫而失去灭火能力,因此,在泡沫选择上只能选择同时具有疏水性与疏油性的氟蛋白泡沫。此外,液下喷射泡沫灭火系统的泡沫喷射口设有止回阀,为防止油品从止回阀渗漏,对止回阀的密封性能要求较高。

3.4 移动式大流量泡沫炮

固定式消防灭火系统在储罐火灾的初期或是火势发展期间具有较好的应用效果,但如果火灾形势持续发展,扩散蔓延形成全面积火灾形式,固定式消防灭火系统往往会受到破坏而不能发挥作用。在这种情况下,只有使用移动式消防灭火设施来进行火災的扑救。我国目前对于大型储罐均配备了较为完善的固定式消防灭火系统,但大功率、大流量的移动式消防灭火设施的配置还相对较少。除装备技术原因外,大功率、大流量的移动式消防设备用水量巨大,只有地表水源充足的罐区才能满足配置应用条件,且一套大功率、大流量的移动消防灭火系统,需要配备大流量的吸水泵,泡沫比例混合器以及大口径、大流量的泡沫消防炮,还需要用超大直径的专门消防水带进行连接,不但造价高昂,而且需要配备专门的具有较高素质的操作人员。应用移动式大流量泡沫炮成功进行储罐火灾扑救的典型案例是美国美国威廉姆斯消防企业,其在2001年,使用两门大功率泡沫炮,在65min内成功扑灭了最大直径82.4m储罐的全液面火灾。日本法律强制要求直径超过34m的储罐必须配置大功率泡沫炮,单台泡沫炮喷射能力不低于1×104L/min,持续喷射时间不低于2h。

4? 结语

鉴于大型储罐火灾发生的危险性及损失的严重性,深入研究其火灾扑救方法与技术措施具有重要的现实意义。我国目前在大型储罐固定式消防系统方面的研究比较多,在实践应用方面也取得了丰富的经验与成果,但对于全面积储罐火灾的扑救,在世界范围内都是研究的重点及难点,我国在此方面相较国外一些发达国家还存在差距,亟待进行不断的深入研究。

参考文献

[1] 蔡亮,韩勇,姜旭,等.大型储罐火灾扑救技术现状综述[J].石油化工自动化,2018,54(6):9-12.

[2] 段秋生,张智,王志斌,等.国外储罐消防系统新技术综述[J].石油石化节能,2017,7(1):12,44-47.

[3] 郎需庆,刘全桢,厉建祥,等.采用大流量泡沫炮扑救大型储罐全面积火灾的探讨[J].安全、健康和环境,2011,11(5):49-51.

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