鐵路罐車火災危險分析及應對研究

趙　峰　趙　湘

（獨山子石化公營銷調運處南站新疆克拉瑪依838600）

鐵路罐車火災危險分析及應對研究

趙峰趙湘

（獨山子石化公營銷調運處南站新疆克拉瑪依838600）

營銷調運處南站是獨山子石化公營銷調運處鐵路運輸的龍頭單位，承擔著獨山子石化公司大多數的鐵路運量，常年拉運獨山子石化公司的汽柴油、液化氣、苯類產品，隨著鐵路運輸業務的不斷增長，危險化學品運量逐漸增大，因此，火災安全也尤為重要。由于條件所限，加上從業人員的消防素質不高，安全意識不強，極有可能導致罐車火災爆炸事故的發生。而一旦發生火災爆炸事故，將造成巨大的經濟損失和人員傷亡。筆者論述了鐵路罐車油品裝車的現狀，存在的安全隱患及現場對策，并提出了自己的見解。

油品罐車火災

一、鐵路油罐車油品充裝過程危險性分析

鐵路是我國成品油運輸最重要的工具，每年通過鐵路運輸的成品油占其輸送總量的60%以上，這中間又以車用汽油等輕質油品占絕大多數。成品油充裝過程是鐵路油罐車運輸的重要環節，因此，在鐵路油罐車充裝過程中要重點考慮其防火防爆問題。成品油充裝過程中發生的火災爆炸事故具有較大的危險性，因為成品油閃點、燃點和自燃點較低，具有易燃燒的特性，成品油熱值越大，火焰溫度就越高，輻射熱強度也越大，油蒸氣的大量排放更是火災、爆炸等惡性事故的隱患。油品的蒸氣在空氣中達到爆炸極限時，遇火即能爆炸。爆炸極限越低，危險性就越大。著火過程中，燃燒和爆炸又往往交替進行。一般是先發生爆炸，然后轉為燃燒。超過爆炸上限時，遇火先燃燒，待濃度下降到爆炸極限時，即會發生爆炸。火場及其附近的油罐車受到火焰輻射熱的作用，如不及時冷卻，也會因膨脹爆裂增加火勢，擴大災害范圍。強熱輻射易引起相鄰油罐及其他可燃物燃燒，還嚴重影響滅火戰斗行動，因此對鐵路油罐車充裝過程火災爆炸危險性分析是十分必要的。

鐵路油罐車油品的充裝工藝：根據我國鐵路油罐車的現狀，擔負運輸的主型罐車主要有G6、G9、G10、G11、G12、G14、G15、G17、G17A、G50、G60等10余種，目前筆者單位以G60、G70罐車為主，主要裝車油品為汽油、柴油、航空煤油、石腦油、苯類等易燃油品。

鐵路油罐車裝油方式大體分為：底部裝油或稱潛流裝油；上部裝油或稱噴濺裝油。前者較為合理，但底部裝油也可能產生新電荷，特別是當容器底部有沉積水或有其他品種的殘余油品時，也會產生很高的靜電電位。后者更易產生靜電，因為當油品從鶴管高速噴出時，將因發生液體分離而產生電荷，當油品沖出到容器壁還會造成噴濺飛沫而產生靜電。同時上部裝油促進油霧的產生，也易使油氣、霧氣混合物達到爆炸濃度范圍。此外，頂部裝油還會使油面局部電荷集中，容易產生放電。

目前石化公司鐵路棧橋在用的鐵路油罐車裝油方式多采用噴濺裝油，一般裝油時鶴管伸入槽車口1 m左右。開啟油儲罐的放油閥門，啟動裝油車油泵，油品經輸油管送到鐵路裝車棧橋總管，由罐裝工人放好鶴管后，開啟鶴管閥門，油品輸送入罐車測量油位符合要求后，關閉鶴管閥門，充裝結束。

據統計國內較大的成品油靜電事故中，鐵路油罐車裝油事故占首位，其次是油儲罐裝油事故，因而對鐵路油罐車裝油時的靜電要特別注意。成品油產品在流動、過濾、混合、霧、噴射沖洗、加注、晃動等情況下，由于靜電荷的產生速度高于靜電荷的泄漏速度，從而積聚靜電荷。當積聚的靜電放電的能量大于可燃混合物的最小引燃能，并且在放電時油品蒸氣和空氣混合物處于爆炸極限范圍，將引起靜電危害。

噴濺裝油靜電危險性分析：在噴濺裝油的過程中，活動套筒式小鶴管可以伸到槽車底部裝油，但在實際操作中一為方便，二為減少油品損失（鶴管頭不深入油內造成鶴管里阻力增加，油會從套管間溢出），所以都沒有把鶴管插入槽車底部。這會使鶴管口附近的油面上集聚更多的電荷，電位梯度增大，容易放電。應該采用底部裝油或將鶴管伸至接近罐底，在裝油后期油面電位達到最大值時，油面上部沒有突出接地體，可避免局部電場增高。在局部范圍內可避免因油柱集中下落形成較高的油面電荷密度。減少噴濺、泡沫，從而減少新產生的靜電荷。減少油品的霧化及蒸發，可避免在低于閃點溫度時點燃。

油罐車內靜電分析：油料的電導率較大時，車內各部分油料的電荷密度容易趨向均勻。因電荷有同性排斥的作用，油中的電荷有流向油面的趨勢，又因液體表面張力的緣故，油面電荷較多，這就是所謂的趨表效應。當油品流動較慢時，車內各部位的電位易趨向均勻，而電荷不均勻的現象較明顯。鶴管裝油時接近油面，其管口末端形成的不同對局部電容有不同的影響，從而引起電荷密度及電位的差異。油罐車在裝油的整個過程中，油面電位是隨著液面上而變化。最高電位出現在1/2～3/4容積處。一般說來，在鶴管油柱下落處的電荷密度較大，在車內中部位置電容較小（有爬梯時稍有增加），所以油罐車中心部位電位較高。

成品油充裝過程其他危險性分析：

在成品油充裝過程中，火車裝卸棧臺可能發生的火災有：油罐車罐口起火，地面流散液體著火，油罐車翻車著火。引發火災的原因有以下幾方面：（1）車輛未經過檢測，車況不佳，違章操作等；（2）使用的各種油類物質，遇到高溫、明火、雷電、靜電等因素引起火災；（3）在有可燃氣體和易燃物存在的場合，靜電放電、雷電放電均可引爆火源，導致火災、爆炸事故的發生；（4）由于油品中含有一定量的腐蝕性物質，它們對貯罐具有較強的腐蝕性，同時還受到電化學腐蝕，從而導致貯罐跑、冒、滴、漏，遇火源而發生事故；（5）裝卸油品時，使用不防爆的工具，或由于不慎磕碰發火，也易引燃油蒸氣；（6）裝卸中，未安裝導除靜電裝置或靜電導除裝置失靈，由于油品沖擊，在車壁上集聚靜電荷放電打火；（7）油罐車在敞蓋作業的條件下，外來火種飛入或接近敞口油罐車，引燃油蒸氣，引起火災爆炸事故。

二、鐵路罐車油品充裝過程火災爆炸事故預防對策措施

1.鐵路罐車油品充裝過程預防靜電危害的技術措施。（1）鐵路裝油棧橋的固定設備原則上要求在多個部位上進行接地。其接地點應設2處以上，接地點應沿設備外圍均勻布置，其間距不應大于30 m；（2）貯罐內壁應使用防靜電防腐涂料，涂料體電阻率應低于100 MΩ·m（面電阻率應低于1 G Ω）。（3）對于電導率低于50 pS/m的油品，在注入口未浸沒前，初始流速不應大于1 m/s，當注入口浸沒200 mm后，可逐步提高流速，但最大流速不應超過7 m/s。如采用其他有效防靜電措施，可不受上述限制。（4）在裝油前，必須先檢查罐車內部，不應有未接地的浮動物。（5）裝油鶴管、管道、槽罐必須跨接和接地。（6）裝油完畢，宜靜置不少于20 min后，再進行采樣，測溫、檢尺、拆除接地線等。（7）鐵路油罐車未經清洗不宜換裝油品。（8）作業人員充裝操作時要身穿防護服，裝油時鶴管應插到罐車底部不高于0.2 m處，油品流速應小于4.5 m/s，以防產生大量靜電。

2.預防靜電危害的管理措施。（1）管理部門應制定防靜電危害具體實施方案，并加以監督檢查。負責管理工作的人員必須掌握靜電安全技術知識，當發現靜電可能釀成事故時，有權采取有效措施，并上報主管領導。（2）所有防靜電設備、測試儀表及防護用品，要定期檢查、維修，并建立設備檔案。

3.鐵路罐車油品充裝過程其他危害對策措施。（1）嚴格控制火源的對策措施：嚴格執行動火制度。維修、施工在禁區動火，必須執行動火審批，動火現場采取必要的救護消防措施。電氣設備均應符合防爆等級要求，電器設備、設施老化或損傷應及時處理或更換。嚴禁把明火源帶入禁火區域，嚴禁在禁火區域內吸煙。定期檢查、檢測防雷、防靜電的連接件和接地設施始終處于良好狀態。鐵路專用線油品充裝棧橋上的翻梯應裝膠墊或膠輪，無膠墊或膠輪嚴禁使用。鐵路專用線油罐車在充裝作業前必須在車輛兩端或盡頭線來車一端不少于20 m處，在車方向左側鋼軌上安裝帶脫軌器的紅色防護信號。作業完畢清除線路障礙物后，方可撤除。防止車輛誤進有充裝罐車的線路。鐵路油品充裝棧橋爬梯口設置消除人體靜電消除器。

（2）防油品溢出或泄漏的對策措施。嚴格執行各項規章制度和操作規程，加強操作人員的安全教育和技術培訓，提高操作人員的安全意識，嚴禁違章操作，避免發生充裝過量或因鶴管位置未放好而發生溢油、冒油事故。加強設備，設施的維護、養護和定期檢查工作，防止油泵、管網、閥門的漏油。加強充裝過程油品液位的監控，以防充裝過量或冒油。如裝卸過程中出現溢油或罐車車體及走行部分有油品，必須處理干凈后才可動車。

（3）鐵路專用線管理對策措施。加強鐵路專用線的正常維護、維修，及時消除各種病害，嚴禁帶病使用，杜絕鐵路罐車脫軌現象的發生，鐵路專用線應當制定防止車輛溜逸的詳細管理規定，并設置防溜逸設施機具（如鐵鞋、車擋器等），否則，一旦車輛溜逸，會發生撞車、脫軌、顛覆、重大火災、人身傷亡等事故，造成重大的生命和財產損失。防溜逸設施要維護使用好，防止鐵路罐車溜逸，以免罐車發生相互碰撞與鐵路運輸相關的任何同類設施，設備都不能侵入鐵路機車車輛限界，鐵路專用線也要遵守該規定，專用線的裝車鶴管在車輛進入或牽出裝車線時，必須處在棧橋上方并予以鎖閉，以免侵入機車車輛限界。如車輛進入或牽出裝卸線時侵界，就可能與機車、車輛相撞，造成機車、車輛、裝車設備的損壞，嚴重時可引起油罐車火災、爆炸事故。

4.鐵路油罐車罐口火災的撲救方法。鐵路油罐車罐口發生火災，一般形成穩定的燃燒。火焰呈火炬狀，火焰溫度較高，對裝卸油棧橋、鶴管及油罐車本身有很大的威脅。可采用下列方法撲滅油罐車罐口火炬火焰：（1）火焰僅在罐口部位，可采用窒息法撲滅。一般可采用覆蓋物蓋住罐口，使油蒸氣與空氣隔絕，燃燒停止也可利用油罐車罐蓋，使其關閉嚴密，熄滅火焰。（2）采用干粉滅火器，向罐口噴射，撲滅火焰。（3）火焰較大，可采用直流水槍，組成水幕，隔絕空氣，撲滅火災。一般情況下，采用數支直流水槍，從不同方向交叉射水，開始都對準火焰下部，然后同時上移水槍，將油氣和空氣隔開，撲滅火災。也可采用泡沫鉤管，掛在油罐車罐口上，用泡沫撲滅油罐車火災。

特別應注意，油罐車發生火災后，應盡早采取冷卻措施，對油罐口附近及其鄰近建（構）筑物進行保護，防止火災擴大。

5.發生油品溢流火災的撲救。油罐車油罐破裂時，發生火災隨著油品流散，形成較大面積復雜的火災現場。

油罐車火災，火焰輻射熱大，很難接近火源。油品不斷流散，對滅火人員也有一定的威脅。應根據不同具體情況，采取相應的滅火方法：（1）冷卻油罐防止變形破壞。消防隊伍達到火場后，滅火指揮人員應迅速查明火災情況，應冷卻燃燒油罐和鄰近油罐，防止油罐進一步破壞。（2）撲滅流散的液體火焰。根據地形和地勢，修筑阻火設施（筑堤、挖溝等），防止油品進一步流散，控制火勢擴大。然后組織泡沫（或噴霧水流），對流散液體火災發起進攻，將其撲滅。

6.大面積液體流散的油罐車火災的撲救。油罐車顛覆造成數個或數十個油罐車起火，火災現場極為復雜，這不僅對其他列車通行造成嚴重威脅，同時還可能由于油品流散，影響全廠及附近設施、建筑物的安全。

撲救這種火災，應根據地形和滅火力量，選擇突擊方向和突擊點，采取集中優勢兵力（或在局部上集中優勢力量），配合公司消防堵截包圍，重點突破，穿插分割，逐個消滅的戰術：（1）控制火勢，防止蔓延。為防止火勢擴大，應將未燃燒的機車、油罐車與著火的油罐車摘鉤，開到安全地點。（2）筑堤攔油，縮小燃燒范圍。用沙土筑堤，將流散液體火焰，控制在一定的范圍內。（3）撲滅火災。在堵截包圍、控制火勢的條件下，將燃燒區實行穿插分割，然后逐片消滅。

7.撲救鐵路油罐車火災應注意的問題。（1）撲救初起火災時，鋪設的水帶線路，不應妨礙列車通行。（2）保證火場用水。（3）疏散油罐時，摘掛車輛應注意人員的安全。必要時應組織水流，對疏散人員進行保護。

四、結束語

通過對鐵路罐車火災爆炸事故原因及防范措施的分析，可知鐵路罐車運輸管理必須堅持“硬件和軟件同時抓，人員和技術相結合，重點與一般不松懈”的原則，抓住火災爆炸發生、發展的規律和特點。有針對性開展安全工作。消除罐車火災爆炸事故的基礎條件和因素，將事故消滅在萌芽狀態。總之，罐車火災爆炸事故預防工作應做到以下幾點：（1）提高員工素質，增強安全意識。（2）做好消防設備設施的配備，增加安全預防措施。（3）控制油品泄漏和裝車時超裝等不安全因素，從根本上消除火災隱患。（4）使用防爆電器和防爆對講機，控制電氣點火源。（5）控制油品罐車和危險貨物在站內的停留時間。（6）控制和消除各類靜電危害。（7）現場設備采取可靠避雷措施，防止雷擊。（8）嚴格用火管理，控制各類施工用火、盡量避免產生明火源。