儲油罐火災(zāi)事故分析和處置

王俊山?袁安龍

摘要：作為石化石油生產(chǎn)企業(yè)的重要設(shè)施，原油儲罐在石油、石化的生產(chǎn)運輸中具有重要作用，但是現(xiàn)在由于現(xiàn)場安全監(jiān)督不到位、安全管理問題以及設(shè)計缺陷等各種因素的影響，導致我國的油罐火災(zāi)事故具有很高的發(fā)生頻率。文章對儲油罐火災(zāi)事故和處置進行了分析。

關(guān)鍵詞：儲油罐；火災(zāi)事故；事故處置；石化石油生產(chǎn)；儲存油品 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE88 文章編號：1009-2374（2015）32-0055-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.030

包括美國消防協(xié)會、美國機械工程師學會、美國化學工程師學會以及美國石油學會等在內(nèi)的行業(yè)和工程組織曾經(jīng)在過去的50年中將嚴格的建筑設(shè)計、材料選擇、工程指引、油罐的安全管理標準制定了出來。很多公司都嚴格地遵守這些標準和原則開展設(shè)計、建設(shè)和運營工作，然而仍然會時常發(fā)生油罐事故。通過對美國1500次油罐火災(zāi)進行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)有很多原因會導致油管發(fā)生火災(zāi)事故，因此必須要有針對性地采取有效的措施對其進行處置，避免造成更大的損害。

1 儲油罐的基本類型

1.1 按庫存總?cè)萘糠诸?/p>

等級石油庫總?cè)萘縏V（m3）：

一級：100000≤TV

二級：30000≤TV<100000

三級：10000≤TV<300000

四級：1000≤TV<10000

五級：TV<1000

1.2 按油品的用途分類

按照儲存油品的閃點高低，可分為甲/乙丙類油庫。其中，將閃點低于或等于45℃的油品稱為易燃油品，閃點高于45℃的油品為可燃油品，而含水量0.3%～4%之間的重油/原油和渣油為費溢性油品。

按照油品閃點的分類：

類別油品閃點FL（℃）：

甲：FL<28

乙：A 28≤FL<45

B 45

丙：A 60≤FL≤120

B FL>120

1.3 按油罐的布設(shè)方式/材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式分類

1.3.1 以油罐埋設(shè)深度為根據(jù)，可以將其分為地下油罐、半地下油罐和地上油罐三種以及在山洞內(nèi)的洞室或者地下掩蔽室內(nèi)埋設(shè)的油罐、水封油罐、海上油罐、海底油罐等。其中埋地臥式油罐是選擇罐池充沙（細土）方式或者直接覆土的方式在地下進行埋設(shè)。

1.3.2 以油罐材質(zhì)為根據(jù)，可以分為兩種，也就是非金屬油罐和金屬油罐。耐油橡膠油罐、玻璃鋼油罐、鋼筋混凝土油罐、石砌油罐、磚油罐、土油罐等是最為主要的非金屬油罐形式。

1.3.3 按儲罐結(jié)構(gòu)形式，分為拱頂罐、浮頂罐、球型罐和臥式罐。其中拱頂罐是指罐頂為球冠狀，罐體為圓柱形的鋼制容器。浮頂油罐還可分為外浮頂與內(nèi)浮頂?shù)挠凸蕖?/p>

2 油罐火災(zāi)危險特點

（1）油罐儲存的油品屬有機物質(zhì)，其燃燒性與油品的閃點、自然點有關(guān)。油品的閃點和自然點越低，發(fā)生著火燃燒時的危險性越大；（2）儲存的輕質(zhì)油品具有較強的揮發(fā)性，在較低的氣溫下就能蒸發(fā)，這些蒸發(fā)出來的油蒸汽，很容易在空氣不流通的各種低洼處或者低部位進行集聚，如果其具備了一定的濃度，一旦遇火源很容易出現(xiàn)燃燒爆炸的現(xiàn)象。而油蒸汽的爆炸范圍和爆炸下限決定了爆炸的危險性；（3）油罐火災(zāi)火焰具有較強的輻射量和較高的溫度，一旦有罐頭出現(xiàn)火災(zāi)，其就會攀升1050℃～1400℃火焰中心溫度。油罐火災(zāi)的熱輻射強度與火災(zāi)的溫度和時間成正比。燃燒的溫度越高和時間越長，輻射熱越強；（4）重質(zhì)油品罐燃燒易發(fā)生沸溢噴濺。原油、渣油等重質(zhì)油品因燃燒過程中形成高溫熱層及其含有水分，著火燃燒時可能發(fā)生沸溢噴濺；（5）油罐火災(zāi)具有復燃復爆性。滅火后的油罐及其輸油管道，在沒有切斷可燃源的情況下，遇到火源或高溫，或由于其壁溫過高，不繼續(xù)進行冷卻處理，會重新引起油品的燃燒或爆炸。

3 儲油罐火災(zāi)事故的原因

3.1 閃電雷擊和閃電次生影響火災(zāi)

閃電雷擊主要指的是閃電直接擊中而導致火災(zāi)，而閃電次生影響火災(zāi)主要指的是由于大地電流、靜電脈沖、電磁脈沖、束縛電荷等引發(fā)的油罐火災(zāi)。與直接雷擊區(qū)域比起來，閃電次生影響火災(zāi)所造成的次生影響區(qū)要大很多。

3.2 維修失誤

在油罐維修的過程中，由于機械摩擦所導致的火花也可能會引發(fā)油罐火災(zāi)，這些火花會將易燃的液體和蒸汽點燃，從而引發(fā)火災(zāi)爆炸。

3.3 操作失誤

由于操作失誤而引發(fā)的溢流事故屬于非常常見的火災(zāi)原因。一旦充滿可燃氣體的油罐發(fā)生溢流的情況，其附近的任何火花都可能會將從油罐中釋放出來的可燃氣體點燃，從而引發(fā)火災(zāi)或者爆炸事故。

4 常用儲油罐著火過程中的主要險情

4.1 外浮頂油罐

外浮頂油罐火災(zāi)一般發(fā)生在儲罐與浮盤密封處?；馂?zāi)初期，罐體內(nèi)側(cè)圓形密封圈會出現(xiàn)局部點式或圓形帶式燃燒；隨著罐體溫度升高，油品蒸發(fā)加快，便形成整個密封圈圓形帶式燃燒；在火災(zāi)發(fā)展過程中，若處置不當會出現(xiàn)浮盤卡盤、傾盤、沉盤、油品沸溢、噴濺等險情。

4.1.1 卡盤：當儲罐油品持續(xù)燃燒時，高溫的輻射熱會引起罐體與浮盤之間升降導軌變形，隨時間推移，罐體變形升降導軌損壞，導致浮盤傾斜卡盤。此外，大型外浮頂油罐多儲存的是原油，在滅火過程中，因持續(xù)向罐內(nèi)注入大量泡沫，罐底排水又不及時，罐內(nèi)原油水分或罐底水墊層受高溫油熱層作用迅速氣化上升，罐內(nèi)壓力升高，也會造成罐體環(huán)形局部卡盤?？ūP發(fā)生后，浮盤上面密封圈處及其下面的油液面同時出現(xiàn)燃燒的狀態(tài)。

4.1.2 傾盤與沉盤：因?qū)ν飧№攦藿Y(jié)構(gòu)不了解，大量的滅火劑直接噴射在浮盤泡沫擋板以外（浮頂中央范圍），導致浮盤因承載重量增加而下沉，當承載重量持續(xù)增加而超過浮盤浮力時，浮盤便可能掉到油液面下發(fā)生沉盤。如果罐體與浮盤之間升降導軌卡槽受損，在導軌損壞一側(cè)浮盤卡住不能上下移動時，浮盤脫出升降導軌傾斜在油面上，而出現(xiàn)傾盤。

4.2 內(nèi)浮頂油罐

4.2.1 通常會在儲罐爆炸后整個罐頂塌陷處、表面、形成的裂縫處發(fā)生內(nèi)浮頂罐的塌陷式、敞開、半敞開燃燒火災(zāi)。

4.2.2 爆炸之后的內(nèi)浮頂罐的罐壁和灌頂會發(fā)生破裂的情況，如果由于爆炸而部分掀開罐頂，就會形成半敞開式噴射燃燒。如果罐頂被炸成飛出不同距離的幾塊或者整體掀開，就會出現(xiàn)整個液面的敞開式燃燒。如果破裂之后的罐頂在罐內(nèi)出現(xiàn)整體或部分塌入，就會出現(xiàn)塌陷式燃燒的情況。

4.2.3 由于不同的開口方向和裂縫大小，半敞開式燃燒火焰通常會呈現(xiàn)出噴射燃燒的情況，而且很容易發(fā)生滅火死角并引起復燃。

4.3 拱頂油罐

此類常壓儲存罐發(fā)生著火或閃爆后，罐頂一般會出現(xiàn)撕開或掀飛，呈開口處噴射火焰或全液面火炬狀燃燒。若燃燒持續(xù)時間長，罐體會因熱性蠕變而塌陷。若罐頂撕開口小時，還存在二次閃爆危險。

5 儲油罐火災(zāi)處置

5.1 集中兵力、合理布控

5.1.1 當油罐起火時間不長，油罐火勢不大時，轄區(qū)隊應(yīng)抓住滅火的有利戰(zhàn)機，集中現(xiàn)有力量實施滅火進攻，一舉撲滅火災(zāi)。

5.1.2 當火場情況比較復雜，油罐火勢比較大，臨近油罐受高溫輻射影響較大時，轄區(qū)隊不能滿足直接滅火的情況，應(yīng)積極冷卻著火油罐及臨近油罐，防止火災(zāi)擴大，為增援力量到場前創(chuàng)造有利條件。

5.1.3 如果兩個以上的油罐發(fā)生火災(zāi)，并且有一個屬于沸溢性油品，這時候首先要做好沸溢性油罐的滅火工作，同時還要采用冷卻控制的方式對其他罐進行處理；如果出現(xiàn)油罐爆炸、油品沸溢流散的情況，首先要將防止地面流淌火漫流的工作做好。

5.2 循序漸進、有序?qū)嵤?/p>

5.2.1 先外圍，后中間。當火場情況比較復雜，油罐周圍的建筑物被引燃，應(yīng)先消滅外圍火災(zāi)，控制火勢蔓延擴大，再消滅油罐火災(zāi)。

5.2.2 先上風，后下風。當油罐區(qū)同時發(fā)生火災(zāi)，形成大面積燃燒時，滅火行動應(yīng)首先從上風開始撲救，避開濃煙，減少火災(zāi)對人的烘烤，逐步向下風方向推進，最后將火災(zāi)撲滅。這樣既有利于接近火源、觀察火情，更便于充分發(fā)揮各種滅火劑的滅火效應(yīng)，同時降低油罐復燃的概率。

5.2.3 先地面，后油罐。當油罐爆炸、沸溢、噴濺使大量油品從罐內(nèi)流出或與著火油罐形成地面與油罐的立體燃燒，應(yīng)先撲滅地上的流淌火，再組織實施對油罐火的滅火。

5.3 冷卻降溫、防止爆炸

當油罐發(fā)生火災(zāi)后，為防止油罐本身發(fā)生爆炸、沸溢、噴濺以及鄰近儲罐被高溫輻射引燃，應(yīng)對火罐及鄰近罐進行有效的冷卻降溫措施。冷卻降溫的方法主要有水冷卻、泡沫覆蓋冷卻、固定噴淋裝置冷卻等。

在冷卻油罐時，應(yīng)保證有足夠的冷卻水槍、水炮以及不間斷供水，同時要正確使用冷卻方法。例如：對外浮頂油罐冷卻時，應(yīng)重點冷卻浮盤與油品緊貼的液位高度，保護浮盤導軌，防止高溫損壞，對鄰近油罐迎火面的半徑液位處冷卻；對內(nèi)浮頂油罐冷卻時，重點是油罐液位以上罐體全表面，防止油罐內(nèi)上部空間油氣驟增發(fā)生爆閃。同時要注意對罐體冷卻要均勻，不能出現(xiàn)空白點，且不能將水射入罐內(nèi)，當油罐火災(zāi)撲滅后，應(yīng)持續(xù)冷卻，直至罐體溫度降到常溫，停止冷卻。

6 結(jié)語

總之，再好的油罐火災(zāi)處置方法，也只能是盡可能地避免出現(xiàn)更大的損失。而如果想要真正地做好油罐的安全防護工作，就必須要對油罐火災(zāi)的發(fā)生進行提前預防，要立足于設(shè)計、施工、維護等各個環(huán)節(jié)全面地落實和執(zhí)行安全管理方案，從而能夠有效地避免各種油罐火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生，避免進一步引起經(jīng)濟損失和人員傷亡。

參考文獻

[1] 許桂敏，劉全楨，劉寶全，胡海燕，高鑫，張婷婷.直擊雷作用下浮頂儲罐的電壓分布[J].河北大學學報（自然科學版），2010，（5）.

[2] 李玉鋒.液化石油氣加氣站火災(zāi)爆炸風險分析及預防措施[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2013，（7）.

[3] 霍靖.成品油儲罐火災(zāi)危險的成因和預防[J].石油庫與加油站，2012，（6）.

作者簡介：王俊山（1977-），男，黑龍江大慶人，供職于大慶石化公司消防支隊，研究方向：滅火戰(zhàn)術(shù)；袁安龍，中石油云南石化有限公司消防支隊副支隊長。

（責任編輯：陳 潔）