工藝措施在液化石油氣儲罐泄漏與火災事故中的應用

張瑞韜（寧波市危險化學品應急救援研究中心， 浙江 寧波 315000）

工藝措施在液化石油氣儲罐泄漏與火災事故中的應用

張瑞韜（寧波市危險化學品應急救援研究中心， 浙江 寧波 315000）

工藝措施運用得當將起著不可替代、事半功倍的作用。本文介紹了液化石油氣儲罐發生泄漏與火災事故時所采取的關閥斷料、切斷熱源、注水排險、實施堵漏、倒罐降壓、放空降壓、惰性介質滅火、引火點燃等工藝措施原理、實施方法和注意事項。

工藝措施；液化石油氣；泄漏；火災

0 引言

液化石油氣作為民用燃料使用越來越普及，具有節能、清潔、使用方便等特點。同時液化石油氣是一種易燃易爆的危險物質，在生產、儲存、運輸和使用環節極易發生事故。隨著液化石油氣的廣泛應用，因操作不當和管理不慎導致的人身傷亡及財產損失的事故也屢見不鮮。2015年7月16日，山東日照石大科技石化有限公司違規注水倒罐，導致液化石油氣儲罐泄漏，繼而發生著火爆炸事故，造成2名消防員受輕傷、7 輛消防車毀壞、部分球罐以及周邊設施和建構筑物不同程度損壞，罐區周邊1km范圍內居民房屋門窗被震壞，直接經濟損失2812萬元［1］。

1 常用工藝措施

工藝措施是在事故狀態下采取的工藝操作，利用石油化工廠的物質、裝置和設備，在廠方工程技術人員的配合下，采取斷絕可燃物料、降溫、降壓、導流等方法制止泄漏或將火災撲滅。實施工藝措施技術要求高、涉及范圍廣、風險性較強，因此在實際應用的過程中，務必要周密計劃，謹慎實施。運用得當，工藝措施將起到不可替代、事半功倍的作用。液化石油氣儲罐泄漏與火災事故中常用的工藝措施包括以下8項措施。

1.1 關閥斷料

關閥斷料是基于隔離法滅火原理，將著火設備的液化石油氣進口或出口閥門關閉，切斷著火設備與其它儲罐或裝置之間的物料來源，中斷可燃物料的供應，降低著火設備的壓力，是防止事故擴大的最佳手段。在液化石油氣管線因泄漏發生火災時，可采取關閉儲罐出口閥門斷絕氣源；液化石油氣儲罐在進料過程中罐體發生火災時，可關閉儲罐進口閥門切斷氣源輸入。

關閥斷料應注意以下幾點：①實施關閥斷料前應確認火災或泄漏點處在閥門之后，且閥門保持完好；②管線上有多個閥門可選用的，優先選擇遠程控制緊急切斷閥；③正在進行進料作業的，應先關閉遠程出口閥門和烴泵等設備；④關閉手動閥門時，操作人員應在水槍噴霧的掩護下進行，同時切實做好個人安全防護。

1.2 切斷熱源

液化石油氣儲罐發生火災，儲罐在池火或噴射火的燒烤下，容易發生物理爆炸，繼而發生沸騰液體擴展蒸汽爆炸（BLEVE），造成嚴重后果。采用噴淋降溫切斷熱源是撲救液化石油氣火災極為關鍵的一環，其目的在于：①保證罐體鋼材足夠的屈服或拉伸強度，以保持罐體的完整性不致于坍塌；②保證液化石油氣的溫度或所對應的飽和蒸氣壓處于安全的范圍。

切斷熱源應注意以下幾點：①應優先選用確認完好的固定噴淋設施；②冷卻強度不低于10L/m2·min；③液化石油氣氣相及液相溫度在160～170℃之間時儲罐會發生爆破，故應控制液化石油氣溫度在150℃以下為宜；④儲罐在不采取任何措施下，會在10分鐘左右發生爆炸，因此應在火災發生后立即打開固定噴淋設施；⑤由于儲罐濕壁在火災燒烤下，使濕壁內側的液化石油氣氣化帶走熱量，因而冷卻應以干壁優先，且冷卻要均勻、不留空白；⑥火場用水量大，應采用多種方式確保火場供水。

1.3 注水排險

當全壓力式液化石油氣儲罐底部或儲罐底部引出的液相管及閥門發生泄漏著火時，利用液化石油氣密度比水小且不與水相溶的性質，通過注水線、進液管或排污管向儲罐內注水，抬高液化石油氣液位，使泄漏點處于水面以下，用水代替液化石油氣從泄漏點漏出，從而將火撲滅或終止液化石油氣泄漏，為實施堵漏或倒罐創造了有利條件。

注水排險應注意以下幾點：①應通過烴泵、消防車水泵以較高壓力進行注水，同時在泵出口處設置止回閥，以防液化石油氣竄入注水線；②水溫不能高于液化石油氣的溫度，以防注入的水對液化石油氣起到加熱作用，從而加劇險情；③注水過程中應密切觀察儲罐液位，到達儲罐容積90%時的警戒液位時，應立即停止注水。為了防止因水壓過大或注水量過大導致冒頂，可采取邊注水、邊倒罐的方法，把事故罐中的液化石油氣逐漸倒入其他儲罐；④對于冷凍儲存的液化石油氣儲罐和罐頂氣相管及閥門泄漏著火時不能采用此法。

1.4 實施堵漏

液化石油氣儲罐、管道、法蘭等因設計、選材存在問題，以及介質腐蝕、操作不當，緊固件松弛、密封件老化等原因，造成液化石油氣泄漏事故，泄漏的液化石油氣與空氣形成爆炸性混合氣體，當遇到點火源，極易引發爆燃事故。

實施堵漏是處理化工災害事故的常用工藝措施。對于泄漏壓力不高的，可采取木楔、硬質橡膠塞、棉布條等進行封堵、纏繞，或金屬螺釘加粘合劑旋擰堵塞；利用液化石油氣氣化吸熱、容易使水結冰的特點，可在泄漏點纏上棉織物，用繩子、銅絲固定，澆水凍住止漏；對于儲罐或管道上出現的帶狀、不規則裂紋，可使用專用的管道內封式、外封式、捆綁式充氣堵漏工具進行堵漏；對于連續化生產或無法關閥斷料的情形，可采取帶壓堵漏法，將專用夾具固定在泄漏處，通過注射嘴由高壓油泵向夾具內注入密封劑進行堵漏。

實施堵漏應注意以下幾點：①在對泄漏部位實施堵漏時，應采用噴霧水對泄漏氣體進行稀釋、驅散，防止形成爆炸性混合氣體；②消除事故點周邊所有點火源，操作時使用無火花工具；③冷凍法堵漏僅適用于泄漏壓力較低、環境溫度較低的情況。

1.5 倒罐降壓

液化石油氣儲罐泄漏著火，在冷卻下控制燃燒，當液位較高時，可通過倒罐的方法將著火罐中的液化石油氣倒入安全儲罐中去，以降低液位和壓力，減少燃燒物質，縮短燃燒時間，降低爆炸風險。常用的倒罐方法是通過烴泵或壓縮機倒罐。另外亦可依靠罐內壓差作為動力進行倒罐，如兩個儲罐之間的液位高低產生的靜壓差、著火罐中的液化石油氣受熱后飽和蒸氣壓明顯提高產生的壓力差、注入壓縮氣體產生的壓力差等。

倒罐降壓應注意以下幾點：①采用注入壓縮氣體和壓縮機倒罐的方法可能會導致泄漏加劇，使災情擴大；靜壓差倒罐速度慢且容易達到壓力平衡，因而盡可能選用烴泵進行倒罐；②倒罐時要注意防止罐內出現負壓引起回火，倒罐末期可向罐內注入適量的氮氣，以避免發生次生災害；③事故狀態下的倒罐技術要求很高，須在確保安全的情況下組織實施。

1.6 放空降壓

當儲罐受到火勢威脅又來不及倒罐時，將液化石油氣通過火炬線排入火炬系統燃燒，或開啟放空閥向大氣放散液化石油氣氣體，以降低儲罐內壓力，保護儲罐安全，防止超壓而發生爆炸災害。

安全閥的設計、選用，其排放能力是能滿足發生火災情況下最小排氣截面面積要求的。但若不能采取措施防止安全閥因罐壁溫度升高失去強度，從而影響其排放能力，則不能保證儲罐的安全。故除了加強罐體冷卻外，可觀察溫度、壓力傳感數據，適時主動通過與安全閥并聯的放空線、系統火炬線排氣泄壓。若無遠程控制閥可使用，切勿登罐作業，可通過氣相平衡管線從其它地方排入火炬系統。若排放量過大，液態液化石油氣進入火炬線，為避免液化石油氣氣化損壞火炬線或在火炬處泄漏及形成火雨而引發次生災害，可通過氣相平衡管線將液化石油氣排入安全儲罐中。

1.7 惰性介質滅火

氮氣、蒸汽等惰性介質在石油化工廠內較為常見，惰性介質滅火具有經濟易得、設備簡單等優點。合理利用這些惰性介質輔助液化石油氣泄漏火災事故的處置，往往取得很好的滅火效果。

液化石油氣儲罐或管線發生泄漏時，可以開啟氮氣、水蒸氣系統，對事故現場內所形成的蒸氣云進行稀釋、驅散，消除火災隱患。發生池火時，可在圍堰內施放氮氣、水蒸氣進行滅火。大量的惰性介質充盈事故區域空間，可防止形成爆炸性混合氣體或達到窒息滅火的目的。

罐頂注氮排險與罐底注水排險有著相似的原理。當罐頂管線、法蘭等發生泄漏或形成火炬燃燒時，利用氮氣密度比氣相液化石油氣小的特性，可直接通過氮氣線或利用氣相平衡管線從罐頂往罐內注入氮氣。當壓力較高的氮氣注人罐內后，氣相液化石油氣液化，上層氣相空間被氮氣占據，氮氣代替液化石油氣從泄漏點漏出，從而將火撲滅或終止液化石油氣泄漏。操作時應確保氮氣壓力在罐內液化石油氣壓力與安全閥開啟壓力之間。

1.8 引火點燃

采用點燃的工藝措施一般有兩種：①液化石油氣儲罐發生泄漏、火災，當無法通過倒罐、放空等措施進行降壓排險時，可用軟管、燃燒噴嘴等與儲罐連接，將液化石油氣引流到相對安全區域點燃，在安全監護下控制燃燒殆盡。②液化石油氣儲罐發生泄漏，若無法關閥斷料與有效地實施堵漏，且不將泄漏物點燃將帶來更嚴重的后果時，應使用曳光彈、點火棒等主動點燃，控制其穩定燃燒。若不能采取其它措施時，只能控制液化石油氣燃盡。當液化石油氣泄漏擴散蔓延較大范圍，點燃可能帶來嚴重后果時，切勿采取引火點燃措施。

引火點燃應注意以下幾點：①引火點燃應在噴霧水槍的掩護下進行，且點燃之前應對周邊環境可燃氣體進行檢測；②采取引火點燃，須根據實際情況果斷作出選擇，同時做好防范措施，謹慎實施。

2 工藝措施運用案例

2015年10月4日，超強臺風“彩虹”重創粵西。湛江市霞山區臨港工業園內富多液化公司的 3 個液化石油氣球形儲罐受強臺風襲擊導致罐體泄漏，其中1#罐發生液相泄漏，2#和3#儲罐的氣相管被大風連根拔起發生氣相泄漏，3 個儲罐一共合計800余噸液化石油氣。富多液化公司周圍有10多家危化品工廠，1萬噸以上的儲油罐有20余個。泄漏罐體一旦發生爆炸，極有可能引起周邊危化品發生連環爆炸。

結合實際情況，專家組專家和現場救援組最終確定用消防水槍對1 #罐泄漏的液相煤氣進行稀釋，對2#和3#號罐采用先封堵泄漏口、再用煤氣槽車轉移儲罐存氣的方法進行處置。5日5 時 40 分，1 #罐體內的氣體全部排完，這意味著泄漏事故主要險情已經排除。而后，2 #罐和3 #罐泄漏口分別封堵成功。6 日 6 時 30 分，泄漏罐體內殘余的 400 余噸液化石油氣全部由煤氣槽車安全轉移。案例中成功運用了放空、堵漏、輸轉的工藝措施。

3 結語

在液化石油氣儲罐泄漏處置與火災撲救中，工藝措施是科學有效的處置方法，合理運用可以解決其它方法解決不了的問題。靈活運用常用的工藝措施，須熟悉液化石油氣的特性、儲罐的結構、管線的布局、液化石油氣儲配工藝和操作過程等，并將工藝措施添加到現場處置預案中去，定期開展實戰化訓練進行檢驗，不斷修改完善。事故狀態中，工藝措施須在專家和工程技術人員的論證下得出方案，在確保安全的前提下組織實施。

［1］國務院安委會辦公室關于山東石大科技石化有限公司“7·16”著火爆炸事故情況的通報［N］.國家安全生產監督管理總局國家煤礦安全監察局公告，2015，（8）：16-19.

［2］邢志祥.火災環境下液化氣儲罐熱響應動力過程的研究［D］.南京：南京工業大學，2004：49.

［3］祖因希.液化石油氣操作技術與安全管理［M］.北京：化學工業出版社，2009.356-360.

［4］陳捷生，謝思佳，鄭佳欣，等.驚心動魄40小時發生了什么？［N］.南方日報，2015，10，09（A01）.

張瑞韜，男，工程師，從事危險化學品應急救援研究。