易熔盤內浮頂儲罐氮封工藝滅火戰術訓練的組織與實施

唐虎瀟

(公安消防部隊高等專科學校，云南 昆明 650208)

“一高、一低、一大、一化”一直是消防面臨的四大難題，近年來，石油化工火災時有發生，處置難，燃燒時間長，財產損失大，易造成人員傷亡，社會影響大。在石油化工火災中，易熔盤內浮頂儲罐火災的撲救尤為困難，它按內浮頂儲罐的防火設計，但其火災性質又屬于固定頂罐(全液面燃燒)。易熔盤內浮頂儲罐因其造價便宜，檢修周期短，抗腐蝕等性質，在內浮頂儲罐中應用最為廣泛，占比高達80%以上。在處置這一類儲罐的火災時，一定要掌握其儲罐結構，才能科學、安全、專業、環保的去處置，而初期處置不當，就可能貽誤最佳戰機，甚至可能因為處置不當而造成更大的災情，威脅整個廠區，給后期的火災撲救帶來巨大的挑戰。

1 易熔盤內浮頂儲罐結構

內浮頂罐是立式鋼制儲罐的重要組成形式之一。內浮頂儲罐主要用于存儲汽油、煤油、柴油、航空煤油、石腦油等輕質油品、易揮發性介質和對清潔度以及環保要求較高的中間產物。易熔盤內浮頂儲罐是內浮頂儲罐中應用最為廣泛，在內浮頂儲罐中占比達到80%以上。而其火災形式同于固定頂罐，一旦發生火災，極易形成全液面火災。

1.1 易熔盤內浮頂儲罐外觀結構

1.網殼式罐頂,2.泡沫管線,3.檢修人孔,4.罐外扶梯,5.立式泡沫產生器

圖1 易熔盤內浮頂儲罐外觀圖

易熔盤內浮頂儲罐(如圖1)從外觀上看沒有通風口或通風帽，有呼吸閥、安全閥、氮封系統、檢修人孔、罐外扶梯、立式泡沫產生器等附件。氮封系統應該安裝在儲罐底部，便于火災事故時緊急注氮使用，氮封工藝滅火訓練就是基于此氮封裝置。泡沫產生器應該為立式泡沫產生器。呼吸閥是保護儲罐安全的重要附件，安裝在罐頂的顯著位置，當氮封系統失靈時，通過呼吸閥的排氣和吸氣保證儲罐內部壓力保持在設計壓力-0.03MPa至0.15MPa之間，一般呼吸閥與阻火器聯用，可以增加儲罐的安全性。罐外扶梯主要用來日常檢修，并不是用來火災撲救時登罐作業的。儲罐外壁有泡沫管線、水噴淋管線、氮氣管線。

1.2 易熔盤內浮頂儲罐浮盤結構

易熔盤內浮頂儲罐結構，如圖2所示。

圖2 易熔盤內浮頂儲罐結構圖

易熔盤內浮頂儲罐也叫做浮筒式內浮頂，主要輕質油品和中間產品。浮盤下方為浮筒或者浮子，浮筒一般半淹沒在輕質油品中，便會在液面和浮盤間形成油氣混合空間。浮盤無隔艙、無排水設施，罐體密閉。浮盤的主要材質為鋁合金，浮盤有三種安裝形式：鋁板平鋪、鋁條鉚接、箱式鑲嵌。易熔盤內浮頂儲罐浮盤結構如圖3。

浮盤的材質為鋁合金，因此易熔盤受熱容易發生熔化、變形、卷曲、鼓包，長時間的火災烘烤會讓易熔盤開裂甚至沉底，從而形成全液面火災。

圖3 易熔盤內浮頂儲罐浮盤

1.3 易熔盤內浮頂儲罐固定消防設施

易熔盤內浮頂儲罐的固定消防設施主要有：固定水噴淋盤管和噴頭，固定、半固定泡沫滅火裝置，氮封系統等。泡沫滅火系統的防控理念是基于全液面火災考慮，浮盤沒有泡沫擋板。氮封系統是保證輕質油品易熔盤內浮頂儲罐安全的重要措施。

氮封系統正常運行時，儲罐內部保持微正壓，在緊急情況時便可加大氮氣供給量或者外部注氮方式滅火。正常運行時，0.4MPa的氮氣通過氮氣管網經過閥門控制后壓力減到0.2MPa，再通過自力式調節閥將壓力減到0.09～0.117MPa后進入儲罐內，使罐體保持微正壓，并進行惰化保護。在出現火情時，關閉上路閥門，打開下路閥門，使氮氣不經過自力式調節閥調壓直接進入罐內，從而加大氮氣的供給。如果廠區氮源不夠，還可通過排水口外接干粉車氮氣瓶組或者氮氣瓶，實現緊急注氮處理。因此，氮封系統設計時應該安裝在罐體底部，便于緊急注氮操作，同時也能防止因罐頂撕裂破壞氮封系統。氮封系統工作原理如圖4。

圖4 氮封系統

2 氮封工藝滅火原理

氮氣是一種惰性氣體，密度略小于空氣，不會與其他物質發生反應，可以起到惰化滅火，抑制爆炸的作用，在滅火過程中不會有其他殘留物，也是空氣的主要成分之一，符合當前石油化工火災處置提出的“科學、專業、安全、環保”處置原則要求。并且氮氣的制取工藝簡單，來源充足，價格便宜，一般的石油化工廠區都會有一定量的氮氣源儲備，干粉車和外部其他氮源也可在緊急情況時保證氮氣的供給。

氮氣滅火工藝主要是通過向罐體內注入氮氣，降低氧氣含量，達到窒息滅火的目的，同時氮氣濃度提高到一定數值時，還可抑制罐體內部的油氣混合物發生爆炸。一把情況下，氧氣含量低于15%時，燃燒將會減慢趨于停止，在儲罐內部，將油氣混合物中的氧氣含量降低到12.5%以下，就可以讓燃燒停止。同時，氮氣的密度略低于空氣，也可保證高處作業的消防員安全。

3 易熔盤內浮頂儲罐氮封工藝滅火處置戰術訓練

易熔盤氮封工藝處置操如圖5所示。

圖5 易熔盤氮封工藝處置操

適用范圍：本氮封工藝滅火處置操法適用于易熔盤密封圈油氣泄漏發生火災，固定注氮系統因爆炸或燃燒損壞注氣泵、電線故障停電等原因無法使用時，通過進出物料管線，固定、半固定泡沫注入裝置，氮封系統等向儲罐內注入氮氣。

訓練目的：通過訓練，使消防隊員掌握利用半固定注氮管線或物料進出管線等方式向內浮頂儲罐注入氮氣的操作程序和注意事項，提高處置內浮頂儲罐密封圈火災事故的滅火救援技戰術水平。

組織與實施程序：車輛停靠于上風向50 m處，指揮員、戰斗員佩戴好個人防護裝備。指揮員根據現場災情處置需要，合理確定戰斗任務分工，做好作戰準備。

(1)1號員進入DCS控制中心，時時觀察罐體溫度、壓力變化情況，在相關技術員工的協助下控制相應的電動閥門，并隨時向指揮員匯報情況。

(2)安全員(攜帶強光手電、哨子、指揮旗)在上風高處，判斷風向，觀察罐體情況，做好通信聯絡，遇有緊急情況及時報告，發出緊急撤離信號。

(3)班長進入泵房，負責關閉泵前出料主閥；2號員(穿著隔熱服、佩戴空氣呼吸器)進入罐區確認罐底物料進出電動閥門手動閥，并開啟手動進料閥，確認完畢后后迅速撤離。

(4)駕駛員負責協助3號員鋪設泵房物料管線試壓接口至干粉車的輸氮高壓軟管。

(5)駕駛員負責操作干粉氮氣車，在指揮員給出供氣信號后，3號員打開試壓接口的手動閥門開關，給半固定氮封裝置供應氮氣。

注意事項和操作要求：一是滅火救援過程中，應加大對罐體的冷卻強度，以讓罐體內氣體飽和蒸汽壓處于爆炸濃度安全范圍；二是為確保駕駛員操作車輛供給氮氣壓力適當大于罐體物料管線壓力(>0.2MPa)，安全員應時時觀察罐體內部壓力；三是配備有罐前分配器的泡沫滅火系統，可關閉泡沫發生器的罐前分配器。再使用橡膠軟管連接好泡沫產生器的導余閥，注入氮氣；四是可使用橡膠軟管連接儲罐輸油管線試壓接口，邊輸油邊輸氮注入氮氣；五是可使用干粉氮氣車充氣口連接橡膠軟管，延至罐前再連接相應高度PVC管，PVC管頭連接金屬恒管插入泡沫產生器孔洞或通風口，供氮滅火；六是氮封系統有分為單線路連接自力式調節閥、并聯線路連接自濾式調節閥和手動閥門兩種方式，利用氮封管線注入氮氣時應注意區分。罐體內壓力小于設定壓力時自力式調節閥自動開啟進行補充氮氣，壓力大于設定壓力時自力式調節閥自動關閉。因此氮封裝置為單線路連接自力式調節閥，火災時罐內的飽和蒸汽壓一般會大于設定壓力，自力式調節閥會關閉，無法通過固定注氮管線進行注氮。氮封裝置為并聯線路連接自力式調節閥和手動閥門，可通過戰斗人員開啟氮封管線的手動閥門，注入氮氣。

4 結束語

消防員必須掌握了解易熔盤內浮頂儲罐的結構，學會辯識這一類儲罐。通過注氮工藝操法的組織訓練，使消防隊員掌握利用半固定注氮管線或物料進出管線等方式向內浮頂罐注入氮氣的操作程序和注意事項，從而提高處置內浮頂罐密封圈火災事故的技戰術水平。讓消防員能夠“科學、安全、專業、環保”的處置易熔盤內浮頂儲罐火災，將火災在初期階段就成功撲滅掉，通過科學的組織訓練，提高處理石油化工火災的能力，減少財產損失和人員傷亡。

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(本文文獻格式：唐虎瀟.易熔盤內浮頂儲罐氮封工藝滅火戰術訓練的組織與實施[J].山東化工,2018,47(7):188-190.)