內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救中應(yīng)用氮?dú)獾募紤?zhàn)術(shù)研究

摘要：從氮?dú)獾臏缁鹦阅艹霭l(fā)，充分利用罐區(qū)內(nèi)的氮?dú)赓Y源，結(jié)合內(nèi)浮頂油罐獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，從應(yīng)用條件、實(shí)施操作、注意事項(xiàng)等方面，提出了火災(zāi)撲救中進(jìn)行降氧抑制的滅火措施和加氮輸油的工藝措施，為消防救援隊(duì)伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：消防;內(nèi)浮頂;油罐;氮?dú)?/p>

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)石油的需求與日俱增，油罐的規(guī)模、數(shù)量不斷增多，其消防安全問(wèn)題日益突出。內(nèi)浮頂油罐因其減少損失、防污染的特點(diǎn)被越來(lái)越多的應(yīng)用，成為輕質(zhì)成品油最常用的儲(chǔ)存容器。同時(shí)，對(duì)密封要求高的油品，如石腦油、焦化汽油、苯等，常常設(shè)置有氮?dú)饷芊庋b置。在內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)中，如何利用氮?dú)膺M(jìn)行滅火，成為消防救援隊(duì)伍面臨的新課題。

目前，許多專(zhuān)家對(duì)氮?dú)鈸渚葍?nèi)浮頂油罐火災(zāi)進(jìn)行了一定的研究，張慶紅分析了油罐油氣蒸發(fā)機(jī)理，論證了氮?dú)饷芊饧夹g(shù)在儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)中應(yīng)用的必要性[1]。葉琳從油罐構(gòu)造的角度，指出了內(nèi)浮頂油罐事故發(fā)生概率高于外浮頂罐的主要原因，提出了設(shè)置氮封的必要性，并對(duì)內(nèi)浮頂罐的氮封提出了改造要求[2]。楊松柳通過(guò)CFD技術(shù)建立氮?dú)鈸渚扔凸藁馂?zāi)的模型，在不同工況條件下，分析表明了氮?dú)鈱?duì)油罐火災(zāi)撲救的有效性[3]。

現(xiàn)階段多注重于氮?dú)鈱?duì)內(nèi)浮頂油罐的安全防護(hù)，在滅火撲救中的氮?dú)饧紤?zhàn)術(shù)應(yīng)用還缺少研究。因此，從氮?dú)鉁缁鸺夹g(shù)和內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救過(guò)程，可以應(yīng)用氮?dú)饧紤?zhàn)術(shù)的措施，為消防救援隊(duì)伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供參考借鑒。

1? 氮?dú)鉁缁鸺夹g(shù)

氮?dú)猓谝话闱闆r下是一種無(wú)色無(wú)味無(wú)毒無(wú)腐蝕的氣體。氮?dú)鉁缁穑饕抢枚栊詺怏w的特點(diǎn)，不支持燃燒，降低空氣中的氧氣含量，抑制燃燒，一定程度上隔離燃燒物與氧氣的接觸，溫度極低的液氮對(duì)燃燒物有很好的降溫滅火作用。

氮?dú)饷芊庋b置是保障內(nèi)浮頂油罐安全運(yùn)行的設(shè)施，主要作用是防止硫鐵化合物自燃、雷擊、靜電或明火等引燃罐頂空間的可燃?xì)怏w，防止儲(chǔ)存介質(zhì)氧化聚合等。適合易揮發(fā)、劇毒性的輕質(zhì)成品油，如石腦油、焦化汽油、苯等。

氮封系統(tǒng)，就是用氮?dú)庋a(bǔ)充罐內(nèi)氣相空間，其工藝原理如圖1所示。在油罐壓力可控范圍內(nèi)，當(dāng)內(nèi)浮頂上部氣壓達(dá)到設(shè)計(jì)高點(diǎn)時(shí)，呼吸閥打開(kāi)，呼出氮?dú)?當(dāng)內(nèi)浮頂上部氣壓達(dá)到設(shè)計(jì)低點(diǎn)時(shí)，開(kāi)通氮?dú)庾⑷牍迌?nèi)。因氮?dú)獗扔蜌廨p，所以氮?dú)飧≡诳臻g上面，油氣沉在空間下面。從而保證油罐在呼氣時(shí)，呼出的是氮?dú)猓鼩鈺r(shí)不吸入空氣，避免爆炸性氣體的形成[4]。

設(shè)有氮?dú)饷芊庋b置的內(nèi)浮頂油罐一般取消了環(huán)形通氣孔，但是多了一條氮?dú)夤芫€(xiàn)作為標(biāo)識(shí)，如圖2所示，由此可以從外觀區(qū)分內(nèi)浮頂油罐和拱頂罐。

2? 內(nèi)浮頂油罐結(jié)構(gòu)

內(nèi)浮頂油罐實(shí)質(zhì)上是在油罐內(nèi)設(shè)有浮盤(pán)的固定頂油罐，主要由罐底、罐壁、罐頂、浮盤(pán)、密封裝置以及附屬構(gòu)件組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于受到拱頂?shù)南拗疲瑑?nèi)浮頂油罐容積不易大型化，普遍比外浮頂油罐小，與拱頂罐相似。內(nèi)浮頂油罐以?xún)?chǔ)存輕質(zhì)成品油為主，且容積多為幾千立方米的罐體。規(guī)范《鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列》（HG21502.2-92）中明確規(guī)定了內(nèi)浮頂油罐的尺寸數(shù)據(jù)，根據(jù)公稱(chēng)容積的大小劃分為小型、中型、大型三類(lèi)內(nèi)浮頂油罐，基本參數(shù)如表1所示。

3? 內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救中的氮?dú)鈶?yīng)用

利用氮?dú)舛栊詺怏w的特點(diǎn)，減少或隔離油氣和空氣的混合，避免形成燃燒爆炸混合氣體，較大程度地保護(hù)燃燒罐和鄰近罐，也為油液轉(zhuǎn)輸?shù)膶?shí)施增加安全性。

3.1? 降氧抑制

通常在火災(zāi)發(fā)生初期，例如內(nèi)浮頂油罐發(fā)生閃爆，整個(gè)罐體相對(duì)完好，浮盤(pán)完好可用，但固定泡沫產(chǎn)生器損壞，移動(dòng)滅火裝備缺少進(jìn)攻入口，導(dǎo)致泡沫無(wú)法注入罐內(nèi)，如圖4所示。

利用罐區(qū)中存儲(chǔ)同種油品的油罐，向燃燒罐轉(zhuǎn)輸同種冷油，提升液面，抬高浮盤(pán)，減少浮盤(pán)與罐頂之間的氣相空間，加之內(nèi)浮頂油罐公稱(chēng)容積普遍較小，也為抑制燃燒提供有利的條件。

對(duì)配備有氮?dú)饷芊庋b置的燃燒罐，要加大氮?dú)庾⑷肓俊?duì)氮?dú)饷芊庋b置失效或沒(méi)有氮?dú)饷芊庋b置的燃燒罐，則利用油罐旋梯、拉梯或登高車(chē)鋪設(shè)氮?dú)廛浌懿迦牍潭ㄊ脚菽a(chǎn)生器孔洞或通氣孔，向罐內(nèi)注入氮?dú)猓种迫紵踔吝_(dá)到抑制燃燒的目的，同時(shí)需要對(duì)氮?dú)廛浌苓M(jìn)行冷卻保護(hù)，如圖5所示。

降氧抑制過(guò)程中，需要注意：①氮?dú)廛浌芊夏蜔崮蜔忍匦裕苊獾獨(dú)廛浌芷茡p;②加氮前，先排除氮?dú)廛浌軆?nèi)的空氣，再送入罐壁通氣孔;③要為氮?dú)廛浌艹掷m(xù)不間斷地提供冷卻保護(hù);④加大浮盤(pán)液面高度處的罐壁冷卻，防止浮盤(pán)受熱損壞而不能順利提升液位;⑤實(shí)施降氧抑制的消防員如有險(xiǎn)情，立即撤離。

3.2? 加氮輸油

油液轉(zhuǎn)輸以油庫(kù)罐區(qū)的轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)、內(nèi)浮頂油罐的進(jìn)出油設(shè)施和罐體完好為前提條件，根據(jù)火情的需要，主要解決以下方面的問(wèn)題：

內(nèi)浮頂油罐處于中、低液位，提升液位，使液面高出罐頂?shù)乃莶课唬蜎](méi)罐內(nèi)的隱蔽火點(diǎn)，利于泡沫滅火。

浮盤(pán)傾斜、卡船時(shí)，在液面與浮盤(pán)之間形成隱蔽的燃燒空間，泡沫難以進(jìn)入。因此，通過(guò)注油提升液位，使得油面貼合浮盤(pán)，讓浮盤(pán)恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)。

向燃燒罐一邊注入同種冷卻油品、一邊抽離高溫油品，降低燃燒罐油液溫度，達(dá)到循環(huán)冷油的目的。

抽離燃燒罐的油品，減少罐內(nèi)可燃物，加快滅火進(jìn)程，減少撲救時(shí)間;也可抽離鄰近罐的油品，根據(jù)pV=nRT可知，鄰近罐受熱輻射溫度T上升，罐內(nèi)氣壓p上升，抽離油液增加罐內(nèi)氣相空間使V上升，從而抑制罐內(nèi)氣壓p上升速率，降低鄰近罐爆炸的危險(xiǎn)。

此時(shí)在油液轉(zhuǎn)輸過(guò)程中，加注氮?dú)猓ㄟ^(guò)進(jìn)出液管線(xiàn)向燃燒罐、轉(zhuǎn)輸罐、空罐中注入，稀釋罐內(nèi)的油蒸氣，隔離油氣與助燃?xì)怏w，降低油罐發(fā)生爆炸或加劇燃燒的可能。

啟動(dòng)氮?dú)庠O(shè)施，制備氮?dú)猓谔嵘何缓脱h(huán)冷油中，氮?dú)庾⑷肟谶B接部位設(shè)置在轉(zhuǎn)輸罐進(jìn)油和出油管線(xiàn)處，如圖6（a）所示;或者設(shè)置在轉(zhuǎn)輸罐出油管線(xiàn)處，空罐進(jìn)油管線(xiàn)處，如圖6（b）所示。

加氮輸油過(guò)程中，需要注意：①必須在油罐技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行;②實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線(xiàn)的運(yùn)行情況，及時(shí)處置泄漏問(wèn)題，對(duì)于含有或本身就是劇毒物質(zhì)的油品，加大了火災(zāi)撲救的危險(xiǎn)性，必須加強(qiáng)安全防護(hù);③做好管線(xiàn)的冷卻保護(hù);④利用空罐進(jìn)行循環(huán)冷油加氮時(shí)，必須要提前對(duì)空罐進(jìn)行泡沫覆蓋，防止進(jìn)入的熱油發(fā)生燃燒。

整個(gè)火災(zāi)撲救中，對(duì)全體參戰(zhàn)人員要嚴(yán)格做好安全防護(hù)措施，最大限度減小人員的傷亡，應(yīng)當(dāng)注意：①對(duì)一線(xiàn)滅火的消防人員要求嚴(yán)格佩戴空氣呼吸器、穿戴全套隔熱服;②在火場(chǎng)周邊多點(diǎn)設(shè)立安全觀察哨，及時(shí)向火場(chǎng)指揮部反饋信息，應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)的異常變化有權(quán)立即下達(dá)撤離的命令;③設(shè)立安全監(jiān)督員，對(duì)進(jìn)入火場(chǎng)一線(xiàn)的作戰(zhàn)人員進(jìn)行安全教育、防護(hù)檢查;④若是內(nèi)浮頂油罐存儲(chǔ)油品有毒，現(xiàn)場(chǎng)人員嚴(yán)格佩戴空氣呼吸器、著防化服，時(shí)刻檢測(cè)毒氣濃度，設(shè)立水幕屏障防止毒氣蔓延;⑤嚴(yán)格身體洗消，降低對(duì)消防員的危害。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)氮?dú)鉁缁鸺夹g(shù)和內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救實(shí)際，提出了降氧抑制的滅火措施和加氮隔離的工藝措施，實(shí)現(xiàn)了氮?dú)庠谟凸藁馂?zāi)撲救中的技戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，為消防救援隊(duì)伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供了新的技戰(zhàn)術(shù)措施。

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Technical and tactical research on nitrogen application

in firefighting of the internal floating roof oil tank

Lan Tianqi

（China Rescue Chongqing Motorized Professional Division， Chongqing? 401133）

Abstract：Based on the fire extinguishing performance of nitrogen， making full use of the nitrogen resources in the tank area， combining with the unique structure of the internal floating roof oil tank， this paper puts forward the firefighting measures of oxygen reduction suppression to extinguish and the technological measures of nitrogen addition and oil transportation from the aspects of application conditions， operation and attentions， so as to provide references for the fire department to firefighting the fire of internal floating roof oil tanks.

Keywords：firefighting;internal floating roof;oil tank;nitrogen