[摘　　要]　大連是石油化工生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)闹匾劭诔鞘?，大型石化企業(yè)較多，如何才能撲救好大型石化企業(yè)火災(zāi)撲救工作是我們消防部隊(duì)?wèi)?yīng)該研究的課題。本文扼要談?wù)勗凸藁馂?zāi)的機(jī)理，特點(diǎn)及滅火對(duì)策。
[關(guān)鍵詞]　原油儲(chǔ)罐　　沸溢　　噴濺
1．引言
　　大連是石油化工生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)闹匾劭诔鞘校笮褪髽I(yè)較多，就開(kāi)發(fā)區(qū)大隊(duì)而言就有西太平洋煉油廠(chǎng)、京大石化等大型石油化工企業(yè)。因此有很大儲(chǔ)量的原油，，原油罐一旦發(fā)生火災(zāi)，或是猛，撲救難，影響大。為了更好的值勤備戰(zhàn)，切實(shí)做好撲救原油罐火災(zāi)的撲救工作，充分做好"打大仗，打惡仗"滅火救援準(zhǔn)備工作，保護(hù)一方平安，我們有必要對(duì)原油罐火災(zāi)進(jìn)行研究討論。
2?！≡蓛?chǔ)罐火災(zāi)的機(jī)理及特性
2。1　油氣濃度對(duì)火災(zāi)的影響
　　原油中有許多揮發(fā)性較強(qiáng)的碳?xì)浠衔?，在常溫下能從原油表面蒸發(fā)，使儲(chǔ)罐原油面上部空間很快為石油蒸汽所飽和，達(dá)到蒸發(fā)和凝結(jié)率之間的動(dòng)態(tài)平衡。石油蒸汽與空氣形成的混合濃度，影響油罐火災(zāi)的發(fā)生。與形成爆炸極限濃度相對(duì)應(yīng)的溫度即為爆炸溫度極限。當(dāng)?shù)陀诒囟葮O限時(shí)，由于油氣蒸發(fā)量很小，不足以引起燃燒，故不會(huì)發(fā)生火災(zāi)；但當(dāng)高于爆炸溫度極限時(shí)，由于油氣蒸發(fā)量大，油氣濃度超過(guò)爆炸上限，遇火就會(huì)引起燃燒。只有在爆炸溫度極限內(nèi)，油氣蒸發(fā)的濃度剛好處于爆炸極限濃度內(nèi)，一旦遇火，會(huì)引起油罐爆炸。其爆炸力是相當(dāng)大的。爆炸溫度極限的上下幅度越大，發(fā)生爆炸的機(jī)會(huì)越多。夏天因氣溫高過(guò)爆炸溫度上限，油蒸汽在空氣中含量超過(guò)爆炸濃度，因而遇火不會(huì)發(fā)生爆炸只能引起燃燒；相反冬天經(jīng)常處于爆炸溫度極限內(nèi)，油蒸氣濃度也往往在爆炸極限濃度內(nèi)，故冬天油罐爆炸的危險(xiǎn)性要比夏天大得多。
2。2原油罐火災(zāi)時(shí)的熱波特性
　　　原油在儲(chǔ)罐內(nèi)燃燒時(shí)，液面以下的油品被加熱易形成高溫區(qū)，并逐漸并對(duì)下一層冷油加熱，這種熱量逐漸向油層內(nèi)沿深度傳遞的特性叫做熱波特性。
原油和其它重質(zhì)油品在儲(chǔ)罐內(nèi)燃燒時(shí)，火焰向液面輻射的熱量用于加熱油表面使之蒸發(fā)汽化，由于此類(lèi)油品蒸發(fā)速度慢，蒸發(fā)汽化吸收的熱量也較小，因而向液面輻射的熱量往往在很大程度上消耗于加熱油表層。隨著熱量的積累，熱逐漸向油品內(nèi)部傳遞。
另外，隨著表層油中的輕質(zhì)組分的不斷汽化蒸發(fā)，表層油理化性質(zhì)發(fā)生變化，粘度增大，重組分增多，比重大，以致與下一層油品形成對(duì)流而傳遞熱量。這種由于熱輻射的作用，使油面加熱并通過(guò)介質(zhì)傳導(dǎo)，對(duì)流而導(dǎo)致的熱量傳遞是熱波傳遞的機(jī)理。
　　　熱波傳播特性與原油性質(zhì)組成，含水量，儲(chǔ)罐的幾何條件（罐體，油面高度）及氣象條件（風(fēng)，風(fēng)向，氣溫）等因素有關(guān)。其中原油本身的特性是原油具有熱波特性的基礎(chǔ)。原油低溫餾分越多，含水量越多，則熱波傳播速率越快。一般均質(zhì)油品，如汽油，煤油，輕柴油等不具有熱波特性，因?yàn)榇祟?lèi)液體燃燒時(shí)，蒸發(fā)快，向液面輻射的熱量基本上被液體蒸發(fā)吸熱所抵消，燃料表層沒(méi)有熱量積累，也就沒(méi)有熱量傳遞。一般非均質(zhì)油品，如原油，渣油，燃料油，潤(rùn)滑油等由于蒸發(fā)慢，燃燒時(shí)表層有熱量積累，油層有熱量傳遞，故具有熱波特性。熱波傳遞速度隨罐徑的加大而增大，當(dāng)罐徑大于25m時(shí)，熱波速率趨于穩(wěn)定。原油中含水量越多，熱波傳播速度越快，這是因?yàn)楹吭蕉?，粘度越小，油品?nèi)對(duì)流傳熱的阻力越小，其水份汽化及對(duì)油品的攪動(dòng)作用加強(qiáng)。
2。3沸溢與噴濺
　　原油貯罐（含油池、油輪、油駁等）發(fā)生火災(zāi)，如未能及時(shí)撲滅，則很可能發(fā)生沸溢與噴濺，從而擴(kuò)大火場(chǎng)面積，造成人員傷亡，給撲救工作帶來(lái)被動(dòng)，后果十分嚴(yán)重。原油火災(zāi)的這一突出特點(diǎn)--沸溢與噴濺，是滅火指揮員必須嚴(yán)肅對(duì)待的重要問(wèn)題之一。　　
2。3。1發(fā)生沸溢與噴濺的條件
(1)是著火油品中含有沸程很寬的成分；
(2)是油品中含有游離水或水油乳化液，貯罐底部有水墊層（起火前原有的，滅火過(guò)程中進(jìn)入罐內(nèi)的水形成的）；
(3)是油品的重尾餾分含量足以產(chǎn)生可以形成粘稠持久的油和水蒸氣泡沫的殘留物。
　　如果起火油品缺少其中任何一個(gè)條件，則不可能發(fā)生沸溢與噴濺。但問(wèn)題在于幾乎所有原油甚至大部分合成重油混合物都具備上述三個(gè)條件。因此，原油貯罐起火，經(jīng)過(guò)一段平穩(wěn)燃燒后，都會(huì)發(fā)生程度不同的沸溢與噴濺。對(duì)此，不能有絲毫的麻痹大意。　　
2。3。1原因與過(guò)程
　　原油、重質(zhì)油品燃燒時(shí)，處于液面的沸點(diǎn)高的重組分不能隨輕組分一起揮發(fā)燃燒。當(dāng)輕組分在液面燒掉后，溫度較高（149℃～300℃）的重組分油品等殘留物比緊靠下面的未燃原油更稠厚、比重更大，因而會(huì)帶著熱量逐漸向下沉降，此沉降過(guò)程隨著燃燒時(shí)間的延長(zhǎng)連續(xù)不斷的進(jìn)行，從而逐步形成高溫層，其向下沉降的速率實(shí)際上又比燃燒表面的遞降快的多，這就形成了所謂的"熱波"。這種熱波特性可強(qiáng)化罐內(nèi)油品的對(duì)流，它是由于燃燒表面部分重質(zhì)熱油沉降的結(jié)果，火災(zāi)撲救中進(jìn)入燃燒區(qū)被加熱的水（泡沫中也含水）向液面下沉降和金屬罐體的熱傳導(dǎo)會(huì)起到輔助作用（常見(jiàn)有些資料把"熱波"定義為燃燒表面的余熱通過(guò)介質(zhì)的熱傳導(dǎo)向油品深度加熱形成的高溫層。對(duì)此，筆者認(rèn)為是說(shuō)不通的，這時(shí)不存在從燃燒表面向下的熱傳導(dǎo)）。如果溫度高于100℃的熱波接觸到油品中的乳化液并達(dá)到一定程度，乳化液的汽化膨脹便會(huì)造成油品的沸溢燃燒，其情形比較溫和；如果熱波作用于罐底的水墊層，則足以使大量的水迅速汽化產(chǎn)生高壓。當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，高壓水蒸氣便會(huì)帶著部分稠厚的油品向上噴出，在噴出著火液面時(shí)，有的會(huì)被瞬間點(diǎn)燃，有的則由于沖力作用和液面動(dòng)蕩在尚未點(diǎn)燃時(shí)便噴出罐外。其情形很是突然和兇猛，噴濺距離雖因多種因素各有不同，但一般在十米至數(shù)十米之間。
2。3。3沸溢與噴濺時(shí)間的估算
　　原油火災(zāi)的沸溢特別是噴濺具有很大的危害性。較為準(zhǔn)確的估算噴濺發(fā)生時(shí)間，果斷采取相應(yīng)對(duì)策，對(duì)滅火戰(zhàn)斗起著至關(guān)重要的作用，也是火場(chǎng)指揮員必須認(rèn)真對(duì)待的頭等大事。由發(fā)生沸溢和噴濺的原因可以看出，原油火災(zāi)之所以會(huì)發(fā)生沸溢與噴濺，主要是"熱波"作用的結(jié)果，如果要估算發(fā)生沸溢的時(shí)間，尤為困難。加以它本身具有的溫和性而顯得實(shí)際意義不大，火場(chǎng)上最為重要的是較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)發(fā)生噴濺的時(shí)間。影響沸溢時(shí)間的主要因素有油品性質(zhì)，含水量，罐內(nèi)空間的大小，熱波的傳播速度及燃燒時(shí)的速度等，通常采用下面經(jīng)驗(yàn)公式測(cè)算：
T=（H-h）/（Vo+Vt）　-　K*H　　　　　　　----（1）
式中　　　T--預(yù)計(jì)發(fā)生沸溢的時(shí)間，h；
　　　　　H--儲(chǔ)罐液面高度，m；
　　　　　h　--儲(chǔ)罐水墊層高度，m；
　　　　　Vo--原油燃燒的線(xiàn)速度，m/h；
　　　　　Vt--原油的熱波傳播速度，m/h；
　　　　　K--提前常數(shù)，h/m。儲(chǔ)油溫度低于燃點(diǎn)取K=0，高于燃點(diǎn)取K=0。1
油　　品　熱波傳導(dǎo)速度Vt(m。h-1)　燃燒線(xiàn)速度Vo(m。h-1)
　含水量<；0。3%　含水量>；0。3%　
輕質(zhì)原油　　　0。3~0。9　　　　　　0。43~1。27　　　　0。102~0。6
　　重質(zhì)原油　　　0。5~0。75　　　　　0。3~1。27　　　　　0。075~0。13
原油熱波傳播速度與燃燒線(xiàn)速度表
2。4原油罐火災(zāi)特點(diǎn)
　　　　原油儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于油氣濃度﹑環(huán)境溫度﹑氣候條件﹑罐體結(jié)構(gòu)及罐組形式的不同，火災(zāi)的情況也是多種多樣的。原油儲(chǔ)罐火災(zāi)一般具有以下特點(diǎn)。
2。4。1油罐燃燒
　　　　　當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)爆炸溫度上限時(shí)，由于油氣濃度較高，一旦遇火點(diǎn)燃油罐，油品在罐中燃燒，罐頂?shù)牧芽p處和通氣口等部位有蒸汽冒出，形成火炬。這時(shí)由于供氧不足，燃燒受到限制，初期火勢(shì)不會(huì)太大，是滅火最好時(shí)機(jī)。
2。4。2油罐爆炸
　　　　油罐由上部空間的油氣濃度在爆炸極限內(nèi)時(shí)，一旦遇火，油罐就發(fā)生爆炸。所以油罐火災(zāi)有的是先爆炸后燃燒，有的是先燃燒，當(dāng)油氣濃度降到爆炸極限時(shí)，由燃燒突發(fā)成爆炸。
油罐爆炸可出現(xiàn)炸掉罐頂﹑炸裂罐體等情況。炸掉罐頂時(shí)，其頂可拋到12~30m以外，緊接著引起油品的迅速燃燒；炸開(kāi)罐頂時(shí)，一部分罐頂落在罐中液體上，這部分液體燒的不很猛烈，而敝露部分液體的燃燒則比猛烈；罐內(nèi)油品將順裂口向外漫流，引起火勢(shì)更大的漫流燃燒。
2。4。3油罐變形
　　　　　油品火災(zāi)十分猛烈，火焰有時(shí)高達(dá)8-20m，罐壁被迅速加熱，5min內(nèi)可使罐壁溫度升到500℃，使油罐鋼板強(qiáng)度降低50%，10min內(nèi)可使罐壁溫度升到700℃，罐壁鋼板強(qiáng)度降低90%以上，此時(shí)罐體得發(fā)生變形或破裂，罐壁向里邊塌陷，使火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大。
2。4。4火災(zāi)的擴(kuò)大
　　　　火災(zāi)若不能及時(shí)控制，罐區(qū)火災(zāi)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大?；馂?zāi)擴(kuò)大蔓延主要有以下幾種情況：
（1）著火罐所產(chǎn)生的輻射熱引燃鄰近油罐或其它燃燒物；
（2）在火災(zāi)時(shí)，由于熱空氣的強(qiáng)烈對(duì)流，將流火帶到未燃罐內(nèi)，引燃其它油罐；
（3）著火油罐的沸溢﹑沸噴或漫流火災(zāi)，使罐區(qū)成為一片火海。
3?！≡蛢?chǔ)罐火災(zāi)撲救對(duì)策
　　　　原油罐火災(zāi)的撲救關(guān)鍵是要早期發(fā)現(xiàn)﹑及時(shí)撲救，一旦形成大火，必須動(dòng)用固定的滅火設(shè)備和大型的消防車(chē)輛進(jìn)行冷卻和泡沫滅火，并適時(shí)度勢(shì)，注意安全，保障滅火工作的順利進(jìn)行。
3。1初期火災(zāi)的撲救
　　　　　火災(zāi)通常有一個(gè)由小到大的發(fā)展過(guò)程，一般可分為3個(gè)階段，即火災(zāi)的初起階段﹑發(fā)展階段和熄滅階段。火災(zāi)的初起階段由于燃燒面積小，燃燒強(qiáng)度弱，油層還為升溫，是滅火的最有利時(shí)機(jī)。原油罐的初起小火，通常在呼吸孔﹑入孔口燃燒，或漏灑的不分地面殘油火災(zāi)，這時(shí)可就近取用石棉氈﹑棉上衣等覆蓋物將罐頂呼吸孔或入孔蓋住，使火焰在罐內(nèi)由于缺氧而窒熄，地面殘油小火可用土﹑砂等掩埋或取用罐區(qū)的滅火器及時(shí)撲救，同時(shí)也可以用泡沫管槍進(jìn)行撲救。
3。2油罐的冷卻
　　　　　當(dāng)初起火災(zāi)未撲滅，火災(zāi)一旦形成，這時(shí)首要任務(wù)是控制火勢(shì)，防止災(zāi)情進(jìn)一步擴(kuò)大，有效地手段是對(duì)油罐及時(shí)冷卻。冷卻著火罐可以起保護(hù)罐體不致燒塌的作用，使火災(zāi)控制在著火罐內(nèi)，同時(shí)也能給油層降溫，推遲油罐沸溢的到來(lái)，爭(zhēng)取滅火的有利時(shí)間；冷卻相鄰罐可減輕著火罐輻射熱對(duì)相鄰罐的威脅，尤其是保護(hù)下風(fēng)向的相鄰罐不被引燃，故及時(shí)冷卻是避免火災(zāi)擴(kuò)大的強(qiáng)有力措施，但在冷卻過(guò)程中要避免水槍的水射進(jìn)罐內(nèi)，以致加速沸溢的危險(xiǎn)。同時(shí)應(yīng)該盡量使用固定消防設(shè)施，這樣既高效，又能相對(duì)的保證安全。
冷卻水槍數(shù)的計(jì)算。
著火罐的冷卻水槍數(shù)（不考慮固定冷卻系統(tǒng)）可按下式計(jì)算。
　　　　n=πDq/v　　　　　　　　　　　　　---(2)
其中　　n為冷卻水槍數(shù)
　　　　π為圓周率，通常取π=3。14
　　　　D為著火罐的直徑
　　　　q為著火罐的供水強(qiáng)度，通?？扇=0。6L/s。m
　　　　v為一支水槍的用水量，通常19mm直流水槍v=6。5L/s
鄰近罐的冷卻水槍數(shù)（不考慮固定冷卻系統(tǒng)）可按式（3）計(jì)算。
　　　　n=0。5πDq/v　　　　　　　　　　　　　---(3)
其中　　n為冷卻水槍數(shù)
　　　　π為圓周率，通常取π=3。14
　　　　D為著火罐的直徑
　　　　q為著火罐的供水強(qiáng)度，通?？扇=0。6L/s。m
　　　　v為一支水槍的用水量，通常19mm直流水槍v=6。5L/s
3。3集中優(yōu)勢(shì)兵力打殲滅戰(zhàn)
　　　　在火勢(shì)得到控制后，要抓緊泡沫滅火的組織準(zhǔn)備，有人員和滅火器材齊全后發(fā)起總攻，力求一舉將火撲滅。泡沫滅火注意掌握進(jìn)攻時(shí)機(jī)，力求在沸溢發(fā)生前撲滅。一般認(rèn)為火災(zāi)燃燒半小時(shí)侯，熱區(qū)已經(jīng)建立，而且形成一定厚度的高溫層，此時(shí)若冒然行動(dòng)，直接噴射泡沫，有可能由于含水泡沫的輸入而引起沸溢事故。熱區(qū)越厚﹑原油含水越多﹑液面以上安全距離越小，噴射泡沫后濺溢的可能性越大。因此，應(yīng)該充分的計(jì)算和對(duì)自己勢(shì)力的估算后才能適時(shí)的發(fā)總攻，集中自己的優(yōu)勢(shì)滅火力量力求一舉將火撲滅。
泡沫滅火劑的計(jì)算。
　　撲救原油火災(zāi)的泡沫液量可按式（4）進(jìn)行計(jì)算。
Q=kAq　　　　　　　　　　　　　　　---(4)
　　　其中　　　Q為撲救原油火災(zāi)的泡沫液量，單位L/min。m2
k為泡沫液的混合比，通常k=0。06或0。03
A為著火的面積，單位m2
q泡沫混合液的供給強(qiáng)度，通?？扇=10L/min。m2
3。4做好及時(shí)撤退的準(zhǔn)備
　　　　原油罐火災(zāi)的撲救，要統(tǒng)一指揮，有高度的組織性﹑紀(jì)律性，對(duì)油罐的爆炸﹑沸溢等嚴(yán)重災(zāi)情有充分的估計(jì)，應(yīng)當(dāng)做好一旦發(fā)生爆炸、沸溢噴濺后及時(shí)撤退的準(zhǔn)備，保證戰(zhàn)斗人員、裝備的安全。所以應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀(guān)察征兆準(zhǔn)確掌握撤退時(shí)機(jī)。
　　　　　油罐爆炸前的征兆：如油罐內(nèi)油蒸汽濃度較大時(shí)，油罐火災(zāi)處于燃燒階段，只由當(dāng)罐內(nèi)油蒸汽濃度消耗到爆炸極限范圍內(nèi)時(shí)，才能由燃燒突發(fā)爆炸。油罐是否會(huì)爆炸可以從火焰顏色來(lái)判斷。當(dāng)燃燒區(qū)內(nèi)含氧量高于50%時(shí)，燃燒充分，火焰呈蘭色不亮。沒(méi)有燒紅的微小炭粒，所以煙霧較少或無(wú)煙，此時(shí)罐中油蒸汽濃度在很快降低，接近爆炸極限，這說(shuō)明很可能在短時(shí)間內(nèi)要發(fā)生爆炸。如果火焰呈蘭色發(fā)光﹑射時(shí)罐中的空氣與油蒸汽混合不好，有缺氧現(xiàn)象，燃燒不充分，火焰中帶有燒得火紅的微小炭粒，所以火焰非常明亮，有較大黑煙，射說(shuō)明油罐一時(shí)不會(huì)發(fā)生爆炸。
要想更為準(zhǔn)確的知道噴濺發(fā)生時(shí)間，僅靠定量的時(shí)間估算是不夠的，還必須依據(jù)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)噴濺前的預(yù)兆并進(jìn)行分析判斷才行。噴濺之前先沸溢，噴濺前油面出現(xiàn)蠕動(dòng)、涌漲是難以觀(guān)察的現(xiàn)象；容易觀(guān)察到的是火焰增大、發(fā)亮、變白、煙色由濃變淡，發(fā)出劇烈地"嘶嘶"聲。金屬原油罐發(fā)生噴濺前的典型預(yù)兆是罐壁顫抖并伴有強(qiáng)烈的噪聲。如果時(shí)間估算和對(duì)預(yù)兆觀(guān)察的分析判斷相吻合時(shí)，指揮員就必須果斷地下達(dá)撤退命令，以防造成人員傷亡和車(chē)輛裝備損失。
4。結(jié)語(yǔ)
　　　　以上是對(duì)原油罐火災(zāi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。限于本人水平，很多地方還值得進(jìn)一步探討研究。原油罐一旦發(fā)生火災(zāi)，或是猛，撲救難，影響大。為更好地認(rèn)識(shí)油罐火災(zāi)的客觀(guān)規(guī)律，做好防火，滅火工作，我們平時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究，根據(jù)具體的情況制定好滅火做戰(zhàn)預(yù)案，這樣才能打有把握之戰(zhàn)，打勝仗。

參考文獻(xiàn)
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