原油沸溢和噴濺是原油火災中的兩個惡魔。為了避免原油火災中的傷亡事故發(fā)生,有必要了解掌握火災中的沸溢和噴濺知識。
地下開采出來的石油,未經加工前叫作原油。原油是烴類的混合物,主要成分是碳氫化合物。原油的黏度較大,而且不同程度地含有一定的水分。在原油火災中,原油中的水因被加熱汽化變成水蒸氣,并形成氣泡,蒸汽泡被油薄膜包圍形成大量油泡沫,使體積劇烈膨脹,超出貯罐所能容納時,就會像煮稀粥溢鍋一樣,溢出罐外,造成沸溢。大量水迅速汽化為水蒸氣時,體積膨脹1700倍,其蒸汽壓也迅速增大,當水蒸氣以很大的壓力急劇沖出液面時,把著火的油品帶到上空,形成巨大火柱,這種現(xiàn)象叫噴濺。沸溢和噴濺在原油火災中危害極大,沸溢可使原油濺出距離達幾十米,大油罐儲油多時,其溢出的面積可達幾千平方米,從而使火災大面積擴散。噴濺時,原油的火焰突然騰空,火柱可高達70~80m,火柱順風向噴射距離可達120m 左右。火焰下卷時,向四周擴散,容易蔓延至鄰近油罐,擴大災情,并且可能使滅火人員突然處于火焰包圍中,造成人員傷亡。
發(fā)生沸溢及噴濺的原因
1. 輻射熱的作用
原油罐發(fā)生火災時,輻射熱在四周擴散的同時,也加熱了油品表面。隨著加熱時間的延長,被加熱的液層也越來越厚,當溫度不斷升高,原油被加熱至沸點時,燃燒著的原油就會沸騰,溢出罐外。
2. 熱波的作用
當原油燃燒時,沸點低的輕餾分變成蒸氣,離開原油表面被燒掉,而沸點高的重餾分,則逐步下沉并把熱量帶到下面,在液面下形成一個熱的鋒面,當繼續(xù)燃燒時,此熱鋒面逐漸沉入下部的"冷面"中,這一現(xiàn)象稱為熱波。輻射熱和熱波往往是共同作用,使原油很快達到它的沸點而發(fā)生沸溢。
3. 水蒸氣的作用
原油中含有自由水、乳化水,熱波會使原油中的水被加熱汽化,變成水蒸氣。水一旦變成水蒸氣,其體積膨脹,蒸汽壓也相應增大,當超過原油的液壓時,水蒸氣會向上逸出,并形成大量的氣泡,蒸汽泡沫被油薄膜包圍形成油泡沫,這樣使原油的體積劇烈膨脹,超出貯罐所能容納時,就向外溢出,形成沸溢。隨著燃燒的繼續(xù)進行,熱波的溫度逐漸升高,且不斷向下移動,當熱鋒面遇到水墊層(或大量水)時,大量水變成水蒸氣,蒸汽壓迅速增大,以至將水墊層上部的原油拋向上空,形成噴濺。