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大型油罐火灾灭火剂问题研究

[作者:中国消防在线  来源:天津消防信息网  时间:2018/2/2 17:25:00  阅读:1472次][字体:字体颜色]

随着国民经济飞速的发展,我国已经成为当今全球石油消费大国。为保证日常需要,石油罐区总储量及单罐容量越来越大,大型油罐起火爆炸会造成巨大的财产损失,油罐火灾已经成为当今世界普遍关注的问题。大型油罐火灾呈现出突发性强、危害性大、处置难度大、作战时间长等特点。扑救油罐火灾需要大量的灭火剂,这对战时灭火剂保障提出了很高的要求。
    在灭火剂储备中,各种灭火剂灭火效率的差异、不同种类灭火剂之间的相互作用以及不同战术战法的采用,决定了灭火剂的储备种类和储备数量。本文通过对扑救大型油罐火灾灭火剂的需求量分析,确定大型油罐火灾扑救灭火剂储备种类、数量和储备方式,解决大型油罐火灾发生后的灭火剂保障及转输问题,提高消防部队后勤综合保障能力和应急保障水平。
    一、大型油罐火灾的特点
    大型油罐火灾具有燃烧速度快、危险程度高、扑救难度大、灭火周期长、灭火药剂消耗大的特点。如何及时、准确、高效地为参战消防部队保障灭火药剂的供给,对维持部队战斗力,最终取得战斗的胜利起着至关重要的作用。因此,针对大型油罐火灾灭火剂战勤保障问题的研究具有重要意义。
    2010年7月16日至17日在扑救大连大孤山新港码头的中石油国际储运有限公司保税区的大火过程中,公安消防部队通过陆路、空运临时从辽宁省内消防部队和企事业专职消防队,以及从天津、河北、吉林、黑龙江等省市共调集泡沫灭火剂1500余吨。历时15个小时的英勇作战取得了最后的胜利,其中,灭火剂持续、充足的调配保障对火灾的成功扑救起到了至关重要的作用。但是我们也应该看到,历年来大型油罐火灾扑救在灭火剂保障方面还存在灭火剂储备、调运、种类和数量不确定,战时供应还存在一定的盲目性。
    当前单个油罐的储油量越来越大,使得大型油罐在发生火灾以后消防部队战斗保卫任务的日趋繁重。因此,研究大型油罐区对不同灭火剂的需求及平时灭火剂的存储问题,对于大型油罐在发生火灾后的保障力量、保障功能、灭火剂储备、调运保障有着重要意义。
    二、泡沫灭火剂的选择与应用
    不同灭火剂应用范围不同,灭火效率、价格与保质期不同,成为泡沫灭火剂储备种类确定的影响因素。泡沫灭火剂储备种类应尽可能统一,以免相互破坏降低灭火效率,以及因不同灭火剂混合使用,易造成车辆发生故障,影响火灾扑救。下面,对泡沫灭火剂储备种类的影响因素进行分析。
    (一)泡沫灭火剂的灭火效率
    扑救油罐火灾常用的泡沫灭火剂有:普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、“轻水”泡沫。这三种泡沫灭火剂在灭油罐火灾时的灭火效果不尽相同。
    普通蛋白泡沫灭火剂目前是我国石油化工消防中使用最广泛的灭火剂。普通蛋白泡沫的主要优点是稳定性好(25%的析液时间长),对水质要求低,其主要缺点是:流动性较差,灭火速度慢;抵抗油类污染的能力低,其灭火效率在此三种灭火剂中最低。
    氟蛋白泡沫灭火剂由于氟碳表面活性剂的作用,它的灭火性能大大提高。泡沫的流动性能好,灭火速度快;其抵抗油类污染的能力强,可以液下喷射的方式扑救大型油罐火灾。
    “轻水”泡沫灭火剂又称水成膜泡沫灭火剂,其优点主要表现为:有极好的流动性,在油面上堆积的厚度仅为蛋白泡沫的1/3时,就能迅速扩散,再加上水膜的作用,更能迅速扑灭火焰;亦可采用液下喷射的方式扑救油罐火灾。
    (二)泡沫灭火剂的价格与保质期
    扑救大型油罐火灾需要大量的泡沫灭火剂。由于泡沫灭火剂的灭火效果及成分不同,其价格也相差较大。此外,不同灭火剂的保质期也不同。
    普通蛋白泡沫的价格在这三种灭火剂中价格最低,氟蛋白泡沫的价格较蛋白泡沫液高,而水成膜泡沫液的价格最高。在正常储存环境中,蛋白和氟蛋白泡沫液的保质期均为2年,水成膜泡沫液的保质期较长,为8年以上。
    (三)水源对泡沫的影响
    淡水是配制各类泡沫混合液的最佳水源。但在特殊情况下,如设在海边的大型油罐区发生火灾时,很有可能就会利用海水配置泡沫混合液。根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第2.1.4 条规定,用于配制泡沫混合液的水源, 应符合以下要求:a.蛋白、氟蛋白、抗溶氟蛋白型泡沫液,配置成泡沫混合液,可使用淡水或海水;b.所有类型的泡沫液,配置成泡沫混合液,禁止使用影响泡沫灭火性能的水;c.泡沫液配制成泡沫混合液用水的温度宜为4℃~35℃。
    (四)泡沫灭火剂的相容性
    不同类型的泡沫灭火剂,或者同一类型而不同工艺制成的泡沫灭火剂不能混合。因为相互混合会导致其表面、界面性能恶化,发生沉淀、浑浊等现象,使泡沫性能显著降低。在扑救一起大型油罐火灾时使用同一种灭火剂其灭火效果要比同时使用多种泡沫灭火剂的灭火效果要好。
    三、泡沫灭火剂储备数量的确定
    影响泡沫灭火剂储备量的因素主要包括燃烧油品的种类、着火油罐的类型及结构、着火时的天气情况三个方面。
    (一)燃烧油品的种类
    众所周知,油罐内存储的油品类型各异。不同类型的油品着火后燃烧的速度、产生的辐射热不同,因而对灭火泡沫液的需求量也不同。以2003年9月28日发生在日本北海道苫小牧市浮顶油罐火灾为例,苫小牧石油火灾中,因为油罐内存储的是轻质粗石油(因为轻质粗石油燃烧速度是原油和汽油燃烧速度约2倍,产生的辐射热是汽油、戊烷约2倍),因而在喷射泡沫灭火剂灭火时,需要比扑灭原油和汽油火灾更多的泡沫液。对于这种低沸点、易燃液体燃料火灾,用泡沫灭火剂灭火,是比较困难的,需要消耗更多的泡沫灭火剂。液体燃料的沸点对泡沫灭火剂灭火效果的影响,主要是蒸气和辐射热。在同样温度下,低沸点燃料比高沸点燃料蒸气压高,所以用泡沫封闭低沸点燃料的蒸气是比较困难的。
    (二)着火油罐的类型及结构
    油罐按其结构形式可分为拱顶管、浮顶罐、卧式罐和油池等多种类型。油罐结构的不同,在发生火灾后对泡沫灭火剂的需求量也不同。拱顶罐发生火灾后,其燃烧面积为整个油罐的截面积;浮顶罐的燃烧面积按罐壁与泡沫堰板之间的环形面积计算。由于浮顶油罐的结构,致使其发生火灾时泡沫灭火剂不能完全打到罐壁与泡沫堰板之间的环形区域,而是有很大一部分的泡沫受到了油罐泡沫发生器、挡雨板的影响,使得浮顶油罐发生火灾时容易形成泡沫灭火盲区。此外,泡沫堰板下部排水孔也会影响灭火效能。
    (三)着火时的天气情况
    对于日本北海道苫小牧市浮顶油罐火灾的扑救,当时着火时油罐区的平均风速7~8 m/s,瞬时风速可达每秒几十米,泡沫灭火剂不能充分喷入着火大罐。在此极端天气情况下,造成了泡沫灭火剂无效喷射的主要原因,主要是强风和大罐高度。由于风力很强,使大部分泡沫灭火剂不能有效地到达油面。用泡沫炮或泡沫枪扑灭火灾时,受风等环境因素的影响,喷出的泡沫会有一定的损失。风力愈大、射程愈远,损失愈大。所以确定泡沫炮、泡沫枪流量时,应将其损失计算在内。
    四、泡沫灭火剂的第一时间调集
    公安部消防局于2001年9月27日制订下发了关于《公安消防部队处置恐怖袭击和特大灾害事故应急救援预案》的通知,按照“确保重点、区域救援”的原则,以北京、上海、重庆、广州、乌鲁木齐、沈阳、武汉七个重点城市为中心,将全国划分为七个救援区域。同年11月,又在北京召开了跨区域应急救援研讨会,印发了会议纪要,可见政府职能部门对跨区域灭火救援已引起高度重视。
    对于大规模油罐区的灭火救援作战,责任区的各个保障单位通常不能提供需求点所需的全部灭火泡沫,这样就必然需要跨区域调集其他储存灭火泡沫的单位共同参与。在灭火泡沫紧急调运任务中,就需要调运指挥人员制定快捷有效的多对一组合调运模式。
   (一)实施直达保障
    直达保障是指超越中间保障环节直接将泡沫灭火剂投送至作战消防部队一种保障方式,是现代灭火救援装备器材补给的重要手段。发展直达保障应着力加强灭火剂及灭火救援装备器材保障信息化建设,实现灭火剂储备、分布及运输情况的动态可视,研发直达保障的设施设备,为作战部队提供全维、远程、多种手段和持续稳定的精确物资保障。
   (二)依托基地保障
    在紧急油罐灭火现场适当位置设立战时货运枢纽站点,作为泡沫灭火剂的前沿保障基地。依托基地保障是大型油罐火灾事故处置中泡沫液保障的基本手段。战时应根据火灾规模,由消防应急物资储备库、前沿保障基地等机构和力量,形成泡沫液供应链,完成接收、临时存储和运输泡沫液,以保障部队作战所需。
    (三)运输工具和途径视情况而定
    若泡沫液存储地有机场且大型油罐区附近也有机场,且两者之间距离较远,运输时间比采用陆运更短时应采用空运。而经过综合考虑其更适合铁路或是汽车,应当以火车或汽车运输为首选。因为汽车与空运和铁路运输相比更加灵活,易于操作。远距离以载重汽车运输灭火剂时,应以高速公路这一路径为首选。


 
 
作者: 高万华  

 

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