易燃可燃介质的压力容器火灾事故处置对策探讨

2014-08-15邓全龙

中国人民警察大学学报 2014年12期

●邓全龙，邓钦

(临汾市消防支队，山西临汾 041000)

近年来，随着我国石油、天然气等化工原料的开发利用，以及高分子聚合物生产的不断扩大，压力容器在石油、化工、冶金、能源等工业领域和人民日常生活中得到了广泛的应用，在我国国民经济快速发展中起着重要的作用。由于压力容器是带压使用的密闭容器，其工作介质又多为易燃、易爆和有毒物质，容器一旦发生事故，就会给国家和人民生命财产造成重大损失和人员伤亡。因此，在广泛使用压力容器的今天，一旦压力容器发生泄漏或火灾事故后，如何处置才能有效地减少损失和人员伤亡，是摆在消防人员面前的一个严峻课题。笔者就如何处置压力容器泄漏和火灾事故，谈谈自己的一些看法。

一、压力容器及其分类

压力容器是指承受压力荷载的密闭容器。其内的介质大多为气体、液化气体和液体，主要由筒体、封头、接管和法兰、密封元件、支座等构成。按压力容器的形状可分为球形容器、圆筒形容器、方形或矩形容器、锥形容器和组合形容器等五种;按压力容器在生产工艺过程中的作用可分为反应容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器等四种;按压力容器的设计压力可分为低压、中压、高压和超高压等四种。

二、压力容器事故特点

压力容器发生事故后，具有以下几个特点:一是压力容器由于其内部的工作介质受热膨胀，压力猛增，超过本体所能承受的压力时，本体发生物理爆炸、被撕裂或其上的部件脱离本体。如2003年2月5日，山西某化工厂三车间的冷凝水闪爆器发生爆炸事故，是因为安全阀没起到泄压作用，冷凝水闪爆器内压力剧增，引起爆炸。2006年山西临汾某染料厂硝化车间反应釜发生爆炸，釜盖的连接螺栓断裂，釜盖与釜体分离，巨大的推力将釜盖和螺栓推出约70多米远。二是压力容器发生爆炸后，不仅本身被毁，而且其产生的碎片或脱离本体的部件能飞出几百米，甚至上千米远。同时也会给周围的设备、建筑物造成破坏和人员伤亡。如2006年11月28日，山西省临汾市安泽县液化气站发生爆炸，爆炸形成的罐体碎片被抛到900多米远处。该次爆炸事故造成一人死亡，一人受伤。三是压力容器发生泄漏事故后，若泄漏的是有毒物质，会造成周围的人畜中毒;若泄漏的是可燃性物质，则会发生火灾和爆炸事故。如1996年8月14日下午16时，秦皇岛市某公司液氨贮罐发生液氨泄漏事故，造成48名作业工人受到不同程度的健康危害。2002年9月26日，辽宁省葫芦岛市碳素厂一台有机热载体炉发生泄漏，引起爆炸燃烧事故，造成3人死亡，1人受伤。

三、压力容器火灾的特点

压力容器发生事故引起火灾后，一般具有以下几个特点:一是燃烧发展速度快。大多数压力容器内的工作介质是可燃气体或易燃、可燃液体。当它们发生燃烧时，其火焰的蔓延速度非常快，有时是以爆炸形式出现的。因此，着火以后，燃烧发展速度快。二是火焰温度高。这是由燃烧物本身的性质所决定的。由于可燃气体或易燃、可燃液体的燃烧热值大，所以，在燃烧时，火焰温度高。三是毒害性大。有些压力容器内的工作介质是有毒物质，一旦压力容器发生泄漏或爆炸，就会对周围环境产生污染和对人体造成危害。四是燃烧面积大。当比空气重的可燃气体或易燃、可燃液体的蒸气，从压力容器或管道等设备中泄漏出来积聚扩散在地面上或连通各车间、厂房的沟道内时，扩散面积就会随着气体或液体蒸气泄漏的增加而扩大，因此，可能造成大面积火灾。如2012年2月24日3时30分许，重庆市江北区某精细化工有限公司炔化车间生产反应罐B2与B3(原料为乙炔和液氨混合物)发生爆炸并引发火灾，现场500 m范围内火光冲天。

四、处置压力容器火灾事故的基本对策

根据压力容器火灾燃烧猛烈、出现爆炸和毒气以及燃烧速度快等特点。在处置压力容器火灾事故时，必须根据其火灾特点，认真贯彻“先控制、后消灭”的战术原则，抓住有利时机，灵活运用“燃烧冷却、防止爆炸;穿插分割，准备灭火;关阀断料、导流疏散，制止泄漏，消灭火灾;驱散气云，禁止火种等战术和技术方法。

(一)燃烧冷却，防止爆炸

“燃烧冷却，防止爆炸”可分为燃烧防止爆炸和冷却防止爆炸两部分。燃烧防止爆炸是指让燃烧着的压力容器继续燃烧来防止压力容器内的可燃气体或易燃、可燃液体或蒸气泄漏出来与外面的空气形成爆炸性气体，遇明火而发生化学性爆炸;冷却防止爆炸是指对受火势威胁的压力容器进行冷却，防止其内部压力增大超过其所能承受的最大压力而发生物理性爆炸。如重庆消防总队在扑救2012年2月24日重庆市江北区某精细化工有限公司炔化车间生产反应罐B2与B3(原料为乙炔和液氨混合物)火灾过程中，官兵们利用泡沫管枪消灭着火装置区周边的流淌火，集中水枪力量对着火储罐进行冷却稀释、对反应罐和毗邻设施进行冷却降温，避免了二次爆炸的发生。

燃烧防止爆炸的具体方法:当消防队到达火场后，对燃烧着的装有可燃气体或蒸气的压力容器，不能急于将明火扑灭。要让燃烧的压力容器继续燃烧，只有在切断工作介质来源，不让其内部的可燃气体或蒸气继续向外泄漏后，才能采取相应的战术措施将火扑灭。

冷却防止爆炸的具体方法:压力容器发生火灾后，无论是燃烧的压力容器，还是邻近的压力容器都会受到火焰的直接烧烤，其内的工作介质压力会不断升高，有发生爆炸的危险。因此，要根据受烧烤的压力容器的具体部位、高度、直径、形状、危险程度等，来确定对其冷却方法和水枪数量以及水枪阵地位置等，从而对有爆炸危险的压力容器进行不间断的冷却，使其温度和内部压力降低至安全线以下，达到防止爆炸的目的。

(二)穿插分割，准备灭火

当压力容器区发生火灾后，消防指挥员要组织力量对燃烧区内的各个压力容器周围的火点进行消灭，达到穿插分割的目的。然后对燃烧的压力容器和邻近的压力容器进行冷却。在冷却的同时，要做好灭火力量和灭火剂的准备工作，并研究制定出切实可行的灭火方案和正确的技战术措施，准备灭火。如2007年2月4日，江苏省南京市栖霞区某精细化工厂一个14 t的异丁烯卧罐因内部压力过大发生爆炸。消防队到场后，除该化工厂全部起火外，相邻的某塑料厂的50余间厂房及周围的民房、山林都在燃烧，燃烧面积约8 000 m2，火势正在向距离30 m处的钟山化工厂聚醚、丙烯储罐区蔓延。南京支队迅速组织力量，对燃烧区采取了“穿插分割、逐片消灭”的战术方法，将异丁烯卧式储罐区以外的火消灭后，集中力量扑灭了异丁烯卧式储罐区内的火。

(三)关阀断料、导流疏散、制止泄漏、消灭火灾

在固定式压力容器的场所，由于生产的连续性，压力容器之间管道连通。当压力容器、管道着火时，扑救过程中，在让其继续燃烧并对其进行冷却的同时，应研究关阀断料、导流疏散和制止泄漏的措施。其具体方法是将距着火部位最近的安全的进料阀关闭，打开出料阀，使工作介质流经安全液封装置，导入安全贮罐，使压力容器和管道泄压，适时关闭出料阀。当压力容器或管道内的残余工作介质燃尽时，火即熄灭。或使用专用堵漏技术和堵漏工具将泄漏孔洞堵死，断绝气体来源扑救火灾。如果邻近的压力容器内的工作介质是无毒非易燃介质，可以在关闭其进料阀后，打开其放空阀进行排空泄压，消除危险。如2007年2月6日，兰州石化公司合成橡胶厂碳四车间抽提装置T-12A、塔釜换热器H-125D发生火灾爆炸事故后，该公司组织技术人员切断物料管线和电源，降压泄压，紧急停车，从工艺上切断了火灾进一步扩大的条件。

(四)驱散气云、禁止火种

消防队到达现场，对大量泄漏可燃气体(或蒸气)而没有着火的压力容器，或火已被扑灭还没有来得及完全断料的压力容器，必须在有关工程技术人员的协助下，采用以下措施:

1．禁止火源。为了使扩散的可燃气体(或蒸气)不发生爆炸，必须在可燃气体(或蒸气)的扩散区域内和可能扩散到的范围内禁止使用明火、切断电源、禁止所有用电设备运行，并防止产生静电。

2．加强警戒。对大量泄漏可燃气体(或蒸气)或有毒气体的现场，要借助易燃可燃气体或有毒气体侦检仪划出警戒区，并设专人警戒，疏散、撤离危险区域内的无关人员。

3．驱散气云。消防人员和其他抢救人员需要接近危险区域时，行进的路线最好选择在上风方向或侧上风方向，但一切车辆不得进入危险区内。驱散气云时，一是用大量的喷雾水流稀释、驱散和控制可燃气体(或蒸气)或有毒气体向重要目标和可能引起爆炸的地方扩散。二是用大量的喷雾水枪由下向上驱散可燃气体(或蒸气)和有毒气体。三是对于地沟或者低凹处的可燃气体(或蒸气)有毒气体，应使用防爆鼓风机或用水驱动的高倍数泡沫发生器或喷雾水枪进行驱散。如2007年4月4日，一辆满载28 t液化气的槽罐车，在314国道甘沟路段41 km+50 m公路桥时翻车，液化气槽罐车发生泄漏。新疆消防总队先后调集2个支队5辆消防车50人到场参与救援。消防队到场后，迅速组织力量对现场的交通实施管控，警戒范围划定在5 km，并杜绝一切火源，实施严密的警戒。避免了爆炸事故的发生，最终成功处置了这起交通和泄漏事故。