易熔盘内浮顶储罐氮封工艺灭火战术训练的组织与实施

唐虎潇

(公安消防部队高等专科学校，云南 昆明 650208)

“一高、一低、一大、一化”一直是消防面临的四大难题，近年来，石油化工火灾时有发生，处置难，燃烧时间长，财产损失大，易造成人员伤亡，社会影响大。在石油化工火灾中，易熔盘内浮顶储罐火灾的扑救尤为困难，它按内浮顶储罐的防火设计，但其火灾性质又属于固定顶罐(全液面燃烧)。易熔盘内浮顶储罐因其造价便宜，检修周期短，抗腐蚀等性质，在内浮顶储罐中应用最为广泛，占比高达80%以上。在处置这一类储罐的火灾时，一定要掌握其储罐结构，才能科学、安全、专业、环保的去处置，而初期处置不当，就可能贻误最佳战机，甚至可能因为处置不当而造成更大的灾情，威胁整个厂区，给后期的火灾扑救带来巨大的挑战。

1 易熔盘内浮顶储罐结构

内浮顶罐是立式钢制储罐的重要组成形式之一。内浮顶储罐主要用于存储汽油、煤油、柴油、航空煤油、石脑油等轻质油品、易挥发性介质和对清洁度以及环保要求较高的中间产物。易熔盘内浮顶储罐是内浮顶储罐中应用最为广泛，在内浮顶储罐中占比达到80%以上。而其火灾形式同于固定顶罐，一旦发生火灾，极易形成全液面火灾。

1.1 易熔盘内浮顶储罐外观结构

1.网壳式罐顶,2.泡沫管线,3.检修人孔,4.罐外扶梯,5.立式泡沫产生器

图1 易熔盘内浮顶储罐外观图

易熔盘内浮顶储罐(如图1)从外观上看没有通风口或通风帽，有呼吸阀、安全阀、氮封系统、检修人孔、罐外扶梯、立式泡沫产生器等附件。氮封系统应该安装在储罐底部，便于火灾事故时紧急注氮使用，氮封工艺灭火训练就是基于此氮封装置。泡沫产生器应该为立式泡沫产生器。呼吸阀是保护储罐安全的重要附件，安装在罐顶的显著位置，当氮封系统失灵时，通过呼吸阀的排气和吸气保证储罐内部压力保持在设计压力-0.03MPa至0.15MPa之间，一般呼吸阀与阻火器联用，可以增加储罐的安全性。罐外扶梯主要用来日常检修，并不是用来火灾扑救时登罐作业的。储罐外壁有泡沫管线、水喷淋管线、氮气管线。

1.2 易熔盘内浮顶储罐浮盘结构

易熔盘内浮顶储罐结构，如图2所示。

图2 易熔盘内浮顶储罐结构图

易熔盘内浮顶储罐也叫做浮筒式内浮顶，主要轻质油品和中间产品。浮盘下方为浮筒或者浮子，浮筒一般半淹没在轻质油品中，便会在液面和浮盘间形成油气混合空间。浮盘无隔舱、无排水设施，罐体密闭。浮盘的主要材质为铝合金，浮盘有三种安装形式：铝板平铺、铝条铆接、箱式镶嵌。易熔盘内浮顶储罐浮盘结构如图3。

浮盘的材质为铝合金，因此易熔盘受热容易发生熔化、变形、卷曲、鼓包，长时间的火灾烘烤会让易熔盘开裂甚至沉底，从而形成全液面火灾。

图3 易熔盘内浮顶储罐浮盘

1.3 易熔盘内浮顶储罐固定消防设施

易熔盘内浮顶储罐的固定消防设施主要有：固定水喷淋盘管和喷头，固定、半固定泡沫灭火装置，氮封系统等。泡沫灭火系统的防控理念是基于全液面火灾考虑，浮盘没有泡沫挡板。氮封系统是保证轻质油品易熔盘内浮顶储罐安全的重要措施。

氮封系统正常运行时，储罐内部保持微正压，在紧急情况时便可加大氮气供给量或者外部注氮方式灭火。正常运行时，0.4MPa的氮气通过氮气管网经过阀门控制后压力减到0.2MPa，再通过自力式调节阀将压力减到0.09～0.117MPa后进入储罐内，使罐体保持微正压，并进行惰化保护。在出现火情时，关闭上路阀门，打开下路阀门，使氮气不经过自力式调节阀调压直接进入罐内，从而加大氮气的供给。如果厂区氮源不够，还可通过排水口外接干粉车氮气瓶组或者氮气瓶，实现紧急注氮处理。因此，氮封系统设计时应该安装在罐体底部，便于紧急注氮操作，同时也能防止因罐顶撕裂破坏氮封系统。氮封系统工作原理如图4。

图4 氮封系统

2 氮封工艺灭火原理

氮气是一种惰性气体，密度略小于空气，不会与其他物质发生反应，可以起到惰化灭火，抑制爆炸的作用，在灭火过程中不会有其他残留物，也是空气的主要成分之一，符合当前石油化工火灾处置提出的“科学、专业、安全、环保”处置原则要求。并且氮气的制取工艺简单，来源充足，价格便宜，一般的石油化工厂区都会有一定量的氮气源储备，干粉车和外部其他氮源也可在紧急情况时保证氮气的供给。

氮气灭火工艺主要是通过向罐体内注入氮气，降低氧气含量，达到窒息灭火的目的，同时氮气浓度提高到一定数值时，还可抑制罐体内部的油气混合物发生爆炸。一把情况下，氧气含量低于15%时，燃烧将会减慢趋于停止，在储罐内部，将油气混合物中的氧气含量降低到12.5%以下，就可以让燃烧停止。同时，氮气的密度略低于空气，也可保证高处作业的消防员安全。

3 易熔盘内浮顶储罐氮封工艺灭火处置战术训练

易熔盘氮封工艺处置操如图5所示。

图5 易熔盘氮封工艺处置操

适用范围：本氮封工艺灭火处置操法适用于易熔盘密封圈油气泄漏发生火灾，固定注氮系统因爆炸或燃烧损坏注气泵、电线故障停电等原因无法使用时，通过进出物料管线，固定、半固定泡沫注入装置，氮封系统等向储罐内注入氮气。

训练目的：通过训练，使消防队员掌握利用半固定注氮管线或物料进出管线等方式向内浮顶储罐注入氮气的操作程序和注意事项，提高处置内浮顶储罐密封圈火灾事故的灭火救援技战术水平。

组织与实施程序：车辆停靠于上风向50 m处，指挥员、战斗员佩戴好个人防护装备。指挥员根据现场灾情处置需要，合理确定战斗任务分工，做好作战准备。

(1)1号员进入DCS控制中心，时时观察罐体温度、压力变化情况，在相关技术员工的协助下控制相应的电动阀门，并随时向指挥员汇报情况。

(2)安全员(携带强光手电、哨子、指挥旗)在上风高处，判断风向，观察罐体情况，做好通信联络，遇有紧急情况及时报告，发出紧急撤离信号。

(3)班长进入泵房，负责关闭泵前出料主阀；2号员(穿着隔热服、佩戴空气呼吸器)进入罐区确认罐底物料进出电动阀门手动阀，并开启手动进料阀，确认完毕后后迅速撤离。

(4)驾驶员负责协助3号员铺设泵房物料管线试压接口至干粉车的输氮高压软管。

(5)驾驶员负责操作干粉氮气车，在指挥员给出供气信号后，3号员打开试压接口的手动阀门开关，给半固定氮封装置供应氮气。

注意事项和操作要求：一是灭火救援过程中，应加大对罐体的冷却强度，以让罐体内气体饱和蒸汽压处于爆炸浓度安全范围；二是为确保驾驶员操作车辆供给氮气压力适当大于罐体物料管线压力(>0.2MPa)，安全员应时时观察罐体内部压力；三是配备有罐前分配器的泡沫灭火系统，可关闭泡沫发生器的罐前分配器。再使用橡胶软管连接好泡沫产生器的导余阀，注入氮气；四是可使用橡胶软管连接储罐输油管线试压接口，边输油边输氮注入氮气；五是可使用干粉氮气车充气口连接橡胶软管，延至罐前再连接相应高度PVC管，PVC管头连接金属恒管插入泡沫产生器孔洞或通风口，供氮灭火；六是氮封系统有分为单线路连接自力式调节阀、并联线路连接自滤式调节阀和手动阀门两种方式，利用氮封管线注入氮气时应注意区分。罐体内压力小于设定压力时自力式调节阀自动开启进行补充氮气，压力大于设定压力时自力式调节阀自动关闭。因此氮封装置为单线路连接自力式调节阀，火灾时罐内的饱和蒸汽压一般会大于设定压力，自力式调节阀会关闭，无法通过固定注氮管线进行注氮。氮封装置为并联线路连接自力式调节阀和手动阀门，可通过战斗人员开启氮封管线的手动阀门，注入氮气。

4 结束语

消防员必须掌握了解易熔盘内浮顶储罐的结构，学会辩识这一类储罐。通过注氮工艺操法的组织训练，使消防队员掌握利用半固定注氮管线或物料进出管线等方式向内浮顶罐注入氮气的操作程序和注意事项，从而提高处置内浮顶罐密封圈火灾事故的技战术水平。让消防员能够“科学、安全、专业、环保”的处置易熔盘内浮顶储罐火灾，将火灾在初期阶段就成功扑灭掉，通过科学的组织训练，提高处理石油化工火灾的能力，减少财产损失和人员伤亡。

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(本文文献格式：唐虎潇.易熔盘内浮顶储罐氮封工艺灭火战术训练的组织与实施[J].山东化工,2018,47(7):188-190.)