石化火灾扑救对灭火救援装备的需求研究

付叶飞

摘要：本文从石化火灾扑救需求角度出发，分别从储罐火灾和装置火灾两个方面对灭火救援装备的需求进行了深入探究，以期加强各消防队伍对石化火灾的正确认识。

关键词：石化火灾扑救;灭火救援装备;需求

自身产品的特殊性决定了石油化工产业的危险性相对较高，且较为容易发生火灾、爆炸等事故。石化火灾的危害性较强，除了会给石化企业造成直接的经济损失之外，还容易造成大规模的爆炸情况，直接威胁石化企业员工及周围群众的生命安全。由此可见，加强对石化火灾扑救工作对灭火救援装备需求的研究，对于进一步提高我国消防队伍应对石化火灾的扑救水平具有一定的现实意义。

1  石化产品储罐火灾对灭火救援装备的需求

1.1  火情偵查需求

石化产品的储罐区域往往分布着大量油罐，且各类管线分布密集，储罐的总体容量较大。储罐火灾发生之后，极易造成周围储罐发生火灾，同时其引发的爆炸现象也具有持续性的特点，并非一次性爆炸。在面对储罐火灾时，灭火救援的难点在于对火灾现场的深入侦查，故其装备需求也集中在保护人员方面。首先，储罐火灾在发生之后会产生大量的油蒸汽，此类气体的毒害性较强，故进入火场侦查的消防队员需要佩戴空气呼吸器。同时，储罐火灾的火焰温度较高，理论上可以达到1400℃，即便是罐壁温度也可以达到1000℃以上。而从储罐火灾的火场热辐射分布情况来看，随着储罐火灾的持续时间增加，热辐射现象会更为严重，这也意味着进入火场侦查的消防队员必须佩戴高耐火性的隔热服，并要在喷雾水枪的掩护之下才能够进入火场作业。其次，储罐火灾火场侦查工作的主要项目在于检查火场内部可燃气体的浓度，并判断是否在可控范围之内，这也意味着侦查人员需要携带可燃气体检测仪，检测仪的精准度必须达标，并要便于携带。考虑到储罐火灾具有复燃、复爆的可能性，侦查人员需要时刻使用测温仪器对罐体温度进行监测，以便于及时了解罐体的实时情况，避免发生意外。最后，随着无人机技术的不断发展，火场信息采集工作也开始大量配备无人机设备，无人机设备的最大优势在于能够实现对火场信息的实时采集和图像传输，便于消防队伍指挥部门及时掌握火场的具体情况，但无人机设备必须具备一定的耐高温、防爆作用，以免在火场上方爆炸而成为引爆源[1]。

1.2  灭火战斗需求

考虑到不同类型、容量以及油品的储罐具有不同特性，实际灭火战斗过程中需要根据储罐特性而采取针对性的方案，故文章从储罐角度出发，分别阐述了不同储罐对于灭火救援装备的基本要求。

一是固定顶罐。固定顶罐主要用于存储轻质油品，其设计容积为100000m3，此类储罐的液位相对较高，油品蒸汽的浓度较高，一旦遇到火源，将直接发生爆炸。此外，当油罐处于不同燃烧阶段时，其对于灭火救援装备的需求也会呈现出明显的差异性。在火情发生的初期阶段，爆炸已经发生，油罐内部的石化产品处于燃烧状态，为了达到扑灭火情的目的，需要直接使用泡沫灭火材料覆盖整个液体表面，尽量在短时间内达到灭火的效果。而当油罐处于猛烈燃烧状态时，仅仅控制液体表面的火势已经无法达到灭火的目的，这种情况下需要采取冷却处理方式，使用水枪、水炮对罐壁和周围油罐进行冷却处理，同时对液面进行处理[2]。

二是外浮顶罐。外浮顶罐的整体容量要高于固定顶罐，为10000～15000m3，且油罐直径也相对较大。在火情发生的初期阶段，可以直接采取登罐灭火的方式，泡沫灭火材料和干粉灭火材料均具有较好的效果。这种灭火作业对于装备的需求主要集中在保护装备方面，需要保证灭火人员的安全性，并为其提供呼吸器、隔热服、安全绳和自保水枪等。而进入猛烈燃烧阶段时，油罐原有的消防设施基本上已经无法继续使用，这也意味着灭火救援工作将更加依赖于可移动装备，实际灭火方式与固定顶罐相似，均为冷却油罐外围。需要注意的是外浮顶罐的整体高度较高，且在外浮顶罐容量不同的情况下，其整体高度也会呈现出明显的差异性，故需要合理调配举高消防车，并确保举高消防车的性能参数满足灭火需求。

三是内浮顶罐。内浮顶罐常用存储汽油产品，其整体容量具有较大差异性，最小为3000m3，最大为20000m3，石化企业的油罐存储区域所用的内浮顶罐一般为大容量油罐。当内浮顶罐起火时，消防队伍需要综合现场情况，合理判断起火情形，并采取相对应的灭火救援措施。若仅仅是油罐油孔、通风孔等位置存在燃烧情况，其他结构相对较为完整时，则一方面要对油罐进行冷却处理，另一方面则需要对起火位置进行水流切封。若油罐与泡沫产生器之间的连接处存在断裂状况时，通风口以及断裂处均会出现燃烧的情况，这种燃烧情况处于带压燃烧，处理难度要高于前者，处理方式与前者相同，故需要加强冷却强度，使用大流量车载炮给予冷却处理。需要注意的是，此情况下不要急于处理外部明火，而是要在确保油罐温度下降至合理范围之后，再对外部明火进行破灭处理。当油罐冷却效果达到预期后，再将泡沫钩枪插入至油罐的通风孔内部，将钩枪对准油罐内侧壁，大量喷射泡沫。若上述措施无法达到预期的冷却和火情控制效果时，则可以直接将氮气瓶与油罐进行连接，通过注入氮气的方式来控制油罐内部的火势情况。若油罐存在局部破损，但油罐内部燃烧不完全，破损处存在燃烧的情况时，同样可以直接通过破损处向油罐内壁喷射泡沫。最后，当油罐内压过大时，其罐顶会被直接掀飞，这种情况下的灭火方式与浮顶油罐相同[3]。

1.3  泡沫输转需求

油罐装置往往需要连通多种管线，其主要用于传输液体物质。与油罐装置相连的生产装置同样具有易燃、易爆的特性，这无疑对初期阶段的火灾控制效果提出了较高的要求，一旦初期阶段火灾控制不当，则容易在整个生产区域和存储区域内形成大规模立体火灾。整体来看，油罐火灾对于灭火剂的需求量巨大，仅仅依靠车载灭火剂开展灭火救援工作显然不切实际，故泡沫输转速度将在一定程度上决定火灾控制效果。我国早期阶段在面对油罐火灾时一般使用消防车吊臂，将泡沫桶调至油罐顶部进行泡沫输转，这种方式虽然可以满足泡沫输转的基本需求，但对于人力、物力的需求量较大，且缺乏安全性和稳定性，尤其是在面对大规模火灾时，无法保证泡沫液的迅速补给。泡沫输转速度在某种程度上取决于输转泵的工作性能。根据石化油罐火灾案例分析发现，泡沫输转泵的流量需要超过200L/min，车载泡沫车的容量需要超过20t。此外，考虑到油罐火灾的特殊性质，为了保证灭火救援工作的灵活性，手抬式输转泵具有一定的实用价值，但早期阶段所使用的手抬式输转泵在泵流量方面无法满足灭火救援的实际需求。随着灭火救援装备和技术的不断发展，FTP50手抬式输转泵开始逐步应用于灭火救援作业，其泵流量达到了220L/min，设置有65mm内扣接口，可与65mm水带进行连接，整体操作和使用难度较低，可以满足火场的快速输转需求。除此之外，新型研发的气压式泡沫输转器也可以应用于油罐火灾的实际应用，但此类设备目前依然处于研究试验阶段，尚未能够大面积装备消防队伍。泡沫输转过程中必须充分考虑到火灾现场的特辐射强度，理论上需要尽量增加泡沫输转至火场的距离。消防泡沫液远程输转系统则可以保证这一目的的实现，其能够快速集中桶装消防泡沫液，并能够实现自动分配、长距离输转等多项功能，而这一系统的应用无疑从根本上提高了我国消防队伍在面对大型石化油罐火灾的战斗能力，火灾破灭效率也将大幅度提升[4]。

1.4  火场供水需求

石化油罐火灾的扑救难度较大，持续时间较长，对于水资源的整体需求量较大。石化企业为了保证消防需求，会在整个油罐存储区域布置多处消火栓，并会设置独立的消防水池，这也意味着火灾现场的水源供给包括消防水池、市政消火栓两个方面，实际灭火过程中可以根据油罐类型、容量和水源分布情况进行选择。前文提及，不同类型、容量的油罐火灾对于灭火救援装备有着不同的差异性，尤其是超大型的外浮顶油罐，其容量设计可以达到100000m3，一旦此类油罐发生火灾，则需要耗费大量的水资源，仅仅依靠市政消防管道和消防水池的水量供给无法满足实际的灭火需求，故需要调配大吨位重型水罐消防车。此外，远程供水系统的应用也为大型石化油罐火灾带来了全新的处理思路，远程供水系统可以直接从數千米甚至数十千米外的区域进行水源调配，从而满足多台消防车的供水需求，这对于扑灭石化油罐火灾无疑有着一定的现实意义。消防车辆的选择需要根据火场的实际情况而决定，并要注重消防车辆的合理搭配。从理论角度来看，可以将火场划分为前、后两个区域，前方需要配置高灵活性、多功能的高中压泵消防车，后方则以高供水量、供水距离长的重型消防车为主。考虑到部分石化企业所处地理位置的特殊性，实际灭火过程中难免会存在水源供给不足的状况，故需要搭配多辆大中型的水罐车。此外，部分石化企业所在区域的道路相对较为狭窄，大型水罐车的通过存在问题，这种情况下则优先考虑灵活性较强的中小型水罐车。若石化企业周围存在天然水源，则可以增设抽水泵，满足现场供水的基本需求[5]。

2  石化装置火灾对灭火救援装备的需求

2.1  火情侦查需求

石化装置区域存在大量石化生产装置，此类装置工艺复杂，并设置有多种管线，且人员分布密集。与石化储罐火灾相比较，石化装置火灾火情侦查的装备要求主要集中在防化学危害方面。这主要是因为石化装置火灾的温度和热辐射相对较低，但由于多种石化品存在，其发生火灾后的烟雾、气体均含有大量的毒害物质。这就要求侦查人员需要佩戴重型防化服和呼吸器。石化装置火灾侦查的主要方向集中在有毒气体浓度和扩散方向两个方面，其他注意事项与石化油罐火灾相同。

2.2  救援工作需求

与石化油罐火灾不同，石化装置火灾更加侧重于“救援”方面。消防队伍需要通过对火灾现场有毒气体检测结果，来明确火场警戒区域，并设置安全警戒带，任何非消防人员未经允许，不得进入危险区域。警戒带需要设置明显的警戒标志，并要具有反光的功能，夜间作业时还需要设置防爆灯光警戒带。此外，任何进入危险区域的人员不得携带火源，且进入危险区域的设备均需要经过防爆和防静电处理。进入危险区域的人员均需要注重个人防护，必须采取一级防护措施，其他非进入危险区域但在现场作业的人员则需要采取二级防护措施。当消防队伍进入火场内部救援被困人员之后，需要组织灭火器材开辟水花通道，消防队员需要携带担架、安全绳以及便携式呼吸器等基本器材，将被困人员固定在担架上，给予呼吸支持后在运输至危险区域外围，运输过程中需要注重对被困人员的保护，避免其二次受伤。

2.3  泄漏位置需求

石化产品泄漏在石化装置火灾中较为常见，一旦消防队伍发现存在石化产品泄漏的情况，无论是否存在燃烧或者爆炸等问题，均需要立刻给予堵漏措施。堵漏时需要根据泄漏位置的形状和流量决定具体的方法。当泄漏的石化产品具有易燃易爆的特性时，需要使用无火花工具，以免堵漏时工具与管道摩擦产生火花而引发火灾或者爆炸。当泄漏的石化产品具有腐蚀性特征时，则需要根据石化产品的具体种类选择相应的抗腐蚀性工具。需要注意的是，堵漏操作必须具有针对性。管道泄漏可以使用木楔、橡胶塞进行堵漏处理。法兰泄漏则需要使用法兰夹具进行堵漏，且需要通过高压注射的方式注入密封胶。整体堵漏操作过程中，均需要使用喷雾水枪掩护，其不仅可以保证温度控制效果，还能用于消散有害气体，创造更好的操作空间。为了进一步达到控制有害气体的目的，消防队伍需要在火场的下风区域设置水幕墙，以控制气体扩散的情况。泄漏问题处理完毕之后，需要对参与人员和装置装备进行全面的清洗，要根据泄漏物质的特性选择相应的洗消剂。

2.4  火场通讯需求

一般情况下，当消防队伍辖区范围内存在石化企业时，其所配置的装备相对较为先进，尤其是通信器材最为充足。从某种角度来看，火场现场的通讯情况容易受到多种因素的影响和限制。首先，石化企业的特殊性决定了其势必会选址在城市的边缘区域甚至偏远区域，通讯信号相对较为薄弱，为了避免因为通信讯号薄弱而影响现场的通讯情况，组织开展灭火救援工作时需要搭配通信中继台来保证通讯的流畅性。其次，石化火灾现场的温度和压力相对较高，无论是爆炸还是泄漏现象，均会频繁出现尖锐的声音，而这一声音的存在无疑会直接对现场通讯造成干扰。因此，火场通讯普遍提倡简易化通讯，并通过通信指挥车构建三级组网，以保证可以对灭火救援工作进行动态化指挥。最后，参与石化火灾的人员和车辆数量较多，通讯信道使用频率高，实际中容易出现信道繁忙而无法正常通信的情况。现场指挥人员需要妥善安排通讯信道，各个部门、单位应当独立使用特定频道，避免因为串频或信道繁忙而影响到整体通讯效果。

3  结语

综合来看，消防队伍需要根据石化火灾的类型，结合火灾现场的实际灭火救援需求合理配置灭火救援装备，在保证消防队员人身安全的基础上，尽量提高灭火救援的速度和效率，以达到尽快控制火情，帮助石化企业减少损失，降低石化火灾危害性的根本目的。

参考文献：

[1]罗阳洪，刘静，汪文野.石化火灾扑救对灭火救援装备的需求分析[J].消防科学与技术，2019，286（04）：95-98.

[2]夏登友.石油化工装置火灾灭火救援力量需求计算模型[J].中国安全生产科学技术，2012，3（06）：116-119.

[3]冯冰.灭火救援“三化”对石油化工火灾扑救的指导意义分析[J].化工管理，2016，8（14）：281.

[4]张俊卿.石油化工火灾扑救指挥之对策研究[J].石油化工安全环保技术，2002，18（01）：46-48.

[5]梁枫.大型储罐火灾扑救方法与技术探析[J].科技资讯，2020，

574（01）：240-241.

Research on the equipment for petrochemical firefighting

Fu Yefei

（Jinan Municipal Fire and Rescue Brigade Changqing District Detachment，Shangdong Jinan 250000）

Abstract：To strengthening the understanding of petrochemical fires， this paper explores the storage tank fires and device fires ‘equipment requirements under perspective of petrochemical firefighting needs.

Keywords：petrochemical firefighting; firefighting and rescue equipment; demand