化工园区火灾场景分析及扑火要点研究

杨海廷

摘要：化工园区若发生火灾不仅会给企业带来较大的财产损失，还可能导致严重的人员伤亡，因此，必须重视及提升化工园区的消防应急处理能力，做到尽早扑灭明火，有效控制火势进一步蔓延，避免引发严重爆炸事故。基于此，首先深入剖析了化工园区的火灾场景，提出了影响化工园区火灾事故演化过程的因素，总结了扑火要点，然后结合实例探讨运用灭火救援圈合理调配消防力量，提高化工园区火灾事故处置能力，从而实现高效的扑火救援。

关键词：化工园区；火灾场景；场景分析；扑火要点

新形势下，随着化工行业的不断发展，我国化工园区的规模越来越大，易燃易爆物的品种、数量迅速增加，带来较大的火灾安全隐患。因此，需要加强化工园区的火灾场景分析及扑火要点总结，才能有效提高灭火救援效能，及时消除化工园区内潜在的火災隐患，提高灭火救援行动成效，最大限度地减少人员伤亡。本文探讨了基于ALOHA（Areal Locations of Hazard-ous Atmospheres）软件的化工园区火灾场景分析，了解影响化工园区火灾事故演化过程的因素，总结扑火要点，建立动态灭火救援圈数学模型，并结合实例探讨运用灭火救援圈合理调配消防力量，提高化工园区消防救援能力。

1 化工园区火灾场景分析

1.1  火灾场景阶段划分

化工园区火灾往往突然发生且发展迅速，如不能及时控制火势会造成非常严重的后果。因此，需要对化工园区火灾的发展历程及火灾场景进行详细研究。不同的着火条件引发的火灾发展过程不同，采用的扑火手段不同，最终的结果也不同。ALOHA是由美国CEPPO、NOAA组织共同开发的一种计算机辅助应急作业管理CAMEO体系的一部分。ALOHA软件的数据库包含化学品种类、温度、风速、风向、压力、事故发生地点及储料等多种数据[1]。利用ALOHA对化工园区内可能出现的重大事故进行过程演变分析和仿真，再根据火灾发展过程的各个阶段进行应急处置方案分析，最后得出应对方案。图1为化工园区主要火灾场景阶段划分。

根据图1可知，按不同阶段对化工园区火灾场景进行分类，不同阶段的火灾具有不同的着火和扩散特点，需根据火灾各阶段的不同特点采取针对性的防火扑火方案。火灾发生前要进行火灾风险评估，根据火灾风险的特征和火灾发生规律，制订相应的火灾预防措施；当火灾出现时，必须掌握真实火情，才能迅速确定火灾成因并确定着火点位置，便于精准扑救，避免造成严重的后果；火灾发生后，消防部门要对起火原因进行追溯，发现问题及时纠正，吸取经验教训，防止再出现类似的情况。通过对化工园区的火灾场景进行分析，使消防部门能够对火情进行综合判断，运用智能监控技术对其进行实时监控，从而制订出一套较为科学、合理的扑火方案，最大限度地提升消防救援成效。

1.2  化工园区火灾演化影响因素

化工园区的火灾演化过程主要涉及：目标设备属性分类、初始事件、初始事件场景、中间演化事件、结果等。一般来说，当目标设备的热辐射值达到阈值后，火灾就会发生，该阈值就是火灾扩展的临界点。利用ALOHA软件可以得到相应的热辐射数值，通过与阈值对比可确定目标设备是否会发生火灾。

通过ALOHA软件分析化工园区火灾场景的基本流程如下[2]：

①根据ALOHA的提示录入化工园区的地理环境、着火设备（如储罐）等有关参数，确保参数正确。

②根据ALOHA的提示录入化工园区其他储罐的位置、距离等参数。

③ALOHA自动计算着火储罐附近其他储罐的热量辐射量，并和阈值进行对比，若超过阈值就判断为可能发生火灾。

④对所有储罐进行实时监控，当火被扑灭后，着火储罐自身性能参数发生改变，其热辐射值也会随之改变。如目标储罐的辐射温度低于阈值，则视为安全。

2 化工园区扑火技战术要点

2.1  扑火技术

扑火技术应基于“先控后灭”的原则，重点先明确影响化工园区火灾演化的主要因素，合理分配消防力量再采取针对性的扑火措施，具体如下：

①如果是附带有灭火器材的储罐或设施着火，必须首先启用其灭火设施和周围的水喷洒系统，对相邻的储罐或设备进行降温和防护，减少热辐射的影响。

②如果是未附带灭火设施的储罐或设施着火，应在园区内调配消防装备，利用泡沫有效控制火势，避免火势蔓延。

③在选用灭火剂时，应根据实际火情合理选用，一般采用从罐底喷射的方式，同时在罐顶部喷射干燥粉末。但是，实践中仍有很多问题，应视具体情形而定。

④移动式消防设备与着火储罐之间的间隔应大于30 m，将高压发泡机与管道相连，利用灭火泡沫控制火势蔓延。

⑤针对小型地表池火灾，可在上风方向喷洒干粉灭火剂，适当控制喷洒距离，保证干粉末刚好能盖住火焰表面。在对卧式油罐进行火灾扑救时，必须按照“先下后上”的原则，并根据现场的具体条件采取适当对策，例如通过对火焰根部喷水的方式进行扑救。

⑥若条件允许，应使用手动扑救方法扑救根部着火的储罐。

2.2  扑火战术

正确判断和细致分析是扑火成功的关键，因此，消防部门需要结合自动化监测系统与人工判断对火情进行全面分析，从而保证在有限的消防资源条件下将全部的消防力量及时投入扑火工作中，从而快速遏制火势扩散。具体过程如下：

①合理确定扑火方式。化工园区储罐或其他设施发生火灾后，首先要从外部控制火灾，然后逐渐向中心推进，直到火焰彻底熄灭。

②要对扑火方向进行适当控制。为防止火势蔓延，减少其对消防救援工作的影响，应该从上风向侧开始扑火，逐步往下风向推进，直到灭火结束。

③要准确把握扑救关键。如果着火地点离化工园区较近，就必须根据现场条件组织扑火，尽量减少由高温、火灾引起的材料爆炸和设备损坏等。

2.3  其他扑火注意事项

一旦发生火灾，要立即启动应急警报并通知专业消防员扑救。但是，在消防队员到达之前，化工园区的保安部门要努力控制火灾蔓延，首先要保证灭火人员均配备必要的灭火器材并穿戴防毒面具和隔热服。其次，将救援车停放在着火地点的上风向，避免阻挡救护通道。最后，在紧急情况下，实行分区调度，保证所有的救援人员均已掌握疏散路线，在扑火过程中要保持紧密联络，做到集中火力，避免各自为战[3]。

在火灾发生初期要迅速撤离园区内的非相关人员，关闭生产线，并迅速采取应急措施，防止火灾失控造成更多的人员伤亡。如消防救援过程中发现危险物质泄漏和爆炸，必须迅速疏散现场，同时要向附近相关单位通报。

3 灭火救援圈半径

某化工园区在处置一个火灾危险源时，本区域灭火救援资源为m个，首先要确定各灭火救援资源的救援圈半径。假设对第i种资源的需求量为di （i=1、2、...m），可以调配的消防站点有n个，其中第j （j=1、2、...n）个消防站点具有Sij个第i种资源，且与主要危险源相隔tij。则按照tij （j=1、2、...n）的大小下降序排列，并确保tij（0）（j（0）1，2，…，n） 满足

（1）

再根据以下公式：

（2）

得到j*（0）的最小值及其对应的j*（0）=j*， 即

ti，j*（0）=ti，j* （3）

其中， tij*表示该灭火救援资源对应的救援圈半径。所有灭火救援资源对应的救援圈半径中的最大值即为整体灭火救援圈的半径T：

T=Max{ti，j*}（i=1，2，……，m） （4）

为便于分析和改进灭火救援工作，可利用AHOLA软件进行火灾场景仿真，将可能发生火灾的储罐或设备及其需要的消防救援力量、周边消防救援力量等信息录入软件中得出最后的救援圈半径计算结果。若储罐热辐射值小于阈值，表示其不存在火灾风险，可将其名称及相关信息删除[4]。

4 实例分析

某市化工园区主要分为基础精细化工区、乙烯联合区、炼油化工区、化工塑料制品区及塑料制品的加工贸易区，占地面积达53.22万m2。工园区共入驻48家企业，选取目前存在危险源较多的5家企业，详情如下：

A企业主要生产和运送环氧乙烷，还包括乙二醇、丙烯、盐酸、丁二烯等化学原料，厂房建筑面积大约4015m2。

B企业以增塑剂为主要产品，占地面积1800m2左右，年产量8万t左右，主要以增塑剂DOP为主，主要原材料包括苯酐、辛醇、催化剂等。

C企业为聚丙烯加工厂，年产1500t聚丙烯。其主要原料是丙烯、氢气等。该工厂的建筑面积大约1054m2。

D企业为丁苯胺丁厂，年生产能力为800万t。所需原材料包括：石脑油、液碱、硫酸、硝酸、苯、氢气、硝基苯等；根据生产工艺的差异，车间可以分为苯胺车间、硝化车间和氢化车间。公司的建筑面积约3800m2。

E企业为炼油厂。设备完善，年处理石油465万t，生产石油79万t，180万t柴油，9万t聚丙烯，占地面积大约19700m2。

上述5个企业拥有储罐数量总计30个，假如A企业的04号储罐发生火灾，由于储罐周围设有防火堤，可忽略流淌火。运用前文所述方法得到消防救援力量及灭火救援圈半径，具体如下：

首先，通过ALOHA将火灾初始场景、储罐情况等数据进行模拟分析，得出不同储罐承受的热辐射值，结果表明，着火储罐附近的D企业03号、08号储罐所承受的热辐射值超出阈值，有可能发生自燃爆炸。

其次，针对D企业的03号、08号储罐通过ALOHA进行分析，将可能燃烧的储罐数量输入ALOHA，得到水需求灭火救援资源为A市—12个，B市—5个，C市—4个，泡沫水需求灭火救援资源为A市—10个，B市—2个，C市—4个，为确保扑火救援成功，取最大值，故确定A市调动第12个消防站，B市调动5个消防站，C市调动4个消防站。

最后，根据分析结果绘制灭火救援圈，调配消防救援资源进行扑火救援，实时监测周边储罐，如检测到D企业的03号、08号储罐受到的热辐射值低于阈值，则表示储罐处于安全状态。

5 结论

综上所述，如何建立健全的化工园区消防救援体系，是当前消防管理部门、地方政府和化工园区共同关心的问题。要全面了解在化工园区内的火灾危险性，分析化工园区火灾场景，深入探索其火灾演化机理及产生原因，总结扑火技战术要点，并利用灭火救援圈合理调配消防救援资源，以便在发生火灾时能够及时发现并做出有效應对，提供全面科学的消防救援力量组织方案和扑火方案，有效降低化工园区消防安全风险，全力保障广大人民群众的生命财产安全[5]。

参考文献：

[1]马刚.化工设备火灾爆炸事故模式与灭火救援对策[J].化工管理，2022（14）：75-77.

[2]李传杰.石油化工装置火灾的特点和处置对策[J].今日消防，2022（7）：25-27.

[3]单瀛.化工园区火灾风险控制对策研究[J].化工管理，2020（10）：

118-119.

[4]夏敬豪.化工园区灭火救援圈的构建模型[J].中国应急救援，2015（6）：22-24.

[5]汪晓锋.刍议化工园区灭火救援圈的构建[J].武警学院学报，2018，34（6）：50-53.

Analysis of fire scene in chemical industry parks and study of fire fighting points

Yang Haiting

（Linfen Municipal Fire and Rescue Brigade， Shanxi Linfen 041000）

Abstract：If a fire occurs in the chemical industry park， it will not only bring great property losses to the enterprise， but may also lead to serious casualties. Therefore， it is necessary to pay attention to and improve the fire emergency response capacity of the chemical park， so as to extinguish the open fire as soon as possible， effectively control the further spread of the fire， and avoid serious explosion accidents. Based on this， firstly， the fire scene in the chemical industry park is deeply analyzed. Factors affecting the development process of fire accidents in the chemical industry park are put forward. And the key points of fire fighting are summarized. Then， combined with examples， it discusses the use of fire fighting and rescue circles to rationally deploy fire fighting forces and improve the fire accident disposal capacity of chemical industry parks， so as to achieve effective fire fighting and rescue.

Keywords：chemical industry park; fire scene; scene analysis; fire fighting point