石油化工厂火灾扑救讲
石油化工厂火灾扑救
案例：2005年11月13日，中国石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸火灾，造成生产装置严重损坏和大面积燃烧（燃烧面积约12000平方米），直径2公里范围内的建筑物玻璃全部破碎，10公里范围内有明显震感。据吉林市地震局测定，爆炸当量相当于1.9级地震。爆炸共造成5人死亡，1人失踪，3人重伤，20余人轻伤；双苯厂苯胺二车间整套生产装置、1个硝基苯（1500立方米）储罐、2个纯苯（2000立方米）储罐报废，其他辅助生产设施遭到不同程度破坏，直接经济损失7000余万元。并且引起松花江流域的重大污染。
由于石油化工厂的特殊性，一旦发生火灾，事故十分难以控制，极易造成重大人员伤亡、经济损失和环境污染事件，因此加强石油化工火灾扑救的技术与战术研究非常重要。
第一节石油化工企业的生产工艺特点石油化工产品的生产一般要经过物理变化和化学反应，不仅工艺复杂而且有些反应十分剧烈，极易失控。而且大多在反应器或管道中进行，难于监视，所以石油化工生产比其它工业具有更特殊的潜在危险性。一旦操作条件发生变化、工艺受到干扰，或因人为原因造成误操作，潜在的危险就会发展成为火灾爆炸事故。生产石油化工产品所用的原料，中间体甚至产品都具有易燃、易爆，剧毒。腐蚀的特性，生产大多在高温、高压、高速、低压、深冷等苛刻条件下进行，经常因处理不当而发生火灾或爆炸事故。
石油化工生产的特点可以用几个字来概括：“一高、二大、三密集，四多、五毒、六立体”
一、生产工艺控制高参数
现代石油化工生产，许多工艺过程都采用了高温、高压、高真空、高空速、深冷等工艺控制高参数；使生产操作更为严格、困难，同时也增大了火灾危险性。高压聚乙烯工艺的压力控制超过270MPa。
二、装置规模大型化
当前，石油化工生产规模越来越大型化，因而，对工艺设备的处理能力、材质和工艺参数要求更高，给设备制造带来极大的困难，同时也增大了潜在的火灾危险性。西部管道工程兰州原油末站将建设2座15万方原油罐，这两座原油储罐是中国石油目前容积最大的储罐。
三、生产装置高度密集
根据生产工艺的要求，化工生产装置都是集中布置的，密度大，间距小，设备、管道交错排列，纵横串通。生产装置高度密集，在火灾条件下，因热对流、辐射、传导的作用，易发生链锁式爆炸燃烧，扩大燃烧面积。
四、生产综合化，产品多样化
石油化工企业生产各种油品、液化石油气等燃料和乙烯、丙烯、苯、对二甲苯、氢等多种石油化工原料，并加工成对苯二甲酸二甲酯、环氧乙烷、乙二醇、硝酸、环己烷、醇酮、乙二酸、已二胺、已二氰、尼龙等中间体，中间体又进一步加工出聚丙烯、聚乙烯、聚酯树脂、锦纶长丝、涤纶短纤维等化工产品。
五、大多数石化产品大都是易燃易爆或有毒物质
石化企业生产燃料和化工产品，热值高、燃烧速度快，有爆炸危险，而且大部分物质充满毒性，有的设置剧毒。
六、装置与管道纵横交错，立体交叉
装置区内的各设备之间，装置区之间的介质输送都是通过管道来完成的；大型石化企业的生产区内管线立体架设，纵横交错，管线大都采取温控等安全措施，一旦不易发生火灾，火灾立体燃烧。
第二节石油化工装置的火灾特点石油化工生产特点，决定了石油化工火灾有以下特点：
一、爆炸危险性大
爆炸是石化火灾的一个显著特点。从许多火灾案例中不难看出，石化装置发生火灾后，既有物理爆炸，也有化学爆炸；有先爆炸后燃烧，也有先燃烧后爆炸。无论哪种爆炸都会使建筑结构倒塌，人员伤亡，管线设备移位破裂，物料喷洒流淌，使火场情况更为复杂，给扑救火灾带来很大的困难。吉林石化“11.13”火灾，先后发生15次爆
炸。
二、燃烧面积大
液体具有良好的流动特性，气体具有较好的扩散性。当其从设备内泄放时，便会四处流淌扩散。特别是容量较大的设备，当遭受严重破坏时，其内流体便会急速涌泄而出。造成大面积火灾。此外，爆炸性物料和反应设备爆炸时的飞火，也能造成大面积火灾。如不及时控制，则极易造成大面积燃烧和燃烧中的设备爆炸事故。
三、易形成立体火灾
由于生产装置内存有易流淌扩散的易燃易爆介质，且生产设备高大密集呈立体布置，框架结构孔洞较多。所以，一旦初期火灾控制不利，就会使火势上下左右迅速扩展，而形成立体火灾。
四、燃烧速度快
石化装置发生火灾后，燃烧速度快，蔓延迅速。其原因，一是装置发生爆炸，在可能的范围内形成高温燃烧区，火势迅速向各个方向蔓延波及，甚至再次引起爆炸，进一步形成更大面积的燃烧。二是石化物料热值大，燃烧后产生的热辐射，迅速加热周围毗连的容器设备，致使相邻容器管道内的物料迅速增压、挥发或分解，为火势扩大创造了条件。三是物料的流淌扩散性，特别是可燃气体的扩散，增加了火势瞬间扩大的危险性；加之立体火灾的形式。所以，石化火灾在很短的时间内能波及相当大的燃烧范围，发热量大，燃烧速度快。
五、灭火作战难度大，需要的消防力量多
石油化工装置火灾与爆炸的特点决定了其火灾扑救难度和消防力量的消耗。石化火灾如果在初期得不到控制，则多以大火场的形式出现。因此，只有调集较多的灭火力量，才有可能控制发展迅猛的火势。
火灾现场毒性物质的扩散和腐蚀性物质的喷溅流淌，严重影响着灭火战斗行动，给火灾扑救带来很大的困难，从而降低了灭火的时效性。不同类型的石化火灾，应选用不同的灭火剂，采取不同的灭火战术方法，常规战法往往难以奏效。因此，石化装置的火灾扑救具有相当的难度。吉林石化“11.13”火灾，吉林市消防支队迅速调集11个公安消防中队，吉化消防支队5个大队，共87台消防车，467名指战
员赶赴现场进行灭火救援。吉林省消防总队接到报告后，迅速出动17名官兵并调动长春市消防支队3个中队，9台消防车，43名指战员增援。
六、火灾损失大，易造成重大污染
工业企业火灾或爆炸所造成的损失都较公共或民用建筑火灾损失要大，而石化企业的火灾损失和人员伤亡又高于其他类工业企业。火灾统计资料表明，石化企业每次火灾的平均经济损失较其他生产企业要高五倍以上，而且经常出现每次火灾损失高达百万的火灾。在石化火灾中，石化装置火灾所造成的经济损失又居第一位。由于石油产品的物理化学性质，一旦发生火灾爆炸，往往会引起重大污染事件。吉林石化“11.13”火灾，直接经济损失7000余万元。并且引起松花江流域的重大污染。
第三节石油化工火灾扑救基本原则和方法石油化工火灾的特点决定其灭火技术和战术。
一、集中兵力，确保火势控制权
集中兵力包括集中调集兵力于火场和集中使用兵力于火场主要方面。石油化工火灾火势发展快，火场火情易变，且时有突发险情，后果难以预料，能否在火灾发生初期和发展阶段控制局面是扑救这类火灾成功的关键。
集中兵力于火场，要加强第一出动力量。第一出动力量强度的确定，与石油化工企业火灾发生的部位有关。对于重点部位火灾，应依据灭火作战预案，将所需的兵力、消防车辆及器材一次性调往火场。
集中使用兵力于火场主要方面，必须要把握火场的主要方面和主攻方向。在石油化工火灾中，火势复杂，危机频出，但其中必有一两个环节或部位是事关灭火全局的关键之处，或是烈火之源，或是险情之患。这些方面就是火场指挥员必须集中用兵的地方。集中用兵必须防止盲目全面出击，要善于组织对关键部位进行强力攻击，力争先在某点上有所突破，就可能控制火势的全局，从而掌握住灭火战斗的主动权。
二、查明火情，正确决策，及时部署力量
石油化工火灾现场的火情异常复杂多变，潜伏的危险因素很多，随时可能出现各种突发性情况，扑救难度非常大。为了确保灭火决策的正确性，保证扑救火灾的各项战斗行动的安全和顺利进行，必须从接警开始就要不断收集火情，到达火场后首先要组织火情侦察，在各个灭火阶段还应进行反复侦察。
根据已掌握的准确火情，分析火灾形势和火势发展的势头及其可能波及的范围，判断火场的主要方面和灭火的主要方向，研究和制定针对性的对策，计算需要应用的灭火装备和兵力，选好灭火阵地，迅速部署力量。
三、利用工艺措施灭火
利用工艺措施，在扑救生产装置、设备、管道火灾中，往往会起到关键性的作用，运用得当，可以解决其他方法不易解决的问题。因此，在扑救石油化工火灾时应优先考虑采取工艺措施。石油化工生产的管道式连续化，设备之间相互贯通，当某个设备或部位着火时，必须立即关阀切断其与上下左右的物料联系。当着火设备内可燃物料较多时，可以利用物料输转措施，开阀导流减少其数量。当压力容器受热内部压力急剧升高时，及时进行放空至安全罐或火炬系统，可防止其物理性爆炸。
关阀断料是中断着火设备燃料供应最有效的方法。关阀前，必须了解着火设备在工艺流程中的位置，其前后左右的管道连接，确定进料和出料阀门，以及关阀后可能对其他设备的影响，要在有关技术人员或岗位操作工的协助下，制定完善的关阀方案。
开阀导流是对着火设备或受到火势严重威胁的邻近设备内的可燃物料进行输转的方法，它可有效地降低火灾的危害，减少火灾的损失。开阀导流的方式因物料的状态而有所不同。在开阀导流过程中，要防止被导流设备内出现负压，而吸入空气形成爆炸性气体混合物，发生回火爆炸。因此，导流速度不能太快，同时在可能的情况下，要监测被导流设备内的压力不能低于0.1Mpa，否则应及时停止导流。
石油化工企业的安全排气系统，可被用于将设备内的压力适当降低或完全释放，或将其内部的物料排出部分或全部。
四、充分利用固定灭火设施，控制和扑灭初期火灾
石油化工企业设置的固定灭火设施是用于控制和扑救初期火灾的有效手段，只要这些设施在火灾或爆炸发生后未遭到损坏，就应充分地加以利用，这往往是以快制快，及时控制火势，防止发生爆炸，赢得灭火时间，掌握火场主动权的关键。
固定灭火设施主要有：装置区之间设置的消防水幕、蒸气幕；装置或贮罐区附近设置的固定水炮、带架水枪；油罐内设置的固定泡沫灭火系统；液化石油气罐顶部雨淋或水喷淋设施；装置平台、框架处及油泵房设置的水蒸气灭火设施等。其灭火的主要特点是启动快、操作方便、灭火威力大。
五、立足不间断冷却，抓住战机一举扑灭
鉴于石油化工火灾热辐射强、火势蔓延快、初期阶段时间短、易爆炸的特点，灭火战斗更需强调“先控制，后消灭”的原则。立足火场不间断冷却是控制石油化工火灾大面积蔓延，消除着火设备、受火威胁设备发生爆炸危险的基本方法。
石油化工装置设备主要是由钢材制造的，普通结构钢材在室内受强烈火焰直接作用下，5分钟内其温度可达500℃，而使强度降低一半；10分钟内其温度可达700℃，而失去大部分强度，发生变形。因此，当强火焰作用时间超过10分钟，钢制框架、贮罐、管道将会出现坍塌或破裂，导致油品大面积的流淌火灾。此外，在火场强辐射热的作用下，装有气态或液态物料的容器、管道内部压力会剧增，可能导致物理性爆炸，并可能因此引起一系列爆炸。在石油化工火灾扑救过程中，冷却控制是防止火情恶化的关键，它应贯穿于整个灭火战斗，不能有片刻的间歇。
火场上可能有许多设备受到火势的威胁，指挥员首先应分清轻重缓急，对受火势威胁最严重的设备采取重点冷却，消除可能影响灭火全局的主要威胁。
在石油化工火场上，燃烧区内的压力容器受火焰的直接作用，发生爆炸的危险性最大。消防队到场后，要根据受火焰直接作用的压力容器的位置、高度、直径、形状及其危险程度，立即进行冷却保护，
及时部署足够数量的冷却水枪、抢占有利的水枪阵地，实施不间断地冷却；同时，部署力量及时消灭周围的火势，减弱火焰的威胁程度。在此前提下，组织其余力量消灭火点。
邻近着火设备、受到热辐射和热对流作用的设备，具有较大的被引燃引爆的危险。火场指挥员在部署火势控制力量的同时，要部署对邻近设备的冷却力量。根据距离着火设备的远近，受威胁设备的火灾爆炸危险性，采取相应的冷却方式、组织适量的水枪和设置有利的水枪阵地，消除热辐射和热对流的作用。
对于着火设备，应根据其在燃烧过程发生爆炸、倒塌的可能性和灭火的需要，部署一定的冷却力量。着火设备处于稳定燃烧时，是否能发生爆炸取决于设备破口大小、内存物料的性态、设备主体受火焰作用的程度等因素。一般情况下，因超温超压爆炸起火的设备，在稳定燃烧过程中发生第二次爆炸的可能性不太大；因泄漏回火燃烧的设备，如果泄漏破口小，内存物料又是液化气体或易燃挥发性液体，则爆炸的可能性就较大。发生爆炸可能性较大的着火设备，必须部署充足的冷却力量和实施不间断的冷却。对着火设备的冷却，主要是防止着火设备的变形、爆炸，降低着火设备的温度，便于灭火剂发挥最大的灭火效果。
使用泡沫扑救着火时间较长的油罐时，应先对罐壁进行冷却。因为泡沫抗高温性能较差，当罐壁温度超过600℃和油液面温度超过147℃时，泡沫破坏得非常快，不易在油液面上形成覆盖层。即使火焰被扑灭后，也必须对罐体继续维持冷却和泡沫覆盖，以免逸出过多的油气发生复燃。
六、加强安全防护，避免人身伤亡
保证安全，才能有效地消灭火灾，这是灭火战斗实践证明的一条必须遵守的灭火行动准则。石油化工火灾中的爆炸、倒塌、高温、毒气等的危害，不仅应在每位指战员思想上得到高度的重视，而且在行动上要有严格的安全防护措施。
扑救具有爆炸危险的设备、贮罐时，从停车位置和进攻阵地的选择到采取冷却防爆措施都要注重预防。停车时车头要向着便于撤退的
方向，进攻阵地位置能充分利用地形地物的掩护，火场上必须保证对有爆炸危险的设备的不间断冷却。
油品燃烧的热辐射强、温度高，人体在辐射强度为8.4kJ/m2.s的环境中，8秒钟就会感到头痛，20秒便会皮肤起泡。只有辐射强度降到1.4kJ/ m2.s，人体才会无影响。
可燃气或液化石油气大量泄漏形成的爆炸危险区域，出现点火源立刻便会发生爆炸火灾。消防指战员在救援排险时，要根据液化石油气泄漏情况、现场的风向风速、地形与环境状况，及时采取有效措施。
有毒物料泄漏现场或火灾爆炸现场，四处扩散的毒气或有毒蒸气，能造成现场处置人员的严重中毒，甚至危及生命安全，做好防毒安全防护是每位指战员必须重视的大事。
第四节常见石油化工火灾扑救
一、石油化工装置火灾
扑救石油化工火灾战斗行动一般按堵截冷却、灭火和防止复燃三个阶段展开。
在第一阶段，消防队会同起火单位的工作人员和技术人员及时制止险情的进一步恶化，其方法是：停止油品从工艺系统中溢出；采用阻拦设备限制液体流淌面积；对受热辐射强烈影响区域的装置、设备和框架结构加以冷却保护，防止其受热变形或倒塌；开阀导流出着火或受威胁装置、设备和管道中的油品，至安全贮罐；在有爆炸危险气体扩散的区域内，停止用火装置设备的工作和消除其他可能的火源；封闭工艺流槽，并用填砂土的方法封闭污水井。
关阀断料是扑救石油化工火灾，控制火势发展的最基本的措施。在实施关阀断料时，要选择离燃烧点最近的阀门予以关闭，并估算出从关阀处至起火点之间所存有物料的数量，必要时辅以导流措施。
在对各种设备冷却的过程中，不同状态下的设备可采取不同的处理方法。对受火势威胁的高大的塔、釜、反应器应分层次布置水枪炮阵地，从上往下均匀冷却，防止上部或中部出现冷却断层。对着火的高压设备，在冷却的同时要采取工艺措施，降低其内部压力，但注意必须保持仍有一定的正压。对着火的负压设备，在积极冷却的同时，
应关闭进、出料阀，防止回火爆炸；在必要和可能的情况下，可向负压设备注入过热蒸气，以调整设备内压力。此外，在冷却设备与容器的同时，还应注意对受火势威胁的框架结构、设备装置的承重构件进行冷却保护。
堵截蔓延是控制石油化工装置火灾扩大的前提。对外泄可燃气体的高压反应釜、合成塔、反应器等设备火灾，应在关闭进料控制阀，切断气体来源的同时，迅速用喷雾水或蒸汽在下风方向稀释外泄气体，防止与空气混合形成爆炸性混合物。对地面液体流淌火，应根据流散液体的数量、面积、方向、地势、风向等因素，筑堤围堵，把燃烧液体控制在一定范围内，或定向导流，防止燃烧液体相高温、高压装置区等危险部位蔓延。在围堵导流的同时，根据液体燃烧面积，部署必要数量的泡沫枪，消灭液体火势。对塔釜、架空罐、管线、框架的流淌火，首先应采取关阀断料的工艺措施，切断物料的来源。对空间燃烧液体流经部位予以充分冷却，然后采取上下立体夹击的分消灭液体流淌火；对流到地面的燃烧液体，按地面流淌火处理。对明沟内流淌火，可用筑堤等方法，把火势控制在一定区域内，或分段堵截；对暗沟流淌火，可先将其堵截住，然后向暗沟内喷射高倍泡沫，或采取封闭窒息等方法灭火。
在第二阶段，灭火要快攻近战，以快制快。为此，必须首先做到火情侦察准确，情况判断准确；其次要尽可能地接近火点，充分发挥灭火剂的灭火效果。此外，在灭火过程还得讲究方式方法。
对于石油化工装置易出现的立体型火灾，火场指挥员应根据火灾的立体燃烧状况，利用现有的灭火装备器材，在燃烧空间的四侧于上、中、下全面部署力量，同时展开灭火进攻，使之形成下顶、中插、上压的立体攻势。实施立体攻势时，一是要有充足的兵力，最终良好的供水路线，确保前方水枪的用水量；二是要有能喷射到一定高度的器材装备，如登高平台车、高喷车、大型炮车等；三是要充分利用着火装置的操作平台、框架结构的孔洞、设备观察孔等处架设水枪；四是指挥员要有较强的指挥能力，总指挥、阵地指挥之间，前后方之间，
能协调一致，令行禁止，使数十支水枪炮从上到下分层次展开，从不同角度均匀喷射，实现有效冷却装置，抑制火势，扑灭火灾。
对于大面积，多火点的火灾，如果到场的力量充足，应采用堵截、分割、包围同时并举，各个击破的战术。对火场上不同的着火设备和燃烧形式，应灵活采用针对性的灭火方法。
气体管道、小型反应设备着火，可用雾状水加湿麻袋等覆盖物盖于燃烧物体上，边冷却边关阀进行灭火。在关阀时，应注意留有一定的表压，等火被扑灭后，再彻底关闭阀门，防止火焰进入容器内部燃烧发生爆炸。
扑救气体设备装置火时，应在喷水冷却的同时，对于设有放空管线的，则应开阀放空，并将放空气体导入其他安全容器或火炬；对于无放空管线的设备装置因局部开裂或阀门被炸坏着火，应采取临时接管导气排空措施。
对顶部炸开口而猛烈燃烧的贮罐、塔等设备，应积极冷却控制，不要轻易灭火，可适量导出设备内的液体，以减少灭火时间；若是低闪点液体的塔、釜、罐设备火灾，可注入适量高闪点的液体进行搅拌，使燃烧物质温度降至其闪点以下而自行熄灭。
管道内着火，由于水枪和干粉无法直接打击，要从管道的一端注入蒸汽吹扫，或注入泡沫，或注入水进行灭火。
对于先爆炸后燃烧，并形成流淌火焰的火灾，在组织冷却着火设备的同时，对比重较轻的液体流淌火，采用干粉扑灭和泡沫覆盖；对比重较大的，用雾状水流可直接灭火。
1．常压蒸馏塔火灾扑救
（1）消防力量计算
例：常压蒸馏塔中部发生泄漏，密集喷射，其火炬长度为15m，原油泄漏至地面，形成地面流淌火400m2，计算灭火与冷却力量，供水按1h计算，地面流淌火按30分消灭。
确定灭火剂供给强度
表1：火柱长度（m）下的石油产品泄漏量（kg/s）关系表