搜索
武警学院灭火指挥教研室2007年7月近年来，随着我国经济的高速发展，石油及其制品的消耗量逐年增长，为保证日常生产周转需要，石油罐区总储量及单罐容量也越来越大，石油罐区通常储存各种石油及其产品，各种火灾危险并存，一旦爆炸起火往往会形成较大范围的火区，火势异常凶猛，扑救困难。1986年大庆市林源炼油厂原料油罐区由于21号蜡油罐罐体破裂，高温油品大量泄出，引起火灾。火势迅速蔓延扩大，四个相邻罐相继爆炸起火。爆炸后油品四处流淌，燃烧面积达20400m2，烧毁和部分烧毁5000m3油品储罐五座，各种油品5036t，房屋建筑100多平方米，栈桥铁路153m及各种仪表、器材、管线、阀门等。直接经济损失133万元，间接经济损失24万元。1989年8月黄岛油库5号罐由于雷击爆炸起火,导致1、2、3、4号罐相继爆炸，18人牺牲，93人受伤，12辆消防车被烧毁，直接经济损失3540万元。1993年10月21日，南京炼油厂油罐区310号万吨级轻质油罐因操作失误，罐顶向外大量溢油，扩散的油蒸汽遇手扶拖拉机排气管喷出的火星引起爆炸燃烧。江苏、上海、安徽三省市共12个城市的187辆消防车，军警民6000余人联合作战，战斗历经22小时。火灾直接经济损失38万余元。1994年9月4日，济南军区9731炼油厂由于抽油过快，产生静电，引起重大火灾。火灾共烧毁汽油、柴油96t，各种管道829m，两个近500m3的储油罐报废，直接经济损失30多万元。1996年8月18日，青岛市石油总公司第一油库内，停在铁路专用线上的一列正在罐装石脑油的油罐槽车因油蒸汽遇外来火源爆炸起火，大火造成4名油库工人重伤，直接经济损失178.4万元，间接经济损失834万元。2001年9月1日，沈阳大龙洋石油有限公司在倒油过程中，油罐内汽油外溢，大量的挥发气体流动到160m外的汽车库内，当司机发动汽车时，火花引燃汽油挥发气体，导致油罐爆炸起火。这起特大油罐爆炸火灾的扑救，沈阳市共调集17个公安消防中队、2个企业消防队、84台消防车、580名官兵参加灭火战斗。桃仙机场消防支队、抚顺市消防支队、辽阳市消防支队、辽化公安消防支队派出19台消防车、60名指战员前来增援。一、概述二、油罐的火灾危险性三、油罐火灾的灭火战术四、油罐火灾的灭火技术一、基本术语油罐组：同一防护堤内的一组油罐油罐区：由一组或若干个油罐组构成的区域防火堤一、基本术语易燃油品：闪点小于等于45℃的油品如：原油、汽油、煤油等可燃油品：闪点大于45℃的油品如：柴油、润滑油、重油等闪点是指在规定的试验条件下，油品蒸汽与空气的混合气体，接近火焰，闪出火花并立即熄灭时的最低温度。注：油品危险性规定一、基本术语重质油品：指比重大于0.9，沸点高于300℃的高沸点油品如：原油、渣油、沥青油等轻质油品：指比重在0.8左右，沸点低于300℃的低沸点油品如：汽油、煤油、柴油等沸溢性油品：含水率在0.3~4%间的重油、原油和渣油二、油罐类型按埋设深度分：地上油罐、半地下油罐和地下油罐按建造材料分：金属油罐和非金属油罐地上油罐地下油罐二、油罐类型按结构形式分拱顶罐浮顶罐卧式罐外浮顶罐内浮顶罐卧式罐拱顶罐（固定顶罐）外浮顶内浮顶拱顶罐外浮顶罐内浮顶罐三、油罐附件和装置1、机械呼吸阀2、液压安全阀3、测量孔4、泡沫室5、消防水管6、升降管7、虹吸栓（放水阀）8、卷扬机四、石油库等级一级：大于50000m3二级：10000-50000m3三级：2500-10000m3四级：500-2500m3根据国家标准《石油库设计规范》的规定和要求，石油库按储油罐总容量大小分为四个等级：（一）防火堤防止火灾情况下油品溢出罐外，形成更大范围的地面流淌火。防火堤内的有效容量：如果防火堤内是固定顶罐不小于油罐组内一个最大油罐的容量。如果防火堤内是浮顶罐不小于油罐组内一个最大油罐容量的一半。五、油库消防设施（二）泡沫灭火系统泡沫灭火系统通常包括泡沫产生器，泡沫混合液输送管线和消防泡沫泵房。泡沫灭火供给总量主要取决于着火油罐的燃烧液面积。固定顶油罐燃烧液面面积按整个油罐的截面积计算。浮顶油罐的燃烧液面面积，按罐壁与泡沫堰板之间的环形面积计算（泡沫堰板距罐壁一般为0.9至1.4m）。1、系统组成消防水源消防水泵管道系统泡沫液储罐比例混合器泡沫产生装置报警控制装置2、系统类型（1）低倍数泡沫系统泡沫发泡倍数一般在20倍以下，供给强度如下表：液上喷射泡沫灭火系统液下喷射泡沫灭火系统油品类别供给强度连续供给时间/min固定式、半固定式移动式泡沫(l/s.m2)混合液(l/min.m2)泡沫(l/s.m2)混合液(l/min.m2)甲、乙类0.881.01030丙类0.660.8830液上喷射泡沫灭火系统液上喷射泡沫灭火系统液下喷射泡沫灭火系统系统适用范围：仅适用于非水溶性甲、乙、丙类液体的地上固定顶储罐。不适用于水溶性甲、乙、丙类液体储罐，也不应用于外浮顶和内浮顶储罐。液下喷射泡沫灭火系统通常采用氟蛋白泡沫，一般流量都在8L／min.m2以上；泡沫液的储备量，可满足连续供给30min的需要。2、系统类型（2）中倍数泡沫系统泡沫发泡倍数在20－200之间油品类别混合液供给强度(l/min.m2)连续供给时间/min固定式、半固定式移动式甲、乙、丙4515（三）消防给水系统主要包括喷水设施、消火栓、供水管道、消防给水泵房和消防水池。用于扑救油罐火灾时配制泡沫和对罐体冷却或保护用水等方面的需要。1、冷却范围对于固定顶油罐，冷却范围包括着火罐和着火罐直径1.5倍范围内的相邻罐。对于浮顶罐，消防冷却范围只考虑着火罐。对于卧式罐，消防冷却范围包括着火罐和着火罐直径与长度之和的一半范围内的相邻罐。2、冷却供水强度采用固定设备冷却可按设计要求进行，如果设计数据不明确可按下面数据着火罐0.6L/s.m相邻油罐，0.4L/s.m采用移动装备（一般用19mm水枪）冷却着火罐为固定顶油罐，冷却供水强度为0.8L/s.m；着火罐为浮顶油罐，冷却供水强度为0.6L/s.m；相邻罐只冷却罐周长一半，冷却供水强度为0.35L/s.m。3、冷却水供给时间直径大于20m的地上固定顶油罐，供给时间6h；浮顶油罐或者直径小于20m的地上固定顶，供给时间4h；地上卧式油罐冷却水的供给时间为1h。（一）易燃性油品属有机物质，比较容易燃烧，潜在着很大的危险性，其危险性的大小主要是以其闪点、自燃点来衡量的。闪点越低的油品，着火的危险性越大。如：汽油：闪点-50—-300C；点火能量：0.2—0.25mJ。一、油品的火灾危险性特性（二）易爆性石油及其产品的蒸汽与空气混合达到一定浓度范围时，遇火源即能发生爆炸。爆炸浓度极限范围越大，下限越低的油品，发生爆炸的危险性越大。几种常见油品的爆炸极限：汽油：1.40--7.70%煤油：1.40---7.50%柴油：1.50---4.50%油品名称爆炸浓度极限（％）（体积）爆炸温度极限（℃）下限上限下限上限汽油1.47.6航空煤油1.47.5-34-4煤油1.47.54086车用汽油1.77.2-38-8溶剂油1.46.0（三）易蒸发、易扩散、易流淌性石油及其产品尤其是轻质油品具有容易蒸发的特性。如：1kg汽油大约可以蒸0.4m3的汽油蒸汽。蒸发出的油蒸汽在空气中能随意扩散，特别是下风方向，给泄漏现场带来很大的火灾危险性。油品及油品蒸汽比空气重，容易在地面流淌，在低洼处积聚；比水轻，能在水面上任意漂流。增加了油品的火灾危险性。（四）易产生静电石油的电阻率1012Ω·cm，沿管道流动与管壁摩擦或运输过程中受到震荡产生静电。静电的主要危害是静电放电。如果静电放电所产生的电火花能量达到或大于油品蒸汽的最小着火能量时，就立即引起油品燃烧或爆炸。典型案例：1994年济南军区9731炼油厂大火灾油罐火灾原因分析国内：明火引起的油罐火灾占64%；静电引起的火灾占12%；达到自然点起火占8%；雷击火灾占12%；其他原因占4%。美国：主要原因为静电。（五）受热易膨胀性石油产品和其它液体一样，也有受热膨胀性。储存于密闭容器中的易燃液体受热后，体积膨胀，蒸气压力增加，若超过容器的压力限度，就会造成容器膨胀，以致爆破。另一方面，当对热油罐冷却时，又会造成油品体积收缩而出现桶内负压，使容器被大气压瘪。这种热胀冷缩现象往往损坏储油容器，从而增加火灾危险性。石油产品的受热体涨数值，可用下式计算：V1=V0（1+βt）式中：V1、V0――液体在t及0℃的体积，L；β――在0－100℃范围内的平均体胀系数；ｔ――受热温度，℃。名称体胀系数β汽油0.0012煤油0.0010柴油0.0009几种常见的石油产品受热体胀系数（六）沸溢喷溅性重质或含有水份的油品着火燃烧时，可能发生沸腾突溢和喷溅。燃烧的油品大量外溢，甚至从罐内猛烈喷出，形成巨大的火柱，可高达70～80m，火柱顺风向喷射距离可达120m左右，不仅扩大火场的燃烧面积，而且严重威胁扑救人员的人身安全。典型案例：1989年黄岛油库火灾浮顶罐沸溢浮顶罐喷溅重质油品发生沸溢喷溅的主要原因:辐射热作用油罐发生火灾时，辐射热在向四周扩散的同时也加热于油面，随着辐射时间增长，被加热的油层也越来越厚，当温度不断升高，油品被加热到沸点时，燃烧着的油品便开始沸腾溢出罐外。热波作用石油及其产品是一种多种碳氢化合物的混合物，在油品燃烧时，首先是处于表面的轻馏份被烧掉，而剩余的重馏份则逐步下沉，并把热量带到下面，从而使油品逐层地往深部加热，这种现象称为热波。热油与冷油的分界面称为热波面，亦称热波头，辐射热和热波往往是同时作用的，因而能使油品很快达到它的沸点温度而发生沸溢和喷溅。水蒸气作用如果油品不纯，油中含水或油层中包裹游离状态水分，当热波面与油中悬浮水滴相遇或达到水垫层深度时，水被加热汽化，并形成气泡，水滴蒸发为水蒸气后，体积膨胀约1700多倍，便会形成很大的压力急剧冲出液面，把着火的油品带向高空，形成巨大火柱。由此可见，绝不能因为重质油品的闪点低，着火危险相对较小一点，就放松对其防护的警惕性。发生沸溢喷溅的条件：(1)油品有较高的沸点和较大的粘度；(2)液体燃烧时，液面受热之后以热波形式向下传热，能形成高温层；(3)高温层的热波头温度高于水的沸点；(4)油品中含有自由水、乳化水，比较均匀地悬浮在油层中，油罐底部有水垫层。思考题：为什么汽油等轻质油品不会发生沸溢喷溅现象？答：（1）汽油等轻质油品燃烧时，从燃烧液面到下层油品虽然也传热，但不会形成100℃以上的高温层，只会形成温热层；（2）温热层不会随着燃烧时间的延长而增厚。因为轻质油品燃烧时产生的热能主要用于加热油表面温度至沸点，其余热能则消耗于油品吸热蒸发上了；（3）汽油等轻质油品本身不含水分。（一）稳定燃烧型火灾轻质油品储罐在气温较高时，挥发出大量油品蒸汽，这些油品蒸汽从呼吸阀、采光孔、量油孔等处冒出，遇到火源会出现一种稳定性燃烧。油罐发生稳定燃烧型火灾时，不宜急剧用水冷却，以免油罐温度骤降，罐内油品蒸汽凝结造成负压回火，引起储罐爆炸。扑救时，可先少量用水对火焰四周进行冷却，然后迅速用覆盖物覆盖灭火，亦可用喷雾水，干粉等扑救。二、油罐火灾的基本类型稳定燃烧型火灾（二）爆炸型火灾油罐内的油品蒸汽与空气形成混合物，在爆炸极限范围内，遇到着火源会形成爆炸型火灾，造成灌顶塌陷，罐体破裂或位移，并出现油品流散或地面流淌火。油罐爆炸型火灾主要有以下三种形式：1、先爆炸，后燃烧2、先燃烧、后爆炸3、只爆炸、不燃烧爆炸型火灾（三）沸溢型火灾重质油品储罐发生火灾后，油品在燃烧过程中出现沸腾、溢流、突沸等现象，称为沸溢型火灾。沸溢性油罐火灾的特点是：火焰温度高、高度高，热波传播速度快，燃烧面积大，连续发生喷溅，燃烧过程火焰起伏，火灾危险性大。沸溢型火灾沸溢型火灾主要有以下三种形式：1、沸腾溢流指含水原油或重质油品储罐发生火灾后，由于油品热波特性的作用，在燃烧油面下形成稳定的高温层，油品中的自由水或乳化水沸腾汽化，生成大量油泡，使油罐满溢外流，扩大火势的现象。沸溢型火灾主要有以下三种形式：2、