易燃可燃介質(zhì)的壓力容器火災(zāi)事故處置對(duì)策探討

●鄧全龍，鄧 欽

(臨汾市消防支隊(duì)，山西臨汾 041000)

近年來(lái)，隨著我國(guó)石油、天然氣等化工原料的開(kāi)發(fā)利用，以及高分子聚合物生產(chǎn)的不斷擴(kuò)大，壓力容器在石油、化工、冶金、能源等工業(yè)領(lǐng)域和人民日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中起著重要的作用。由于壓力容器是帶壓使用的密閉容器，其工作介質(zhì)又多為易燃、易爆和有毒物質(zhì)，容器一旦發(fā)生事故，就會(huì)給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失和人員傷亡。因此，在廣泛使用壓力容器的今天，一旦壓力容器發(fā)生泄漏或火災(zāi)事故后，如何處置才能有效地減少損失和人員傷亡，是擺在消防人員面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。筆者就如何處置壓力容器泄漏和火災(zāi)事故，談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>

一、壓力容器及其分類(lèi)

壓力容器是指承受壓力荷載的密閉容器。其內(nèi)的介質(zhì)大多為氣體、液化氣體和液體，主要由筒體、封頭、接管和法蘭、密封元件、支座等構(gòu)成。按壓力容器的形狀可分為球形容器、圓筒形容器、方形或矩形容器、錐形容器和組合形容器等五種;按壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用可分為反應(yīng)容器、換熱壓力容器、分離壓力容器和儲(chǔ)存壓力容器等四種;按壓力容器的設(shè)計(jì)壓力可分為低壓、中壓、高壓和超高壓等四種。

二、壓力容器事故特點(diǎn)

壓力容器發(fā)生事故后，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是壓力容器由于其內(nèi)部的工作介質(zhì)受熱膨脹，壓力猛增，超過(guò)本體所能承受的壓力時(shí)，本體發(fā)生物理爆炸、被撕裂或其上的部件脫離本體。如2003年2月5日，山西某化工廠三車(chē)間的冷凝水閃爆器發(fā)生爆炸事故，是因?yàn)榘踩y沒(méi)起到泄壓作用，冷凝水閃爆器內(nèi)壓力劇增，引起爆炸。2006年山西臨汾某染料廠硝化車(chē)間反應(yīng)釜發(fā)生爆炸，釜蓋的連接螺栓斷裂，釜蓋與釜體分離，巨大的推力將釜蓋和螺栓推出約70多米遠(yuǎn)。二是壓力容器發(fā)生爆炸后，不僅本身被毀，而且其產(chǎn)生的碎片或脫離本體的部件能飛出幾百米，甚至上千米遠(yuǎn)。同時(shí)也會(huì)給周?chē)脑O(shè)備、建筑物造成破壞和人員傷亡。如2006年11月28日，山西省臨汾市安澤縣液化氣站發(fā)生爆炸，爆炸形成的罐體碎片被拋到900多米遠(yuǎn)處。該次爆炸事故造成一人死亡，一人受傷。三是壓力容器發(fā)生泄漏事故后，若泄漏的是有毒物質(zhì)，會(huì)造成周?chē)娜诵笾卸?若泄漏的是可燃性物質(zhì)，則會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。如1996年8月14日下午16時(shí)，秦皇島市某公司液氨貯罐發(fā)生液氨泄漏事故，造成48名作業(yè)工人受到不同程度的健康危害。2002年9月26日，遼寧省葫蘆島市碳素廠一臺(tái)有機(jī)熱載體爐發(fā)生泄漏，引起爆炸燃燒事故，造成3人死亡，1人受傷。

三、壓力容器火災(zāi)的特點(diǎn)

壓力容器發(fā)生事故引起火災(zāi)后，一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是燃燒發(fā)展速度快。大多數(shù)壓力容器內(nèi)的工作介質(zhì)是可燃?xì)怏w或易燃、可燃液體。當(dāng)它們發(fā)生燃燒時(shí)，其火焰的蔓延速度非?？欤袝r(shí)是以爆炸形式出現(xiàn)的。因此，著火以后，燃燒發(fā)展速度快。二是火焰溫度高。這是由燃燒物本身的性質(zhì)所決定的。由于可燃?xì)怏w或易燃、可燃液體的燃燒熱值大，所以，在燃燒時(shí)，火焰溫度高。三是毒害性大。有些壓力容器內(nèi)的工作介質(zhì)是有毒物質(zhì)，一旦壓力容器發(fā)生泄漏或爆炸，就會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染和對(duì)人體造成危害。四是燃燒面積大。當(dāng)比空氣重的可燃?xì)怏w或易燃、可燃液體的蒸氣，從壓力容器或管道等設(shè)備中泄漏出來(lái)積聚擴(kuò)散在地面上或連通各車(chē)間、廠房的溝道內(nèi)時(shí)，擴(kuò)散面積就會(huì)隨著氣體或液體蒸氣泄漏的增加而擴(kuò)大，因此，可能造成大面積火災(zāi)。如2012年2月24日3時(shí)30分許，重慶市江北區(qū)某精細(xì)化工有限公司炔化車(chē)間生產(chǎn)反應(yīng)罐B2與B3(原料為乙炔和液氨混合物)發(fā)生爆炸并引發(fā)火災(zāi)，現(xiàn)場(chǎng)500 m范圍內(nèi)火光沖天。

四、處置壓力容器火災(zāi)事故的基本對(duì)策

根據(jù)壓力容器火災(zāi)燃燒猛烈、出現(xiàn)爆炸和毒氣以及燃燒速度快等特點(diǎn)。在處置壓力容器火災(zāi)事故時(shí)，必須根據(jù)其火災(zāi)特點(diǎn)，認(rèn)真貫徹“先控制、后消滅”的戰(zhàn)術(shù)原則，抓住有利時(shí)機(jī)，靈活運(yùn)用“燃燒冷卻、防止爆炸;穿插分割，準(zhǔn)備滅火;關(guān)閥斷料、導(dǎo)流疏散，制止泄漏，消滅火災(zāi);驅(qū)散氣云，禁止火種等戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)方法。

(一)燃燒冷卻，防止爆炸

“燃燒冷卻，防止爆炸”可分為燃燒防止爆炸和冷卻防止爆炸兩部分。燃燒防止爆炸是指讓燃燒著的壓力容器繼續(xù)燃燒來(lái)防止壓力容器內(nèi)的可燃?xì)怏w或易燃、可燃液體或蒸氣泄漏出來(lái)與外面的空氣形成爆炸性氣體，遇明火而發(fā)生化學(xué)性爆炸;冷卻防止爆炸是指對(duì)受火勢(shì)威脅的壓力容器進(jìn)行冷卻，防止其內(nèi)部壓力增大超過(guò)其所能承受的最大壓力而發(fā)生物理性爆炸。如重慶消防總隊(duì)在撲救2012年2月24日重慶市江北區(qū)某精細(xì)化工有限公司炔化車(chē)間生產(chǎn)反應(yīng)罐B2與B3(原料為乙炔和液氨混合物)火災(zāi)過(guò)程中，官兵們利用泡沫管槍消滅著火裝置區(qū)周邊的流淌火，集中水槍力量對(duì)著火儲(chǔ)罐進(jìn)行冷卻稀釋、對(duì)反應(yīng)罐和毗鄰設(shè)施進(jìn)行冷卻降溫，避免了二次爆炸的發(fā)生。

燃燒防止爆炸的具體方法:當(dāng)消防隊(duì)到達(dá)火場(chǎng)后，對(duì)燃燒著的裝有可燃?xì)怏w或蒸氣的壓力容器，不能急于將明火撲滅。要讓燃燒的壓力容器繼續(xù)燃燒，只有在切斷工作介質(zhì)來(lái)源，不讓其內(nèi)部的可燃?xì)怏w或蒸氣繼續(xù)向外泄漏后，才能采取相應(yīng)的戰(zhàn)術(shù)措施將火撲滅。

冷卻防止爆炸的具體方法:壓力容器發(fā)生火災(zāi)后，無(wú)論是燃燒的壓力容器，還是鄰近的壓力容器都會(huì)受到火焰的直接燒烤，其內(nèi)的工作介質(zhì)壓力會(huì)不斷升高，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。因此，要根據(jù)受燒烤的壓力容器的具體部位、高度、直徑、形狀、危險(xiǎn)程度等，來(lái)確定對(duì)其冷卻方法和水槍數(shù)量以及水槍陣地位置等，從而對(duì)有爆炸危險(xiǎn)的壓力容器進(jìn)行不間斷的冷卻，使其溫度和內(nèi)部壓力降低至安全線以下，達(dá)到防止爆炸的目的。

(二)穿插分割，準(zhǔn)備滅火

當(dāng)壓力容器區(qū)發(fā)生火災(zāi)后，消防指揮員要組織力量對(duì)燃燒區(qū)內(nèi)的各個(gè)壓力容器周?chē)幕瘘c(diǎn)進(jìn)行消滅，達(dá)到穿插分割的目的。然后對(duì)燃燒的壓力容器和鄰近的壓力容器進(jìn)行冷卻。在冷卻的同時(shí)，要做好滅火力量和滅火劑的準(zhǔn)備工作，并研究制定出切實(shí)可行的滅火方案和正確的技戰(zhàn)術(shù)措施，準(zhǔn)備滅火。如2007年2月4日，江蘇省南京市棲霞區(qū)某精細(xì)化工廠一個(gè)14 t的異丁烯臥罐因內(nèi)部壓力過(guò)大發(fā)生爆炸。消防隊(duì)到場(chǎng)后，除該化工廠全部起火外，相鄰的某塑料廠的50余間廠房及周?chē)拿穹俊⑸搅侄荚谌紵紵娣e約8 000 m2，火勢(shì)正在向距離30 m處的鐘山化工廠聚醚、丙烯儲(chǔ)罐區(qū)蔓延。南京支隊(duì)迅速組織力量，對(duì)燃燒區(qū)采取了“穿插分割、逐片消滅”的戰(zhàn)術(shù)方法，將異丁烯臥式儲(chǔ)罐區(qū)以外的火消滅后，集中力量撲滅了異丁烯臥式儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)的火。

(三)關(guān)閥斷料、導(dǎo)流疏散、制止泄漏、消滅火災(zāi)

在固定式壓力容器的場(chǎng)所，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，壓力容器之間管道連通。當(dāng)壓力容器、管道著火時(shí)，撲救過(guò)程中，在讓其繼續(xù)燃燒并對(duì)其進(jìn)行冷卻的同時(shí)，應(yīng)研究關(guān)閥斷料、導(dǎo)流疏散和制止泄漏的措施。其具體方法是將距著火部位最近的安全的進(jìn)料閥關(guān)閉，打開(kāi)出料閥，使工作介質(zhì)流經(jīng)安全液封裝置，導(dǎo)入安全貯罐，使壓力容器和管道泄壓，適時(shí)關(guān)閉出料閥。當(dāng)壓力容器或管道內(nèi)的殘余工作介質(zhì)燃盡時(shí)，火即熄滅?；蚴褂脤?zhuān)用堵漏技術(shù)和堵漏工具將泄漏孔洞堵死，斷絕氣體來(lái)源撲救火災(zāi)。如果鄰近的壓力容器內(nèi)的工作介質(zhì)是無(wú)毒非易燃介質(zhì)，可以在關(guān)閉其進(jìn)料閥后，打開(kāi)其放空閥進(jìn)行排空泄壓，消除危險(xiǎn)。如2007年2月6日，蘭州石化公司合成橡膠廠碳四車(chē)間抽提裝置T-12A、塔釜換熱器H-125D發(fā)生火災(zāi)爆炸事故后，該公司組織技術(shù)人員切斷物料管線和電源，降壓泄壓，緊急停車(chē)，從工藝上切斷了火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大的條件。

(四)驅(qū)散氣云、禁止火種

消防隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)大量泄漏可燃?xì)怏w(或蒸氣)而沒(méi)有著火的壓力容器，或火已被撲滅還沒(méi)有來(lái)得及完全斷料的壓力容器，必須在有關(guān)工程技術(shù)人員的協(xié)助下，采用以下措施:

1．禁止火源。為了使擴(kuò)散的可燃?xì)怏w(或蒸氣)不發(fā)生爆炸，必須在可燃?xì)怏w(或蒸氣)的擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)和可能擴(kuò)散到的范圍內(nèi)禁止使用明火、切斷電源、禁止所有用電設(shè)備運(yùn)行，并防止產(chǎn)生靜電。

2．加強(qiáng)警戒。對(duì)大量泄漏可燃?xì)怏w(或蒸氣)或有毒氣體的現(xiàn)場(chǎng)，要借助易燃可燃?xì)怏w或有毒氣體偵檢儀劃出警戒區(qū)，并設(shè)專(zhuān)人警戒，疏散、撤離危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)關(guān)人員。

3．驅(qū)散氣云。消防人員和其他搶救人員需要接近危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，行進(jìn)的路線最好選擇在上風(fēng)方向或側(cè)上風(fēng)方向，但一切車(chē)輛不得進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)。驅(qū)散氣云時(shí)，一是用大量的噴霧水流稀釋、驅(qū)散和控制可燃?xì)怏w(或蒸氣)或有毒氣體向重要目標(biāo)和可能引起爆炸的地方擴(kuò)散。二是用大量的噴霧水槍由下向上驅(qū)散可燃?xì)怏w(或蒸氣)和有毒氣體。三是對(duì)于地溝或者低凹處的可燃?xì)怏w(或蒸氣)有毒氣體，應(yīng)使用防爆鼓風(fēng)機(jī)或用水驅(qū)動(dòng)的高倍數(shù)泡沫發(fā)生器或噴霧水槍進(jìn)行驅(qū)散。如2007年4月4日，一輛滿載28 t液化氣的槽罐車(chē)，在314國(guó)道甘溝路段41 km+50 m公路橋時(shí)翻車(chē)，液化氣槽罐車(chē)發(fā)生泄漏。新疆消防總隊(duì)先后調(diào)集2個(gè)支隊(duì)5輛消防車(chē)50人到場(chǎng)參與救援。消防隊(duì)到場(chǎng)后，迅速組織力量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的交通實(shí)施管控，警戒范圍劃定在5 km，并杜絕一切火源，實(shí)施嚴(yán)密的警戒。避免了爆炸事故的發(fā)生，最終成功處置了這起交通和泄漏事故。

(五)注水止漏

對(duì)于與水不相溶、且比水輕的液化氣體的壓力容器的底部發(fā)生泄漏時(shí)，可用消防車(chē)的壓力水從該容器的底部排污口處，向其內(nèi)注水，就可止住泄漏。2001年2月26日武漢市水泥廠液化氣管道發(fā)生泄漏，就是采取了注水的方法制止了泄漏，取得了搶險(xiǎn)成功。

(六)注意事項(xiàng)

首批救援力量到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首要任務(wù)是劃定警戒區(qū)，設(shè)置警戒，并疏散無(wú)關(guān)人員;進(jìn)入警戒區(qū)的人員要按相應(yīng)的防護(hù)等級(jí)進(jìn)行防護(hù);車(chē)輛的?？亢瓦M(jìn)攻路線都要選擇在上風(fēng)或側(cè)上風(fēng)方向;及時(shí)通知當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門(mén)到場(chǎng);做好各項(xiàng)滅火準(zhǔn)備工作。

五、結(jié)束語(yǔ)

壓力容器發(fā)生泄漏或火災(zāi)后，往往會(huì)出現(xiàn)二次爆炸，且作戰(zhàn)時(shí)間長(zhǎng)、撲救難度大、技戰(zhàn)術(shù)措施要求全面。因此，必須對(duì)壓力容器的形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、火災(zāi)特點(diǎn)等進(jìn)行全面了解掌握，制定出切實(shí)可行的火災(zāi)處置方案，確定科學(xué)的技戰(zhàn)術(shù)措施和安全防護(hù)措施后，才能有效地防止災(zāi)害事故擴(kuò)大、成功撲滅火災(zāi)，最大限度地避免人員傷亡。

［1］公安部消防局．中國(guó)消防手冊(cè)·第十卷火災(zāi)撲救［M］．上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，2006．

［2］《壓力容器實(shí)用技術(shù)叢書(shū)》編寫(xiě)委員會(huì)．壓力容器設(shè)計(jì)知識(shí)［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005．

［3］“2·4”江蘇南京鼎山精細(xì)化工廠滅火救援戰(zhàn)例［EB/OL］．中國(guó)消防在線，2007．