大型石油儲(chǔ)罐滅火處置對(duì)策研究

陳紹榮（武警重慶市長(zhǎng)壽區(qū)消防支隊(duì)司令部 重慶長(zhǎng)壽 401220)

李凌春(武警重慶市公安消防總隊(duì)特勤支隊(duì)綜合辦公室 重慶 401121）

引言

根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、國(guó)內(nèi)外大型油罐火災(zāi)案例并結(jié)合滅火救援的實(shí)戰(zhàn)需要，對(duì)大型油罐火災(zāi)冷卻用水量進(jìn)行研究和探討，提出科學(xué)的估算方法，對(duì)撲救大型油罐火災(zāi)提供參考和依據(jù)。

一、大型油罐火災(zāi)撲救力量的估算

1.研究對(duì)象的基本情況

與上面大型油罐冷卻用水量估算研究中的對(duì)象一致，均為10×104m3的外浮頂油罐。

2.試驗(yàn)的方法和結(jié)論

高噴車(chē)射水試驗(yàn)

（1）16米高噴車(chē)：壓力1 Mpa，10 t水用時(shí)3’10”，射程30--35米，可噴射到罐頂內(nèi)；

（2）32米高噴車(chē)：壓力1Mpa，4 t水用時(shí)1’12”，射程30--35米，可噴射到罐頂內(nèi)；

（3）實(shí)驗(yàn)證明：上述兩類高噴車(chē)射水冷卻效果相同，但噴射泡沫能力32米高噴車(chē)效果明顯，16米高噴車(chē)幾乎不能射入罐內(nèi)。

曼車(chē)車(chē)載炮（水流量100 L/S，泡沫流量50 L/S）試驗(yàn)

（1）噴射水：壓力1Mpa，可噴 射到罐頂內(nèi)，距離30米。

（2）噴射泡沫：壓力1.1Mpa，可噴射到罐頂內(nèi)，距離30米。

（3）試驗(yàn)結(jié)果表明：曼車(chē)車(chē)載炮噴射水和泡沫能力相當(dāng)，即可用于冷卻著火油罐及相鄰罐也可以用于向罐內(nèi)噴射泡沫滅火。

移動(dòng)搖擺炮（距離罐壁30 m）試驗(yàn)

（1）噴射水：消防車(chē)出口壓力1.1Mpa供水，可以噴射到罐頂上。

（2）噴射泡沫：消防車(chē)出口壓力1.1Mpa供泡沫，可以噴射到罐壁一半高度（約12-15米）。

（3）有效冷卻周長(zhǎng)（10萬(wàn)噸級(jí)油罐總周長(zhǎng)約為250米）：消防車(chē)供水壓力1Mpa時(shí)，1門(mén)炮的最大冷卻保護(hù)周長(zhǎng)為35米，因此10萬(wàn)噸級(jí)油罐實(shí)際冷卻力量，至少需8門(mén)移動(dòng)炮。

（4）干擾測(cè)試：一是5臺(tái)移動(dòng)炮各間距1 m，用對(duì)應(yīng)配套遙控器同時(shí)進(jìn)行操作，二是5臺(tái)移動(dòng)炮各間距1 m，交叉使用遙控器同時(shí)進(jìn)行操作，均無(wú)干擾。

（5）試驗(yàn)結(jié)果表明：移動(dòng)炮（上海務(wù)進(jìn)型號(hào)p s k d y 40 wj）噴射水和泡沫的能力差別較大，可用于冷卻著火油罐及相鄰罐，還可以噴射泡沫撲救流淌火，但是不可以用于向罐內(nèi)噴射泡沫滅火。

3.理論計(jì)算

10萬(wàn)噸級(jí)立柱式浮頂油罐（直徑80 m，高度22 m），以最不利情況假設(shè)，考慮浮盤(pán)破壞后全面積著火，形成穩(wěn)定的池火燃燒，火災(zāi)撲救參照理論數(shù)據(jù)計(jì)算如下：

滅火泡沫量：

（1）燃燒面積為：a=π d2/4=3.14×802/4=502 （4m2）

(2)撲滅儲(chǔ)罐需要泡沫量為(當(dāng)進(jìn)口壓力為70×104p a時(shí),泡沫供應(yīng)強(qiáng)度為1l/s·m2)：q 1=a 1 q=5024×1=5024(l/s)

(3)車(chē)載泡沫炮泡沫混合液量為50 l/s，泡沫量為300l/s，則撲滅儲(chǔ)罐需用車(chē)載泡沫炮的數(shù)量為：n 1=q 1/q=5024/300=16.74(門(mén))，實(shí)際使用取17門(mén)

（4）泡沫混合液量為：q混=n 1 q混=17×50=850(l/s)

(5)泡沫液常備量為：q液=0.108 q混=0.108×850=91.8（t）

一次性進(jìn)攻滅火用水量（l/s）：

q滅=a q混=0.94×850=799(l/s)

冷卻著火罐用水量（l/s）

浮頂罐冷卻供給強(qiáng)度為0.6 l/s·m。

q著=n π d q=1×3.14×80×0.6=150.72(l/s)

冷卻鄰近罐用水量（l/s）

q鄰=0.5 n π d q=0.5×n×3.14×80×0.45=56.52n(l/s)

（n：表示需冷卻的鄰近罐數(shù)量）

當(dāng)n=3時(shí)，q鄰=169.56(l/s)

直接出液作戰(zhàn)的消防車(chē)基本標(biāo)準(zhǔn)（水流量80 l/s，泡沫混合液流量50 l/s）

泡沫車(chē)：17輛

4.力量估算

（1）所需用水量

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及理論計(jì)算，所需用水量為冷卻著火罐和相鄰油罐的用水量以及泡沫混合液的用水量之和，即

q總=q著+q臨+q滅=150.72+169.56+799=1119.28(l/s)

（2）所需泡沫量（l/s）

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，

（3）所需裝備

根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，撲滅儲(chǔ)罐需用車(chē)載泡沫炮的數(shù)量為17門(mén)，即需要泡沫消防車(chē)17輛，冷卻著火罐需要8門(mén)移動(dòng)搖擺炮，冷卻相鄰罐需要12門(mén)移動(dòng)搖擺炮，共需要冷卻炮20門(mén)，即需要水罐消防車(chē)20輛。

（4）所需參戰(zhàn)官兵

根據(jù)目前滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)的需要，每輛車(chē)配有指揮員、班長(zhǎng)、駕駛員各一名，1、2、3、4號(hào)戰(zhàn)斗員各一名，即每輛車(chē)按7人的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，所需參戰(zhàn)官兵約260名。

二、目前撲救大型油罐火災(zāi)所面臨的困難

1.經(jīng)過(guò)上述論證，撲救大型油罐火災(zāi)需要大量官兵以及器材裝備參戰(zhàn)，按照目前城市消防站的分布，短時(shí)間內(nèi)調(diào)集足夠官兵及有效裝備十分困難；

2.爆炸燃燒的油罐，火焰高達(dá)幾十米，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射熱。在撲救火災(zāi)時(shí)，強(qiáng)烈的輻射熱甚至能將距離油罐40 m左右的消防車(chē)的噴漆烘烤脫落。在如此強(qiáng)烈的輻射熱下，即使參戰(zhàn)官兵在著隔熱服的條件下，也很難進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間作戰(zhàn)；

3.含有一定水份或有水墊層的重質(zhì)油品的貯罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隨著燃燒時(shí)間的延續(xù)，因管壁的熱傳導(dǎo)和油品的熱波作用，水份或水墊層就會(huì)被加熱汽化，出現(xiàn)沸溢或噴濺現(xiàn)象。這也對(duì)參戰(zhàn)官兵滅火作戰(zhàn)提出了更高的要求。

4.由于目前的大型及超大型油罐高度動(dòng)輒二三十米，在這樣的高度下，滅火作戰(zhàn)時(shí)想要把泡沫打進(jìn)油罐是十分困難的，即使利用高噴車(chē)噴射泡沫，但泡沫的損失也是相當(dāng)大的。

三、自動(dòng)登頂滅火平臺(tái)

綜上所述，筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)大型油庫(kù)時(shí)，在油罐群中設(shè)計(jì)一個(gè)伸縮登高平臺(tái)，在平臺(tái)中加入一個(gè)可360度旋轉(zhuǎn)的固定消防炮，且平臺(tái)的高度適當(dāng)高于周?chē)挠凸?，在周?chē)我庖粋€(gè)油罐發(fā)生燃燒爆炸事故時(shí)，伸縮平臺(tái)自動(dòng)啟動(dòng)，這樣既能為著火罐滅火之用，又能起到為臨近罐降溫之用。

[1]劉敏燕,李慶祥；大型原油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中主要安全問(wèn)題及對(duì)策[J]；中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)；1999年05期.

[2]張棟；大型石油罐區(qū)泄漏火災(zāi)事故環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)用研究[D]；首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)；2004年.

[3]葛曉霞；董希琳；郭其云；大型石油儲(chǔ)罐消防設(shè)計(jì)研究[A]；節(jié)能環(huán)保和諧發(fā)展——2007中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（四）[C]；2007年.