易熔盤內(nèi)浮頂儲罐氮封工藝滅火戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的組織與實施

唐虎瀟

(公安消防部隊高等?？茖W(xué)校，云南 昆明 650208)

“一高、一低、一大、一化”一直是消防面臨的四大難題，近年來，石油化工火災(zāi)時有發(fā)生，處置難，燃燒時間長，財產(chǎn)損失大，易造成人員傷亡，社會影響大。在石油化工火災(zāi)中，易熔盤內(nèi)浮頂儲罐火災(zāi)的撲救尤為困難，它按內(nèi)浮頂儲罐的防火設(shè)計，但其火災(zāi)性質(zhì)又屬于固定頂罐(全液面燃燒)。易熔盤內(nèi)浮頂儲罐因其造價便宜，檢修周期短，抗腐蝕等性質(zhì)，在內(nèi)浮頂儲罐中應(yīng)用最為廣泛，占比高達(dá)80%以上。在處置這一類儲罐的火災(zāi)時，一定要掌握其儲罐結(jié)構(gòu)，才能科學(xué)、安全、專業(yè)、環(huán)保的去處置，而初期處置不當(dāng)，就可能貽誤最佳戰(zhàn)機(jī)，甚至可能因為處置不當(dāng)而造成更大的災(zāi)情，威脅整個廠區(qū)，給后期的火災(zāi)撲救帶來巨大的挑戰(zhàn)。

1 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)

內(nèi)浮頂罐是立式鋼制儲罐的重要組成形式之一。內(nèi)浮頂儲罐主要用于存儲汽油、煤油、柴油、航空煤油、石腦油等輕質(zhì)油品、易揮發(fā)性介質(zhì)和對清潔度以及環(huán)保要求較高的中間產(chǎn)物。易熔盤內(nèi)浮頂儲罐是內(nèi)浮頂儲罐中應(yīng)用最為廣泛，在內(nèi)浮頂儲罐中占比達(dá)到80%以上。而其火災(zāi)形式同于固定頂罐，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易形成全液面火災(zāi)。

1.1 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐外觀結(jié)構(gòu)

1.網(wǎng)殼式罐頂,2.泡沫管線,3.檢修人孔,4.罐外扶梯,5.立式泡沫產(chǎn)生器

圖1 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐外觀圖

易熔盤內(nèi)浮頂儲罐(如圖1)從外觀上看沒有通風(fēng)口或通風(fēng)帽，有呼吸閥、安全閥、氮封系統(tǒng)、檢修人孔、罐外扶梯、立式泡沫產(chǎn)生器等附件。氮封系統(tǒng)應(yīng)該安裝在儲罐底部，便于火災(zāi)事故時緊急注氮使用，氮封工藝滅火訓(xùn)練就是基于此氮封裝置。泡沫產(chǎn)生器應(yīng)該為立式泡沫產(chǎn)生器。呼吸閥是保護(hù)儲罐安全的重要附件，安裝在罐頂?shù)娘@著位置，當(dāng)?shù)庀到y(tǒng)失靈時，通過呼吸閥的排氣和吸氣保證儲罐內(nèi)部壓力保持在設(shè)計壓力-0.03MPa至0.15MPa之間，一般呼吸閥與阻火器聯(lián)用，可以增加儲罐的安全性。罐外扶梯主要用來日常檢修，并不是用來火災(zāi)撲救時登罐作業(yè)的。儲罐外壁有泡沫管線、水噴淋管線、氮?dú)夤芫€。

1.2 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐浮盤結(jié)構(gòu)

易熔盤內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐結(jié)構(gòu)圖

易熔盤內(nèi)浮頂儲罐也叫做浮筒式內(nèi)浮頂，主要輕質(zhì)油品和中間產(chǎn)品。浮盤下方為浮筒或者浮子，浮筒一般半淹沒在輕質(zhì)油品中，便會在液面和浮盤間形成油氣混合空間。浮盤無隔艙、無排水設(shè)施，罐體密閉。浮盤的主要材質(zhì)為鋁合金，浮盤有三種安裝形式：鋁板平鋪、鋁條鉚接、箱式鑲嵌。易熔盤內(nèi)浮頂儲罐浮盤結(jié)構(gòu)如圖3。

浮盤的材質(zhì)為鋁合金，因此易熔盤受熱容易發(fā)生熔化、變形、卷曲、鼓包，長時間的火災(zāi)烘烤會讓易熔盤開裂甚至沉底，從而形成全液面火災(zāi)。

圖3 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐浮盤

1.3 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐固定消防設(shè)施

易熔盤內(nèi)浮頂儲罐的固定消防設(shè)施主要有：固定水噴淋盤管和噴頭，固定、半固定泡沫滅火裝置，氮封系統(tǒng)等。泡沫滅火系統(tǒng)的防控理念是基于全液面火災(zāi)考慮，浮盤沒有泡沫擋板。氮封系統(tǒng)是保證輕質(zhì)油品易熔盤內(nèi)浮頂儲罐安全的重要措施。

氮封系統(tǒng)正常運(yùn)行時，儲罐內(nèi)部保持微正壓，在緊急情況時便可加大氮?dú)夤┙o量或者外部注氮方式滅火。正常運(yùn)行時，0.4MPa的氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)夤芫W(wǎng)經(jīng)過閥門控制后壓力減到0.2MPa，再通過自力式調(diào)節(jié)閥將壓力減到0.09～0.117MPa后進(jìn)入儲罐內(nèi)，使罐體保持微正壓，并進(jìn)行惰化保護(hù)。在出現(xiàn)火情時，關(guān)閉上路閥門，打開下路閥門，使氮?dú)獠唤?jīng)過自力式調(diào)節(jié)閥調(diào)壓直接進(jìn)入罐內(nèi)，從而加大氮?dú)獾墓┙o。如果廠區(qū)氮源不夠，還可通過排水口外接干粉車氮?dú)馄拷M或者氮?dú)馄?，實現(xiàn)緊急注氮處理。因此，氮封系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該安裝在罐體底部，便于緊急注氮操作，同時也能防止因罐頂撕裂破壞氮封系統(tǒng)。氮封系統(tǒng)工作原理如圖4。

圖4 氮封系統(tǒng)

2 氮封工藝滅火原理

氮?dú)馐且环N惰性氣體，密度略小于空氣，不會與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，可以起到惰化滅火，抑制爆炸的作用，在滅火過程中不會有其他殘留物，也是空氣的主要成分之一，符合當(dāng)前石油化工火災(zāi)處置提出的“科學(xué)、專業(yè)、安全、環(huán)保”處置原則要求。并且氮?dú)獾闹迫」に嚭唵危瑏碓闯渥?，價格便宜，一般的石油化工廠區(qū)都會有一定量的氮?dú)庠磧?，干粉車和外部其他氮源也可在緊急情況時保證氮?dú)獾墓┙o。

氮?dú)鉁缁鸸に囍饕峭ㄟ^向罐體內(nèi)注入氮?dú)?，降低氧氣含量，達(dá)到窒息滅火的目的，同時氮?dú)鉂舛忍岣叩揭欢〝?shù)值時，還可抑制罐體內(nèi)部的油氣混合物發(fā)生爆炸。一把情況下，氧氣含量低于15%時，燃燒將會減慢趨于停止，在儲罐內(nèi)部，將油氣混合物中的氧氣含量降低到12.5%以下，就可以讓燃燒停止。同時，氮?dú)獾拿芏嚷缘陀诳諝?，也可保證高處作業(yè)的消防員安全。

3 易熔盤內(nèi)浮頂儲罐氮封工藝滅火處置戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練

易熔盤氮封工藝處置操如圖5所示。

圖5 易熔盤氮封工藝處置操

適用范圍：本氮封工藝滅火處置操法適用于易熔盤密封圈油氣泄漏發(fā)生火災(zāi)，固定注氮系統(tǒng)因爆炸或燃燒損壞注氣泵、電線故障停電等原因無法使用時，通過進(jìn)出物料管線，固定、半固定泡沫注入裝置，氮封系統(tǒng)等向儲罐內(nèi)注入氮?dú)狻?/p>

訓(xùn)練目的：通過訓(xùn)練，使消防隊員掌握利用半固定注氮管線或物料進(jìn)出管線等方式向內(nèi)浮頂儲罐注入氮?dú)獾牟僮鞒绦蚝妥⒁馐马?，提高處置?nèi)浮頂儲罐密封圈火災(zāi)事故的滅火救援技戰(zhàn)術(shù)水平。

組織與實施程序：車輛?？坑谏巷L(fēng)向50 m處，指揮員、戰(zhàn)斗員佩戴好個人防護(hù)裝備。指揮員根據(jù)現(xiàn)場災(zāi)情處置需要，合理確定戰(zhàn)斗任務(wù)分工，做好作戰(zhàn)準(zhǔn)備。

(1)1號員進(jìn)入DCS控制中心，時時觀察罐體溫度、壓力變化情況，在相關(guān)技術(shù)員工的協(xié)助下控制相應(yīng)的電動閥門，并隨時向指揮員匯報情況。

(2)安全員(攜帶強(qiáng)光手電、哨子、指揮旗)在上風(fēng)高處，判斷風(fēng)向，觀察罐體情況，做好通信聯(lián)絡(luò)，遇有緊急情況及時報告，發(fā)出緊急撤離信號。

(3)班長進(jìn)入泵房，負(fù)責(zé)關(guān)閉泵前出料主閥；2號員(穿著隔熱服、佩戴空氣呼吸器)進(jìn)入罐區(qū)確認(rèn)罐底物料進(jìn)出電動閥門手動閥，并開啟手動進(jìn)料閥，確認(rèn)完畢后后迅速撤離。

(4)駕駛員負(fù)責(zé)協(xié)助3號員鋪設(shè)泵房物料管線試壓接口至干粉車的輸?shù)邏很浌堋?/p>

(5)駕駛員負(fù)責(zé)操作干粉氮?dú)廛?，在指揮員給出供氣信號后，3號員打開試壓接口的手動閥門開關(guān)，給半固定氮封裝置供應(yīng)氮?dú)狻?/p>

注意事項和操作要求：一是滅火救援過程中，應(yīng)加大對罐體的冷卻強(qiáng)度，以讓罐體內(nèi)氣體飽和蒸汽壓處于爆炸濃度安全范圍；二是為確保駕駛員操作車輛供給氮?dú)鈮毫m當(dāng)大于罐體物料管線壓力(>0.2MPa)，安全員應(yīng)時時觀察罐體內(nèi)部壓力；三是配備有罐前分配器的泡沫滅火系統(tǒng)，可關(guān)閉泡沫發(fā)生器的罐前分配器。再使用橡膠軟管連接好泡沫產(chǎn)生器的導(dǎo)余閥，注入氮?dú)?；四是可使用橡膠軟管連接儲罐輸油管線試壓接口，邊輸油邊輸?shù)⑷氲獨(dú)?；五是可使用干粉氮?dú)廛嚦錃饪谶B接橡膠軟管，延至罐前再連接相應(yīng)高度PVC管，PVC管頭連接金屬恒管插入泡沫產(chǎn)生器孔洞或通風(fēng)口，供氮滅火；六是氮封系統(tǒng)有分為單線路連接自力式調(diào)節(jié)閥、并聯(lián)線路連接自濾式調(diào)節(jié)閥和手動閥門兩種方式，利用氮封管線注入氮?dú)鈺r應(yīng)注意區(qū)分。罐體內(nèi)壓力小于設(shè)定壓力時自力式調(diào)節(jié)閥自動開啟進(jìn)行補(bǔ)充氮?dú)?，壓力大于設(shè)定壓力時自力式調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉。因此氮封裝置為單線路連接自力式調(diào)節(jié)閥，火災(zāi)時罐內(nèi)的飽和蒸汽壓一般會大于設(shè)定壓力，自力式調(diào)節(jié)閥會關(guān)閉，無法通過固定注氮管線進(jìn)行注氮。氮封裝置為并聯(lián)線路連接自力式調(diào)節(jié)閥和手動閥門，可通過戰(zhàn)斗人員開啟氮封管線的手動閥門，注入氮?dú)狻?/p>

4 結(jié)束語

消防員必須掌握了解易熔盤內(nèi)浮頂儲罐的結(jié)構(gòu)，學(xué)會辯識這一類儲罐。通過注氮工藝操法的組織訓(xùn)練，使消防隊員掌握利用半固定注氮管線或物料進(jìn)出管線等方式向內(nèi)浮頂罐注入氮?dú)獾牟僮鞒绦蚝妥⒁馐马?，從而提高處置?nèi)浮頂罐密封圈火災(zāi)事故的技戰(zhàn)術(shù)水平。讓消防員能夠“科學(xué)、安全、專業(yè)、環(huán)?！钡奶幹靡兹郾P內(nèi)浮頂儲罐火災(zāi)，將火災(zāi)在初期階段就成功撲滅掉，通過科學(xué)的組織訓(xùn)練，提高處理石油化工火災(zāi)的能力，減少財產(chǎn)損失和人員傷亡。

[1]尹靜輝.氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)分析[J].消防科學(xué)與技術(shù),2006，25(s1):35-36．

[2]郎需慶,劉全楨,宮 宏.大型浮頂儲罐滅火系統(tǒng)的研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2009,28(5):342-345.

[3]陳國良,周心權(quán),王富寶.淺談氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)的應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2003,13(3):73-75.

[4]蔣仲華.油罐火災(zāi)原因及對策[J].長煉科技,2005，31(4):34-36．

[5]李思成,杜玉龍,張學(xué)魁.油罐火災(zāi)的統(tǒng)計分析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2004,23(2):117-121.

[6]王備戰(zhàn).試論幾種類型油罐火災(zāi)的滅火方法及注意事項[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2005(5):24-25.

[7]林建輝.氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)的應(yīng)用[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2006(2):6-8.

[8]常向東.儲油罐火災(zāi)的控制與撲救[J].安全技術(shù),2005(5):21-22.

(本文文獻(xiàn)格式：唐虎瀟.易熔盤內(nèi)浮頂儲罐氮封工藝滅火戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的組織與實施[J].山東化工,2018,47(7):188-190.)