重大?；肥鹿蕬?yīng)急救援裝備建設(shè)研究

陳 碩,孫志剛,李德武

(1.中國石化安全監(jiān)管局，北京 1007282.中華人民共和國應(yīng)急管理部，北京 100054)

當(dāng)前國內(nèi)?；沸袠I(yè)安全形勢嚴(yán)峻，防范化解?；坊馂?zāi)爆炸等重大安全風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)艱巨。近年來發(fā)生的多起?；坊馂?zāi)爆炸事故均造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，2010年遼寧大連“7·16”火災(zāi)爆炸事故，造成2人死亡、2人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失超過2.2億元[1]；2015年天津“8·12”火災(zāi)爆炸事故，造成165人遇難、8人失蹤、798人住院治療，直接經(jīng)濟(jì)損失68.66億元[2]；2019年江蘇響水“3·21”化工廠爆炸事故，造成78人死亡。特別是大型石化儲(chǔ)罐火災(zāi)由于致害成因多、經(jīng)濟(jì)損失高、影響范圍廣、撲救難度大，傳統(tǒng)應(yīng)急救援裝備難以滿足實(shí)戰(zhàn)需求，已列入應(yīng)急管理部消防救援局重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目[3]。

針對(duì)重大?；坊馂?zāi)等事故，加強(qiáng)救援裝備建設(shè)，全面提升應(yīng)急救援能力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！笆濉币詠?，我國依托國有優(yōu)勢企業(yè)和相關(guān)單位建設(shè)了包括?；窇?yīng)急救援隊(duì)伍在內(nèi)的85支國家級(jí)應(yīng)急救援隊(duì)伍，累計(jì)投入110多億元用于配置應(yīng)急救援裝備建設(shè)，有效提升了安全生產(chǎn)應(yīng)急救援隊(duì)伍戰(zhàn)斗力。

1 重大?；肥鹿蕬?yīng)急救援裝備需求

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，石化企業(yè)的大型化、集約化發(fā)展趨勢明顯，?；吩谏a(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷售等各環(huán)節(jié)的火災(zāi)危險(xiǎn)性和撲救難度隨之增大。與此同時(shí)，各類新媒體的快速傳播和“以人為本”等理念的深入人心，使得公眾對(duì)于危化品事故的容忍度不斷降低。社會(huì)發(fā)展新時(shí)期的多重變化，要求專職應(yīng)急救援隊(duì)伍充分利用先進(jìn)技術(shù)裝備，確保應(yīng)急救援全過程科學(xué)高效、安全環(huán)保。

1.1 儲(chǔ)罐大型化帶來挑戰(zhàn)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已建成超過5 000×104m3的商儲(chǔ)(國儲(chǔ))原油基地，大部分采用10×104m3儲(chǔ)罐，罐區(qū)集中成片布局，客觀存在火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)，而目前國內(nèi)外罕見成功撲救10×104m3儲(chǔ)罐(直徑約82 m)全液面火災(zāi)成功案例。另外，15×104m3的原油儲(chǔ)罐、5 000 m3的液化氣儲(chǔ)罐等更大型的儲(chǔ)罐逐步出現(xiàn)，LNG儲(chǔ)罐(可達(dá)20×104m3規(guī)模)、地下洞庫等新型儲(chǔ)存設(shè)施陸續(xù)投用，能否成功完成大型油罐火災(zāi)撲救，已經(jīng)成為衡量?；窇?yīng)急救援隊(duì)伍能力的重要指標(biāo)。

1.2 ?；菲髽I(yè)集約化、園區(qū)化帶來挑戰(zhàn)

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國已投產(chǎn)和在建的單系列1 000×104t/a以上規(guī)模煉廠超過10個(gè)，其中多數(shù)還配套建有100×104t/a以上規(guī)模的乙烯、芳烴裝置，普遍具有單套裝置規(guī)模大、裝置布局集約緊湊等顯著特點(diǎn)，加上裝置的“熱聯(lián)合”、儲(chǔ)罐的氣相聯(lián)通等新型設(shè)計(jì)，在火災(zāi)爆炸事故時(shí)容易導(dǎo)致連環(huán)火災(zāi)、人員被困等次生、衍生事故。其他小型?；菲髽I(yè)也多實(shí)現(xiàn)園區(qū)化管理，2019年江蘇響水“3·21”化工廠爆炸事故時(shí)，在1.2平方公里的爆炸區(qū)域中心集中了16個(gè)化工企業(yè)和1個(gè)污水處理廠[4]。

1.3 對(duì)救援人員自身安全的重視程度更高

近年來多起?；肥鹿示芯仍藛T傷亡的慘痛教訓(xùn)，2010年遼寧大連“7·16”火災(zāi)爆炸事故，1名消防戰(zhàn)士犧牲、1名受重傷[1]；特別是2015年天津“8·12”火災(zāi)爆炸事故，參與救援人員115人遇難或失蹤(包括公安現(xiàn)役消防人員24人、天津港消防人員80人、公安民警11人)[2]。血的教訓(xùn)警醒我們，務(wù)必嚴(yán)格踐行“以人為本、科學(xué)救援”理念，最大程度降低救援人員自身安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 對(duì)救援過程的環(huán)保要求更加突出

2005年吉林“11·13”胺苯車間火災(zāi)爆炸后，由于現(xiàn)場缺乏大型事故應(yīng)急池，大量硝基苯等介質(zhì)隨消防廢水外流，造成嚴(yán)重的水體污染次生事故，類似事故絕不允許再次發(fā)生。近年來的多起?；坊馂?zāi)事故救援過程中，當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)部門均全程對(duì)事故現(xiàn)場周邊實(shí)施空氣質(zhì)量監(jiān)測，并專門安排人員在重要河流、水源地附近進(jìn)行蹲守，嚴(yán)防環(huán)境污染事件。

1.5 社會(huì)輿論關(guān)注等外部因素影響

2005年英國倫敦邦斯菲爾德油庫火災(zāi)，持續(xù)燃燒超過60 h，先后燒毀20個(gè)油罐，現(xiàn)場救援人員采用的控制燃燒做法一直是業(yè)界的焦點(diǎn)討論話題[5]。當(dāng)前，社會(huì)輿論對(duì)于?；钒踩a(chǎn)高度敏感，加上微博、微信等自媒體蓬勃發(fā)展，?；肥鹿拾l(fā)生后往往進(jìn)入“現(xiàn)場直播”狀態(tài)，強(qiáng)大的社會(huì)輿論壓力對(duì)于快速滅火提出了更高要求。

2 應(yīng)急救援裝備建設(shè)重點(diǎn)方向

?；肥鹿蕬?yīng)急救援裝備建設(shè)應(yīng)以問題導(dǎo)向，精準(zhǔn)對(duì)焦事故案例，積極應(yīng)用“高精尖”救援裝備產(chǎn)品，為提升隊(duì)伍實(shí)戰(zhàn)效能提供強(qiáng)有力的科技支撐[6]。根據(jù)國家安全生產(chǎn)應(yīng)急救援能力建設(shè)統(tǒng)一部署，中國石化等大型央企在國家級(jí)?；窇?yīng)急救援基地建設(shè)中的相關(guān)探索實(shí)踐，可供借鑒參考。

2.1 大型火場總攻滅火的救援重器

瞄準(zhǔn)10×104m3儲(chǔ)罐全液面火災(zāi)等大型火場撲救難題，通過“遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)+大流量拖車炮(重型泡沫消防車)”組合形式(見圖1)，能夠?yàn)榭偣缁鹛峁┛煽垦b備。

目前國產(chǎn)遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)通常包含1～2臺(tái)增壓泵車，2～3臺(tái)水帶敷設(shè)車，具備雙干線3 000 m以上遠(yuǎn)程供水能力，出口流量≥400 L/s，末端壓力≥0.4 MPa(圖2)。大流量帶泵組炮車通常自身配置泵組動(dòng)力源，可實(shí)現(xiàn)水和泡沫兩用，出口流量≥400 L/s，射程≥120 m。

此外，部分廠家已研發(fā)400 L/s超重型泡沫消防車，射程≥150 m，在大流量供水系統(tǒng)、泡沫液輸轉(zhuǎn)裝置配合下，可以超大流量對(duì)火場實(shí)現(xiàn)重炮壓制。

2.2 替代消防員的現(xiàn)代人工智能產(chǎn)品

消防員直接暴露在高溫濃煙、有毒有害等環(huán)境是救援過程的最大安全風(fēng)險(xiǎn)，通過消防機(jī)器人、無人機(jī)等現(xiàn)代人工智能產(chǎn)品，代替開展現(xiàn)場滅火、冷卻、偵檢、排煙等救援工作，能夠有效保護(hù)救援人員自身安全。目前國產(chǎn)消防機(jī)器人的主流產(chǎn)品多采用履帶式底盤，能夠?qū)崿F(xiàn)無線遙控距離≥200 m，具有噴淋冷卻、防傾覆等自保功能，可根據(jù)需要搭配滅火、排煙、偵撿等相應(yīng)裝備。部分企業(yè)還針對(duì)大型油罐、裝置火災(zāi)以及油田井噴，開發(fā)出可無線遙控的舉高消防車、破拆機(jī)器人等裝備，能翻越罐區(qū)圍堰進(jìn)行滅火；部分產(chǎn)品還具備防爆性能，能夠進(jìn)入可燃?xì)怏w超標(biāo)環(huán)境作業(yè)。充分發(fā)揮無線遙控裝備抵近火點(diǎn)(泄漏源)、高效精準(zhǔn)的特點(diǎn)，與外圍消防車輛配合，可構(gòu)建完整的消防救援系統(tǒng)。

圖1 “遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)+大流量拖車炮(重型泡沫消防車)”典型組合示意

圖2 國產(chǎn)典型遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)示意

2.3 復(fù)合功能的新型消防裝備

a)針對(duì)干粉系滅火劑的滅火速度快，而水系滅火劑的火場降溫及抗復(fù)燃效果好等特點(diǎn)，原公安部滅火救援重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與相關(guān)單位研發(fā)了三相射流滅火技術(shù)。該技術(shù)以消防車為載體，可將水、冷氣溶膠(超細(xì)干粉)、抗復(fù)燃混合液(水基泡沫)三種滅火劑進(jìn)行有機(jī)組合，以混合射流的形式進(jìn)行滅火，并輔以25 m、36 m等不同等級(jí)的升降臂，在滅火劑用量、控火和滅火時(shí)間等方面均有明顯優(yōu)勢[7]。目前三相射流所用超細(xì)干粉等滅火劑單價(jià)較高，下一步需組織技術(shù)攻關(guān)，有效降低成本。

b)針對(duì)常規(guī)伸縮臂舉高消防車跨障礙滅火能力不強(qiáng)，臂架末端遠(yuǎn)離著火點(diǎn)，消防炮噴射的射流末端呈雨滴狀，易汽化、滅火效果差等問題，北京市消防總隊(duì)組織相關(guān)單位，利用混凝土泵車多節(jié)折疊臂在工作幅度、動(dòng)作靈活性和跨障礙能力等方面優(yōu)勢，研發(fā)了大跨度舉高消防車(圖3)。面對(duì)油罐、管廊、裝置框架等常見的石油化工火災(zāi)現(xiàn)場，常規(guī)消防車往往無法近距離接近火點(diǎn)，通過大跨度舉高消防車，臂架跨越外圍障礙物，可遠(yuǎn)程操控消防炮對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)由上而下精準(zhǔn)滅火。該車型最早在2015年6月北京市某木材廠火災(zāi)救援中投入實(shí)戰(zhàn)立下戰(zhàn)功[8]。目前國內(nèi)已有多個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，形成作業(yè)高度50 m、60 m等多個(gè)系列產(chǎn)品，多為水、泡沫兩用，可實(shí)現(xiàn)水泵流量≥10 000 L/min，水炮流量≥4 800 L/min，載液量≥3 t。

圖3 大跨度舉高消防車

2.4 事故現(xiàn)場偵檢裝備

危化品事故現(xiàn)場偵檢的主要任務(wù)是對(duì)事故現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行連續(xù)、穩(wěn)定檢測，以確定有毒、有害、易燃、易爆等危險(xiǎn)介質(zhì)的種類、擴(kuò)散情況、濃度分布及周圍環(huán)境受污染的范圍界限[9]。利用拉曼檢測儀、氣象色譜儀、紅外熱像儀、雷達(dá)生命探測儀和化學(xué)危險(xiǎn)品和工業(yè)毒氣智能偵檢系統(tǒng)等偵檢裝備，可對(duì)事故現(xiàn)場的氣液固等種類不明介質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析，為現(xiàn)場人員救護(hù)、事故搶險(xiǎn)提供技術(shù)保障。通常采用便攜式的智能偵檢箱形式，箱體內(nèi)置一體化車充接口，并將現(xiàn)場?；窓z測信息進(jìn)行集成處理，確保設(shè)備攜帶齊全、電量充足、檢測結(jié)果快速處置，以提升應(yīng)急隊(duì)伍偵檢水平，滿足救援任務(wù)需求。

2.5 戰(zhàn)勤保障裝備

大型?；肥鹿示仍鄶?shù)耗時(shí)長、泡沫液用量大，需要有效解決空氣呼吸器充氣慢、泡沫液供給不及時(shí)的問題，為“滅大火、打惡仗”提供強(qiáng)有力的保障。移動(dòng)供氣消防車通常儲(chǔ)備6.8 L氣瓶≥50具、9 L氣瓶≥20具，車載空氣壓縮機(jī)可同時(shí)充裝氣瓶數(shù)量≥8個(gè)，還可選裝供氣盤管為遠(yuǎn)距離的救援人員呼吸保障系統(tǒng)提供不間斷供氣，或作為救生氣墊、沖鋒舟等救援工具的供氣源，見圖4。

圖4 供氣消防車

泡沫原液補(bǔ)給可通過專門的泡沫液補(bǔ)給車或撬裝實(shí)現(xiàn)，泡沫液補(bǔ)給車載液量≥20 t，供液泵流量≥30 L/s、揚(yáng)程≥120 m。此外，救援人員的個(gè)體防護(hù)裝備也應(yīng)重點(diǎn)考慮。

2.6 其他綜合應(yīng)急救援裝備

?；肥鹿示仍F(xiàn)場災(zāi)情復(fù)雜，需要配置多種綜合應(yīng)急救援裝備，實(shí)現(xiàn)通訊指揮、洗消、發(fā)電、照明、破拆、牽引、吊裝、堵漏等功能。其中，用于大型事故救援的通訊指揮車應(yīng)同時(shí)具備4G、衛(wèi)星通訊功能，可將單兵設(shè)備、車載云臺(tái)等實(shí)時(shí)采集的現(xiàn)場語音、圖像信息進(jìn)行無線遠(yuǎn)傳，并可通過視頻會(huì)議系統(tǒng)與遠(yuǎn)端的應(yīng)急指揮中心進(jìn)行應(yīng)急會(huì)商。

化學(xué)洗消車應(yīng)配置性能可靠的洗消站、移動(dòng)洗消設(shè)備和殘液回收泵、轉(zhuǎn)收罐等器材，確保高效完成人員、救援設(shè)備及現(xiàn)場環(huán)境的洗消工作。

3 配套能力建設(shè)

3.1 建設(shè)應(yīng)急指揮系統(tǒng)

危化品應(yīng)急指揮系統(tǒng)，以企業(yè)現(xiàn)有工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為支撐，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急值守、實(shí)時(shí)監(jiān)控、融合通訊、地理信息、應(yīng)急資源等功能，可完成火災(zāi)事故熱輻射、泄漏事故擴(kuò)散影響范圍、爆炸事故涉及范圍、泡沫液需求等計(jì)算，能夠滿足突發(fā)事件的接處警、資源調(diào)度、音視頻通訊會(huì)商、輔助決策等需求，如圖5所示。

圖5 典型衛(wèi)星通信指揮車的通訊拓?fù)鋱D

3.2 做好裝備運(yùn)行操作與維護(hù)保養(yǎng)

現(xiàn)代應(yīng)急救援裝備的自動(dòng)化、信息化、智能化程度不斷提升，對(duì)于日常運(yùn)行操作與維護(hù)保養(yǎng)工作提出更高要求。應(yīng)急救援隊(duì)伍必須落實(shí)日常管理職責(zé)，定期做好裝備維護(hù)保養(yǎng)，確保裝備處于完好備用狀態(tài)。同時(shí)，認(rèn)真開展裝備運(yùn)行操作培訓(xùn)，對(duì)于遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)、無人機(jī)、機(jī)器人和三相射流消防車等技術(shù)含量高、操作復(fù)雜的裝備，應(yīng)相對(duì)固定操作人員，定期組織實(shí)操，確保人與裝備的有效結(jié)合。

3.3 科學(xué)制定應(yīng)急預(yù)案并定期演練

科學(xué)的救援預(yù)案才能讓救援裝備發(fā)揮最佳性能，應(yīng)急救援隊(duì)伍必須全面摸清轄區(qū)范圍內(nèi)危險(xiǎn)部位，編制切實(shí)有效的應(yīng)急預(yù)案[10]。同時(shí)，可依托中國石化青島安工院開發(fā)的桌面推演和模擬災(zāi)害演練系統(tǒng)，采用VR技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)裝置、油品罐區(qū)三維場景，建立應(yīng)急資源、車輛和裝備、事故特效等模型庫，依據(jù)預(yù)案設(shè)定的事故情景，進(jìn)行滅火戰(zhàn)術(shù)編成、力量布置、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用、在線消防計(jì)算與事故模擬、演練評(píng)價(jià)等數(shù)字化操作，定期開展消防桌面預(yù)案演練、協(xié)同推演及評(píng)估。

4 結(jié)語

重大?；肥鹿噬鐣?huì)關(guān)注度高、救援難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)大，亟需加強(qiáng)救援裝備建設(shè)。中國石化等央企以國家級(jí)?；窇?yīng)急救援基地項(xiàng)目為依托，通過配置遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)、大流量拖車炮和三相射流、大跨度舉高消防車等“高精尖”裝備和配套能力建設(shè)，有效提升了應(yīng)急救援隊(duì)伍實(shí)戰(zhàn)能力。

為了更科學(xué)高效的應(yīng)對(duì)重大?；肥鹿?，筆者還建議：

a)深入做好危化品事故救援戰(zhàn)例數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究，通過結(jié)構(gòu)化分析和大數(shù)據(jù)挖掘，為應(yīng)急救援隊(duì)伍人員科學(xué)指揮提供輔助決策。

b)積極推進(jìn)應(yīng)急裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)科研、生產(chǎn)等單位從救援實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，把準(zhǔn)攻關(guān)方向、攻克技術(shù)難題，產(chǎn)出更多救援利器。