石蠟火災(zāi)撲救對策研究

■ 黎勇 湖南省郴州市安仁縣消防救援大隊(duì)

一、緒論

石蠟是從原油蒸餾餾分中精煉制得的片狀結(jié)晶[1]。由于其生產(chǎn)工藝簡單且有很高的經(jīng)濟(jì)使用價(jià)值，并被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用制藥、日用化學(xué)等領(lǐng)域。然而，由于石蠟本身熔點(diǎn)低、密度小的理化特性，石蠟火災(zāi)撲救困難重重，對石蠟火災(zāi)處置對策的相關(guān)研究也因此成為一項(xiàng)重點(diǎn)課題。

（一）研究背景

近年來，隨著國內(nèi)外化工企業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)外石蠟火災(zāi)日漸頻繁，2010 年9 月16 日，上海市浦東新區(qū)某石蠟倉庫發(fā)生火災(zāi)，約2000t 石蠟燃燒，現(xiàn)場形成約6000m2流淌火，經(jīng)過7h 后現(xiàn)場火勢才處置完畢[2]。2004 年12 月3 日下午，美國得克薩斯州某聚乙烯蠟加工裝置發(fā)生了爆炸，消防隊(duì)在7h 之后才將3 處大火撲滅[3]。石蠟火災(zāi)燃燒強(qiáng)度大蔓延迅速，會(huì)形成大面積流淌火，因此有必要對石蠟火災(zāi)撲救對策深入探討。

（二）國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)

1. 國內(nèi)研究動(dòng)態(tài)

由于石蠟易發(fā)生熔融流淌的特性，在火災(zāi)撲救過程常有人員傷亡，高凌等人模擬構(gòu)建石蠟火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分析石蠟火?zāi)的溫度變化，描述了火焰撲滅過程中的變化趨勢[4]。高揚(yáng)等人測試了直流水等滅火劑對石蠟油盤火的滅火效果[5]。王剛從石蠟的理化性質(zhì)等特點(diǎn)出發(fā)，分析了石蠟火災(zāi)撲救方法[6]。

總體而言，目前國內(nèi)對石蠟火災(zāi)撲救及研究不是特別深入，同時(shí)對撲救后的相關(guān)處置措施的探討較少。

2. 國外研究動(dòng)態(tài)

國外學(xué)術(shù)界對石蠟火災(zāi)的研究集中在石蠟的燃燒特性及理化性質(zhì)，ANTHONY HAMIN 等人利用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬工具（FDS），構(gòu)建了石蠟蠟燭燃燒模型，確定了石蠟蠟燭的燃燒行為和特性[7]，N.Ukrainczyk 等人通過掃描量熱法（DSC），測定了固體和液體石蠟的比熱容，得出液體石蠟比相應(yīng)的固體石蠟比熱容高的結(jié)論[8]。S.Hall 等人通過測試紡織物被石蠟污染的點(diǎn)火時(shí)間和蔓延時(shí)間，評估了紡織品的燃燒潛力的差異[9]。

（三）研究目的和意義

本文通過分析石蠟火災(zāi)事故撲救重難點(diǎn)，并提出相應(yīng)撲救對策和處置措施，有利于消防救援人員熟悉石蠟的理化性質(zhì)以及石蠟火災(zāi)的燃燒特性，以更好應(yīng)對該火災(zāi)中的各種撲救難點(diǎn)。

（四）研究內(nèi)容

本文通過分析案例中出現(xiàn)火勢擴(kuò)大和人員傷亡的原因，歸納出石蠟火災(zāi)的撲救難點(diǎn)，提出迅速控制現(xiàn)場流淌火等相應(yīng)處置對策，對石蠟火災(zāi)滅火戰(zhàn)術(shù)方法和具體應(yīng)用方案提出創(chuàng)新，總結(jié)了撲救時(shí)的注意事項(xiàng)。

二、石蠟火災(zāi)撲救難點(diǎn)分析

石蠟密度較水更小，且不溶于水石蠟[10]火災(zāi)主要有以下幾個(gè)燃燒特性：一是流淌式燃燒；二是燃燒熱輻射強(qiáng)，灼傷感強(qiáng)烈；三是固體分解式燃燒，火焰翻卷高度高；四是遇冷凝結(jié)的石蠟覆蓋地面，導(dǎo)致地面濕滑，極易導(dǎo)致人員滑倒。

（一）石蠟熔融流淌難以控制

石蠟流型屬于假塑性非牛頓流體，其粘度隨溫度升高呈指數(shù)式下降[11]，即溫度越高，石蠟的流動(dòng)性越強(qiáng)。同時(shí)石蠟具有低熔點(diǎn)特性致使大面積流淌火的形成。

1.大面積流淌火不易撲救

在大面積流淌火作用下，現(xiàn)場火勢很快由局部燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)槿嫒紵?，因而對于流淌火最初階段的控制時(shí)間十分有限，等增援力量陸續(xù)到場后，現(xiàn)場流淌火火勢已進(jìn)入快速發(fā)展階段，以上海浦東石蠟倉庫“9·16”特大火災(zāi)為例，過火面積達(dá)到6000 m2，全體消防指戰(zhàn)員奮戰(zhàn)7h 才成功將大火撲滅[2]。

2.石蠟流淌造成現(xiàn)場火點(diǎn)眾多

受現(xiàn)場地形地勢復(fù)雜多變的影響，加上流淌火的流淌范圍在短時(shí)間難以控制，往往會(huì)波及很遠(yuǎn)的地方發(fā)生沸溢噴濺的過程中，會(huì)形成帶有大量飛濺物的飛火，導(dǎo)致現(xiàn)場出現(xiàn)火點(diǎn)眾多的情況。在廣東龍湖一起石蠟火災(zāi)中，現(xiàn)場石蠟熔融產(chǎn)生的大面積流淌火在起火后迅速波及周邊兩家工廠并使得現(xiàn)場火勢進(jìn)一步加劇[12]。

（二）高溫蠟油致使近攻滅火困難

液體石蠟在發(fā)生燃燒時(shí)，會(huì)發(fā)生迅速且劇烈的熱分解，使得周圍環(huán)境迅速升溫。在長時(shí)間的高溫作用下現(xiàn)場極有可能發(fā)生建筑倒塌等次生事故，這也給內(nèi)攻行動(dòng)帶來巨大困難和挑戰(zhàn)。

1.強(qiáng)輻射熱不利前線人員靠近

石蠟的熱釋放速率極大， 其峰值可以達(dá)到1063.567 kW/ m2[13]，且傳熱性能差，絕熱能力強(qiáng)，因而液體石蠟燃燒釋放的熱量大部分被反饋到其燃燒表面，加速自身的蒸發(fā)燃燒，釋放出更為強(qiáng)烈的輻射熱。

2.蠟油蒸氣易致前線人員中毒燒傷

石蠟的熔化潛熱較高，約為242.73 ～255.29J/g[1]。液體石蠟燃燒時(shí)主要發(fā)生蒸發(fā)燃燒，由于熔融液體石蠟為高閃點(diǎn)液體，燃點(diǎn)為230°C 左右，因而在火場中常常是石蠟經(jīng)整體加熱至其完全熔融蒸發(fā)后才開始發(fā)生燃燒會(huì)產(chǎn)生大量高濃度石蠟蒸氣和有毒煙氣[4]嚴(yán)重威脅到前線人員生命安全。

3. 高溫致使建筑變形倒塌嚴(yán)重

為方便儲(chǔ)存石蠟生產(chǎn)場所多為單層建筑結(jié)構(gòu)，建筑跨度大且內(nèi)部較為空曠，建筑整體缺少足夠有效的梁柱支撐保護(hù)，一旦建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，火勢將會(huì)迅速蔓延，建筑屋頂極易受熱變形，從而導(dǎo)致建筑坍塌事故發(fā)生。

（三）常規(guī)方法滅火難度大

常溫下石蠟為固態(tài)，并不容易發(fā)生燃燒，一旦發(fā)生火災(zāi)便會(huì)迅速熔融，生成大量液態(tài)液體石蠟火勢猛烈且會(huì)出現(xiàn)劇烈的沸溢噴濺現(xiàn)象。水易加劇液體石蠟的沸溢噴濺，因而采用直流水撲救的常規(guī)方法并不適用于石蠟火災(zāi)。

1. 用水沖擊易擴(kuò)大蔓延范圍

在火災(zāi)初期，為了減弱燃燒強(qiáng)度并盡快控制流淌火，現(xiàn)場撲救人員往往會(huì)選擇利用直流水進(jìn)行快速冷卻和堵截流淌火如果沖擊方式和方向不對，不僅無法有效阻截流淌火，還可能使部分漂浮于水面的液體石蠟隨著直流水沖擊而四處流散。

2. 直流水撲救易導(dǎo)致沸溢噴濺

在火勢逐漸擴(kuò)大的中后期攻堅(jiān)階段，為推進(jìn)滅火陣地前移，現(xiàn)場撲救人員往往會(huì)加大直流水流量，以圍攻阻截石蠟流淌火，這就導(dǎo)致現(xiàn)場出水量極大，然而此時(shí)由于液體石蠟密度比水小，造成大量水分快速下沉形成水墊層對鄰近建筑和撲救人員及車輛造成嚴(yán)重威脅。

（四）撲救結(jié)束后火場處理困難

現(xiàn)場明火基本撲滅后，撲救工作即進(jìn)入全面收殘階段，現(xiàn)場仍存在復(fù)燃可能，再加上現(xiàn)場石蠟受冷后大面積黏附固化，致使收殘工作量巨大，同時(shí)現(xiàn)場還殘存部分殘火、暗火，更加大了災(zāi)后火場處理難度。

1. 現(xiàn)場地面高溫會(huì)引發(fā)石蠟復(fù)燃

由于石蠟火災(zāi)放熱量大，現(xiàn)場地面經(jīng)長時(shí)間高溫炙烤后，吸收積蓄了大量熱量，已無法在短時(shí)間內(nèi)冷卻至常溫，再加上石蠟熔點(diǎn)較低，殘余石蠟在高熱地面的持續(xù)加熱下，發(fā)生復(fù)燃的可能性極大。

2.現(xiàn)場隱蔽殘火暗火難以清除

熔融液體石蠟流淌擴(kuò)散速度快，蔓延范圍廣，再加上現(xiàn)場地形地勢的影響，液體石蠟流散方向不定，很可能流到某些隱蔽角落潛伏下來，并在撲救結(jié)束后繼續(xù)維持燃燒。

3.大量石蠟黏附固化加大現(xiàn)場清理難度

在大量直流水冷卻作用下，熔融石蠟殘液會(huì)大面積黏附固化于地面上，由于石蠟表面光滑的特性，導(dǎo)致現(xiàn)場地面極其濕滑，此時(shí)火場清理人員經(jīng)長時(shí)間作戰(zhàn)后注意力已經(jīng)嚴(yán)重下降這很大程度上加大了現(xiàn)場清理的難度。

三、石蠟火災(zāi)事故撲救處置對策

石蠟火災(zāi)撲救難點(diǎn)眾多，因而需要相應(yīng)地提出具體處置對策，采用正確合適的滅火方法，以確保撲救處置得當(dāng)，避免大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

（一）迅速控制流淌火

有效快速控制現(xiàn)場流淌火是石蠟火災(zāi)撲救的一大難點(diǎn)，如果處置不及時(shí)將會(huì)使火勢迅速擴(kuò)大，因而石蠟火災(zāi)發(fā)生后，撲救人員應(yīng)第一時(shí)間對現(xiàn)場流淌火進(jìn)行處置。

1.全力堵截石蠟流淌火

當(dāng)石蠟熔融形成大面積流淌火后，為避免火勢蔓延，應(yīng)迅速組織力量集中對流淌火堵截。也可利用新型耐高溫發(fā)泡材料對流淌火進(jìn)行圍堵，此種方法原理通過特殊發(fā)泡裝置將酚醛與混酸按（1 ：1 ～1.3）比例進(jìn)行混合發(fā)泡具有良好的封堵性能[15]。當(dāng)流淌火突破防火堤時(shí)，還應(yīng)調(diào)集大型挖掘機(jī)開挖引流導(dǎo)向溝，采用直流水定向驅(qū)趕，再組織人員采用徹底撲滅流淌火[16]。

2.及時(shí)疏散物資并保護(hù)鄰近建筑

由于現(xiàn)場流淌火大范圍無序流散，此時(shí)為防止現(xiàn)場形成多處火點(diǎn)，應(yīng)迅速成立火情偵察小組對現(xiàn)場潛在火災(zāi)隱患進(jìn)行全面排查搜索，采取重點(diǎn)突破、冷卻控制的策略，根據(jù)現(xiàn)場風(fēng)力、風(fēng)向等情況，在火勢蔓延的主要方向上部署力量對其進(jìn)行冷卻保護(hù)，并及時(shí)撲滅因飛火濺入或現(xiàn)場高溫引發(fā)的小規(guī)模火災(zāi)。

（二）切實(shí)做好高溫防護(hù)和安全警戒工作

石蠟熔融使得現(xiàn)場高溫毒害作用更為明顯，為最大限度地減少撲救人員傷亡，前線撲救人員必須切實(shí)做好相應(yīng)防護(hù)工作和安全警戒工作。

1. 避免長時(shí)間近距離作戰(zhàn)

石蠟高溫熔融過程中會(huì)釋放大量輻射熱，很可能造成前線人員燒傷燙傷嚴(yán)格控制一線作戰(zhàn)人員數(shù)量和工作時(shí)間，現(xiàn)場還應(yīng)成立水槍掩護(hù)小組向近戰(zhàn)人員身上不間斷射水降溫，防止現(xiàn)場高溫對前線撲救人員造成損傷。另外，現(xiàn)場應(yīng)盡量使用車載炮、移動(dòng)炮等裝備進(jìn)行遠(yuǎn)距離滅火，盡可能減少消防人員的傷亡。

2. 排煙減毒并確保個(gè)人防護(hù)到位

石蠟蒸氣高溫有毒，再加上石蠟燃燒會(huì)生成大量有毒煙氣，極大威脅到了現(xiàn)場消防指戰(zhàn)員的生命安全，這就要求做好個(gè)人安全防護(hù)工作，一線指戰(zhàn)員在進(jìn)入火場之前須著隔熱服，并佩戴正壓式空氣呼吸器，同時(shí)還應(yīng)做好安全防滑保護(hù)，如利用安全導(dǎo)向繩等防滑防摔裝備。利用濃縮泡沫大面積覆蓋液體石蠟的方法來控制石蠟蒸氣產(chǎn)生[17]。

3. 設(shè)置安全警戒并及時(shí)撤離

在現(xiàn)場高溫作用下，撲救過程中極其容易發(fā)生建筑坍塌。為確保前線撲救人員作戰(zhàn)安全，應(yīng)在火場前線各處設(shè)置安全員進(jìn)行安全警戒，實(shí)時(shí)觀察監(jiān)測建筑各部位變形受損情況，在安排人員進(jìn)入建筑滅火時(shí)，要預(yù)先制定緊急撤離路線和撤離信號(hào)并記錄進(jìn)入建筑人數(shù)，當(dāng)建筑坍塌時(shí)，應(yīng)利用長鳴報(bào)警、連續(xù)急閃強(qiáng)光等方式及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)出撤退指令

（三）合理選用滅火劑

正確選用滅火劑是快速處置石蠟火災(zāi)的關(guān)鍵，為提升滅火效果和滅火速度，避免因滅火劑選擇不當(dāng)而引起沸溢噴濺等不良后果，應(yīng)根據(jù)石蠟火災(zāi)特點(diǎn)謹(jǐn)慎選用滅火劑。

1. 水炮夾攻或泡沫干粉聯(lián)用

為避免因沖擊液體石蠟而造成現(xiàn)場流淌火蔓延范圍擴(kuò)大，應(yīng)采用流量較大的大功率水炮或泡沫炮進(jìn)行撲救，對于已形成大范圍立體燃燒的石蠟堆垛，撲救時(shí)應(yīng)注意按照從上到下的撲救順序來進(jìn)行利用兩支以上水炮交叉射流，上下立體夾攻以消滅立面流淌火。對于地面流淌火，則可采用泡沫干粉聯(lián)用的方法進(jìn)行撲救[6]

2. 利用泡沫或水凝膠滅火劑滅火

泡沫、水凝膠等滅火劑能有效防止沸溢噴濺的發(fā)生，其中泡沫滅火劑具有良好的覆蓋遮斷效能，能夠有效減弱沸溢噴濺強(qiáng)度。而水凝膠滅火劑具有良好的吸水持水性，并能對蠟油分子形成包覆，同樣也能有效抑制液體石蠟的沸溢噴濺，同時(shí)其流動(dòng)性較差，因而水的利用率大大提高，加快了冷卻滅火速度[18]

（四）徹底清掃火場

在火災(zāi)撲救結(jié)束后，應(yīng)迅速組織人員對現(xiàn)場進(jìn)行全面清掃工作，應(yīng)對火場地面進(jìn)行持續(xù)降溫以防止復(fù)燃發(fā)生，同時(shí)要對現(xiàn)場局部殘留火點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)排查，避免再次引發(fā)火災(zāi)。

1.持續(xù)對火場冷卻降溫

為避免現(xiàn)場殘留石蠟因地面高溫復(fù)燃，撲救結(jié)束后應(yīng)迅速組織人員繼續(xù)對現(xiàn)場地面和燃燒灰燼不斷噴射直流水或泡沫進(jìn)行持續(xù)冷卻降溫，同時(shí)現(xiàn)場要保持滅火劑不間斷供給。

2.重點(diǎn)排查現(xiàn)場局部隱火

石蠟在大面積流散后會(huì)潛伏于火場各處并重新聚集，從而會(huì)留下許多隱蔽火點(diǎn)，故撲救人員在清理火場時(shí)應(yīng)著重對現(xiàn)場隱火暗火進(jìn)行地毯式搜索排查，在對余火進(jìn)行排查時(shí)，清理人員應(yīng)手持紅外熱成像儀并輔以肉眼觀察。

3.加強(qiáng)清理人員安全防護(hù)

現(xiàn)場殘留石蠟在被冷卻后會(huì)黏附固化于地面上，致使現(xiàn)場地面光滑，故清理人員在進(jìn)行火場收殘工作時(shí)要克服麻痹松懈思想，充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，并做好清理過程中的安全防護(hù)工作，對于被石蠟殘留物大面積覆蓋的地面放置安全警示標(biāo)志。

（五）撲救注意事項(xiàng)

在石蠟火災(zāi)撲救過程中需注意的事項(xiàng)如下：

（1）當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)火焰噴張、蠟油劇烈沸騰噴濺等現(xiàn)象或現(xiàn)場滅火劑供給突然中斷并在短時(shí)間內(nèi)無法恢復(fù)時(shí)，現(xiàn)場指揮員應(yīng)迅速下達(dá)緊急撤離命令并組織現(xiàn)場撲救人員迅速撤出危險(xiǎn)區(qū)域。

（2）當(dāng)水源地離火場較遠(yuǎn)時(shí)，宜采用運(yùn)水供水的供水方式，在條件允許的情況下應(yīng)首先考慮采用遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)進(jìn)行火場供水同時(shí)將撲救重點(diǎn)放在阻止流淌火蔓延擴(kuò)散和保護(hù)鄰近建筑上。

（3）消防車到場后應(yīng)停于上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向，同時(shí)車頭朝向應(yīng)統(tǒng)一指向便于快速撤離的方向，停車位置應(yīng)選在道路較為平坦堅(jiān)實(shí)的地方。

（4）夜間進(jìn)行滅火作戰(zhàn)時(shí)，現(xiàn)場應(yīng)調(diào)集照明車實(shí)施不間斷火場照明，同時(shí)撲救人員在進(jìn)入火場時(shí)應(yīng)攜帶紅外熱成像儀保證撲救人員視野條件良好。

（5）要加強(qiáng)與社會(huì)各方面力量的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)，火災(zāi)發(fā)生后應(yīng)第一時(shí)間調(diào)集公安、供水、供電、安監(jiān)、醫(yī)療救護(hù)等市政力量到場協(xié)助進(jìn)行撲救工作，并根據(jù)作戰(zhàn)需要調(diào)集充足的滅火器材和滅火劑，做好現(xiàn)場后勤保障工作。

四、結(jié)語

本文在了解石蠟理化性質(zhì)和燃燒特性后，重點(diǎn)分析了石蠟火災(zāi)撲救的重難點(diǎn)，總結(jié)了此類火災(zāi)的相應(yīng)處置對策，得出以下結(jié)論：

（1）針對石蠟熔融引發(fā)的大面積流淌火，應(yīng)迅速組織人員堵截流淌火并及時(shí)疏散物資，同時(shí)還要對受流淌火勢威脅的鄰近建筑進(jìn)行冷卻保護(hù)。

（2）為避免撲救人員因接觸到高溫蠟油和石蠟蒸氣而出現(xiàn)大量傷亡，應(yīng)切實(shí)做好人員安全防護(hù)和現(xiàn)場安全警戒，并減少一線人員作戰(zhàn)時(shí)間。

（3）由于用直流水撲救的常規(guī)方法易致使熔融液體石蠟發(fā)生劇烈沸溢噴濺，應(yīng)優(yōu)先采用泡沫或水凝膠滅火劑進(jìn)行滅火。

（4）針對石蠟火災(zāi)火情反復(fù)的特點(diǎn)，應(yīng)在撲救結(jié)束后組織人員對火場進(jìn)行持續(xù)降溫，并全力排查現(xiàn)場殘余火點(diǎn)。

（5）對于現(xiàn)有撲救方法單一的問題，本文對相關(guān)戰(zhàn)術(shù)方法進(jìn)行創(chuàng)新，提出利用濃縮泡沫抑制石蠟蒸氣和利用新型酚醛發(fā)泡材料圍堵流淌火的方法。