浅析外浮顶原油储罐火灾扑救方法

2021-11-19祖锡锋

装备维修技术 2022年2期

祖锡锋

摘要：随着经济的快速发展，我国出现了越来越多的石油产品种类，对原油的需求日益增加。原油储量需求的急剧增加，对大型外浮顶原油储罐的需求持续加强，火灾爆炸事故隐患的数量也相应增加。深入研究外浮顶储油罐的运行状况和火灾特点，对于提升应急救援水平、有效控制事故发展降低损失具有重要意义和深远意义。

关键词：外浮顶;原油储罐;密封圈;火灾;对策

目前，我国境外原油储罐的建造容量少则5000立方米、1万立方米和3万立方米，多则 10万立方米、15万立方米和20万立方米。如果发生火灾、初期处置未能扑灭的话，极易造成人员伤亡和严重后果。因此，仔细研究外浮顶储罐的火灾控制条件、特点和消防方法，以及学习在外浮顶密封部位发生火灾时进行有效的灭火技术是非常重要的。

1外浮顶原油储罐和浮盘密封的概念及结构形式

1.1外浮顶储罐的概念

所谓外浮顶储罐，是指油罐的浮动顶盖直接漂浮在油面以上，随着油品液位的变化而上下浮动。我国现行《石油库设计规范》要求浮顶油罐采用二次密封装置，即设一次和二次双重密封，而一、二次密封之间有一个环形密闭空间，此空间内会存在一定量的挥发油气。当一次密封存在缺陷，且气温比较高时，空间内油气浓度就会升高，易形成爆炸环境。

1.2外浮顶储罐泡沫灭火系统

外浮顶储罐的泡沫灭火系统分固定式泡沫灭火系统和半固定式泡沫灭火系统。按灭火的方式，灭火设施有液上喷射泡沫灭火设施和液下喷射泡沫灭火设施。

液上喷射泡沫灭火设施是将泡沫发生器固定在储罐罐顶，泡沫液通过罐外立管供给。液下喷射泡沫灭火设施是一种在可燃液体表面下注入泡沫，泡沫受浮力作用通过液层上升到液体表面并扩散，形成泡沫层的灭火系统。

1.3外浮顶储罐常用浮盘形式的种类

外浮顶的结构形式类似于内浮顶，有钢制浅盘式、浮舱式，单层或双层甲板形式，甚至有使用铝合金三明治结构的外浮顶。浮顶的支撑腿通常是活动可伸缩的悬在罐内油品中。使用广泛的单盘式浮顶主要由两部分组成：单层甲板和浮动外舱。

1.4外浮顶原油储罐的组成部分

外浮顶原油储罐通常由以下部件组成：罐壁、泡沫发生器、导向柱、量油柱、劳动保护平台、消防泡沫管线、雷达液位计、灭火器、抗风圈、罐基础、加热器、阴极保护系统、罐前阀门、工艺管线等。

1.5外浮顶原油储罐浮顶的结构组成

外浮顶原油储罐的浮顶由以下部件组成：浮槽、浮筒、浮盘容器、一次密封、二次密封、泡沫、刮蜡板、导向柱、排水孔、呼吸阀、劳动保护通道、旋转扶梯和静态排气装置、紧急虹吸排水装置、灭火器、光栅报警系统等。

2外浮顶储罐密封圈部位的火灾特点

2.1外浮顶原油储罐密封圈部位的火灾特点

外浮顶储罐的显著特征是储罐内部油面漂浮着面积约占储罐横截面积99%的浮盘，浮盘边缘设有密封圈，密封圈是罐内油气泄放的主要通道。外浮顶储罐的结构特性决定了其浮顶火灾大多发生在密封圈位置。

2.2原油火灾中的沸溢和喷溅。

原油的黏度较大且不同程度地含油一定的水分，在原油火灾中原油中的水被加热汽化成水蒸气并形成气泡，蒸汽泡被油薄膜包围形成大量油泡沫，体积剧烈膨胀，超出储罐所能容纳时就会像煮稀粥溢锅一样溢出罐外，造成沸溢。当水蒸气以很大的压力急剧冲出液面时，把着火的油品带到上空形成巨大火柱，这种现象较喷溅。

2.3原油火灾具备以下特点：火焰热辐射强、参战力量多、灭火时间长、耗水量大、连续供水困难、固定式消防设备损坏风险大、设备倾倒严重、社会影响大，技术要求高。

3.外浮顶原油储罐火灾类型

（1）密封圈局部燃烧：浮盘边缘与罐壁板之间有约250mm的环形间隙。这种间隙是浮盘板上下移动运行的需要，同时也是油罐散发油气的主要通道。为阻止油气蒸发，必须依靠密封装置，最大限度地减少油品的蒸发损失，然而密封装置并非绝对密封，仍然会有部分油气挥发至空气中。

（2）密封圈线型带式燃烧：如果密封圈局部燃烧处置不及时，火势将扩大为整个密封圈带式燃烧。

（3）浮盘倾斜卡船燃烧：当着火罐冷却保护不均匀，罐体发生变形或固定泡沫设施喷洒泡沫不均匀，这些都容易导致浮船单边卡船。

（4）浮盘沉船全液面燃烧：当由于灭火救援失误或其它原因导致浮盘沉船，密封圈局部着火扩大为全液面燃烧。

4外浮顶原油储罐密封圈火灾处置措施及扑救对策

2015年4月6日18时54分，福建漳州古雷石化有限公司旗下腾龙芳烃有限公司发生爆炸火灾事故。在处置102号外浮顶油罐罐顶密封圈火灾时，在罐体固定泡沫灭火设施损坏无法使用、地面喷射泡沫灭火效果不佳的情况下，现场指挥员果断组织精干力量实施了登罐强攻近战灭火，利用泡沫管枪战术成功处置了此次外浮顶储罐密封圈火灾事故。

4.1组成侦察小组，迅速查明相关情况

扑灭外浮顶原油储罐密封圈火灾，首先应组建侦查小组，通过外部观察、询问知情人和仪器检测等方法迅速查明以下情况：

（1）燃烧油罐内油品的储量、温度、液位高度、液面积和有无垫水层;

（2）着火罐与邻近罐的固定与半固定消防设施与设备是否好用;

（3）固定与半固定灭火设施是否完好，了解着火罐周边邻近罐的情况;

（4）高喷射消防车、泡沫消防车的停车位置，设置泡沫枪、泡沫炮的阵地位置，以及当天风向和风速情况;

（5）防火堤内整体储油和防火堤内有无水封设施，能否顺利排水以及阻油情况;

（6）在灭火过程中，现场指挥员必须指定专人在整个过程中在控制室随时监控和报告着火罐和邻近罐的火势变化等情况。

4.2对着火罐和邻近罐罐壁进行冷却降温

（1）着火罐的冷却部位是储罐液位以上全周长的冷却。着火罐直径1.5倍范围内邻近罐的冷却部位是面向着火罐房钱的罐壁;

（2）在固定式消防喷淋设施状况良好的情况下，在火情侦查的同时启动固定式消防喷淋设施对着火罐和邻近罐冷却;

（3）在固定消防喷淋设施无法启动的情况下，使用半固定消防喷淋设施和车载炮、移动跑等移动消防喷射器具对着火罐和邻近罐进行冷却;