谈消防员如何防爆避险

1谈消防员如何防爆避险丰国炳1丰嘉源2（1江苏省消防总队，江苏南京，210036）（2昆明消防指挥学校四大队一中队，云南昆明，650000）[摘要]简单介绍了爆炸的原理和分类，分析了消防队员面临的常见爆炸及危害，提出了在新形势下，对于易燃易爆及相应物质泄漏场所处置和灭火救援中，防止爆炸的对策。[关键词]爆炸、物理爆炸、化学爆炸、沸腾液体扩展蒸气爆炸、蒸气云爆炸、火球、冲击波、抛射物、警示、控制、处置近几年来，我国发生的工农业生产和人们日常生活事故中，由于火灾爆炸导致的人员死亡为各类事故之首，由此导致的直接经济损失也相当可观。爆炸火灾此起彼伏，伤亡惨重。就在笔者完稿的今天下午（9日下午6时左右），美国旧金山国际机场附近的圣布鲁诺市，一辆正在施工的挖掘机穿透了一根半米多粗的煤气管线，处于高压状态的管道当即发生爆炸，并引发在附近居民区大火。附近医院接收了来自现场的近40名烧伤患者，警方证实有1人死亡。今年8月16日9时45分许，黑龙江省伊春市华利实业有限公司振兴烟花厂发生爆炸。当时初步查明，爆炸造成30人死亡、3人失踪，还有关联死亡3人，153人受伤住院，其中重伤14人。今年7月28日上午10时许，江苏南京栖霞区迈皋桥附近南京塑料四厂厂区发生丙烯管道爆炸事件。爆炸已造成13人死亡，14人伤情危重，120人住院治疗。29月9日美国旧金山国际机场爆炸火灾9月9日美国旧金山国际机场爆炸火灾1、什么是爆炸爆炸是物质非常迅速的化学或物理变化过程，在变化过程里迅速地放出3巨大的热量并生成大量的气体，此时的气体由于瞬间尚存在于有限的空间内，故有极大的压强，对爆炸点周围的物体产生了强烈的压力，当高压气体迅速膨胀时形成爆炸。爆炸就是指物质的物理或化学变化，在变化的过程中，伴随有能量的快速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来的物质或其变化产物、周围介质产生运动。2、爆炸的分类爆炸可分为三类：由物理原因引起的爆炸称为物理爆炸（如压力容器爆炸）；由化学反应释放能量引起的爆炸称为化学爆炸（如炸药爆炸）；由于物质的核能的释放引起的爆炸称为核爆炸（如原子弹爆炸）。2．1、物理性爆炸这种爆炸是由物理变化而引起的，物质因状态或压力发生突变而形成爆炸的现象称为物理性爆炸。例如容器内液体过热气化引起的爆炸，锅炉的爆炸，压缩气体、液化气体超压引起的爆炸等。物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变。如沸腾液体扩展蒸气爆炸就属于物理性爆炸。2．2、化学性爆炸由于物质发生极迅速的化学反应，产生高温、高压而引起的爆炸称为化学性爆炸。化学爆炸前后物质的性质和成分均发生了根本的变化。化学爆炸按爆炸时所产生的化学变化，可分三类。2．2．1简单分解爆炸引起简单分解爆炸的爆炸物在爆炸时并不一定发生燃烧反应，爆炸所需的热量，是由于爆炸物质本身分解时产生的。属于这一类的有叠氮铅、乙炔银、乙炔酮、碘化氮、氯化氮等。这类物质是非常危险的，受轻微震动即引起爆炸。2．2．2复杂分解爆炸这类爆炸性物质的危险性较简单分解爆炸物低，所有炸药均属之。这类物质爆炸时伴有燃烧现象。燃烧所需的氧由本身分解时供给。各种氮及氯的氧化物、苦味酸等都是属于这一类。2．2．3爆炸性混合物爆炸（蒸气云爆炸）4所有可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合所形成的混合物的爆炸均属于此类。这类物质爆炸需要一定条件，如爆炸性物质的含量，氧气含量及激发能源等。因此其危险性虽较前二类为低，但极普遍，造成的危害性也较大。消防队员经常碰到的易燃易爆气体泄漏处置时，空气和可燃性气体的混合气体产生的爆炸，空气和煤屑或面粉的混合物的爆炸，氧气和氢气的混合气体的爆炸等，都是由化学反应引起的，而且这些反应都是氧化反应。这类爆炸为化学爆炸。2．3、核爆炸某些物质的原子核发生裂变或聚变的连锁反应，在瞬时释放出巨大能量，形成高温高压并辐射多种射线，这种反应称为核爆炸。3、消防队员面临的常见爆炸及危害消防队员面临的大多数爆炸为如下两类：沸腾液体扩展蒸气爆炸，易燃易爆储罐群或单体罐或液化气槽车，罐内液体被外围的火焰加热至沸腾，导致罐内压力增加进而产生的爆炸，属于物理爆炸。此种灾害对人的伤害主要有：1、火球；2、冲击波；3、抛射物。冷却、降温罐体，防止罐内物质沸腾爆炸，建议用遥控水炮或消防机器人或坦克灭火，以确保人员安全。蒸气云爆炸，石油液化气、丙酮、丁酮、丙烷、正丁烷、异丁烷、丙烯、环氧乙烷、煤气、天然气泄漏等与空气形成爆炸性混合物，遇明火或点火源会导致此类灾难性爆炸，属于化学爆炸。此种灾害较常见，爆炸对人的伤害主要有：1、云雾区内爆炸波；2、云雾区外冲击波；3、爆燃引起的热辐射及高温燃烧；4、缺氧窒息。因此在泄漏时要十分谨慎处置，严格按注意事项组织好管理好，杜绝任何导致最小点火能产生的因素，使用喷雾开花水流驱散泄漏的物质，防止达到爆炸浓度，防止爆炸。此工作不能有半点马虎。这两种爆炸中，冲击波对人的伤害最大，对建筑物的危害也最大。冲击波，是一种不连续锋在介质中的传播，这个锋导致介质的压强、温度、密度等物理性质的跳跃式改变。爆炸物质爆炸时，产生的高温高压气体以极高的速度膨胀，象活塞一样挤压周围空气，把爆炸反应释放出的部分能量传递给这压缩的空气层，空气受冲击而发生扰动，使其压力、密度等产生突变，这种扰动在空气中传播就称5为冲击波。冲击波的传播速度极快，在传播过程中，可以对周围环境中的机械设备和建筑物产生破坏作用，使人员伤亡。冲击波还可以在它的作用区域内产生震荡作用，使物体因震荡而松散，甚至破坏。冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。在爆炸中心附近，空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压，在这样高的超压作用下，建筑物被摧毁，机械设备、管道等也会受到严重破坏。当冲击波大面积作用于建筑物时，波阵面超压在20kPa～30kPa内，就足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。超压在100kPa以上时，除坚固的钢筋混凝土建筑外，其余部分将全部破坏。4、易燃易爆物质泄漏场所处置时防爆对策4．1、预先普及爆炸特别是常见面临爆炸物类型的知识在所有的基层中队指挥员、支队指挥员中普及爆炸特别是常见面临的爆炸物类型知识。以石油液化气为例，要了解爆炸的因素，达到爆炸的条件，此类灾害如产生爆炸，它是物理爆炸还是化学爆炸，危害类型如何，危害程度如何，如何避险等。以石油液化气为例，液化石油气爆炸分为两类：第一类为沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE），它是物理爆炸，其主要危害因素为火球、冲击波、抛射物三种，石油液化气储罐群或单体罐或液化气槽车，罐内液体被外围的火焰加热至沸腾，导致罐内压力增加进而产生爆炸。要了解罐内有多少立方米的液化气，或有多少吨的液化气，爆炸以后产生的最大火球半径多大，安全距离就是4倍的火球半径。当然要考虑抛射物对人的伤害，有时抛射物可飞出很远的距离，如1988年10月22日凌晨，上海高桥石油化工公司炼油厂小凉山球罐区发生液化气爆燃事故中，一扇铁门就飞出60多米。对于抛射物的危害，当贮罐容积增大到5m3以上，30个火球半径以外是较为安全的距离。对于爆炸火球的半径有专业软件可以计算出来，对于灾害现场的指挥员辅助决策有很大的意义。第二类为蒸汽云爆炸，指泄漏的石油液化气与空气形成爆炸性混合物，遇到点火源化学爆炸。爆炸威力大。1吨液化石油气的爆炸威力约等于4吨梯恩梯炸药的当量，爆速可达2000--3000m/s，由于液化石油气热值大，1m3发热量是煤气的6倍，火焰温度高达1800℃，因此液化石油气爆炸起火后，会迅速引燃爆炸6区域的一切可燃物，形成大面积燃烧，造成重大破坏和人员伤亡。因此这种爆炸对人的伤害主要有：1、云雾区内爆炸波；2、云雾区外冲击波；3、爆燃引起的热辐射及高温燃烧；4、缺氧窒息。要通过学习，了解沸腾液体扩展蒸汽爆炸后，喷溅出的物质遇火源又会出现“二次化学爆炸”，只要指挥员、战斗员了解了爆炸的简单机理，才可能做到有效地预防和应对。4．2、科学地确定警戒区和警戒范围笔者在有关救援的教材中，经常发现对于有关易燃易爆物质泄漏要采取“迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150m或**米”等字眼。这是缺乏科学的。对于沸腾液体扩展蒸汽爆炸和蒸汽云爆炸，如果已经知道储罐中物质的体积或重量、已经知道泄漏物质的体积和重量（大致范围），可以知道发生爆炸的伤害范围，即伤害半径。以此为依据划定警戒区和警戒范围，要科学得多。这种软件计算要作为现场决策的依据，而不是凭空想象。4．3、抓紧调集事故工厂的工程技术人员和相关专家到场事故工厂和事故单位的技术人员，对于工艺流程、物质的性质、发生危害的应对措施，都有响应的专业知识和专业措施，发生此类灾害时，要立即把他们调集到灾害现场，进行分析，研究出最佳处置方法，到场的消防处置人员要认真听取他们的意见，共同处置此类灾害。在此类事故处置中有一法宝，就是切记简单的六条原则：一要做好侦检;二要做好防护;三要防止污染;四要有事故单位工程技术人员和相关专家到场;五要有照明装置;六要保持安全距离。4．4、此类灾害救援现场一定要次序井然，动作规范，切不可杂乱无章处置人员少而精，所有操作必须按规程办。对于易燃易爆气体泄漏场所，基本的处理有：关阀断料、合理通风，加速扩散，喷雾状水稀释，防止积聚，防止达到爆炸极限。对于那些比空气重的易燃易爆气体，从容器中泄漏出来后，容易向低洼处积聚，特别要防止进入管道井、电缆井、下水道等隐蔽地方。在每个过程、每个阶段，都要使过程规范化，不可遗漏一个环节。包括选用的操作工具、旗语信号（颜色牌信号）都要严格按规范开展。进入这类灾害场所要以相当专业的特7勤人员为主，平时要注意专业训练，同时要培养过硬的心理素质。4．5、认真观察发现株丝马迹，科学谨慎确保安全第一认真观察发现爆炸的株丝马迹，特别实用于在沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）类灾害中，在灭火和冷却罐体过程中，时刻注意罐体和燃烧情况，如发现罐体颜色变化、如燃烧的火焰由红变白，光芒耀眼，燃烧处发出刺耳的哨声，罐体抖动，即为蒸气爆炸的预兆。这时，扑救人员应立即擅离到安全地带。有时发出尖利的啸叫声、或象喷气式飞机起飞的声音，都可能是爆炸前兆，所有人员必须撤离到安全地方。对于经验丰富的指挥员来说，容易发现爆炸的株丝马迹，就能够避免爆炸的危险。对于大多数指挥员特别是基层指挥员而言，科学地谨慎是十分必要的。台湾有学者对于危险性极大的密闭容器中化学危险品火灾，用定性和定量的方式，来确定消防行动。笔者认为可以用于参考，它体现了安全第一的观念。当遇到在密闭容器内的液体或液化气体有关系的火灾时，负责消防指挥的指挥员可以根据下面六个定性和定量问题，来确定安全的消防行动。4.5.1、所涉及的物质：如果涉及的物质属于分类等级中的A级爆炸物、A级有毒物、不稳定或活性物质，应当立即疏散和撤离。如果不知道所涉及物质是否属于分类等级中的A级爆炸物、A级有毒物、不稳定或活性物质，继续回答下一个问题。4.5.2、大火燃烧的时间有多长：如果大火的直接火焰在密闭的罐体上燃烧的时间超过10分钟，那么即使进行了泄压或安全阀的操作，也还是应该立即疏散和撤离。如果大火的直接火焰在密闭的罐体上燃烧的时间没有超过10分钟，继续回答下一个问题。4.5.3、暴露物有哪些：如果没有严重的生命或财产暴露，撤离并疏散该区域。如果有严重的生命或财产暴露，继续回答下一个问题。4.5.4、供水能力如何：对于每一个火点，至少应该考虑每分钟有500加仑（2275公斤，合2.3吨，合38升/秒的出水流量）的供水量。如果该区域不能保证及时的供水量，那么火势将很可能无法控制，这时应当立即开始疏散和撤离。8如单个水炮供水，即应该考虑用大于40升/秒的水炮控制每个火点。如果每一个火点能够保证每分钟有500加仑（2.3吨）的供水量，继续回答下一个问题。4.5.5、水能够达到火点上空的蒸汽空间吗：如果容器的设计使水无法达到火点上空的蒸汽空间，立即进行疏散和撤离。如果水能够有效地到达目标，继续回答下一个问题。4.5.6、水要多快才能开始使用：如果有效的水流不能在到达后5分钟或火灾持续15分钟内开始被使用，消防队员应该马上撤离，并进行疏散工作。如果有效的消防行