石油化工装置火灾扑救

武警学院灭火指挥教研室2005年8月石油化工工业是以石油和天然气为原料的化工工业，它既是重要的原材料工业，也是国民经济的基础工业。石油化工生产一般要经过物理变化和化学变化，不仅工艺复杂而且反应十分剧烈，极易失控，比其他工业具有特殊的潜在的危险性。一旦操作条件发生变化、工艺受到干扰，或人为原因造成误操作，潜在的危险就会发展为火灾爆炸事故。石油化工原料、中间体和产品是在生产装置内加热、混合、反应、分离、冷却和储存的，物料离不开装置而独立存在。因此，石油化工火灾中装置与设备是燃烧的主体。认真研究石油化工装置火灾特点，探索其灭火对策，对于提高消防部队的作战能力，有效控制和扑救石油化工火灾，有着十分重要的意义。一、石油化工装置基本特点二、石油化工装置火灾特点三、石油化工装置灭火战术四、扑救石化装置火灾的安全措施五、典型石油化工装置火灾扑救一、建筑特点石油化工生产装置区均系框架式结构的露天式建筑，建(构)筑物与生产装置连成为一个整体，占地的空间较大，生产操作的平台比较窄，环塔的登高梯只能单人通行，建筑物的构件和生产装置大多是使用的金属材料，火灾时，其耐火性能降低。框架式结构的露天式建筑一、建筑特点一、建筑特点建(构)筑物与生产装置连成为一个整体二、生产装置特点石油化工装置主要是由炉、塔、罐、泵、管道、阀门和仪表等组成。随着科学技术的发展，石油化工厂的年生产能力越来越大，其生产装置也在向更高、更大的方向发展，生产设备、管道、阀门增多，相互间更加密集、间距在缩小。一旦发生火灾，火势蔓延速度极快，在很短的时间内便可形成为立体、大型和难以控制扑灭的火灾。（一）生产装置种类繁多1、物料容器多2、物料输送设备多3、塔式反应设备多4、加热、冷却、干燥设备多5、自动化控制设备多（二）生产装置安装形式复杂（三）各种装置的构造、材质不同（四）紧急事故处理装置二、生产装置特点三、生产工艺特点只有掌握石油化工装置的工艺特点，才能在组织指挥扑救火灾做到，预见其变化，判断其趋势，决策可超前，机动灵活地处置各种情况，采取最有效的工艺灭火手段和灭火战术，夺取灭火作战的胜利。炼油工艺流程图（一）生产综合化、产品多样化大型石化企业是集原料加工、中间体再处理、产品再加工为一体的综合型、连续生产的企业。以辽阳化纤厂为例，其原材料为石脑油，下设炼油厂等十大生产厂，生产各种油品、液化石油气等燃料和乙烯、丙烯、苯、对二甲苯等多种石油化工生产原料，并加工成环氧乙烷、乙二醇等中间体，中间体又进一步加工成聚乙烯、聚酯树脂等化工产品。（二）装置规模大型化石油化工装置主要是由炉、塔、罐、槽、釜等设备组成，其投资额与容器设备的表面积成正比，其产量与其容积成正比。产量大，投资少，促进了装置的大型化。生产规模大型化后，对工艺设备的处理能力、材质和工艺参数要求更高，增大了潜在的火灾危险性。（三）生产工艺控制高参数石油化工生产过程中，很多工艺都采用了高温高压、高真空、深冷等工艺控制高参数，使生产操作更为严格、困难，同时也增大了火灾危险性。在火灾条件下，高温高压设备在火焰直接作用或热辐射作用下，极易发生爆炸；而负压设备在发生泄漏后，也极易发生爆炸，使火势扩大蔓延。（四）生产装置高度密集根据生产工艺的要求，石油化工生产装置都是集中布置的，密度大、间距小，设备、管道交错排列、纵横贯通。生产装置高度密集，在火灾条件下，因热对流、辐射、传导等作用，易造成爆炸与燃烧交替发生的严重状况或发生链锁式爆炸燃烧，使燃烧面积扩大。（五）联合装置更为普遍生产规模的大型化，使各种生产有机地联合起来，一套装置的产品就是另一套装置的原料，多种装置直接接合。石油化工生产的这种联合装置不仅规模庞大而且工艺复杂，装置间的相互作用增强，使各个装置的独立运转非常困难，整个生产系统也变得非常脆弱。（六）工艺管线多、阀门多大型石化企业的生产区内管线立体架设、纵横交错；管线之间介质流量的控制和分配是通过阀门来调节的，所以各种阀门很多。管线长时间腐蚀或检修更换不及时；阀门频繁开启和关闭，内垫老化、关闭不严，或操作失误，都容易造成跑、冒、滴、漏等事故。石油化工装置发生火灾，一般说来，火情都比较复杂，常常伴随爆炸，出现立体、大面积、多火点、复燃、复爆等多种燃烧形式，往往会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。了解和掌握石油化工装置的火灾特点，是成功扑灭石化装置火灾的前提。石油化工装置发生火灾以后，物料的燃烧速度是很快的，常常是在很短的时间内就可能使整个装置区、整个车间成为一片火海，燃烧非常猛烈。石油化工装置火灾的燃烧物质大多是可燃气体、易燃可燃液体，而且处于高温、高压状态下，如有跑冒滴漏遇着火源时，便会瞬间形成大范围火灾，扑救十分困难。例如，易燃可燃液体火灾，火焰沿燃烧液体表面的蔓延速度可达0.5—2m/s。一、燃烧的猛烈性（一）可燃气体化学性爆炸由于生产装置出现跑、冒、滴、漏，使可燃气体或易燃可燃液体等物料从管道的连接部位、阀、塔、釜等设备的破裂处泄漏出来，其可燃蒸气与空气形成混合气体，达到爆炸极限时，遇到着火源即发生化学性爆炸，其爆炸威力是很大的，即爆炸时产生的冲击波、高热会破坏生产设备，导致火势迅速蔓延扩大，造成人员伤亡。二、爆炸破坏性案例1：1997年6月27日21时30分，位于北京东南通州区的北京化工集团有限公司东方化工厂，由于罐区北侧编号为V09561B乙烯球罐底部液相管发生泄漏，遇静电突发化学性爆炸而引起火灾。火灾造成9人死亡，39人受伤，直接经济损失1.17亿元。案例2：1998年3月5日下午，西安市煤气公司液化石油气管理所贮量为400立方米11号球形贮罐下部的排污阀上部法兰密封局部失效，造成大量的液化石油气泄漏，在罐区达到爆炸极限，引起化学爆炸。火灾造成11人死亡，31人受伤。（二）设备物理性爆炸设备物理性爆炸，通常是由于装置内部的可燃气体或液体物料体积膨胀所造成的结果。操作失误，造成设备超温超压火灾时，反应装置长时间被高温的火焰烧烤，使装置内部的温度升高，压力增大二、爆炸破坏性典型案例：1997年6月27日21时30分，位于北京东南通州区的北京化工集团有限公司东方化工厂，由于罐区北侧编号为V09561B乙烯球罐底部液相管发生泄漏，遇静电突发化学性爆炸而引起火灾。化学爆炸后，相邻球罐因受高温烘烤相继发生物理性爆炸，烧毁储罐17个，储料19257吨，以及罐区部分框架、仪表、电缆、桥架、建筑物等。（三）设备负压爆炸石油化工生产过程中，减压塔内的残压多为1～4kPa，与塔相连接的法兰、放空阀如不严密或被火烧烤受到破坏，一旦空气窜入塔内形成爆炸性气体，就有可能发生爆炸。扑救火灾冷却生产装置时，或采取放空、导流等工艺措施过程中，都要注意生产装置内部的压力变化，切忌产生负压而引发生产装置爆炸。二、爆炸破坏性（四）灭火措施不当引发爆炸在扑救石油化工装置火灾的过程中，当生产装置处于超高温高压或低温低压或负压时，如果骤然实施强力冷却，有可能使生产装置受温差作用而爆裂，导致爆炸；如果采取导流或放空等工艺措施时，生产装置内部出现负压时，也可能因“回火”引起生产装置内部发生化学性爆炸，加重火灾损失和人员伤亡。二、爆炸破坏性灭火后，对于那些外溢的油品和聚积的可燃气体，未及时处理，一旦遇明火或高温仍会复燃、复爆；如果热裂化气体、液化石油气或氢气等继续泄漏扩散，遇明火、高温等着火源时也会瞬间发生爆炸引起整个火场复燃，其危害极大。所以在灭火时，要特别注意物料燃烧和爆炸的反复性。三、复燃复爆性石油化工装置发生火灾时，由于生产装置内部，管道中存有大量可燃液体物料，一旦容器被破坏时，促使可燃液体物料从容器中由上而下的喷射出来，由高处向低处沿地面流淌或流入沟中顺流而下，造成火势由纵向、横向以及明沟和暗渠中纵横交错的发展扩大的态势，给扑救工作带来极为复杂的局面。四、火势流淌性石油化工生产装置发生火灾时，由于生产工艺的要求，多处环节处于高温高压运行，使气化的可燃气体在高压的作用下，强烈地由容器的孔口或裂缝处喷射出来，其火焰呈火炬型在空间漂浮摆动，火焰长达几米甚至十几米，漂高更长，直接烧烤生产装置和建筑构件，热辐射也威胁灭火指战员的安全。五、火焰飘浮性典型案例：2000年6月，大庆油田炼油厂，热油泵房，油品泄漏造成大面积流淌火灾，由于火焰的漂浮性。使在50米外的减压塔发生火灾。当石油化工生产过程中，由于某种原因使可燃气体跑漏而扩散于空间，或易燃可燃液体流淌而挥发大量可燃气体，如果遇有明火、高温物体等着火源被引燃或爆炸时，其火焰会迅速向逆反方向烧回，特别是在灭火时，如果在没有断绝可燃物料(气体、液体)来源时，即使将火扑灭后，还有可能发生复燃、复爆，火焰向可燃气流、液流的相反方向燃回。如果发生这种情况，处在该气区内的人员会被冲击波、灼热、缺氧而伤害。六、燃爆折返性石油化工装置在火焰高温烧烤的作用下，易出现多处破损裂缝，可燃气体或易燃可燃液体从容器(塔、釜、炉和管道等)破损处溢出后燃烧，形成多处火源点，火源点部位有高、有低，也有距离较远的，也有距离较近的。扑救火灾时，如果火场上出现火源多方向、多点的情况，灭火时则要特别注意掌握时机和灭火的效果。否则，将会发生多点火源已被扑灭，只有一点没有被扑灭，也会导致全面复爆或复燃。七、火源多点性典型案例：1997年6月27日，东方化工厂火灾发生初期由于球罐粉碎性爆炸引起整个罐区10个立式油罐和5个球型气罐的猛烈燃烧，并由于爆炸碎片飞出在厂区形成以罐区为中心几处火点：（1）位于罐区西侧800m的丙烯酸分厂1000m3中试装置。（2）罐区西北侧200m的管廊火；（3）位于罐区南侧400m的高压线及库房等几处火点。（一）可燃气体的立体扩散比空气轻的可燃气体由楼板孔洞、通风管道自下而上流动，比空气重的可燃气体自上而下扩散，遇明火、高温等着火源时，即可形成火灾的立体型。八、火灾立体性（二）易燃可燃液体的流淌易燃可燃液体通常是由上向下纵向流淌或遇平台、地面等转向为横向流淌扩散，只要易燃可燃液体物料流淌到何处，火势便会迅速发展到哪里，燃烧空间很大，有时火源点高达近百米处。八、火灾立体性典型案例：1999年11月，新疆克拉玛依油田炼油厂，常减压塔的增压阀被大风折断，高温油品从增压阀流出，遇空气发生燃烧，油品从塔身流下，造成自上而下的流淌火，并引起地面流淌火灾，典型的立体火灾。石油化工装置发生火灾时，其危害性是特别严重的，主要是爆炸、灼热、毒害、腐蚀等危害，火势会瞬间扩大，生产装置、建筑构件遭到破坏，发生破裂、变形或坍塌，造成严重的经济损失，甚致造成惨重的人员伤亡和政治影响。九、火灾危害性石油化工生产装置区（车间）多属露天型的建筑，即整个工艺流程的生产设备均暴露在“光天化日”之下，一旦发生火灾，火焰的走向和燃烧产物的流向以及热辐射的方向等都受风力、风向或地势标高差的制约。在大风天气的情况下发生火灾时，其影响更为明显，甚致影响灭火作战计划中的消防车辆的停放位置，更影响喷射灭火剂的方向、距离和有效率以及灭火指战员的战斗行动和人身安全。十、自然条件制约性典型案例：1989年8月12日9时55分，中国石油天然气总公司胜利输油公司黄岛油库一期工程五号油罐，因雷击爆炸起火,在灭火过程中，由于风向突然变化，引起四号原油罐突然爆炸，将油罐顶部半米多厚的水泥层炸向高空，烈焰形成一团巨大的火球，呈蘑菇状冲天而起。青岛支队13名官兵英勇牺牲，66名官兵受伤，8辆消防车、1辆指挥撤被烈火焚毁。扑救石油化工装置火灾时，火灾特点决定其灭火战斗行动是非常艰巨和危险的。登高的通行道路数量少而且狭窄火源点多而且距离地面较高热辐射强烈和有毒烟雾严重地影响参战人员的战斗行动火场上的噪音特别强烈，指挥难度很大在灭火过程中，随时有可能发生爆炸，威胁参战人员的安全。十一、战斗行动艰险性石油化工生产运行中发生火灾时所需灭火装备数量多，而且在灭火过程中装备的损耗量也比扑救一般火灾时的损耗量要大几倍、十几倍。火灾规模大，造成灭火剂消耗大水泵压力高，水带等器材消耗大油类污染，器材消耗大十二、灭火装备损耗性典型案例：1986年3月30日，中国石油化工总公司林源炼油厂原料油罐区由于2