趙楠楠(遼陽石化公司研究院,遼寧 遼陽 111000)
石油化工是以石油和天然氣為原料的化學工業(yè),是一種極其重要的原材料產(chǎn)業(yè),在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中占據(jù)了重要的地位。石油化工對我國的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運輸、國防建設(shè)等都有不同的作用,例如石化生產(chǎn)的合成氨是生產(chǎn)化肥的根本原料,在塑料產(chǎn)品制作過程中合成樹脂是非常重要的一種原材料,而在各種橡膠產(chǎn)品中也是關(guān)鍵材料[1]。與此同時,在我國制造行業(yè)的應(yīng)用中,化工產(chǎn)品的重要性也愈加凸顯,無論是建筑行業(yè)還是船舶制造業(yè),化工產(chǎn)品的應(yīng)用都是非常廣泛的?;ぎa(chǎn)品中的橡膠材料的應(yīng)用范圍也在增加,因為其可以耐高溫、耐腐蝕,對于防輻射、絕緣方面都有很好的效果。現(xiàn)代超音速飛機制作過程中必須用到類似的化工產(chǎn)品,在航空航天、導彈制作過程中都有其應(yīng)用的地方。石化公司生產(chǎn)的大多數(shù)產(chǎn)品都是新材料,不僅用途廣泛,而且有許多產(chǎn)品優(yōu)于天然材料。人們的衣、食、住、行與石化產(chǎn)品密不可分。石化產(chǎn)品為人們提供優(yōu)質(zhì)、實惠的日用品,促進市場開展,豐富人們的生活。石化產(chǎn)品在日常生活中已經(jīng)必不可少,其涉及的領(lǐng)域非常廣泛。
石油化工產(chǎn)品的出產(chǎn)一般涉及物理變化和化學反應(yīng)。這一進程不僅紊亂,而且有些反應(yīng)劇烈且易失控,其間大多數(shù)發(fā)生在難以監(jiān)測的反應(yīng)堆或管道中。因此,石化生產(chǎn)比其他職業(yè)愈加專業(yè)化。當操作條件改變、進程中止或發(fā)生人為錯誤時,可能會呈現(xiàn)火災和爆破事件的潛在危險。用于制作石化產(chǎn)品的原材料、中間體乃至產(chǎn)品大多是易燃、易爆、劇毒和腐蝕性的。現(xiàn)代化學工業(yè)不斷向多樣化、規(guī)模化、連續(xù)性和自動化方向發(fā)展。如果生產(chǎn)中閥門放置不當、數(shù)據(jù)不正確或管理和處理不當都可能導致火災和意外爆破,對工廠造成毀滅性結(jié)果。
石化裝置發(fā)生火災時,原料、中間體或產(chǎn)品會發(fā)生燃燒,這些都是燃燒的對象即通常所說的易燃高分子材料,設(shè)備又是石油化工火災燃燒的主體,生產(chǎn)過程中物料不分離,物料不會脫離裝置而獨立存在[2]。因此,認真研究石油化工廠火災的特點及其滅火措施,對提高消防人員的滅火能力,有效控制和撲滅石油化工火災,對經(jīng)濟建設(shè)具有重要意義。
石油化工是指生產(chǎn)各種油品、塑料、可燃氣體的行業(yè),為生產(chǎn)生活或生產(chǎn)經(jīng)營提供所必需的工業(yè)化學原料。石油化工產(chǎn)品是重要的能源、初級工業(yè)原材料和生活必需品,幾乎影響到經(jīng)濟、生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域,對經(jīng)濟和民生產(chǎn)生重大影響。石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中使用的原料、中間體和產(chǎn)品多為易燃易爆、有毒有害物質(zhì),腐蝕性強、儲存量大、集中存放。管道、設(shè)備、儲罐等可能會溢出物料,造成火災和爆炸事故,經(jīng)濟損失遠遠大于其他屬于高危行業(yè)的行業(yè)[3]。隨著科學技術(shù)的不斷進步,石化企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)施和工藝流程越來越復雜,易燃易爆、有毒有害化學品火災事故的發(fā)生層出不窮,石化火災爆破事故也越來越多。近年來,全國石化廠火災爆破事故數(shù)量和頻率居高不下,造成人員傷亡多、經(jīng)濟損失大、社會影響大,超越其他行業(yè)。
由于石化行業(yè)的原輔材料大多為易燃易爆、有毒有害物質(zhì),且生產(chǎn)過程大多處于高溫高壓狀態(tài),發(fā)生火災、爆炸的風險遠大于其他行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,科技水平也在逐年上升,無論是在國內(nèi)還是國外,化工生產(chǎn)的范圍也越來越廣泛,但是其不斷發(fā)展的同時也存在著一定的安全隱患[4]。
通常在化工廠的高處,周圍沒有人,即使人們在地面上,由于能見度有限,也很難注意到最初的火災,所以一旦發(fā)生著火點,很難及時看到。一般來說,當火勢不斷上升的時候,在著火點會出現(xiàn)濃煙。此外,化工廠?;返姆贌匦砸膊煌?,有的?;吩诜贌^程中不易被發(fā)現(xiàn)。與本文提到的氫氣焚燒相同,火焰呈藍色,沒有比照,白日不易看到。某化肥廠放空閥出口處,由于前置電動截止閥關(guān)閉不嚴,放空管出口泄漏出氫氮混合物?;旧希瑹o論是油氣燃燒還是氫氣燃燒,泄漏氣體的燃燒在幾秒鐘內(nèi)就達到穩(wěn)定狀態(tài),火勢發(fā)展極快,由于火的性質(zhì),一般很難在設(shè)備層面控制或消除初期火災[5]。
在化工廠高空滅火時,與地面火災相比,及時調(diào)動人員、設(shè)備和消防車撲滅火災并不容易,因為人們走上樓梯到達火場需要一定的時間。一般來說,房間的高度很小。當遇到火時,人們保護自己的空間就更少了,不利于人員集中進行有效滅火。滅火器大部分是手持式滅火器,滅火泡沫通過消防立管連接,或泡沫滅火器噴射泡沫滅火。如果能在火災的初始階段被撲滅,火勢相對較小。如果火災是由疏水性物質(zhì)或不溶于水的物質(zhì)引起的,不能用噴水或滅火水滅火,否則火勢會在火區(qū)周圍加劇或蔓延,造成更大的火災后果。天津港“8·12”就是一個案例,瑞海公司危險品倉庫的火災爆炸事故尤為嚴重?;S高處有效滅火方法少,高處設(shè)備局部受限。受明火和高海拔影響,特別是因油氣泄漏引起火災時,環(huán)境溫度超過600 ℃,局部溫度甚至超過1 000 ℃,很難確保消防員有足夠的空間撲滅火災。同時,燃燒不充分會產(chǎn)生大量黑煙。這嚴重阻礙了工作人員的視線,逃生路線通常只是一個梯子,非常危險,必須根據(jù)具體火災情況確定滅火方法。
由于石化廠的火災通常始于焚燒、爆破和崩塌的大規(guī)模三維流體形式。因此,必須有足夠的消防利器和“重兵”將優(yōu)勢兵力會集在火災現(xiàn)場,一起進行阻攔、冷卻和射擊等戰(zhàn)術(shù)行動。平整長期作戰(zhàn)行動,組織人員更換和全面火力打擊等,及時增援和指揮后備力量,確?;鹆刂?。當然,要掌握火控,需要了解火的主要方面和主要攻擊方向。石化廠火災復雜,危機頻發(fā),但必須有1~2個環(huán)節(jié)對全局至關(guān)重要。因而,到達火災現(xiàn)場的消防隊有必要繼續(xù)考慮這些方面。指揮員有必要能夠集中軍力,不盲目部署軍力,不進行全面沖擊,應(yīng)善于安排。經(jīng)過重復打破一個點,能夠操控大局積極滅火。安全風險管理的主要目標是在風險發(fā)展為事故之前控制和降低風險??偟膩碚f,它經(jīng)歷了風險識別、風險評估和風險管理三個步驟。根據(jù)化工廠高層火災的特點,結(jié)合化工廠火災的一般特點,研究制定一定的防控措施,有利于控制和減少高層化工廠火災,實現(xiàn)風險管控。
防火和滅火措施也是適當?shù)娘L險管理方法和實踐,通常在防火、滅火和減輕火災中發(fā)揮作用。為了防止火災,有必要了解火災的原因,特別是控制燃料、點火源,最重要的是控制支持燃燒的氧氣、溫度和壓力。發(fā)生火災時,主要需要撲滅火災,然后采取措施盡量減少火災造成的意外損壞。
對于高層化工廠火災,由于一般地面火災的危險性,也有其自身的危險特性,尤其是高層化工廠火災具有難以撲滅、火勢持續(xù)時間長的特點,容易造成連續(xù)火災,造成后續(xù)事故。高處液體易燃火災形成的三維火災的特點,并相應(yīng)擴大火災事故的后果和控制措施。熟知其危險特性有助于大大減少大型化工廠火災事故的后果[6]。
檢驗制度是化工企業(yè)的基本制度?;て髽I(yè)要求經(jīng)營者進行定期、及時的檢查,關(guān)鍵是研究確定檢驗路徑,提高檢驗質(zhì)量。經(jīng)過對要害設(shè)備和要害部件的危險剖析,確定運營商的日常查看路線。日常查看是化工企業(yè)調(diào)查和發(fā)現(xiàn)危險的重要手段,也是化工企業(yè)實施危險查看最基本、最簡略的辦法。
因此,加強查驗辦理,保證查驗質(zhì)量是查驗檢測的要害。盡快應(yīng)對各種安全危險的基本辦法,也是降低安全危險的基本辦法之一。例如,某企業(yè)在檢查站精心準備了警示牌,掛在待檢查設(shè)備附近,以快速掌握檢查的主要內(nèi)容和方法。此外,不少企業(yè)還實施了激勵措施,對及時發(fā)現(xiàn)問題設(shè)備的員工,給予經(jīng)濟獎勵,鼓勵員工認真檢查,提高日常檢查質(zhì)量。
消防設(shè)備是化工廠及時發(fā)現(xiàn)火災、防止火勢蔓延、預防火災、降低火災風險的最基本、最有效的措施。《消防法》明確規(guī)定,對消防設(shè)備的管理及其購置必須要符合國家及其行業(yè)的標準,在日常維護過程中要定期進行檢查,必須要讓消防設(shè)備處于最優(yōu)狀態(tài),消防設(shè)備管理包含公司日常消防設(shè)備的查看、保護和更新。有資質(zhì)的專業(yè)消防保護團隊定時進行系統(tǒng)查看、測試和保護,消防查看部門定時查看消防設(shè)備。
消防設(shè)備的一般維護和檢查主要包括:火災自動報警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、防火分隔系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)涂裝、火災探測。這些消防設(shè)備發(fā)揮著各種關(guān)鍵作用,在火災探測、滅火和降低火災風險方面發(fā)揮著重要作用,保證了消防設(shè)備的正常運行或準工作狀態(tài),加強了對消防設(shè)備的維護和管理[7]。
滅火蒸汽回路設(shè)置在扳手部分的連接法蘭上,主要針對化工廠高處法蘭漏料引起的火災事故,由于高處火災的危險特性,不能及時處理,導致火災事故的蔓延。消防蒸汽的啟動配置是一個遙控器,在發(fā)生事故時可以遠程啟動,而使用消防蒸汽可以有效地控制和撲滅火災,達到滅火的目的。
當石油化工廠發(fā)生火災時,一些設(shè)備會泄漏。火源爆炸燃燒后,輝光會使泄漏裝置燃燒。已形成穩(wěn)定燃燒的點火器能否爆炸,視情況而定。如果設(shè)備因溫度和壓力過高而爆炸并著火,則設(shè)備不太可能發(fā)生二次爆炸。如果設(shè)備因泄漏而起火,且泄漏破裂小,且設(shè)備內(nèi)部的材料為液化石油氣或可燃氣體,則設(shè)備爆炸的可能性很大。因此,消防部門到達火災現(xiàn)場后,指揮員應(yīng)根據(jù)火災現(xiàn)場的具體情況,迅速評估消防設(shè)備是否會發(fā)生爆炸,然后再做出決定??焖俨渴鸩筷牐瑫r冷卻滅火消防設(shè)備,防止消防設(shè)備變形和爆炸。
滅火過程中應(yīng)注意是否有突變跡象,當石油化工廠產(chǎn)生火災時,燃燒或燒焦的設(shè)備和船舶都會出現(xiàn)一定的化學反應(yīng),讓火勢進一步蔓延,甚至造成人員的傷亡。因而,在消防工作中,有必要加強對火情突變的認識和了解。除了培訓專業(yè)人員外,還應(yīng)安排一個專項管制小組,以監(jiān)測和加強各種儀器和設(shè)備。一般來說,在周圍燒制或烘烤設(shè)備和器皿發(fā)生突然變化之前,會有一定的跡象。在石化廠滅火時,及時發(fā)現(xiàn)突然變化的跡象,可以減少重大損失。在石化廠今后的消防工作中,對火情突變的認識應(yīng)該繼續(xù)加強。因為一旦這些預兆被發(fā)現(xiàn),指揮官和士兵要么抓住火情突變的短期機會,采取行動化險為夷;要么果斷撤退,減少傷亡,挽救兵力,停止作業(yè),然后離開。
在對不同的器件進行冷卻時,可以對不同狀態(tài)的器件采用不同的處理方法。對于存在火災風險的高塔、鍋爐和反應(yīng)堆,應(yīng)分層布置水槍從上到下均勻冷卻,以防止上部或中部冷卻失效。燃燒高壓設(shè)備時,應(yīng)采取技術(shù)措施降低冷卻過程中的內(nèi)部壓力。對于燃燒真空設(shè)備,應(yīng)在主動冷卻期間封閉進口和出口閥,以防止再次焚燒和爆破。如有必要或可能,可將過熱蒸汽注入真空設(shè)備,以調(diào)整設(shè)備內(nèi)的壓力。此外,在冷卻設(shè)備和容器時,重要的是保證設(shè)備和容器以及火災危險承重部件盡快冷卻。
化工企業(yè)儲存、使用或生產(chǎn)的原料、成品具有易燃、易爆、有毒、有腐蝕性等特點,一旦發(fā)生事故,不僅威脅到人的生命安全,同時對大氣和水土環(huán)境造成污染?;ぱb置由于其原料、產(chǎn)品很多都具有易燃易爆的特性,一旦發(fā)生火災,通常都會有火災發(fā)展迅速、火勢猛烈、火災影響范圍大的特點。所以了解其存在的風險并提出化工企業(yè)高空火災的防控措施具有重要意義。