工艺措施在液化石油气储罐泄漏与火灾事故中的应用

张瑞韬（宁波市危险化学品应急救援研究中心， 浙江 宁波 315000）

工艺措施在液化石油气储罐泄漏与火灾事故中的应用

张瑞韬（宁波市危险化学品应急救援研究中心， 浙江 宁波 315000）

工艺措施运用得当将起着不可替代、事半功倍的作用。本文介绍了液化石油气储罐发生泄漏与火灾事故时所采取的关阀断料、切断热源、注水排险、实施堵漏、倒罐降压、放空降压、惰性介质灭火、引火点燃等工艺措施原理、实施方法和注意事项。

工艺措施；液化石油气；泄漏；火灾

0 引言

液化石油气作为民用燃料使用越来越普及，具有节能、清洁、使用方便等特点。同时液化石油气是一种易燃易爆的危险物质，在生产、储存、运输和使用环节极易发生事故。随着液化石油气的广泛应用，因操作不当和管理不慎导致的人身伤亡及财产损失的事故也屡见不鲜。2015年7月16日，山东日照石大科技石化有限公司违规注水倒罐，导致液化石油气储罐泄漏，继而发生着火爆炸事故，造成2名消防员受轻伤、7 辆消防车毁坏、部分球罐以及周边设施和建构筑物不同程度损坏，罐区周边1km范围内居民房屋门窗被震坏，直接经济损失2812万元［1］。

1 常用工艺措施

工艺措施是在事故状态下采取的工艺操作，利用石油化工厂的物质、装置和设备，在厂方工程技术人员的配合下，采取断绝可燃物料、降温、降压、导流等方法制止泄漏或将火灾扑灭。实施工艺措施技术要求高、涉及范围广、风险性较强，因此在实际应用的过程中，务必要周密计划，谨慎实施。运用得当，工艺措施将起到不可替代、事半功倍的作用。液化石油气储罐泄漏与火灾事故中常用的工艺措施包括以下8项措施。

1.1 关阀断料

关阀断料是基于隔离法灭火原理，将着火设备的液化石油气进口或出口阀门关闭，切断着火设备与其它储罐或装置之间的物料来源，中断可燃物料的供应，降低着火设备的压力，是防止事故扩大的最佳手段。在液化石油气管线因泄漏发生火灾时，可采取关闭储罐出口阀门断绝气源；液化石油气储罐在进料过程中罐体发生火灾时，可关闭储罐进口阀门切断气源输入。

关阀断料应注意以下几点：①实施关阀断料前应确认火灾或泄漏点处在阀门之后，且阀门保持完好；②管线上有多个阀门可选用的，优先选择远程控制紧急切断阀；③正在进行进料作业的，应先关闭远程出口阀门和烃泵等设备；④关闭手动阀门时，操作人员应在水枪喷雾的掩护下进行，同时切实做好个人安全防护。

1.2 切断热源

液化石油气储罐发生火灾，储罐在池火或喷射火的烧烤下，容易发生物理爆炸，继而发生沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE），造成严重后果。采用喷淋降温切断热源是扑救液化石油气火灾极为关键的一环，其目的在于：①保证罐体钢材足够的屈服或拉伸强度，以保持罐体的完整性不致于坍塌；②保证液化石油气的温度或所对应的饱和蒸气压处于安全的范围。

切断热源应注意以下几点：①应优先选用确认完好的固定喷淋设施；②冷却强度不低于10L/m2·min；③液化石油气气相及液相温度在160～170℃之间时储罐会发生爆破，故应控制液化石油气温度在150℃以下为宜；④储罐在不采取任何措施下，会在10分钟左右发生爆炸，因此应在火灾发生后立即打开固定喷淋设施；⑤由于储罐湿壁在火灾烧烤下，使湿壁内侧的液化石油气气化带走热量，因而冷却应以干壁优先，且冷却要均匀、不留空白；⑥火场用水量大，应采用多种方式确保火场供水。

1.3 注水排险

当全压力式液化石油气储罐底部或储罐底部引出的液相管及阀门发生泄漏着火时，利用液化石油气密度比水小且不与水相溶的性质，通过注水线、进液管或排污管向储罐内注水，抬高液化石油气液位，使泄漏点处于水面以下，用水代替液化石油气从泄漏点漏出，从而将火扑灭或终止液化石油气泄漏，为实施堵漏或倒罐创造了有利条件。

注水排险应注意以下几点：①应通过烃泵、消防车水泵以较高压力进行注水，同时在泵出口处设置止回阀，以防液化石油气窜入注水线；②水温不能高于液化石油气的温度，以防注入的水对液化石油气起到加热作用，从而加剧险情；③注水过程中应密切观察储罐液位，到达储罐容积90%时的警戒液位时，应立即停止注水。为了防止因水压过大或注水量过大导致冒顶，可采取边注水、边倒罐的方法，把事故罐中的液化石油气逐渐倒入其他储罐；④对于冷冻储存的液化石油气储罐和罐顶气相管及阀门泄漏着火时不能采用此法。

1.4 实施堵漏

液化石油气储罐、管道、法兰等因设计、选材存在问题，以及介质腐蚀、操作不当，紧固件松弛、密封件老化等原因，造成液化石油气泄漏事故，泄漏的液化石油气与空气形成爆炸性混合气体，当遇到点火源，极易引发爆燃事故。

实施堵漏是处理化工灾害事故的常用工艺措施。对于泄漏压力不高的，可采取木楔、硬质橡胶塞、棉布条等进行封堵、缠绕，或金属螺钉加粘合剂旋拧堵塞；利用液化石油气气化吸热、容易使水结冰的特点，可在泄漏点缠上棉织物，用绳子、铜丝固定，浇水冻住止漏；对于储罐或管道上出现的带状、不规则裂纹，可使用专用的管道内封式、外封式、捆绑式充气堵漏工具进行堵漏；对于连续化生产或无法关阀断料的情形，可采取带压堵漏法，将专用夹具固定在泄漏处，通过注射嘴由高压油泵向夹具内注入密封剂进行堵漏。

实施堵漏应注意以下几点：①在对泄漏部位实施堵漏时，应采用喷雾水对泄漏气体进行稀释、驱散，防止形成爆炸性混合气体；②消除事故点周边所有点火源，操作时使用无火花工具；③冷冻法堵漏仅适用于泄漏压力较低、环境温度较低的情况。

1.5 倒罐降压

液化石油气储罐泄漏着火，在冷却下控制燃烧，当液位较高时，可通过倒罐的方法将着火罐中的液化石油气倒入安全储罐中去，以降低液位和压力，减少燃烧物质，缩短燃烧时间，降低爆炸风险。常用的倒罐方法是通过烃泵或压缩机倒罐。另外亦可依靠罐内压差作为动力进行倒罐，如两个储罐之间的液位高低产生的静压差、着火罐中的液化石油气受热后饱和蒸气压明显提高产生的压力差、注入压缩气体产生的压力差等。

倒罐降压应注意以下几点：①采用注入压缩气体和压缩机倒罐的方法可能会导致泄漏加剧，使灾情扩大；静压差倒罐速度慢且容易达到压力平衡，因而尽可能选用烃泵进行倒罐；②倒罐时要注意防止罐内出现负压引起回火，倒罐末期可向罐内注入适量的氮气，以避免发生次生灾害；③事故状态下的倒罐技术要求很高，须在确保安全的情况下组织实施。

1.6 放空降压

当储罐受到火势威胁又来不及倒罐时，将液化石油气通过火炬线排入火炬系统燃烧，或开启放空阀向大气放散液化石油气气体，以降低储罐内压力，保护储罐安全，防止超压而发生爆炸灾害。

安全阀的设计、选用，其排放能力是能满足发生火灾情况下最小排气截面面积要求的。但若不能采取措施防止安全阀因罐壁温度升高失去强度，从而影响其排放能力，则不能保证储罐的安全。故除了加强罐体冷却外，可观察温度、压力传感数据，适时主动通过与安全阀并联的放空线、系统火炬线排气泄压。若无远程控制阀可使用，切勿登罐作业，可通过气相平衡管线从其它地方排入火炬系统。若排放量过大，液态液化石油气进入火炬线，为避免液化石油气气化损坏火炬线或在火炬处泄漏及形成火雨而引发次生灾害，可通过气相平衡管线将液化石油气排入安全储罐中。

1.7 惰性介质灭火

氮气、蒸汽等惰性介质在石油化工厂内较为常见，惰性介质灭火具有经济易得、设备简单等优点。合理利用这些惰性介质辅助液化石油气泄漏火灾事故的处置，往往取得很好的灭火效果。

液化石油气储罐或管线发生泄漏时，可以开启氮气、水蒸气系统，对事故现场内所形成的蒸气云进行稀释、驱散，消除火灾隐患。发生池火时，可在围堰内施放氮气、水蒸气进行灭火。大量的惰性介质充盈事故区域空间，可防止形成爆炸性混合气体或达到窒息灭火的目的。

罐顶注氮排险与罐底注水排险有着相似的原理。当罐顶管线、法兰等发生泄漏或形成火炬燃烧时，利用氮气密度比气相液化石油气小的特性，可直接通过氮气线或利用气相平衡管线从罐顶往罐内注入氮气。当压力较高的氮气注人罐内后，气相液化石油气液化，上层气相空间被氮气占据，氮气代替液化石油气从泄漏点漏出，从而将火扑灭或终止液化石油气泄漏。操作时应确保氮气压力在罐内液化石油气压力与安全阀开启压力之间。

1.8 引火点燃

采用点燃的工艺措施一般有两种：①液化石油气储罐发生泄漏、火灾，当无法通过倒罐、放空等措施进行降压排险时，可用软管、燃烧喷嘴等与储罐连接，将液化石油气引流到相对安全区域点燃，在安全监护下控制燃烧殆尽。②液化石油气储罐发生泄漏，若无法关阀断料与有效地实施堵漏，且不将泄漏物点燃将带来更严重的后果时，应使用曳光弹、点火棒等主动点燃，控制其稳定燃烧。若不能采取其它措施时，只能控制液化石油气燃尽。当液化石油气泄漏扩散蔓延较大范围，点燃可能带来严重后果时，切勿采取引火点燃措施。

引火点燃应注意以下几点：①引火点燃应在喷雾水枪的掩护下进行，且点燃之前应对周边环境可燃气体进行检测；②采取引火点燃，须根据实际情况果断作出选择，同时做好防范措施，谨慎实施。

2 工艺措施运用案例

2015年10月4日，超强台风“彩虹”重创粤西。湛江市霞山区临港工业园内富多液化公司的 3 个液化石油气球形储罐受强台风袭击导致罐体泄漏，其中1#罐发生液相泄漏，2#和3#储罐的气相管被大风连根拔起发生气相泄漏，3 个储罐一共合计800余吨液化石油气。富多液化公司周围有10多家危化品工厂，1万吨以上的储油罐有20余个。泄漏罐体一旦发生爆炸，极有可能引起周边危化品发生连环爆炸。

结合实际情况，专家组专家和现场救援组最终确定用消防水枪对1 #罐泄漏的液相煤气进行稀释，对2#和3#号罐采用先封堵泄漏口、再用煤气槽车转移储罐存气的方法进行处置。5日5 时 40 分，1 #罐体内的气体全部排完，这意味着泄漏事故主要险情已经排除。而后，2 #罐和3 #罐泄漏口分别封堵成功。6 日 6 时 30 分，泄漏罐体内残余的 400 余吨液化石油气全部由煤气槽车安全转移。案例中成功运用了放空、堵漏、输转的工艺措施。

3 结语

在液化石油气储罐泄漏处置与火灾扑救中，工艺措施是科学有效的处置方法，合理运用可以解决其它方法解决不了的问题。灵活运用常用的工艺措施，须熟悉液化石油气的特性、储罐的结构、管线的布局、液化石油气储配工艺和操作过程等，并将工艺措施添加到现场处置预案中去，定期开展实战化训练进行检验，不断修改完善。事故状态中，工艺措施须在专家和工程技术人员的论证下得出方案，在确保安全的前提下组织实施。

［1］国务院安委会办公室关于山东石大科技石化有限公司“7·16”着火爆炸事故情况的通报［N］.国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局公告，2015，（8）：16-19.

［2］邢志祥.火灾环境下液化气储罐热响应动力过程的研究［D］.南京：南京工业大学，2004：49.

［3］祖因希.液化石油气操作技术与安全管理［M］.北京：化学工业出版社，2009.356-360.

［4］陈捷生，谢思佳，郑佳欣，等.惊心动魄40小时发生了什么？［N］.南方日报，2015，10，09（A01）.

张瑞韬，男，工程师，从事危险化学品应急救援研究。