危化品生产装置区模拟泄漏训练塔应用

彭建兵 曾江涛

（中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油气工程技术服务中心）

0 引言

危险化学品是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境有危害的剧毒化学品和其他化学品（以下简称危化品）。危化品作为化工生产的原料、中间体及产品，种类繁多。在生产、经营、储存、运输过程中若发生危化品泄漏事故，应急救援没有得到有效的处置，必将造成严重的灾害后果。

人与装备是危化品泄漏事故处置的两个决定性因素。到场消防指战员需要熟练使用配备的器材装备，采取科学合理的处置方法和最有效的措施来控制灾害并消除隐患。随着对装备现代化、队伍专业化要求的不断提高，不仅装备建设需具有一定的现代化水平，指战员也必须具有过硬的业务素质。二者的磨合、协调如果不到位，处置效能就会大大下降［1］。由中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油气工程技术服务中心消防总站（原中国石化江汉油田消防总站）领导的技术攻关小组研发设计的危化品生产装置区模拟泄漏训练塔［2］（以下简称模拟泄漏训练塔）是为了满足专业消防队伍对化工灾害事故应急救援堵漏训练的需求，实现人与装备的有效结合，达到“人装合一”的专利设计模拟训练装置。该装置真实模拟了化工装置操作条件下的泄漏情形，填补了对焊缝夹角等复杂泄漏模拟的空白点，并解决了现有训练装置在同一漏点只能模拟一种泄漏状态，且气、液模拟漏点物料供给管道单独设置，体积庞大、占地面积大等问题。模拟泄漏训练塔的应用使指战员平时训练更贴近实战，提高了队伍的作战能力。

1 模拟泄漏训练塔简介

1.1 模拟泄漏训练塔组成

模拟泄漏训练塔是在一座原油脱水器本体上模拟连接了法兰、阀门、大小头、三通、接管、人孔等12个独立的泄漏难堵点，在内部安装导管、隔板。导管将泄露介质分别接至各漏点，隔板阻断各漏点互不相通；水、气通过调节接口的转换控制，实现液、气、雾三种带压泄漏状态的随机变化。

该装置包括立式罐体、快速连接器、多个导气管和打气泵。在罐体的侧壁设有两个接口，分别与管道、变径接头、弯头、阀门法兰、阀门焊接，在焊接处依次设置有直管泄漏点、罐壁进出口与焊缝夹角泄漏点、变径泄漏点、弯头泄漏点、三通泄漏点、法兰焊口泄漏点、阀门法兰泄漏点和阀门填料泄漏点等；在罐体人孔的连接处设置人孔泄漏点；在罐体的侧壁、底部设置罐壁泄漏点和罐底泄漏点；在罐体上焊接公称直径为20 mm的接管，在该接管上安装针型阀并设置泄漏点。罐体上安装进气口和出气口及进气总阀和出气总阀。在罐体底部、后部分别设置进水总阀、出气总阀和出水总阀。罐体内部安装导气管及隔板，各导气管的一端焊接在对应的泄漏点处，另一端固定在罐体上并通过快速连接器的连接软管接至罐外；连接软管再与打气泵连接，并与出水总阀串接。隔板将各泄漏点区域封闭隔离。模拟泄漏训练塔接口及泄漏点见图1、图2，罐体内部导管及隔板设置见图3。

图1 模拟泄漏训练塔正立面图

图2 模拟泄漏训练塔后立面

图3 训练堵漏塔内部导管走向及隔板示意图

1.2 泄漏模拟

初次启用模拟装置时，先将出气总阀打开，由进水总阀向罐体加入少量水；再将针型阀打开，泄漏点24作为罐内水位溢流观察孔；当泄漏点24漏水时，关闭针型阀，关闭出气总阀；用打气泵通过进气总阀向罐体内加压至1.0～1.5 MPa。训练时，通过快速连接器将所需训练的泄漏点的导气管端头连通，选择进气、或水、或者水雾，分别从12个泄漏点喷出造成泄漏源。根据训练需要可调节水、气、水雾三种泄漏状态，以此模拟真实的事故泄漏现场。

1.3 模拟泄漏训练塔特点

模拟泄漏训练塔从消防的实际需求出发，充分考虑装置特点和系统的易用性。体积小、成本低、操作简单、效果逼真，为基层消防站开展堵漏训练提供了一个很好的模拟装置。与现有的模拟训练设施相比具有三个突出特点：

一是模拟现场逼真。该装置能够模拟压力在0.2～1.5 MPa下真实物料泄漏的三种泄漏状态，为消防员提供了物料泄漏状况下的带压堵漏训练。

二是模拟漏点全面。该装置可以模拟不同化工装置泄漏事故的战术训练，灵活地假设各种泄漏现场情况，解决了管道夹角、法兰等泄漏难堵部位的带压堵漏训练的难题。

三是模拟装置可控。系统环境模拟和物料泄漏实现了现场可调控制。如打开进气总阀，关闭进水总阀，此时泄漏状态为气态；打开进水总阀，关闭进气总阀，此时泄漏状态为液态；进水总阀、进气总阀同时打开造成泄漏状态为液气混合状态。也可手动直接控制，满足不同泄漏科目训练要求。

2 模拟泄漏训练塔的应用

模拟泄漏训练塔可模拟化工装置多种泄漏状况，尤其是能真实模拟液体、气体多漏点泄漏情况，辅助专业消防队伍针对化工灾害事故的应急、救援、堵漏进行训练，也可用于石油化工、管道集输等企业抢险抢修人员的快速堵漏操作培训。

模拟泄漏训练塔能够实现以下功能：无物料泄漏情况下的堵漏训练；液体模拟物料泄漏的带压堵漏训练；气体模拟物料泄漏的带压堵漏训练；液、气混合模拟物料泄漏的带压堵漏训练。按照对指挥员的现场指挥能力的要求，利用装置的功能，灵活地假设各种泄漏现场的情况，模拟不同泄漏点的战术训练。按照受训者的业务素质、人数、场地条件和训练目的，由易到难设置模拟训练装置的泄漏情况，既帮助消防队员进行技术训练，熟悉掌握各种消防器材装备的运用，又可以通过渐进式模拟对指挥员进行战术训练，提高指挥员处置危化品泄漏事故的分析判断能力、决策能力、应变能力和组织协调能力。

2.1 技术训练应用

技术训练，是消防队员为熟悉掌握运用各种消防器材装备而进行的基本操作技能训练，提高消防员自身作战能力［3］。消防队伍现已配备的堵漏器材主要有外封式堵漏袋、捆绑式堵漏带、注胶式堵漏工具、木楔堵漏工具、粘贴式堵漏工具箱、金属套管堵漏工具、套罩式堵漏工具等。模拟泄漏训练塔所设计的泄漏点，全面覆盖了这些器材装备的技术训练要求，消防队员可根据堵漏器材装备应用的要求，进行日常训练，熟练掌握。

部分泄漏点堵漏训练选用的堵漏器材见表1。

表1 泄漏点及堵漏器材选用

江汉油田分公司采油气工程技术服务中心消防总站通过多年的探索与实践，针对该模拟装置的罐壁与管道夹角、法兰盘等特殊部位泄漏点，又自行研制了专用夹角堵漏器和法兰堵漏器，并在该装置上进行堵漏训练，取得了较好效果。近年来，成功处置了某轻烃站管道法兰、潜江某石化厂装置区分馏塔法兰和天然气管道夹角处泄漏事故6起，泄漏介质涉及天然气、轻质油等易燃易爆物质，带压封堵作业且均在 10分钟内完成，未发生二次泄漏现象。通过实战检验，该装置能够很好地实现现有堵漏器材装备的技术训练，对于提高基层消防员对器材装备的使用掌握和提高自身作战能力具有重要作用。

2.2 战术训练应用

危化品泄漏事故具有突发性强、扩散迅速、物料复杂、物料挥发性强、现场复杂、危机四伏等特点［4］。危化品泄漏事故的处置对指挥员现场指挥能力的要求比普通的火灾现场或其他应急救援更高，消防队伍指挥员在事故处置中的指挥能力和综合决策能力将决定事故处置的成败。灭火救援战术训练是保障消防队伍掌握灭火救援战斗原则和方法而进行的训练，旨在提高消防队伍指挥员的组织指挥能力、临危处置能力、火场估算能力、综合决策能力等指挥员必备的能力素质［5］。

3 结束语

模拟泄漏训练塔，针对不同的危化品泄漏物质、泄漏点和泄漏程度进行技术训练和战术训练。通过实战检验，成功处置了天然气、轻质油等易燃易爆物质泄漏及带压封堵作业，堵漏完成迅速，没有二次泄露。模拟泄漏训练塔对基本实现消防队伍技能训练及战术训练，提高自身作战能力具有很大的应用价值。