文/周详
响水“3·21”特别重大爆炸事故发生之后,江苏省消防救援总队启动重特大灾害跨区域作战预案,一边开展火灾扑救、一边进行人员疏散搜救,并对核心区及半径2千米范围的化工企业进行风险排摸。本文主要介绍响水“3·21”特别重大爆炸事故现场情况、处置情况、灾害特点及技战术措施等。
响水县生态化工园位于江苏省盐城市响水县陈家港镇,设有化工生产、生活服务、污水处理、化学危险品储存四大功能区,已建成热电厂、污水处理厂、地面水厂、危险品管道接驳及散装码头、消防站等基础配套设施。江苏响水“3·21”特别重大爆炸事故(以下简称“响水事故”)发生前,响水县生态化工园入园企业共67 家,其中化工企业56 家,主要从事医药、橡塑助剂、染料中间体、农药、丙烯酸及酯类等精细化学品生产。
江苏天嘉宜化工有限公司占地面积14.7 万平方米,注册资本9 000万元。主要生产精细化学品,其主要产品为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、间羟基苯甲酸、3,4-二氨基甲苯、对甲苯胺、均三甲基苯胺等产品,用于生产农药、染料、医药等。其中,间苯二胺为企业主导产品,用于下游企业生产分散染料。生产苯二胺过程涉及硝化反应,会产生危险的硝化固废——一种黄色颗粒状或粉末状固体,俗称“黄料”;污水处理单元的废水池每半年左右也会清理出一批硝化废料,所有硝化废料均以吨袋(可装1 吨货物的包装袋)形式包装。这些硝化废料具有毒性、燃爆、腐蚀等危险特性,响水事故地点即为存放“黄料”的固废库。苯二胺生产工艺流程如图所示。
主产品间苯二胺生产工艺流程图
响水事故发生后,事故现场严重受损区域面积(建筑结构受损)约为14 平方千米,中度受损区域面积(建筑外墙及门窗受损)约为48 平方千米。由于爆炸冲击波作用,造成建筑物门窗玻璃受损,向东最远达14.7 千米,向西最远达11.4 千米,向南最远达10.5 千米,向北最远达8.8 千米。响水县、灌南县133 家生产企业、2 700 多家商户受到波及,约4.4 万户居民房屋门窗、玻璃等不同程度受损。
事故发生后,江苏省消防救援总队立即启动重特大灾害跨区域作战预案,第一时间调集13 个支队级单位、930 名指战员、192 辆消防车、20 台重型机械全速向现场集结。消防救援力量到达现场后,一边开展火灾扑救,一边进行人员疏散搜救。于3 月22 日凌晨5 时,将现场明火全部扑灭。消防救援指战员经过82小时的反复搜寻,截至3 月25 日零时,共搜救出164 人,其中86 人生还。第一阶段处置任务结束后,消防救援队迅速组织力量对核心区及半径2 千米范围的化工企业进行风险排摸,逐一甄别辨识、统计核查危险品的种类、现状和储量,评估安全风险,分级分类防控,精准制定方案,先急后缓、有力有序做好危化品输转、倒罐、清理等工作。
响水事故波及范围广,伤亡人数多,破坏程度大,后期处置难度罕见,是典型的失控性灾难事故。其特点可以总结为4 个方面:
一是范围广。事故爆炸威力大、破坏性强,强大的冲击波诱发“多米诺”骨牌效应,主爆炸点附近的企业被强大的冲击波严重摧毁,邻近主爆炸点的企业发生连锁殉爆,形成了直径120 余米的巨大爆坑,周边1.2 平方千米的16 家企业和1个污水收集站被完全摧毁,半径3千米范围内的所有建(构)筑物外墙玻璃几乎全部破碎、门窗有不同程度受损,整个园区被迫全部停产停工。
二是伤亡大。从起火到爆炸间隔时间非常短,来不及预警和疏散人员,强大的爆炸冲击波、热辐射和建筑砸塌等,导致人员伤亡惨重,并波及周边居民区和学校。
三是风险高。爆炸发生后,园区内危化品物料持续外泄,整个园区被剧毒、易燃易爆气体笼罩,核心区道路全部损毁,大量浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸等高腐蚀性物料泄漏流淌,到处都是致命的“高危陷阱”。
四是处置难。爆炸现场遗留千余个风险源、十余万吨危化品,其中有近百种剧毒、强腐、易燃、易爆的A 类重大风险源,可以说是一部危险化学品百科全书,需要逐一处理,专业性、技术性要求极高。
在此次事故处置中,面对危机四伏、险象环生的事故现场,全体参战消防救援指战员坚决贯彻中央领导指示精神,遵循“科学、专业、高效、安全”原则,展开了一场智勇比拼、殊死搏斗的艰苦鏖战。具体可以概括为6 个“重”。
一是重响应,做到灭搜同步。江苏省消防救援总队全勤指挥部到达现场后,采取仪器侦检、航拍建模等手段迅速掌握情况,明确“救人第一、快速响应、灭搜并重”的处置原则。前沿指挥部将燃烧区域划分为6 个灭火战区,首先消灭具有剧毒危险性的丙烯腈储罐火灾(丙烯腈有极毒,其毒性为氰化氢的1/30,不仅蒸汽有毒,而且附着于皮肤上也易经皮肤中毒,燃烧后会产生氰化氢),然后加固罐区防火堤防止流淌火,逐一处置苯和甲醇罐火灾。针对大量人员被困的情况,坚持先侦检后搜救、先外围后核心、先平面后立体的原则,将核心区划分为13 个片区、65 个网格,抢抓72 小时黄金救援期,组织开展“地毯式、全覆盖、全时段”排查搜救,最大限度减少人员伤亡。
二是重侦察,做到精准研判。由于现场工程技术人员和知情者极少,提供的有用信息有限,参战力量只能多次深入核心区查看灾情,利用多种侦检手段、加密监测点位和频次,实时采集有毒、爆炸性混合物浓度、泄漏物组分和酸碱度等数据,并利用消防无人机航拍测绘技术,实时传输爆炸核心区全景视频,建立二维影像、三维模型,分区设置高空瞭望点、观察哨,全要素获取第一手技术资料和灾情信息,为现场指挥提供决策参考。
三是重防护,做到全程洗消。在事故处置中,坚持全过程防护,针对灾情不同阶段和现场不同区域,实施差异化防护,按照“七防”标准(防火、防爆、防毒、防酸碱、防辐射、防灼伤、防触电)和“双防护”(呼吸和躯干)要求,联动调集多种防护装备。坚持全过程洗消,将园区划分为重危、中危、轻危区,严格核心区隔离、外围戒严等措施,严格对人、车、装进行常规洗消;卫勤分队第一时间遂行保障、靠前应急,随时对受到污染的人员实施现场快速洗消。
四是重评估,做到因情施策。在事故处置中,根据各涉事企业的行业特点、生产类别和物料特性,逐一甄别灾害范围、损毁程度、危害后果和处置难度,制作灭火救援作战力量部署图、道路水源图,实施沙盘推演、挂图作战;针对不同企业、不同工艺、不同危化品性质,制定专项处置方案,利用泡沫、干粉、二氧化碳、干沙、水泥粉等进行分类防控灭火救援。
尤其是天嘉宜公司苯、甲醇储罐在火灾被扑灭后,因介质本身闪点低、挥发性强,加之环境温度逐渐升高、覆盖泡沫析水溶解,极易发生二次复燃甚至空间闪爆,在实施倒罐处理过程中,现场制作倒液连接体,同时对输送管线采取法兰跨接、静电接地等措施,顺利完成了约1 000 立方米苯、230 立方米甲醇的倒罐转运工作。
针对高浓度硫酸、硝酸储罐大量泄漏、流淌积聚路面,致使一名处置工作人员和一名消防员受伤的情况,立即取样进行实验,从环境容量、放热反应、次生事故等方面,反复比对碳酸钠、碳酸氢钠、30%氢氧化钠、氧化钙、氢氧化钙等各类碱性化合物中和效果,最后选定投放500 吨氢氧化钙实施中和处理,取得了良好效果。
针对核心区诸多企业存放的硝基化合物、硝基酚盐等失水活泼、不稳定物质,落实不间断水封措施;针对剧毒高腐的溴素和遇湿遇水易燃易爆物质,及时调集自行研发的多功能粉剂高喷车,实施覆盖吸附和隔离窒息;针对剧毒危化品氰化钠,及时调集次氯酸钠,实施破氰处理;针对氯气、氟化氢、溴化氢等剧毒气体,投放碳酸氢钠至消防车水罐内,浓度达到5% ~10%,实施中和降毒;针对爆坑内约2 万立方米酸性积水和新丰河重污染水,在采取中和措施之后,待pH值升至3.5 以上,运用远程供水泵组输转至3 千米外的污水处理厂,累计抽排爆坑及河流污水35 万立方米。
五是重程序,做到有序疏运。面对园区内余存的各类危化品,现场处置由应急抢险转入危险源处置清运阶段后,前沿指挥部组织力量统计、辨识各危险品的种类、储量和现状,以及各类装置设备的疲劳损伤度,并按照“企业提案、专家论证、集中审核、全程监护”程序,精准制定“一企一案、一品一策”的处置方案,明确现场安全监护要求,落实突发情况应对措施,确保不发生次生灾害、二次事故和救援人员伤亡。
六是重保障,做到战勤先行。江苏省消防救援总队、支队两级战勤保障力量遂行作战,调集饮食保障车、宿营车、卫生车、淋浴车、应急供电车、油料车、泡沫原液车、供气车、医疗救护车等70 余辆,根据后期排险监护任务需要,做好打持久仗准备,陆续调集工程机械50台、多功能粉剂高喷车2 台、远程供水泵组10 套,一、二级防化服800 套、全面型隔离防护面罩1 800个、综合性滤毒罐1 000 个,泡沫药剂800 吨,为事故的成功处置提供了强有力保障。
面对化学灾害事故频发的严峻形势,经过实战探索,江苏省消防救援总队根据救援经验认为:在化学灾害事故处置过程中,需要强化以下几个方面:
发生化学灾害事故后,应根据装置灾情类型、灾害特征、灾情形式和灾害等级,科学确定灭火救援力量调派编成。
针对危化品灾害事故的特殊复杂性,首次调度至少按照三级应急救援力量进行调派,并立即提请辖区党委政府启动灾害事故应急救援处置预案,调集充足救援力量,调足适用不同危化品灾害事故的灭火药剂,多元化调度各种针对性的特种车辆装备器材,保障现场供水、供液充足不间断,为打好初战、遏制灾情赢得主动权。
针对各地配备的泡沫液种类繁多,各种不同类型、比例和发泡倍数的泡沫相互掺杂、效果相抵,降低泡沫灭火效能等问题,可考虑今后对泡沫进行统型,按最大灭火单元配备相同或兼容的泡沫液,以应对各类液体火灾。
前线指挥部通过多种形式收集灾害现场危化品种类、分布、生产工艺以及水源、道路等情况,并进行图上标绘、图上作业。
具体掌握侦察“三步法”:一是信息化支撑。完善消防基础感知网络建设,将车辆、装备、人员、市政水源道路以及主要参战装备的运行参数等数据,纳入消防实战指挥平台。同时共享企业及工信、公安、交通、应急、生态环境等部门的数据,一旦发生事故,第一时间获取单位情况、平面布局、生产特点、工艺路线、物料特性等基础信息,进行数据量化和图形显示,生成作战指挥“一张图”,分类分级建模研判,实现信息采集、研判预警、力量部署、战斗展开、全程监控的全闭环。
二是获取核心数据。调派专业力量迅速占领中控室,第一时间掌控DCS 系统(集中分散控制系统),实时监测事故装置及上下游装置介质、温度、压力、流量等参数变化,采取工艺措施遏制灾害扩大。通过询问涉事企业明白人、现场知情人获取信息,调取事故装置工程图、工艺流程图、设备结构图、公用工程图等数据资料。
三是全过程监测。通过无人机进行高空侦查、全景摄像,并建立现场二维影像、三维模型。实时观察现场火焰、烟气、异常声响、建(构)筑物和设备框架稳定等情况,确保整个作战行动安全。利用有毒、可燃气体检测仪、军事毒剂侦检仪、水质分析仪、固体物质侦检仪、光谱侦检设备等前端感知侦检装备,以及硫化氢、氯气、氟化氢、氧气等单一性侦检仪器,对现场泄漏燃烧物质进行高密度、多频次的采集、探测和现场分析。
要根据现场侦察情况,科学研判现场灾害发展态势,评估可能出现的次生灾害、救援过程中可能出现的伤害等情况,为现场指挥决策提供可靠依据。要根据不同灾害等级,树立“灾害初期工艺为先、快速处置;难控灾害有效控制、伺机处置;失控灾害反复研判、谨慎处置;灾难性灾害综合研判、妥善处置”的战术理念,做到科学、安全、高效处置。比如,在处置过程中,要充分利用DCS、SIS(安全仪表控制系统),该关的要及时关,该开的要及时开,该点火要及时点火,该用惰性气体封堵或吹扫的,要立即采取氮封和吹扫。如果物料燃烧猛烈且燃烧停止后会大量涌出有毒和可燃气体,或燃烧停止以后遇空气或氧气发生自聚、爆炸等强烈反应的,应当控制其燃烧强度,在保护主体结构和相邻结构稳定性的前提下,使其稳定燃烧。扑救遇水遇湿易燃易爆物品火灾时,应坚持“量大、时长”原则投放水泥粉、沙土等物质,有效产生隔离、冲击及窒息灭火作用。
针对化学灾害处置,各级普遍缺少精确详实的预案准备,灭火作战停留于人海、车海战术,各参战力量往往是一拥而上、见火就打,致使现场秩序混乱,后续阵地设置、力量优化和战术调整十分困难,导致出现“内部力量出不去、增援力量进不来”的尴尬境况,特别是泡沫供给车等战勤保障力量难以抵近一线,严重影响战斗成效。总结历次重大化学灾害事故的处置经历,应强化阵地、营地意识,在大型灾害现场合理划分作战区、待战区、集结区、保障区等功能区,车辆装备按编成有序停放,做好警戒和标识,避免扎堆核心区域。根据指挥部统一指令和现场战术需要,考虑路宽、净高和作业面等因素,针对性调集车辆装备,明确停车方位和作业范围。实施灭火作战时,可通过远程供水泵组和供液车联用直接供给泡沫混合液,压力充足的,宜直接连接灭火器具(泡沫枪、移动泡沫炮、灭火机器人);压力欠缺的,可在末端连接消防车进行增压,保证供给线路清晰、作战阵地有序。
化学灾害事故处置,应始终坚持工艺优先原则,做到工艺控制与外部处置相结合,科学运用DCS、SIS 控制系统实施紧急停车、关阀断料、放空泄压、紧急注氮、侧线循环、输转倒罐等工艺措施,以及灭火堵截、冷却控制、切断外排、稀释降毒、泡沫覆盖、干粉局部打击等外部手段,尽快减缓、控制、消除事故风险,确保处置过程安全,守住现场救援底线。针对化工灾害事故,消防装备无论是从结构上还是从类型上,都需要发展针对性强的应对处置装备,尤其是要按照最大、最难、最高等级配全、配精防护、侦检、洗消装备,这是决定今后处置危化品事故成功与否的关键,要高度重视、大力发展。
大型危化品灾害事故现场,灾情复杂多变、险情交织叠加,各种信息千头万绪、密集复杂,必须坚持“谁指挥、谁负责”,由一名总指挥全权负责,统一发出作战指令。同时,还需要有一个能力强、业务精的指挥参谋团队,除了负责信息的收集整理、情况的分析研判外,还要为总指挥下达作战指令提供辅助决策。救援力量在执行命令时要坚决、不走样,做到号令如山、令行禁止。这样,才能确保指挥决策科学、命令传达迅速、作战行动高效。