赵 锋
(江苏省泰州市医药高新技术产业开发区消防救援大队,江苏 泰州 225300)
化工企业是我国工业经济的重要组成部分,同时,化工行业也是典型的高危行业。化工企业通常具有较多的火灾事故风险隐患,并且贯穿于化工企业生产、储存和运输过程中,稍有不慎,就有可能引发严重后果。从近几年的化工企业火灾事故情况来看,火灾事故的诱发原因日益复杂,发生和发展一般较为突然、迅速,并且会在短时间内对周围环境或者周边人员财产造成较大威胁。因此,当化工企业发生火灾事故以后,在有限的时间内,采取科学有效的方法做好化工企业火灾事故的救援工作就显得十分重要。
化工企业设备因素主要是指因为设备问题引发火灾事故,主要包括几个方面:一是生产装置、设备日趋大型化,如反应釜、精馏塔、吸收塔、高压离心泵、大型储罐等。当化工企业设备出现老化以后,生产和储存过程中容易发生跑冒滴漏[1]。二是生产装置和设备不符合标准,比如一些设备因为产品质量不合格,在承受高温高压以后,强度会降低,加上管线连接多以及物料的腐蚀性,很容易发生跑冒滴漏,当接触的温度达到物料的自燃点,一旦跑漏,便会着火[2]。
日常作业操作因素主要是指化工企业生产人员在进行生产作业的过程中,由于操作不当而引发火灾事故,主要发生在储存、测量、卸料、清罐等环节。如果在作业过程中违反操作程序,使物料蒸汽泄露与火源接触,或者管道受压爆裂产生静电、火花,很可能引发爆炸燃烧事故。比如有的化工存储容器罐体漫溢、物料跑冒,遇到火星就会发生爆炸燃烧[3]。再比如物料滴漏,由于管线破裂、密封垫破损、快速接头紧固拴松动等,使物料滴漏至地面,遇火花立即燃烧。此外,还有一个重要因素就是静电起火,由于物料管线、生产管线无静电接地、静电跨接、槽罐车卸料未静置等,造成静电积聚放电,点燃物料蒸气,从而引发火灾。
在化工企业生产过程中,除了上述因素,还有一些因素容易引起火灾事故。一是蒸气沉淀,在作业过程中,若大量油蒸气外泄,且油蒸气密度比空气大,会沉淀于管沟、电缆沟、下水道、操作井等低洼处,一旦遇到火源就会发生爆炸燃烧[4]。二是储罐、管道渗漏,由于腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等,在非作业状态下,容易出现油品渗漏,遇明火燃烧。三是电路火灾,由于电路未按规范进行接合,或者用电设备不按规范使用超出用电荷载,很容易引发火灾。此外还有一些人为明火,比如在禁烟区抽烟、金属碰撞等,也容易引发火灾。
爆炸是化工企业火灾事故的主要诱因,燃烧速度快、破坏力强,往往居于各类火灾事故的前列,并且化工企业火灾事故火势猛烈、热值较高,其热辐射范围往往能够达到数十米甚至更远。由于化工企业有大量的化学压力容器、储物罐,一旦发生火灾,很容易使其受热变形、气体泄漏,并且通过连接管道,造成连续性爆炸[5]。例如很多化工企业都有常减压蒸馏装置,这些常减压蒸馏装置的作业温度能够达到500 ℃左右,并且通过连接地下管道,一旦发生火灾,很容易顺延着火爆炸。
化工企业的原材料、成品或者是半成品大多都是易燃易爆物质,并且化工企业的生产装备通常密集、高大,呈现立体式连续分布,一旦发生爆炸,很容易横向和纵向蔓延,在短时间内形成较大面积的燃烧区域,并且在火场上,还会产生“回火”现象,引发其他区间的生产装置爆炸燃烧。此外,化工企业的很多物料都呈液体状,在流淌的过程中也会造成火势的蔓延[6]。
化工企业的火灾事故特点决定了化工企业一旦发生火灾事故,救援难度往往较大。具体而言,其难点主要分为3个方面:一是化工企业火灾事故伴随着诸多不确定性和不稳定性,在开展火灾现场救援的过程中,仍然有可能发生二次爆炸和连续爆炸,提高救援人员和被困人员的遇险概率;二是化工企业火灾事故现场的泄露物质很多都是有毒、有害物质,一旦扩散并与人体接触,往往会对人员健康造成一定的危害,影响火灾救援行动[7];三是化工企业火灾事故的燃烧物质并不是一般的可燃物,很多都具有比较特殊的化学性质,常规采用的干粉灭火装置或者喷水灭火装置并不一定能对其产生作用,因此需要根据实际情况采取措施进行灭火,这也给现场火灾扑救带来了一定的挑战性。
正如前文所述,由于化工企业现场装置布局的特殊性,化工企业火灾事故发生以后,具有快速蔓延的条件,火势会顺着化工企业的生产管线、存储装置以及物料而蔓延扩散。因此,在开展化工企业火灾救援的过程中,第一步就是关阀断料,这是控制火势的最基本措施。在对化工企业火灾事故现场进行关阀断料的过程中,可以优先通过DSC控制室进行远程控制,这是确保人员安全的最佳方法。但是在实际操作过程中,可能会遇到控制失效的情况,此时就要在确保相关人员人身安全的前提下,由专业人员手动关闭。在手动关闭的过程中,除了需要迅速关闭阀门,还要估算阀门与着火点之间的易燃易爆物情况,并采取导流的方式进行清除,防止火势蔓延。
火灾救援的核心就是抢救生命,而且化工企业火灾事故由于蔓延速度快、热辐射范围大以及重复爆炸风险较高,很容易造成群死群伤,加上化工企业生产装置布局高密,被困人员也难以有效自救脱困。因此,消防救援人员抵达现场以后,要立即对现场情况进行侦查,全面掌握被困人员的数量、位置以及火灾现场的具体情况。在此基础上,通过强大水流的掩护,组织消防救援攻坚人员深入火场对被困、受伤人员展开救援,并将受伤人员及时送到救护车进行救治,提高人员的生存概率。
化工企业火灾事故发生以后,随着区域温度的快速上升,燃烧区域内的管线、装置、容器压力都会不断增加,在这种情况下,极易发生二次爆炸或者重复爆炸。爆炸发生以后,还会对临近的装置造成影响,产生连锁效应。因此,要及时对火灾现场进行冷却抑爆。
3.3.1 对被火焰直接作用的压力设备进行冷却
火场内的化学压力容器随着温度上升,很容易发生爆炸。因此,要对火场范围内以及临近的压力容器设备进行冷却,可以根据压力设备的位置、形状、高度以及危险性来选择水枪的位置和数量,确保冷却过程持续不断。同时,要采取火势阻隔措施,如防止火势蔓延的压力设备。
3.3.2 对着火装置实施冷却
化工企业发生火灾的原因不同,有的是因为装置泄露,有的是因为装置超压导致爆炸。这两种情况的后续危险性也不同,如果是因为装置泄露而导致的火灾,装置泄露的窗口较小,装置内的物料可燃,在着火以后,发生二次爆炸的可能性较大;如果是由于突破高压极限而发生的爆炸,那么发生二次爆炸的可能性较小。但是具体情况仍然要根据火场的实际情况而定。在对装置后续爆炸的可能性进行判断以后,采取有效方法进行冷却抑爆,对于受火势威胁较大、形体较高的装置,可以采用从上而下用水枪均匀喷洒的方式进行全面冷却。在冷却的同时,还要通过技术方法降低装置内部压力,并关闭进出阀门。此外,还要对火势临近装置实施冷却,临近装置由于受到火焰的热辐射或热对流作用,也有较高的爆炸风险,要根据装置距离火势的远近、危险程度,计算所需的冷却力量。
由于化工企业火灾现场装置的毁坏、变形、开裂,很容易造成易燃易爆物料的外泄蔓延,助长火势。因此,要积极采取措施阻止火势蔓延,其中,对于外泄的可燃气体,要通过及时关闭阀门、切断气体供给,并喷洒雾水来稀释气体;对于地面流淌火,应筑堤围堵,限制燃烧物的移动,并运用泡沫枪来压制火势;对于设备装置上的流淌火,要在关闭阀门、冷却抑爆的同时,采取“上下夹击”的方式进行灭火。
随着我国化工经济的不断发展,登记注册的化工企业数量正在不断增加,很多地区针对化工企业也采取集约式方法推动产业发展,比如兴建化工工业园区、化工产业园等,一旦化工企业发生火灾事故,会扩大破坏范围和提高负面影响。为了进一步保障化工企业人员的生命和财产安全,作为消防主管部门,应采取防消结合的理念,在掌握化工企业火灾事故成因的基础上,加强针对性监督检查,防患于未然,同时,也要掌握正确的化工企业火灾事故救援措施,以提高危急情况下的救援处置能力。结合实践经验和相关理论,对化工企业火灾事故的成因、特点以及救援措施提出了相关思考,希望提供一些有益参考和借鉴。