新形势下盐化工行业灭火实战能力建设探讨

2022-09-14 08:34杨洪伟
当代化工研究 2022年16期
关键词:化工灾害救援

*杨洪伟

(格尔木市消防救援支队 青海 816000)

1.盐化工产业危险性概况

近年来,伴随经济效益和产业升级,盐化工行业发展迅猛,生产对象已经从传统“两碱三酸”的范畴脱离,开始同精细化工、煤化工、锂电化工、锂镁化工等产业进行联合发展,下游延伸生产聚合级烯烃、尿素、片碱、DMTO&PP(由甲醇制烯烃和烯烃分离)、碳酸锂、环氧树脂等数种化工基础原料,国内外盐化工生产单位已基本转型为复合型企业,新形势下的盐化工领域定义范畴被不断拓宽。

生产装置和原料、中间产物、副产品、催化剂等相关物料日趋复杂,盐化工产业的生产危险性和事故救援难度骤升,“事故影响浅、灾害危险小、救援难度低”的传统观念已经不合时宜,灾害事故中的灭火救援战术战法和注意事项亟需更新换代。

(1)灭火救援危险性

以青海省盐湖化工循环经济区为例,园区在60平方千米内密集分布盐湖镁业有限公司、盐湖硝酸盐业有限公司、藏格钾肥有限公司、佛照蓝科锂业有限公司等27家盐化工产业上下游单位,园区企业连片设立、各类装置储罐排布紧密,在灭火救援行动中存在大量有别于一般事故处置的注意事项。

①连锁爆炸风险高、破坏性强

在现代盐化工产业链中压力高、温差大、腐蚀强的操作环境比比皆是,气—液—固三相易燃易爆化学品数量高,生产装置、容器及管线系统复杂,任意环节出现问题将直接导致事故发生。以青海省某盐化工企业工艺生产流程为例,在生产全程中主要介质均在高压环境下且温度都远远高于闪点和自燃点,与空气预混合立刻会燃烧爆炸,以下任意环节都有可能发生问题:

A.裂解气通过多程换热,容易导致结焦,一旦发生裂解气的温度和压力会骤升,就易导致裂解炉工作不正常,甚至发生爆炸;B.裂解后的气体都是液态的方式存留在装置中,本身具有一定的压力,如果装置有泄漏,物料就会在泄漏瞬间由液态变为气态,迅速与空气混合,遇明火或高温就会发生爆炸;C.气体裂解后进入分离工序,分离一般采取低温的分离方式,一旦中间介质和装置除湿不彻底,将会导致冻结;D.系统出现故障,需采取放空的措施,在放空时一般是“先放液相,后放气相”,如果放空的顺序错误,系统出现减压闪蒸就会发生爆炸。

同时单点发生事故,在火场的热量传导下,毗邻装置反应极易失稳,连锁的物理和化学混合式爆炸几乎难以避免,在装置、储罐和管线火灾扑救中容易突发,造成严重后果。同时一厂失事,毗邻单位由于距离较近也很难不受到影响。

图1 青海省某盐化工企业工艺产业流程

②复合燃烧状态反复、辐射热值高

以盐湖集团镁工业园生产线为例:围绕镁资源为核心,以钠资源为副线,以氯平衡为前提,以煤炭资源为支撑,以石油天然气为辅助的指导思想,工艺流程复杂涉及多种物质,发生物料泄漏时可燃物、氧化剂多种物质混合燃烧,火势发展迅猛、燃烧产物复杂、辐射温度较高,容易形成大面积燃烧和立体燃烧迅速向周边蔓延,若不能遏制发展态势,现场危险性就会越来越高。以盐湖中常见钾、锂、镁、铝金属冶炼行业为例,金属物料燃烧温度大多超过500℃,最高温度甚至可达3000℃,见表1。灭火救援编队难以近距离灭火,同时常见的灭火药剂均会与之反应,加剧火势蔓延,增加扑救的难度。

工程初步拟定为固结灌浆施工方案。后经洞口部位开挖揭露地层条件看,表层崩积体下方为古河道冲积物,主要为泥沙层夹杂部分碎石、卵石等,且泥砂结合紧密,但无胶结情况。为进一步确定该部位地层情况,经在洞顶上方1m处探孔施工情况分析,主要为泥砂层。为取得较好的施工效果,调整该部位灌浆采用管棚灌浆方案,管棚为主,灌浆加固为辅。此种类型的管棚灌浆可采用花管灌浆工艺,在管棚管上间距0.5m打设一环出浆孔。同时由于为水平孔施工,孔斜不易保证,钻孔灌浆可按开挖段循环进行。每循环灌浆孔孔深为20m。

表1 盐化工产业金属原料、催化剂燃烧熔点表

③毒性、窒息、腐蚀、带电情况普遍,对人员和装备威胁大

由于生产工艺复杂,盐化工厂区内氯气、氨气、苯蒸气、一氧化碳、天然气等带有毒性和窒息性的气体物料存储量极大。以氯气为例,循环经济区内仅青海盐湖工业集团股份有限公司一家企业,每年自产自用氯气存储量可达29.175万吨。

而盐化工厂内由于生产需要,整体温度较高容易出现强气流,这就使毒气云团中的有毒气体渗透土壤和空气的速度加快。未佩戴相应防护装具的人员在事故现场活动困难,更不可能参加灭火救援工作。另外,部分危险化学物质的水溶性明显,不仅会导致泡沫灭火剂消泡,而且它同时溶于水后将产生腐蚀性物质,对人员和装备的威胁较大。

(2)盐化工灾害事故灭火救援能力现状

近二十年来,除了2004年“4·15”天原化工厂氯气泄漏造成较大影响外,传统意义上的盐化工企业大型事故较少,从社会和应急救援层面上对盐化工事故的重视程度有所下降,但实际上一些金属、新能源、精细化工类的灾害事故在当代综合性盐化工企业中也层出不穷,如2018年“11·28”盛华化工有限公司爆炸事故和2019年“3·21”天嘉宜化工有限公司爆炸事故,都是典型的复合型化工灾害事故,现场情况复杂,单一救援技术难以匹配实际情况。消防救援队伍近年来通过挂职、驻场、培训等方式提升了灭火救援综合能力,但面对新时代下盐化工企业灾害事故的能力建设距离实战尚存在很大的不足。这主要表现在:一是车辆装材针对性不强,相较于城市火灾,化工灭火救援对各类水剂补充的要求大为提升,但我国尚未普及大流量工业用消防车的配置和应用。同时,传统的部分器材脱离实际,如堵漏工具在高温高压环境下基本无法使用,在实战中应用安全风险极高;二是力量调度缺乏规程,虽然通过部局自上而下的层层规范建立了石油化工灭火救援力量的编成,但面对盐化工不能直接套用,尤其是缺乏应对有毒气体泄漏的应对方案;三是缺乏专业性培训,重点体现在盐化工产业密集地区的消防救援单位缺少针对性课题研究,救援思路还停留在固有层面,没有出现全国性的经验推广路径。

2.盐化工灾害事故灭火救援作战编成

为应对盐化工企业发展和灾害事故类型复杂的局面,有效统筹联合作战,实现作战效能最大化,参照以浙江和内蒙古被部局推广的石油化工作战力量体系为基础,依托单个执勤消防站规范基本力量,自上而下以实战需求为目的,按重点区域强化体系建设和编成。

(1)作战单元

作战单元是盐化工灾害事故处置中的基础编成,负责现场具体任务执行。由于盐化工事故具有种类复杂、不确定性大等特点,根据人员编制和车辆数量,依托执勤消防站实际力量构成作战单元,针对有毒气体泄漏、金属火灾、精细化工火灾不同类型事故,要求作战单元满足不同的基本配置。

①建议侦检洗消作战单元编配3车12人,由1辆水罐车、1辆装甲防护侦察车和1辆防化洗消车和组成。为应对类似天原化工厂氯气泄漏此类大型灾害,采购防爆、正压类的防化侦检车量作为第一力量深入厂区研判灾情,并设立人员、车辆、装备洗消阵地,实时监控泄漏情况实施处置作业。

②建议抛沙灭火作战单元编配2车6人,由1辆喷砂消防车和1辆沙土装载车组成。为应对金属火灾,采购抛沙灭火消防车并配备装载车提供沙土灭火剂,应对常规灭火药剂无法扑灭的火灾。

③建议围堰构筑作战单元编配2车6人,由1辆混凝土喷浆车、1辆混凝土搅拌车和1辆装载机、1辆沙土装载车组成。为应对金属火灾和大规模液体泄漏,依托战勤保障单位,采购重型工程机械,开展沙土、混凝土快速构建围堰、封堵火势的处置作业。

④建议灭火冷却作战单元编配4车19人,由2辆泡沫车、2辆水罐车组成并配备拖车炮。其中,至少由1辆按照大流量工业消防车进行配置,需要配备高流量水泵、高性能比例混合器、较大储液量和充足的水带存储空间,必要时还可选配增压机组,满足单车泵流量超过3000加仑(11356升)的供给强度,实施冷却保护、强攻灭火等任务。

⑤建议远程供液作战单元编配4车18人,由1辆泡沫输转车、1辆泵浦车和2辆水带铺设车组成并配备大型比例混合器。通过天然水源或临近单位储水铺设中远距离供水管线。

⑥建议举高喷射作战单元编配3车14人,由1辆大功率举高泡沫喷射车、1辆高喷消防车和1辆重型泡沫车组成。大功率举高泡沫喷射车和高喷车组合,对高低限位和大跨距不易靠近的泄漏着火点实施冷却灭火,其中举高泡沫喷射车可发挥流量射程优势,在其余作战单元作为大流量泡沫车或者拖车炮进行编入。

(2)作战编成

作战编成针对盐化工灾害事故种类和执勤单位基础实力,由单个执勤消防站或一个支队、大队下辖的多个执勤消防站构成,是到场处置的最基本配置,能够满足一般类型灾害事故的处置。

①基础编成:由1个灭火冷却单元和1个举高喷射单元组成。在满足日常执勤备战工作的同时,可以迅速调集出动,面对辖区内初期阶段的盐化工灾害事故进行控制处置。

②专勤编成:由1个灭火冷却单元、1个举高喷射单元和1个侦检洗消单元组成。作为难控和失控阶段的主要控制处置力量,强化第一出动,确保灾害事故不扩大并满足基本灭火救援能力。

③保障编成:由1个抛沙灭火冷却单元、1个围堰构筑单元和1个远程供液单元组成。重点承担辖区和跨区域盐化工场所发生大规模金属火灾、大规模流淌火灾的现场处置。

(3)作战编队

作战编队是在盐化工重点区域,以最大、最难、最不利灾情处置需要为预设条件,树立应对全类型盐化工事故的思想,作为全省盐化工灾害事故灭火救援跨区域核心力量,每个支队根据自身实力进行轻、重型盐化工灭火救援编队建设,由三类编成组成。作战编队平时以作战单元形式分散驻勤在化工园区及周边区域消防站和城市中心站、战勤保障消防站;战时按照不同灾情种类和灾害等级进行单元叠加、模块组合和精准调派,根据不同的灾情部位、灾情形式、灾情等级,确定战术战法,并结合道路、水源条件保证保障现场持续供水供液。

①建议轻型编队编配2个基础编成和1个专勤编成,包括3个灭火冷却单元、3个举高喷射单元和1个侦检洗消单元。

②建议重型编队编配3个基础编成、1个专勤编成和1个保障编成,包括4个灭火冷却单元、4个举高喷射单元、1个侦检洗消单元、1个喷砂灭火单元、1个围堰构筑单元和1个远程供液单元。

3.结束语

目前,按照部局石油化工灭火救援力量体系,在实践中很多灭火救援总队已经开始探索建设“单元—编成—编队”三级体系作战编,在实战过程中也得到了有效的检验,但针对新形势下盐化工灭火救援任务的力量建设仍然任重道远。近年来,我国几起规模较大的盐化工事故救援案例距离理想标准还有较大的差距。盐化工产业属于新兴行业,照搬照套传统灭火救援战术战法,无法满足实际需求,如需要建立相应的课题机制,加强研究战法、创新操法、配强装备、固化打法,充分发挥分队最大作战效能;对现有装备作战能力进行全面评估,突出高精尖化工灭火救援装备效能,优化现有装备结构,对高密度泡沫、喷砂灭火等新型灭火药剂和多功能灭火救援机器人、大型无人机等新型装备进行充分调研论证,着重“练响应集结、练协同配合、练联合作战”实现从数量规模型向质量效能型转变。同时,要强调树立应急救援“一盘棋”理念,将国家消防救援队伍和地方社会力量进行合理搭配,通过公安、电力、燃气、环安、住建、医疗等多部门联动,充分拓宽拓深救援基础准备工作,形成高效、丰富的综合应急救援体系。

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