焦炉煤气储柜火灾事故实战处置经验总结

易彬

摘要：随着煤化工产业的迅猛发展，生产过程中各类化工装置火灾的实际发生频率不断升高，给消防救援队伍日常实战处置工作带来了巨大的挑战。通过对近年来我国煤化工火灾事故实际处置案例实施逐一分析，以螺旋式湿式圆柱形罐体焦炉煤气火灾为重点，结合马兰山场站煤气柜火灾实战处置过程中的情况，对煤气储柜火灾的基本特点及相关处置流程开展了重点介绍，总结出了此类火灾实战处置过程中组织指挥、技战术措施、安全管控、装备运用等重点环节的相关注意事项，以期为各级消防救援队伍处置同类事故提供参考。

关键词：煤气储柜；火灾扑救；处置方法

中图分类号：X928.7       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）02-0001-04

近年来，供给侧结构性改革政策持续推进，煤化工企业被赋予保障国家能源安全的重大使命，以先进的煤炭气化技术为牵引的现代化煤化工企业得到迅猛发展[1]。与此同时，煤化工火灾发生的频率也随之加大，例如，2016年，内蒙古锡林郭勒盟一煤化工企业甲醇罐区发生爆炸起火；2019年，山东省淄博市张店东部化工区内的一化工企业碳九解聚装置发生闪燃起火；2020年10月，山西省太原市一煤焦化厂煤气储柜顶部泄漏起火；2022年1月，河南一化工企业煤焦油加氢精制装置原料罐区发生爆炸。多起火灾事故带来了令人触目惊心的惨痛代价，研究破解煤化工火灾处置问题已经迫在眉睫。

2022年6月13日，四川省攀枝花市东区瓜子坪华润燃气有限公司马兰山场站煤气柜在检修过程中因漏电引发火灾，结合该起火灾处置过程中的实战经验，对煤化工企业焦炉煤气储柜火灾事故的相关处置方法开展逐一研判，力争为队伍实战能力的切实提升奠定基础。

1 四川攀枝花“6·13”火灾概要

1.1  基本情况

1.1.1  起火单位

起火单位为攀枝花市东区瓜子坪华润燃气有限公司马栏山场站，该场站实际占地面积约24000m2，建筑面积约3000m2。厂区东、西、南三面毗邻山坡，北方约1.5㎞处为居民住宅小区，厂区内重点部位为煤气储气柜。起火单位距离最近的瓜子坪消防救援站约1.6㎞，实际车程大约为5min；其余参战消防站距离不超过15㎞，车程最长约25min；各参战力量前往事故现场道路状况良好，通常情况下不会发生交通堵塞现象。

1.1.2  煤气储柜

起火煤气储柜为湿式螺旋圆柱体结构钢制容器，该储柜通常由钟罩、塔节及水槽组成。钟罩是一个有拱顶的底面敝开的圆筒结构，在水槽和钟罩之间是圆筒状的活动塔节，气体管道穿过水槽底板和水槽中的水进入钟罩，实现气体的输入或排出，上下相连的塔节用水封挂圈连接并实现密封，钟罩及塔节依靠导轨和轨轮保证平稳升降。当向气柜压送气体时，钟罩和塔节上升；在输出气体时，钟罩和塔节下降[2]。该储柜高35m，水槽高12m，用于储存焦炉煤气。储柜设计气体总容量为54000m3，起火部位为煤气储柜顶部边缘，泄漏起火物质为焦炉煤气，该类物质为混合气体，焦炉煤气主要成分为H2（55%～60%）、CH4（23%～27%）、CO（5%～8%）、N2（3%～7%）、CO2（1.5%～3%）、O2（0.3%～0.8%）、C2以上不饱和烃（2%～4%），具有易燃、易爆炸、有毒等相关危险特性，空气中的爆炸极限为6%～30%[3]。

1.1.3  消防水源

事故现场周边的市政消火栓管网直接接入厂区内部，呈枝状分布，厂区周围分布有地上消火栓10个，消防水池2个，总容积为50m3。距厂区1.5㎞处有一天然水源，储水量约为350m3。

1.1.4  当日气象

当日气温17～26℃，阵雨，空气湿度81%，风向东南，风力4～5级。

1.2  煤化工事故火灾特点

1.2.1  突发性强，危害性大

煤气储柜事故通常在毫无征兆的情况下瞬间发生，一旦事故过程中煤气大量泄漏扩散，遇高温、明火、氧化剂类物质，短时间内极有可能引发火灾甚至爆炸事故。此次火灾事故就是操作人员在对储气罐体进行防腐作业过程中，罐体腐蚀部位产生静电最终导致火灾事故的发生。煤气储柜一旦发生火灾事故，其波及范围相对较广、危害程度较大，四周区域及邻近厂房、居民住宅区均会受到较大影响，极易引发重大人员伤亡和财产损失事故。

1.2.2  遇火即燃，破坏性强

煤气储柜发生泄漏事故后，焦炉煤气中的CO在与血液中的血红蛋白结合后容易造成全身组织缺氧，因此，短时间内极易造成现场被困人员发生中毒事故，此外，焦炉煤气中H2、CH4、CO和N2等不饱和烃均为可燃组分，在遇到明火或高温热源后易发生燃烧，特别是以上物质与空气混合形成爆炸性混合物后，混合物浓度达到爆炸极限就易发生爆炸[4]。

1.2.3  冷却难度大，处置困难

由于此次煤气储柜火灾事故发生在罐顶边缘部位，储气柜内压力大，火势猛烈、温度高，火焰受柜内压力作用向上喷射形成长达几米的火舌，并随着罐内压力及风向变化不断变化，冷却射水至泄漏罐体表面极易发生汽化现象。此外，气柜泄漏起火后，常采取向气柜内充注氮气置换煤气的工艺处置措施，其间需要将液氮气化升温，且在注入过程中始终保持气柜内部具有一定的压力，一旦处置不慎或气柜压力控制失效，极易发生负压回火，导致气柜爆炸事故的发生。

1.3  处置经过

2022年6月13日11时02分，四川省攀枝花市东区瓜子坪华润燃气有限公司马兰山场站煤气柜发生火灾。市消防救援支隊接报后，先期调派5个消防救援站，2辆高喷车、7辆水罐泡沫车、2辆大功率水罐车、1辆抢险救援车和战勤保障分队供液、供气车前往处置，支队全勤指挥部遂行出动；后期根据现场灾情变化情况增调2辆高喷车、2辆大功率水罐车、1套远程供水系统前往增援，同时报请市政府第一时间启动攀枝花市消防安全事件应急预案，调集应急、公安、城管、医疗、供电、供水以及攀钢集团技术专家到场共同处置。总队指挥中心接报后，第一时间启动跨区域应急联动作战预案，及时调集凉山消防救援支队5车21人机动到攀枝花米易县前置备勤。

处置过程中，各级参战力量始终坚持“救人第一，科学施救”的指导思想，按照“警戒疏散、初战控火、冷却抑爆”的战术原则，始终采取针对性处置措施。初战力量到场后，在实施火场侦察的同时，组织内攻人员实施出水冷却，并及时疏散厂区内被困员工。11时25分，支队全勤指挥部到达现场，并成立现场指挥部，经现场侦察得知起火煤气柜内现有煤气25000m3，罐体顶部边缘发生破裂起火，火势已经处于猛烈燃烧阶段，火焰呈喷射状，罐体存在爆炸危险，处置难度极大，且事故单位周边毗邻居民区，经现场指挥部结合灾情态势实施研判分析，迅速采取了人员疏散、扩大警戒、冷却抑爆等战术措施：一是协调公安部门及街办社区等联动力量对事故周边1000m范围内的群众进行紧急疏散转移；二是利用2台高喷车和遥控水炮进行远距离冷却作业，并设置3个供水组分别采用消防栓取水供水、水罐车运水供水、手抬机动泵取水供水的方式，确保火场供水持续、稳定、不间断。

期间，支队全勤指挥部会同技术专家进行研判，确定氮气置换的工艺处置程序，首先通过调节气柜工艺的方法，降低气柜内的煤气储量，即关闭煤气储柜的进气阀门，打开与煤气储柜相连的氮气管道阀门，持续向柜内注入氮气，在保持储气柜内部压力稳定的前提下，逐步达到置换剩余煤气的目的，使剩余煤气燃烧完毕后自行熄灭；通过不间断地对起火点附近罐壁进行喷水冷却作业，有效防止了因燃烧点温度过高引发的各类次生灾害事故。为此，现场作业人员在事故单位技术人员的指导下采用缓慢关闭进气阀门并向煤气储柜以330m3/h速度灌注氮气的处置工艺，让罐体上方塔节缓慢降落，将罐体压力持续稳定在2.5～3kPa之间（因塔节自身重量产生压力，在塔节着底前压力均会持续在2.5～3kPa之间），防止罐体内部发生回火，最大限度避免爆炸事故的发生。

在处置过程中现场参战人员发现，因氮气注入管道过小，气体置换实际耗时过长，随着塔节回落可能造成燃气柜损害加大，反而在一定程度上增大了事故的危险性。13时47分，指挥部与专家组会商研判，进一步调整作战方案，确定当柜体高度下降至20m至16m期间开展强攻灭火，一方面强攻灭火具备充足的时间，另一方面，在塔节降至15m时，塔节快速落底，可能因为震动问题引发回火导致气柜爆炸。确定处置方案后，现场指挥部随即组织前方作战人员备足各类灭火药剂，结合现场实际情况调整力量部署，待煤气柜高度下降至20m时实施强攻灭火，但因煤气柜内压力过大、燃烧面过宽、柜壁温度过高，实际灭火效果并不理想。

14时40分，煤气柜塔节降至约17m时，下降速度明显增快，为防止塔节快速着底并导致爆炸、事故的出现，指挥部命令厂区工作人员重新开启煤气进气阀，保持煤气柜内持续正压，以避免塔节快速落底产生震动引发回火爆炸。

15时54分，塔节降低至地面，侧面部分泄漏口被水槽包裹，燃烧口变小，经检测研判，柜体内燃气压力持续减小，火势呈下降趋势且未发生回火爆炸，具备强攻灭火条件。现场指挥部会同专家商定研判，决定采取泡沫覆盖罐体，集中用水炮切封泄漏口的战术开展总攻灭火。16时15分，灭火药剂准备完毕，现场指挥部下达总攻命令，2辆高喷车、3门遥控炮、1门车载泡沫炮随即对事故罐体燃烧口进行切封灭火。16时34分，现场明火全部被成功扑灭，指挥部命令现场消防处置力量持续对起火部位及周边柜体压力、温度以及可燃气体泄漏情况实行不间断监测，2台高喷车持续进行冷却稀释，防止因罐体温度过高而引起复燃现象。

17时许，现场指挥部根据实际情况，及时调节进气阀门控制煤气注入量。期间，检测到煤气浓度、压力稳步下降，厂区组织工作人员对泄漏处进行堵漏，在煤气进出口安装盲板进行封堵并提取柜体内剩余气体分析易燃气体的动态浓度。18时50分，根据相关技术人员监测，柜体温度达到正常值，柜内煤气持续用氮气进行置换后已无发生复燃和爆炸现象的危险，现场险情成功解除，指挥部命令辖区消防救援站持续监护，其余参战力量返队归建。

2 经验启示

2.1  建立现场统一指挥机制，有效构筑联勤联动处置机制

灾害发生后，成立了以市长为总指挥、消防救援队伍指挥员等担任副总指挥的现场指挥部，并迅速启动应急预案，现场指挥部始终在化工专家和技術人员的指导下，正确运用战术、周密部署战斗、精确计算力量，严格按照处置程序开展事故处置工作。期间，不断整合公安、应急、医疗、环保、供电、燃气公司等联勤联动部门，设立固定、移动监测站实时监测空气质量，协助开展人员疏散和现场管制工作，协同完成技战术需求，为成功扑灭火灾提供了坚定的保障[5]。部消防救援局、省消防救援总队指挥中心在事故处置过程中全程开展远程指挥，根据现场情况的变化情况，阶段性拟定处置方案并给出针对性建议，为现场处置工作提供了坚实的理论依据及技术支撑。

2.2  坚持固移结合、冷却抑爆，合理运用技战术措施

现场指挥部综合考虑煤气储柜的工作压力、储量、输送配气方式、风力风向等相关因素，充分利用单位内部的监控设备以及固定消防设施，并在有利位置设立安全警戒力量动态监测事故罐罐体内部压力的实际变化情况，全程开展储柜余气监测、空气中气体浓度动态监测。同时，利用高喷车、移动遥控水炮、水枪等喷射开花水流对罐体、管道和设备进行持续冷却，有效控制燃烧、防止爆炸、并稀释和驱散余气，对有效控制灾情起到了十分关键的作用。

2.3  专家技术支撑，科学制定行动策略

事故处置过程中，现场指挥部及时组织厂家技术人员和化工专家进行会商研判，根据部局专家及时提出的关阀断料、注氮置换、保持压力等关键工艺处置措施，采取了科学有效的处置措施，降低了事故处置过程中爆炸、事故发生的实际风险。期间，攀钢集团焦炉煤气资深专家和指挥部骨干人员多次深入事故一线进行侦查和指导工作，为事故处置提供了强有力的技术支撑。

2.4 强化火场安全，确保作战安全

隊伍各级始终严格落实安全防护管控措施，进入处置现场的灭火救援人员全程佩戴空气呼吸器，并采取合理的防静电措施。同时，安排多名观察哨在地势较高处用望远镜全程观察柜体和火源的变化情况，利用红外线和无人侦察机全程对火源热像变化情况开展动态监控，为现场指挥部决策提供精准信息支撑。期间，经验丰富的指挥员始终坚守一线，预设紧急救援小组，及时组织人员疏散，适时调整警戒范围，合理设置进攻阵地，明确紧急撤离信号及撤离线路，多次险情均做到提前研判，及时预警、统一行动、安全撤离，整个处置过程中未发生指战员各类伤亡事故。

2.5  充分发挥装备作用，实现人与装备的最佳结合

现场指挥部先后调集大功率水罐消防车、泡沫消防车、干粉车、32m和24m高喷车、远程供水系统、通信指挥车、移动遥控水炮、无人机、燃气检测仪、区域性环境检测仪等特种车辆装备到场作业，但在实战处置过程中距离实际需求还存在一定的欠缺，主要体现在国产消防车的供水流量和输转距离受限，调派的高喷车普遍水平跨度不够，4G单兵、布控球等装备防水性能不佳等实际问题。建议针对此类灾害事故的实际特性，加强配备和运用先进装备，加速无人机侦察编队建设，增配灭火机器人、大功率供水设备等专用装备，做到人与装备的最佳结合，为处置特殊灾害事故提供强有力的装备保障。

2.6  完善灭火救援预案，提升应急处突能力

灭火救援预案作为指挥员快速了解事故单位基本信息、灾害类型、处置难点等相关环节的重要工具。事故发生后，攀枝花支队指挥中心第一时间调取着火单位灭火救援预案，并第一时间推送给现场指挥员。但由于预案缺少厂区道路情况、柜体注氮管等具体内容，致使指挥部在前期采取氮气置换方案时，出现实际耗时过长，塔节回落过快等不利情况，严重影响了队伍在事故处置初期阶段的实际工作效率。由此可见，辖区消防救援队伍在制作、修订预案工作环节仍然需要严格按照流程，不断规范预案内容，特别是对各类危险化学品物质的储量、性质、危险性和处置方法进行重点介绍，确保事故发生后现场指挥部可以以此为依据做出正确的作战部署。

参考文献：

[1]王国法，任世华，庞义辉，等.煤炭工业“十三五”发展成效与“双碳”目标实施路径[J].煤炭科学技术，2021，49（9）：1-8.

[2]向宏.造气气柜常见故障及处理[J].氮肥与合成气，2017，45（9）：30-31.

[3]丁鑫，朱婷婷，程兆源.焦炉煤气应用现状及发展趋势[J].云南化工，2020，47（7）：7-8+10.

[4]张卫革.热镀锌加热炉焦炉煤气热值补偿技术研究与应用[J].河北冶金，2020（5）：70-73.

[5]王佩，王建伟.消防救援队伍提升滑坡灾害处置能力探讨[J].武警学院学报，2020，36（12）：44-48.

Experience summary of actual handling of fire accidents in coke oven gas storage tanks

——Taking the Malanshan field station "6·13" gas tank fire disposal in Panzhihua， Sichuan as an example

Yi Bin

（Panzhihua Municipal Fire and Rescue Brigade， Sichuan Panzhihua 617000）

Abstract：With the rapid development of the coal chemical industry， the actual frequency of fires in various chemical installations in the production process continues to increase， which brings huge challenges to the daily practical disposal work of the fire and rescue team. Through the analysis of the actual disposal cases of coal chemical fire accidents （下转第6页）（上接第3页）in our country one by one in recent years， focusing on the coke oven gas fire of the spiral wet cylindrical tank， combined with the situation in the actual treatment of the gas tank fire at Malanshan Station， the basic characteristics of gas storage tank fires and related disposal processes are introduced. The relevant precautions for key links such as organizational command， technical and tactical measures， safety control， and equipment application in the process of actual fire disposal are summarized. It is hoped to provide references for fire and rescue teams at all levels to deal with similar accidents.

Keywords：gas storage tank; fire fighting; disposal method