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从大连油库火灾谈大型油罐库区火灾扑救

2021年7月16日，位于辽宁省大连市大孤山新港码头的中石油国际储运保税区油库在对外籍油轮进行卸油作业时，由于工作人员向已停止卸油的输油管道中继续长时间注入含有强氧化剂的原油脱硫剂，导致输油管线发生化学爆炸起火，大量原油外泄形成流淌火，严重威胁毗邻油罐和危险化学品储罐安全。事故发生后，辽宁省公安消防部队先后出动14个消防支队、18个企业专职消防队、348辆消防车、2380余名指战员赶赴现场扑救，经过15小时的艰难奋战，大火被成功扑灭，避免了一场毁灭性灾难的发生。“〞爆炸火灾灾害规模之大，危险程度之高，调动力量之多，灭火战斗之艰辛，都是极为少见的，已经超过了1989年的黄岛油库火灾。这场特别的战斗，是我国消防史上一次成功的战例。
    近年来，我国石油、化工原料库区不断增多，大型油〔气〕储罐日益集中，对灭火救援工作形成庞大挑战。笔者以大连“〞爆炸火灾事故为例，阐述我国大型油〔气〕储罐的发展历程和发展趋势，对大型油〔气〕罐库区的火灾危险性进行深入分析，并剖析其灭火救援技术难点，从提升部队执勤备战能力、跨区域联合作战能力和克难攻坚能力等方面提出做好大型油〔气〕罐库区的灭火救援准备工作应对方法。
    一、大型油〔气〕储罐的发展历程和发展趋势
    1962年，美国首先建成了10万方浮顶罐；1967年在委内瑞拉建成了15万方浮顶罐；1971年日本建成16万方浮顶罐；沙特阿拉伯则成功地建造了20万方浮顶罐。我国于1985年从日本引进10万方浮顶罐的制定和施工技术，从此拉开了国内建造大型储幽默感罐和序幕，秦皇岛、大庆等地先后建造了几十个10万方大型储罐。随着我国三江，化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施，油〔气〕储罐的单罐容量越来越大，油〔气〕储罐的大型化成为发展的必定趋势，现在10万方储罐已经屡见不鲜，目前我国单罐容量各别已高达30万方，据统计，上海、江苏、浙江等“长三角地区〞已建和在建10 万方以上的油〔气〕储罐200个，拟建58个，北京、天津、河北、山东、山西、内蒙古、辽宁等“环京地区〞已建和在建10万方以上的油〔气〕储罐255个，拟建39个，全国其他地区超过10万方的油〔气〕储罐也有相当的数量，并浮现逐步增加的超势。
    二、大型油〔气〕罐库区的火灾危险性分析
    1、火场面积大，火热发展迅猛。这是大型油〔气〕罐火灾的首在特点。无论是1989年的黄岛油库火灾还是大连“〞爆炸火灾，火焰高达几十米、上百米。油品借着爆炸的冲力，沿着地面、管渠等途径迅速蔓延、扩散，瞬间形成大面积流淌火，据估计，黄岛油库中，喷溅和爆炸发生后，原油大量外溢，冲过公路，冲进住宅区，流向胶州湾，23万方之内一片火海，大连“〞爆炸火灾中，大量原油从管道破裂处喷涌燃烧，流淌火沿输油管线、管沟、排污渠、坡面迅速扩散，整个现场在短时间内形成了一个6万方的庞大火海。
    2、火焰辐射强，容易发生沸溢、喷溅和二次爆炸。大型油罐火灾的另一个重要特点就是燃烧猛烈。火焰温度高、辐射热极深，油罐火灾后，其火焰中心温度高达1050--1400度，罐壁温度达1000度以上，四周环境温度较高，辐射热极深，且辐射强度与发生火灾的时间成正比，燃烧时间越长，辐射热越强。有关实验说明扑救火灾时，激烈的辐射热甚至能将距离油罐40米以外的消防车喷漆烤脱落。除火灾容易蔓延扩散外，在长时间高温烘烤下，火场极易发生二炊爆炸，重质油品罐火灾还极有可能发生沸溢和喷溅，严重威胁消防官兵和车辆装备的安全。如：1989年的黄岛油库火灾中，5个着火罐先后在灭火过程中发生了沸溢，喷溅和二次爆炸；2009年的内蒙古伊泰煤制油公司火灾中，2个储罐在灭火过程中发生了爆燃；大连“〞爆炸火灾中，在流淌火作用下，多处输油管线、管道井连续多次发生爆炸，井盖、阀门被抛向空中。
    3、潜在威胁多，容易发生复燃、拖后腿爆。大型油罐火灾继续时间长、伴有大量高温热辐射产生、爆炸碎片的抛射和地面流淌火等特点，不仅威胁消防官兵的安全，更直接威胁毗邻罐区的安全，极易引发新火点或其他油罐爆炸，从而导致火烧连营。在大连“〞爆炸火灾中，距火场不够百米就是一个有51个储罐的危险化学品存储区，内有甲苯、二甲苯罐等10余种危险化学品，总量约12.45万吨。这些危险受到火势严重威胁，一旦发生爆炸燃烧，毒气扩散，后果不堪设想，另外油罐明火熄灭合，在没有彻底切断可燃源的状况下，罐体、管线等部位的高温仍然会维持在一定时间范围内，其温度足以再次引燃已经熄灭的油品，如果不继续长时间冷却、监控，稍有疏忽，极易发生复燃、复爆。
    4、火灾损失大，对社会经济、生态和人文环境的危害无法估量。由于油罐储存在油品都为易燃易爆产品，发生火灾爆炸的危险性很大，一旦发生爆炸，引发的火灾与热辐射、爆炸物产生的空气冲击波和碎片等都将对人员、财产、建筑物及生态环境产生严重威胁。如：1994年11月埃及艾斯龙特市石油基地储油罐发生火灾爆炸，死亡500人；大连“〞爆炸中燃烧、泄漏的原油达4000吨，造成四周海域50千平方米的海面污染。
    三、大型油〔气〕罐库区火灾扑救难点剖析
    1、状况复杂多变，灭火难度大。一是库区内部状况复杂，大型油〔气〕罐库区内储罐分布密集，储罐之间互相毗邻，各种输油〔气〕设备和管线或明设，或时暗敷，或架空，纵横交错，库区内地上、地下沟渠象牙综复杂，一量发生火灾会在短时间内快速蔓延，形成大面积爆炸火灾，火灾扑救难度呈几何级数上升。在大连“〞火灾中，爆炸致使在直径700--900mm和管线中带压运行的原油短时间内就形成了面只超过6万平方的大型。二是火灾现场环境多变。由于火场面积大，火势迅猛，烟、热和水蒸汽等对流剧烈，致使火灾现场和周连风向容易发生变化，从而影响或改变火灾蔓延途径，给堵截、围歼等技术造成了不利影响，三是准确打击难，由于大型油罐热辐射强，现场烟、热等对流剧烈，环境复杂多变，可视精度低，加之还要高度警惕沸溢、喷溅和殉爆等次生灾害的发生，参加力量只能在一定距离外对着火罐等进行灭火和冷却，无法继续准确打击目标。
    2、灭火剂需求量多，保证难度大。10万方甚至30万方的大型油〔气〕罐一旦着火，无论是灭火还是冷却保护，都异常困难，水和泡沫用量极大。一是灭火和冷却基本以大流量的固定炮、车载炮、自摆炮等射水器具为主；二是在作战初期，由于大火的高温熏烤，灭火喷射的水、泡沫很快被蒸发或破坏，灭火剂难以达到覆盖燃烧区的效果。因此，在这样高强度的作战条件，灭火剂供应强度难以估算，战勤保证需要能实时满足灭火药剂供应，难度可想而知，据估算，在大连“〞爆炸火灾中，合计用水量约6万吨，供用泡沫量达1000吨以上，另外数千名官兵和几台战斗车辆作战，现场饮食和饮水供给、轮休场所和油料保证，战斗服装和器材装备补给等任务同样异味常艰巨，进一步增加了火灾扑救和战勤保证的难度。

  3、参战力量多，指挥难度大，一是跨地区、跨省份多力量联合作战，给快速、准确的调度指挥带来了一定困难，往往指挥效率不高；二是一线作战进度状况的掌握与现场指挥决策的需要之间同步难，导致前后方沟通不畅，信息传递不及时，指挥人员不能依据实时作战进度及时调整战斗总署；三是由于各地对大规模灾害事故的评估、猜测不够，平常缺乏实兵实装跨区域联合演练，面对突发的大型灾害事故，各增援的消防力量之间、警种之间、部队与地方力量之间、前方与后方之间对指挥决策贯彻落实不到位，执行命令不及时等状况时有发生。
    四、加大大型油〔气〕罐库区的灭火救援准备工作对策
    1、大力强化大型油〔气〕罐库区自身控制初期灾害事故的能力。一方面是强化库区企业专职消防队的消防装备建设。一是大力强化以大功率大吨位泡沫车、水罐车为主的消防车辆配备，配备一定数量的高喷车，每台车上既要装载车载炮，还要配备移动炮〔自摆炮〕；二是有条件的地方可依据实际需要合计配备特种车辆，如远程供水系统、10000L/min的远射程大流量泡沫消防车等；三是企事业专职消防队应在企业专业技术人员的指导下，依据产品的物理化学性质配备专业可靠的堵漏器材，组建堵漏攻坚组，以便在事故初期阶段实施有效堵漏，从而控制事故的蔓延扩展。另一方面应强化库区企业专职消防队的说预案编制和实战演练。在预案编制方面，应在状况熟悉的基础上，依据事故处置手段，技术措施和装备器材要求的不同，对储存物质物理化学性质。罐体容积相同或相近且互相毗邻的油〔气〕罐可划分为同一类别来编制预案，对重点防护部位应一部位一预案，重点生产工艺流程应一流程一预案，应始终围绕“最大、最复杂、最不利〞的原则来编制预案。在预案编制的基础上开展常常性实兵演练，通过实战演练来不断完善预案，在有预案实战演练的基础上，还应有意识地开展无预案随机拉动演练和夜训，切实提升企业专职消防队的快速反应能力和战斗力，为打好重特大火灾事故的首战奠定坚实基础。如中国石油化工股份北京燕山分公司消防支队明确要求第月每个中队出水、出泡沫的实战拉动演练不得少于10次，其中夜训〔0：00-5：00〕不得少于4次，同时，应大力强化库区企业专职消防队“出动快、战斗展开快、控制或灭火快〞的“以快制快〞技术训练，实现企业专职消防队对初期火灾能有效控制和消灭的目标。
    2、大力提升大型油〔气〕罐库区所在地消防部队“灭大火，打恶仗〞的硬件能力。浙江省公安消防总队舟山支队曾对某石油储备基础大型油罐进行了冷却射水试验和喷射泡沫灭火测试，并结合理论计算，对大型油库火灾扑救所需的消防装备和泡沫量进行了科学做算，测试先取某罐组中的一个10万方立柱式外浮项原油储罐，该洞彻罐高度为22米，直径为80米罐壁周长约为250米，三面有储罐相邻，油罐防火间距为40米，对高喷车、车载炮和移动摇摆炮测试结果说明：在消防车出口压力相同〔1Mpa〕的状况下，32米高喷车喷射泡沫灭火显然，16米高喷车的泡沫几乎不能射入罐内，但两种车射水能力相同；车载炮〔水流量100L/s、压力1Mpa；泡沫流量50L/s,压力1.1Mpa〕出水可以喷射到罐顶，但喷射泡沫只能喷射到罐壁一半高度〔约12-15米〕，可用于冷却着火罐及相信罐，还可以喷射泡沫扑救流淌火，但不适宜用于向罐内喷射泡沫灭火。实测结果，关于一个10万方的原油罐火灾，最少需用车载炮17门，即需要泡沫消防车17辆，冷却着火罐需要8门移动摇摆炮，冷却相邻罐需要12门移动摇摆炮，共需要冷却炮20门，理论计算需要常备泡沫液为91.8吨。
    从测试结果来看，大力提升大型油〔气〕罐库区所在地消防部队灭火大火的硬件能力是扑救油罐的主要环节。如集中配备大功率远射程泡沫消防车、远程供水系统、避火服、隔热服和侦检、堵漏等器材装备，开展多种力量协同作战、战勤保证等综合训练，并热压釜备一定数量的泡沫液。
    3、大力强化大型油〔气〕罐库区的“六熟悉〞和实战演练工作。大型油〔气〕罐库区所在地的消防总队、消防支队应定期组织专人与辖区执勤中队一起深入库区开展“六熟悉〞工作。一是熟悉库区内和毗邻的交通道路、水源分布状况，油〔气〕罐的容积大小、种在、数量及分布状况，罐体内危险化学品的种类、物理化学性质、工艺流程及技术要求，库区内的消防设施种类、分布、性能状况和灭火剂储备状况；二是了解单位可能发生灾害事故的类型及危险程度；三是掌握专兼职抢险救援队伍力量、技术人员状况等抢险救联动力量分布和联系方式，常备灭火救援物资。装备调运单位和联系方式。消防总队、消防支队应把“六熟悉〞当作深入细致的调查摸底，为大型油〔气〕罐库区建立专门档案。支队主官应亲自组织支队级演练，总队应每年至少组织1次由3个以上支队及社会相关力量参加的跨区域实战拉动演练，重点演练力量集结、组织指挥、战勤保证和与社会联动部门协同配合，检验总队实施跨区域调度指挥的作战能力，形成跨区域联合作战长效机制，切实做好灭大火，打恶作恶仗的准备工作。
    4、大力强化专业技战术训练，提升科学扑救水平。一是重点开展固定〔半固定〕消防设施应用及各种枪、炮、消防车、远程供水系统等作战效能测试，开展堵漏、检、洗消、输转等抢险救援器材操作测试，以中队为作战单位开展作战编成实战测试与估算，掌握本中队的最大独立作战能力；二是加大投入，尽快完善部队模拟训练基地建设，推动部队训练基地化、模拟化、实战化进程，加快部队向程序化作战的转变；四是开展有针对性的程序化专项训练，如重点开展“一冷却、二准备、三灭火〞的油罐火灾处置规程训练，开展“围堵防流、分片消消灭〞的地面大面积流淌火扑灭训练，开展强攻灭火，近战抢险的射水、挂钩管、堵漏、点燃等攻坚作战训练；五是在工程技术人员的指导或协同配合下，开展利用关阀、断料、放空、降压、堵漏、输转、倒罐、导流、停止供热、停炉吹扫管线等手段实施工艺灭火的战术措施，增加技术处置的含量。
    5、大力强化战例研究，开展对内、对外学习交流。一是特别对国内外典型战例中的启发和经验，深入分析典型战例带来的新启发、新变化，以此进一步强化对大型油〔气〕罐火灾扑救的研究；二是以消防部队信息化建设为契机，充分利用视频会议系统开展视频战评，及时总结经验教训；三是采用“走出去、请进来〞的方式，组织战训业务骨干到国内外其他大型油〔气〕罐库区和所在消防总队进行业务交流，达到互相学习、共同提升的目的；四是形成良性培训机制，开展常规性业务培训和轮训，邀请资深战训专家和化工企业安全生产专家授课，扩展官兵的视野，提升官兵的业务素养和理论水平。有条件的地方可以适当组织战训业务骨干到国外大型油〔气〕罐库区和所在消防机构进行参观学习，并邀请国外化工火灾方面瓷深专家学者或曾经经历过大型油〔〕气罐火灾扑救的指挥员来华授课，及时了解掌握国外同行在大型油〔气〕罐库区灭火救援准备工作方面的新思路、新方法、新装备和新技术，认真消化汲取，为我所用，进一步提升自身灭火救援准备工作水平和能力。
    大型油〔气〕罐库区的火灾扑救与高层建筑的火灾扑救一样，均为世界性的消防难题。笔者期望能与消防界同仁一道，强化对大型油〔气〕罐库区火灾扑救的研究，以提升消防部队“灭大火、救大灾、打恶仗〞的能力。