王如君
近年來,我國化工儲罐直徑已從38 m增加至122 m。就目前來說,儲罐事故的應(yīng)急處置還存在儲存物料復(fù)雜多樣、事故等級難以預(yù)判、消防資源需求無法提前評估等問題。作為救援指揮人員,需要了解大型儲罐火災(zāi)事故應(yīng)急救援流程和關(guān)鍵技術(shù),供戰(zhàn)時(shí)作出正確判斷。
改革開放以來,我國石化產(chǎn)業(yè)取得長足發(fā)展,主要產(chǎn)品產(chǎn)量位居世界前列,化工裝置的大型化、集約化發(fā)展趨勢日趨明顯。二十世紀(jì)五六十年代,世界最大直徑的儲罐僅為38 m左右;到70年代初期,儲罐直徑已經(jīng)迅速增加到76 m;80年代后,儲罐已經(jīng)由91 m增長至現(xiàn)代的122 m超大型儲罐。
我國存在大量直徑大于80 m的儲罐,庫區(qū)的最大庫容也達(dá)到幾百萬,甚至上千萬立方米。盡管我國日益提高的安全管理水平使大型儲罐的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)不斷降低,然而儲罐火災(zāi)事故仍時(shí)有發(fā)生;加之儲罐容積巨大,庫區(qū)儲罐排布密集,一旦單罐發(fā)生事故,有可能蔓延波及周邊儲罐或裝置,造成重大的人民生命和財(cái)產(chǎn)損失。這就需要對危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)急人員的技術(shù)能力、裝備、戰(zhàn)術(shù)、各級決策部門的技術(shù)支撐提出挑戰(zhàn)。
應(yīng)急救援決策流程
就目前來說,儲罐事故的應(yīng)急處置還存在儲存物料復(fù)雜多樣、事故等級難以預(yù)判、消防資源需求無法提前評估、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)決斷未結(jié)合生產(chǎn)工藝和消防技術(shù)綜合考慮等問題。
因此,筆者整理了在儲罐火災(zāi)發(fā)生后,應(yīng)急救援的八大決策流程,供讀者借鑒。
第一步,進(jìn)行救援初期管控。
其內(nèi)容主要包括初步災(zāi)情識別,災(zāi)情信息報(bào)警傳遞及上報(bào),事故區(qū)域內(nèi)作業(yè)人員疏散,災(zāi)害影響區(qū)域隔離,協(xié)調(diào)交通管制,劃定救援集結(jié)區(qū)域等方面。
第二步,進(jìn)行危險(xiǎn)源偵檢辨識。
偵檢辨識主要包括口頭詢問現(xiàn)場生產(chǎn)操作人員、通過企業(yè)信息系統(tǒng)查詢以及利用各類設(shè)備儀器、無人機(jī)等現(xiàn)場檢測識別判斷等方式。
救援指揮人員需要了解事故儲罐類型(是否帶壓)、尺寸、儲存物料信息(儲量、燃點(diǎn)、閃點(diǎn)、毒性、滅火要點(diǎn)等)、儲存物料的MSDS(化學(xué)品安全數(shù)據(jù)說明書)、儲罐周邊裝置的相關(guān)信息(鄰近罐間距、儲存物料、其他裝置的熱敏感性等),以及災(zāi)害類型、起火面積、影響范圍、是否存在人員受困等信息。
此外,救援指揮人員還要了解儲罐工藝現(xiàn)狀、固定滅火設(shè)施情況、可利用的移動消防裝備和消防資源、周邊環(huán)境(道路水源、地形地貌、明火源、周邊敏感目標(biāo))等信息。與此同時(shí),進(jìn)行氣象信息識別(當(dāng)時(shí)及數(shù)小時(shí)內(nèi)的風(fēng)向、風(fēng)力、溫度、降水等氣象信息)并獲取災(zāi)情實(shí)時(shí)畫面,可通過使用監(jiān)控探頭、無人機(jī)或從周邊安全的較高建筑設(shè)置觀察哨等方式獲取。
第三步,進(jìn)行災(zāi)情評估分級。
救援指揮人員對災(zāi)情進(jìn)行預(yù)判,根據(jù)之前所述,通過對危險(xiǎn)源的偵檢,對事故等級進(jìn)行判斷并逐級上報(bào)。
根據(jù)危險(xiǎn)源偵檢辨識結(jié)果、周邊危險(xiǎn)源及重點(diǎn)敏感目標(biāo)的類別和分布,結(jié)合環(huán)境和氣象條件,對災(zāi)害事故進(jìn)行發(fā)展趨勢及潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估和分級,并根據(jù)分級結(jié)果上報(bào)各級相關(guān)部門。但隨著事故演化及事故處理過程的推進(jìn)、社會輿論等因素的影響,事故等級可以上提或下調(diào)。
以密封圈火災(zāi)為例,一般情況下,其事故等級應(yīng)為一般火災(zāi)。但如果火災(zāi)升級為全表面火災(zāi),則事故等級就要上浮為重大甚至特別重大火災(zāi)。
第四步,進(jìn)行救援資源管理。
根據(jù)現(xiàn)場事故類型、事故規(guī)模和等級,計(jì)算儲存物料消耗速率和燃盡時(shí)間,計(jì)算救援和防護(hù)工作所需要的消防資源總量,包括所需人力、消防水總量、泡沫類型、泡沫液數(shù)量等,并據(jù)此檢查現(xiàn)有的救援人員數(shù)量、固定消防設(shè)施、移動消防裝備、個體防護(hù)裝備能否滿足救援和防護(hù)需求,是否需要進(jìn)一步增調(diào)相應(yīng)救援裝備和消防資源,如果不滿足,需要進(jìn)行區(qū)域聯(lián)動。
除確認(rèn)直接作戰(zhàn)資源外,還應(yīng)計(jì)算封堵、洗消、排水、救護(hù)、現(xiàn)場維持管控等相關(guān)內(nèi)容。若需夜間作業(yè)或持續(xù)作戰(zhàn),還應(yīng)涉及照明、電力、能源、后勤補(bǔ)給等方面的內(nèi)容。
第五步,確定救援處置戰(zhàn)略。
根據(jù)災(zāi)情評估結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)工藝及泄漏、燃燒、爆炸等不同情況,作出緊急停車、稀釋防爆、關(guān)閥堵漏、冷卻防護(hù)、堵截蔓延、倒料轉(zhuǎn)輸、切斷外排、化學(xué)中和、泡沫覆蓋、控制燃盡、浸泡水解、放空點(diǎn)燃、洗消監(jiān)護(hù)等處置戰(zhàn)略決定。
其內(nèi)容涵蓋人員調(diào)動、裝備布局、救援戰(zhàn)術(shù)、資源調(diào)配、后勤供給等多個方面的內(nèi)容,需要根據(jù)事故演化發(fā)展實(shí)時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略,結(jié)合指揮員經(jīng)驗(yàn)對事故變化趨勢,對救援行為、動作時(shí)機(jī)等問題作出判斷??焖贈Q策、實(shí)時(shí)調(diào)度,作出應(yīng)急救援處置。中石油大連石化“7·16”起火事故就是由于很長時(shí)間之后才去關(guān)斷閥門,引起了火勢的持續(xù)蔓延。
第六步,確定現(xiàn)場處置戰(zhàn)術(shù)。
根據(jù)戰(zhàn)略布置,安排具體戰(zhàn)術(shù)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。如當(dāng)執(zhí)行關(guān)閉儲罐中央排水系統(tǒng)出水閥門作業(yè)時(shí),除需要向救援作業(yè)人員提供閥門具體位置、閥門形狀結(jié)構(gòu)、操作方法流程等信息外,還需要對個體防護(hù)方式、水霧掩護(hù)模式、前進(jìn)模式、可能遇到的突發(fā)狀況應(yīng)對等信息進(jìn)行說明。
如決定撲救全表面火時(shí),要計(jì)算消防水、泡沫液、移動裝備等資源需求總量,決定裝備配置方案,結(jié)合地形、現(xiàn)場平面圖等提出裝備布局、人員站位等相關(guān)信息,并提出各相關(guān)戰(zhàn)術(shù)要點(diǎn)等。
第七步,進(jìn)行信息傳遞管理。
信息決策和傳遞包括指揮中心和現(xiàn)場指揮部及時(shí)收發(fā)和更新內(nèi)、外部各級信息(災(zāi)情動態(tài)、作戰(zhàn)指令上傳下達(dá)、社會輿情關(guān)注反饋等),實(shí)時(shí)跟進(jìn)救援進(jìn)度,協(xié)調(diào)各部門、各單位救援力量,掌控外界媒體、群眾等因素的影響,發(fā)布災(zāi)情信息等。
第八步,做好災(zāi)后處置。
再次開展現(xiàn)場危險(xiǎn)源偵查辨識,確認(rèn)無復(fù)燃、構(gòu)建筑物垮塌或有毒物質(zhì)蒸發(fā)造成二次傷害的危險(xiǎn)。選擇正確的洗消劑對區(qū)域內(nèi)人員、車輛、器材等進(jìn)行全面洗消,開展污染場地清洗、恢復(fù)等,以及救援結(jié)束后的環(huán)境恢復(fù)工作。全面細(xì)致檢查清理現(xiàn)場,清點(diǎn)人員和裝備,落實(shí)事故單元后續(xù)監(jiān)護(hù),向事故單位和有關(guān)部門移交現(xiàn)場,補(bǔ)齊消耗、損毀的消防資源和裝備,整理事故救援過程及相關(guān)資料,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、汲取教訓(xùn)。
應(yīng)急救援關(guān)鍵技術(shù)
在大型儲罐的火災(zāi)事故應(yīng)急救援中,消防泡沫的供給強(qiáng)度、入射方式及移動救援裝備的選擇,也對能否高效完成救援工作起著關(guān)鍵作用。
可燃液體火災(zāi)撲救存在一個臨界泡沫供給強(qiáng)度,低于該強(qiáng)度則不能撲滅火災(zāi)。這是因?yàn)榛鹧婧蜔彷椛淦茐呐菽乃俾蚀笥诔掷m(xù)供給泡沫的強(qiáng)度。同時(shí),也存在一個最佳的泡沫供給強(qiáng)度范圍,在此范圍內(nèi)能使用最少的泡沫實(shí)現(xiàn)滅火。以日本消防廳2005年公布的消防炮流量標(biāo)準(zhǔn)為例,油罐直徑為34~45 m時(shí),每平方米油罐滅火所需的泡沫密度為6.5 L/min;當(dāng)油罐直徑為100 m以上時(shí),每平方米油罐滅火所需的泡沫密度則低于12.9 L/min。該標(biāo)準(zhǔn)中推薦的泡沫供給強(qiáng)度是高于臨界供給強(qiáng)度的一個優(yōu)化值。這一優(yōu)化值能夠更快地實(shí)現(xiàn)滅火,同時(shí)不會造成過量泡沫使用而導(dǎo)致浪費(fèi)。
此外,救援人員還要考慮泡沫的入射角度。大型儲罐在無風(fēng)條件下燃燒時(shí),氧氣由四周沿罐壁上方被吸入,因此火焰靠近罐壁周邊處為負(fù)壓,氧氣由此吸入;廢氣自罐頂排出,火焰頂部為正壓(如圖1所示)。在有風(fēng)條件下,上風(fēng)位置罐壁處為負(fù)壓,氧氣由此被吸入;自中心偏下風(fēng)向位置處于正壓,氣體向上排出(如圖2所示)。若泡沫由燃燒儲罐的正壓處入射,其揚(yáng)升作用會使泡沫被吹散,不易于凝聚成柱,損耗極大。
因此,有風(fēng)情況下,泡沫應(yīng)由燃燒儲罐的上風(fēng)向處,瞄準(zhǔn)火焰吸入窗口,即沿罐壁上表面處由負(fù)壓吸氧位置切入火場,使損耗達(dá)到最小。由此進(jìn)而可確定裝備布局站位。
由吸氧窗切入的泡沫的落點(diǎn)會形成橢圓形的印記,泡沫流量越大,該印記的尺寸就越大。但由于入射泡沫具有較大的初始動能及熱輻射效應(yīng),會使其在液面上方繼續(xù)向前漂移約30 m的距離。因此,當(dāng)儲罐直徑很大時(shí),則可能存在泡沫無法覆蓋的死角,此時(shí),就需要調(diào)用其他消防裝備配合滅火。不同容量儲罐的移動救援裝備配備方案參見表1。
此外,中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院正在開發(fā)大型化工裝置罐區(qū)現(xiàn)場應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng),該系統(tǒng)可以在大型油品儲罐各種火災(zāi)情景下,從危險(xiǎn)源偵檢辨識、關(guān)鍵信息確認(rèn)、戰(zhàn)略規(guī)劃布置、戰(zhàn)術(shù)救援要點(diǎn)等方面提供決策輔助支援。并可在日常工作中實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案修訂、演習(xí)演練支持、桌面戰(zhàn)術(shù)推演、培訓(xùn)教育輔助等功能。
編輯 畢文婷