_幾起油庫(kù)重大火災(zāi)事故引發(fā)的思考

1、32011 年 第 10 期消 防 技 術(shù) 與 產(chǎn) 品 信 息 火災(zāi)防控幾起油庫(kù)重大火災(zāi)事故引發(fā)的思考郎需慶，劉全楨，宮宏( 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院 化學(xué)品安全控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266071)摘要: 簡(jiǎn)述了近幾年國(guó)內(nèi)外發(fā)生的幾起典型儲(chǔ)罐火災(zāi)事故，分析了當(dāng)前我國(guó)大型儲(chǔ)罐發(fā)生重大火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。總庫(kù)容和單罐容積巨大、能源高度集中、生產(chǎn)條件嚴(yán)峻是造成大型儲(chǔ)罐火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)的主要原因。根據(jù)這些重大事故特點(diǎn)，剖析了 當(dāng)前油庫(kù)存在的突出隱患，主要是消防裝備和消防設(shè)施能力不足、油庫(kù)平面布置和供電系統(tǒng)存在缺陷。針對(duì)這些問(wèn)題， 提出了提高抵抗火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)能力的建議，主要是對(duì)油庫(kù)消防系統(tǒng)和消防

2、設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，提升應(yīng)急重大火災(zāi)的能力; 優(yōu)化油庫(kù)平面布置，增設(shè)事故存液池，增大油罐與關(guān)鍵設(shè)施的安全間距，提高防火堤的有效容積; 提高油庫(kù)供電系統(tǒng)的可靠性，在石化工業(yè)園區(qū)設(shè)置區(qū)域性消防應(yīng)急響應(yīng)中心。關(guān)鍵詞: 大型儲(chǔ)罐;火災(zāi)事故;隱患;設(shè)計(jì)優(yōu)化1前言近幾年，國(guó)內(nèi)外連續(xù)發(fā)生了多起油庫(kù)和罐區(qū)重大火災(zāi)事故，給所在企業(yè)帶來(lái)了重大經(jīng)濟(jì)損失，給社會(huì)造成了惡劣影響，如 2003 年 4 月 7 日美國(guó)俄克拉何馬州ConocoPhillips 公司的一個(gè)容積為80 000 桶的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐由于靜電火花引燃儲(chǔ)罐內(nèi)油氣混合物導(dǎo)致爆炸，大火持續(xù)了21 h才被撲滅，燒掉約7 600 桶柴油，2 個(gè)鄰近儲(chǔ)罐遭到嚴(yán)重?fù)p壞，

3、周 圍 300 多居民撤離，共 造成2 357 483美元的經(jīng)濟(jì)損失1; 2005 年 12 月 11 日，英國(guó)邦斯菲爾德油庫(kù)儲(chǔ)存無(wú)鉛汽油的 912 號(hào)儲(chǔ)罐發(fā)生油品泄漏，在庫(kù)區(qū)形成了大面積的蒸汽云，遇到明火后發(fā)生劇烈爆炸，大火整整持續(xù)了60 h，油庫(kù) 20 余座油罐損毀2; 2009 年 10 月 29 日，印度拉賈斯坦邦齋浦爾市郊的某油庫(kù)因一根輸油管壓力閥門(mén)破損導(dǎo)致燃油泄漏引發(fā)火災(zāi)爆炸，大火迅速蔓延到整個(gè)罐區(qū)的 11 個(gè)油罐，該事故造成了 12 人死亡，受傷超過(guò) 150 人，當(dāng)?shù)卣B夜疏散撤離近 50 萬(wàn)人，這 次大火持續(xù)到 11 月11 日，總損失價(jià)值約為 7. 58 億美元3; 201

4、0 年 1 月7 日，蘭州石化公司某罐區(qū)一裝有輕烴的儲(chǔ)罐由于儲(chǔ)罐閥門(mén)泄漏引發(fā)爆炸，爆炸引燃周圍 5 個(gè)儲(chǔ)罐，造成多人受傷，并威脅到其余 25 個(gè)液態(tài)烴儲(chǔ)罐的安全，1 月 9 日現(xiàn)場(chǎng)地火才撲救結(jié)束4; 2010 年 7 月 16 日，某30 萬(wàn)噸原油船在大連新港中石油原油儲(chǔ)備庫(kù)卸油過(guò)程中，103 號(hào)原油儲(chǔ)罐陸地管線發(fā)生爆炸，引起大面積火災(zāi)，并導(dǎo)致部分原油泄漏入海，2010 年 10 月 24 日， 103 號(hào)原油儲(chǔ)罐的剩油因動(dòng)火作業(yè)再次發(fā)生火災(zāi)，大火持續(xù)了 10 多個(gè)小時(shí)。縱觀引發(fā)這些事故的原因，既有設(shè)備本身存在的問(wèn)題，也有罐區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施存在的隱患。本文結(jié)合上述典型火災(zāi)事故，吸取火災(zāi)事故教訓(xùn)，剖析

5、我國(guó)罐區(qū)和大型儲(chǔ)罐存在的安全問(wèn)題，提出提高大型儲(chǔ)罐和罐區(qū)本質(zhì)安全水平的建議。當(dāng)前大型油庫(kù)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)形式分析( 1) 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)對(duì)油品的需求量大幅度增加，近幾年國(guó)內(nèi)各地石油公司紛紛建造大型油庫(kù)和油品碼頭，提高油品供給的調(diào)節(jié)能力，滿足市場(chǎng)需求。近年來(lái)，我國(guó)原油儲(chǔ)備庫(kù)和成品油儲(chǔ)備庫(kù)的規(guī)模日益擴(kuò)大，單個(gè)原油儲(chǔ)備庫(kù)的最大庫(kù)容可達(dá)幾百萬(wàn)立方米，最 大原油儲(chǔ)罐已達(dá) 15 萬(wàn) m3 ，儲(chǔ) 罐直徑達(dá)100 m; 而單個(gè)成品油儲(chǔ)備庫(kù)的最大庫(kù)容也達(dá)數(shù)十萬(wàn)立方米，最大內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐已達(dá) 5. 5 萬(wàn) m3 ，容積在 1 3 萬(wàn) m3 的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐和 10 萬(wàn) m3 的浮頂儲(chǔ)罐為數(shù)眾多，成為儲(chǔ)存各類油品的主力罐

6、型。( 2) 值得關(guān)注的是，當(dāng)前石化工業(yè)園區(qū)發(fā)展迅猛， 尤其是沿海沿江一帶，具有天然碼頭資源，依據(jù)良好的 水運(yùn)條件，以碼頭為中心的大型儲(chǔ)罐區(qū)紛紛集中建立， 往往多個(gè)罐區(qū)或油庫(kù)鱗次櫛比，形成了具有較大規(guī)模 的石油產(chǎn)品集散地。( 3) 各個(gè)石油公司迫于繁重的生產(chǎn)任務(wù)和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，儲(chǔ)運(yùn)周期往往較短，設(shè)備檢修周期較長(zhǎng)，而 且我國(guó)進(jìn)口的原油大多是高硫高酸劣質(zhì)原油，對(duì)儲(chǔ)罐、管道等設(shè)備損傷嚴(yán)重，隨著設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，假如某環(huán) 節(jié)疏于管理，可能發(fā)生如冒罐、腐蝕穿孔、罐體開(kāi)裂等 重大事故，往往會(huì)引發(fā)重大火災(zāi)事故。4郎需慶等: 幾起油庫(kù)重大火災(zāi)事故引發(fā)的思考2011 年 第 10 期鑒于上述情況，當(dāng)前大型油庫(kù)的

7、主要特點(diǎn)是總庫(kù)容和單罐容積巨大，能源高度集中，生產(chǎn)條件嚴(yán)峻，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高。一旦某大型儲(chǔ)罐發(fā)生重大火災(zāi)，可能會(huì)引發(fā)多米諾牌效應(yīng)，發(fā)展成群罐火災(zāi)，甚至殃及整個(gè)油庫(kù)或整個(gè)工業(yè)園區(qū)。油庫(kù)火災(zāi)事故反映出的問(wèn)題( 1) 大部分油庫(kù)的消防裝備和消防設(shè)施能力不足。當(dāng)前大型油庫(kù)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)僅僅是撲救一 般性火災(zāi)，對(duì)最嚴(yán)重火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)低，面對(duì)重大火 災(zāi)，往往被動(dòng)應(yīng)對(duì)，主要體現(xiàn)在消防水供給能力不足、泡沫液儲(chǔ)備量有限、固定式泡沫滅火系統(tǒng)往往受火災(zāi)破壞嚴(yán)重而無(wú)法發(fā)揮作用，當(dāng)前油庫(kù)的消防系統(tǒng)與大流量泡沫噴射設(shè)備也不匹配。目前，大型油庫(kù)的消防水最大供給能力約為400 L / s，參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，撲救大型儲(chǔ)罐的重大火災(zāi)所

8、需消防系統(tǒng)的供給能力至少是當(dāng)前消防系統(tǒng)供給能力的 4 8 倍甚至更高。如 2003 年9 月 28 日，日本十勝?zèng)_地震引發(fā)北海道苫小牧市浮頂油罐火災(zāi)，經(jīng)消防人員44 h奮戰(zhàn)，在全國(guó)范圍內(nèi)調(diào)集泡沫液，才 將 大 火 撲 滅，2 臺(tái) 大 流 量 泡 沫 炮 的 流 量是5 700 L / min。我國(guó)多數(shù)油庫(kù)缺少大流量消防設(shè)備，依靠自身力量難以應(yīng)對(duì)重大火災(zāi)事故，發(fā)生重大火災(zāi)事故后只能等待周邊消防力量前來(lái)支援，這往往錯(cuò)過(guò)了最佳滅火時(shí)間，導(dǎo)致火災(zāi)規(guī)模迅速擴(kuò)大。尤其對(duì)于輕質(zhì)油品儲(chǔ)罐，火災(zāi)發(fā)展速度很快，如控制不及時(shí)，5 min后火災(zāi)將完全擴(kuò)大，難以控制，在實(shí)際滅火過(guò)程中，很多儲(chǔ)罐火災(zāi)都是在保護(hù)條件下自行燃

9、盡的結(jié)果。因此，大型油庫(kù)在著眼于控制大型儲(chǔ)罐初期火災(zāi)的同時(shí)，也應(yīng)增強(qiáng)撲救重大火災(zāi)的消防能力。目前油庫(kù)配置較多的是中小型 移 動(dòng) 式 泡 沫 炮 和 固 定 炮，最 大 流 量 一 般 為5 000 L / min，而撲救大面積池火或大型儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)，泡沫炮的流量一般在20 000 L / min以上，當(dāng)前泡沫炮的配置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足撲救重大火災(zāi)的要求。由于當(dāng)前重型消防車寬度和載重都明顯增大，如目前大功率水罐泡沫消防車最大可載重12 t，車身寬度達(dá)2. 5 m，部分建造年代較早的油庫(kù)消防道路寬度不足，難以適應(yīng)大型消防車的雙向通行，這給火車緊急增援造成了障礙，延誤了滅火時(shí)間。( 2) 油庫(kù)平面布置存

10、在缺陷。大型油罐與中心控制室、總變配電所、消防泵房等關(guān)鍵部位安全間距不足，一旦油罐發(fā)生重大火災(zāi)，可能會(huì)對(duì)這些場(chǎng)所造成致命破壞，導(dǎo)致罐區(qū)失去控制。部分大型油庫(kù)的防火堤容量設(shè)計(jì)不足，難以應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐泄漏事故。目前，按照 GB 50074 2002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，大型浮頂油罐所在的防火堤有效容量?jī)H為油罐組內(nèi)一個(gè)最大油罐容量的一半6。當(dāng)防火堤內(nèi)最大儲(chǔ)罐在最高液位時(shí)罐體破裂或塌陷后罐內(nèi)油品將全部溢出，則該防火堤將無(wú)法容納溢出的油品，勢(shì)必導(dǎo)致油品溢出防火堤，假如無(wú)導(dǎo)流渠和事故存液池，難免形成油品四處流散，則發(fā)生大面積池火甚至群罐火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)將大大增加。另外，國(guó)內(nèi)很多油庫(kù)的防火堤存在穿管問(wèn)題，如消防管線、輸

11、油管線等穿越防火堤現(xiàn)象普遍，防火堤墻體的穿管處密封不嚴(yán)，有些密封處甚至已經(jīng)破損，防火堤的完整性無(wú)法保證，假若儲(chǔ)罐破裂油料溢出，油料可能沖毀防火堤，尤其是處于地勢(shì)較高位置的罐區(qū)，還可能造成油料大面積流散。如英國(guó)邦斯菲爾德油庫(kù) 912 號(hào)儲(chǔ)罐發(fā)生油品泄漏后，油品沿低洼地勢(shì)順勢(shì)流淌，同時(shí)，該油庫(kù)也缺少事故存液池，造成泄漏的油品在庫(kù)區(qū)大面積擴(kuò)散，遇到點(diǎn)火源后形成大面積池火，也給臨近的儲(chǔ)罐造成極大的威脅，因此，整個(gè)邦斯菲爾德油庫(kù)的油罐全被燒毀。( 3) 油庫(kù)供電系統(tǒng)存在問(wèn)題。油庫(kù)供電系統(tǒng)缺少緊急供電功能，無(wú)法二次供電，如大連新港中石油原油 儲(chǔ)備庫(kù) 103 號(hào)油罐火災(zāi)事故造成變配電所無(wú)法工作， 罐區(qū)斷電，

12、導(dǎo)致著火儲(chǔ)罐輸油管上的電動(dòng)閥門(mén)不能及時(shí)關(guān)閉，罐內(nèi)油料持續(xù)外溢，使得池火持續(xù)燃燒，難以 控制。改進(jìn)措施與建議鑒于當(dāng)前油庫(kù)大型油罐存在較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，油庫(kù)的安全設(shè)施也存在一定程度的隱患，結(jié)合我國(guó)油庫(kù)的生產(chǎn)實(shí)際，提出如下建議:( 1) 針對(duì)擁有大型儲(chǔ)罐的油庫(kù)，將消防系統(tǒng)和消防設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造。主要采取如下措施: 針對(duì)撲救大面積地面池火和大型儲(chǔ)罐的全面積火災(zāi)，油庫(kù)應(yīng)配置大功率消防設(shè)備，如大流量泡沫炮和高噴車等。油料在罐區(qū)地面形成大面積油池后，需要及時(shí)用泡沫覆蓋油面，減少油氣揮發(fā)，一旦發(fā)生油池燃燒，則需要噴射大量泡沫液進(jìn)行滅火，由于著火面積大，容易引發(fā)周邊儲(chǔ)罐的火災(zāi)，所以撲救大面積池火必須快速，并

13、重點(diǎn)保護(hù)與池火較近的儲(chǔ)罐。大型儲(chǔ)罐的高度一般在20 m左右，如 10 萬(wàn) m3 儲(chǔ)罐的高度約22 m，儲(chǔ)罐與防火堤的最小距離也達(dá)11 m，儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)后，普通的消防車難以將泡沫液準(zhǔn)確的噴射至著火儲(chǔ)罐罐頂?shù)挠行Р课?，尤其是?chǔ)罐液位較低時(shí)，只有從高處才能有效準(zhǔn)確的噴射泡沫滅火。大型儲(chǔ)罐假如發(fā)生全面積火52011 年 第 10 期消 防 技 術(shù) 與 產(chǎn) 品 信 息 災(zāi)，則大流量泡沫炮是有效滅火的關(guān)鍵設(shè)備，如目前世 界上成功撲救全面積火災(zāi)的最大儲(chǔ)罐直徑達(dá)82. 4 m， 其成功的關(guān)鍵是采用了 2 臺(tái)大流量泡沫炮，泡沫炮的流量在 8 000 和 4 000 GPM8。配置大功率消防設(shè)備的同時(shí)，油庫(kù)的消防

14、系統(tǒng)也需要進(jìn)行相應(yīng)升級(jí)，以適應(yīng)大流量消防設(shè)備的運(yùn)行要求。為了滿足供水需求，油庫(kù)需要配置遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)， 除了從油庫(kù)消防儲(chǔ)水設(shè)備內(nèi)取水外，還需要從鄰近的儲(chǔ)水處遠(yuǎn)程供水; 油庫(kù)自身儲(chǔ)水量和泡沫儲(chǔ)備量應(yīng)根據(jù)所配置的大流量消防設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)提升。還應(yīng)增設(shè) 泡沫液的運(yùn)輸、罐裝和供液設(shè)備，以備及時(shí)足量向泡沫噴射設(shè)備供給泡沫液。( 2) 油庫(kù)平面布置需要優(yōu)化。鑒于大型儲(chǔ)罐發(fā)生全面積火災(zāi)或大面積地面池火可能破壞周圍的設(shè)施， 尤其是消防泵房、變配電間等關(guān)鍵設(shè)施應(yīng)設(shè)置在罐區(qū)之外的區(qū)域，或者增設(shè)防火墻，以減少火災(zāi)對(duì)其破壞。罐區(qū)內(nèi)的輸油管道應(yīng)進(jìn)行防火保護(hù)，避免火災(zāi)對(duì)管道的破壞，同時(shí)，考慮到大型儲(chǔ)罐密度較大，為降低儲(chǔ)罐火災(zāi)

15、對(duì)臨近儲(chǔ)罐的破壞，參考日本罐區(qū)的設(shè)計(jì)理念，大型儲(chǔ)罐的間距也應(yīng)加大，由目前的 0. 4 D 增大到1 D。在大型油罐區(qū)消防道路設(shè)計(jì)中，將路沿石高度降至與路面持平或略高于路面，路沿石外側(cè)加壓實(shí)碎石， 保證事故時(shí)大型消防車臨時(shí)通過(guò)。對(duì)于油庫(kù)內(nèi)地面存在高度差的情況，應(yīng)注意防止高臺(tái)階油罐發(fā)生泄漏時(shí)， 可燃液體向低臺(tái)階漫流，還應(yīng)注意部分消防道路的布置，由于高差的原因喪失消防的作用。對(duì)于油庫(kù)的主 干消防道路應(yīng)適當(dāng)加寬，消防道路設(shè)置火災(zāi)施救時(shí)用的臨時(shí)錯(cuò)車或回車場(chǎng)地。大型儲(chǔ)罐防火堤的有效容量需要增大至該罐組內(nèi)最大儲(chǔ)罐容量的 1. 1 倍。同時(shí)，罐區(qū)內(nèi)設(shè)置事故存液池和事故中消防廢水或油品的可能排放路徑，并設(shè)計(jì)好控

16、制水流的方式，避免無(wú)序排放污染水體和土壤。( 3) 罐區(qū)供電系統(tǒng)應(yīng)提高重要負(fù)荷的供電可靠性，保證重要負(fù)荷供電不中斷，如大型油罐罐根閥采用電力作動(dòng)力源的，采用阻燃電纜直接埋地進(jìn)罐區(qū)至罐前閥門(mén)或者庫(kù)區(qū)所有電纜埋地敷設(shè)。油庫(kù)配置一臺(tái)應(yīng)急移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)供電車。( 4) 具有一定規(guī)模的石化工業(yè)園區(qū)，應(yīng)根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，設(shè)置區(qū)域消防應(yīng)急體系，統(tǒng)一規(guī)劃區(qū)域消防系統(tǒng)的設(shè)置，編制區(qū)域應(yīng)急預(yù)案，建立應(yīng)急響應(yīng)中心，臨近江河的石化化工園區(qū)還應(yīng)加強(qiáng)防水體污染的控制措施。結(jié)束語(yǔ)隨著油庫(kù)規(guī)模的擴(kuò)大和儲(chǔ)罐容積的提高，油庫(kù)大型儲(chǔ)罐存在著較大的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，采取有效安全措施降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)務(wù)之急。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外多起重大油

17、罐火災(zāi)事故給我們敲響了警種，吸取這些事故的教訓(xùn)，引以為戒，謹(jǐn)慎自查我國(guó)各類油庫(kù)存在的隱患，提升油庫(kù)安全體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提高應(yīng)對(duì)重大燃爆事故的能力，從設(shè)備配置與應(yīng)急響應(yīng)兩方面提高我國(guó)油庫(kù)的安全生產(chǎn)水平。參考文獻(xiàn):1 Storage Tank Explosion and Fire in Glenpool， Oklahoma April 7，2003R NTSB / PAR-04 /02，PB2004 916502，Notation 7666 National Transportation Safety Board2 郎需慶，劉全楨 英國(guó)邦斯菲爾德油庫(kù)火災(zāi)爆炸事故引發(fā)的思考J 石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2009( 6) 3 Report of the minister for petroleum and natural gas about the incident of fire at POL Depot of Indian Oil Corporation Friday，November 20，20094 http: / / www anquan com cn / News / News / China /201001 / 138841 html5 馬平，婁仁杰 簡(jiǎn)析