大型原油储罐火灾成因及扑救对策

大型原油储罐火灾成因及扑救对策

近年来，随着我国国民经济的增长，我国对能源特别是石油的需求

量不断增加，借助港口发展起来的港口中转油库、保税油库、国储油库,

相继在港口周边形成。这些油库罐体容积大，油罐内储存的多是原油。 此种油品具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等性质，一旦发生火灾, 必将造成重大的损失。研究原油储罐的火灾成因及火灾扑救对策，制订 切实可行的消防对策，对提高火场指挥员的火场指挥水平有着重要意 义。

一原油的燃烧特点原油是一种粘稠油状的可燃液体，其主要特点 是：1.比重轻。水的比重是1,原油的比重在0.67〜0.93之间。2.闪点 低，挥发性强，易燃烧和爆炸。根据油品的不同，原油的闪点-6.7℃〜 32.2℃,也就是说有的油品在-6.7℃的时候原油就有挥发性，会产生可 燃蒸汽，原油的自燃点是380℃〜520℃,爆炸极限是1.1%〜6.4%。3.热 值大。原油具有很高的热值,1公斤原油完全燃烧会产生7000〜10500 千卡的热量，火焰燃烧温度达700℃〜1100℃,火焰沿液体表面的热波传 播速度很快，每小时约40〜90cm,着火油面层温度在350℃,有资料显示 距火点5m处温度为360℃, 7m处为300℃,10m处为116℃,如果发生火 灾不及时进行冷却的话,5〜8分钟内可使罐壁的温度达到500℃,使钢 板的强度下降50%。起火10分钟后，钢材结构温度可达700℃,钢材的 强度降低约90%以上，因而基本上失去承载能力，然而低液面和高液面的 情况有所不同，低液面的储罐发生火灾，火焰的高温直接烧烤在罐壁上， 使罐壁的温度升得比较快，定的时间内就会引起油罐的垮塌，而对高液 位的罐壁来讲,还要取决于液面下降的情况。另外在油罐发生火灾时， 当罐壁的温度超过600℃时,泡沫不能扑灭油罐火。只有当油品表面的 温度下降到147℃以下时，才有可能用泡沫覆盖灭火。一般情况下，泡沫 进入燃烧液面时，泡沫蒸发破灭很迅速，由于泡沫蒸发，油品得到冷却， 当油品液面温度降到147℃以下后，泡沫层才能在燃烧液面推进,使燃烧 液面不断小，最后覆盖整个燃烧液面。只有油品温度下降到98℃以下， 泡沫蒸发破灭才逐渐减少。对于低液位的储罐，泡沫在由罐顶部下落到 罐底部的时候，一部分泡沫被火焰烧蚀掉了，一部分泡沫被强烈的热对 流吹散掉了，所以，高液位的油罐火比低液位的油罐火要容易扑救得 多。4.流动性大。在一定的温度下，它能像水一样地由高向低流动。一 旦油罐遭到破坏，极易造成大面积燃烧。5.含水量大。例如辽河油田30 号井原油，其含水量在千分之六左右，而且有很高的粘度，受到温度影响, 油水分离，积水也日益增多，并在油罐底部形成水垫层。粘度比较大、 导热性能良好的原油，它在火焰高温的作用下，燃烧着的原油就会发生 沸腾或喷溅,燃烧时间越长，发生沸溢与喷溅的危险就越大。石油储罐 发生火灾后，在多长时间后会发生沸溢与喷溅呢,在理论上我们是可以 计算出来的，其公式为：油层厚度:（原油直线燃烧速度+与原油传热速 度之和）二喷溅时间。

二原油储罐火灾的主要原因从火源的角度，可以将原油罐火灾原因

分为以下七类：（一）明火引燃、引爆油罐附近的烟道的火星、车辆喷出

的火星、放鞭炮和烧纸的飞火、库区内违章吸烟,动明火、电气焊作业 等极易引燃泄漏在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸汽。（二）静 电火花引起爆炸电阻率在1012Q-cm左右的原油最容易产生聚集静 电。多数原油的电阻率大于1012Q-cm,为带静电物质，很容易产生和 聚集静电荷，而且消散慢。由于油罐接地电阻过大（大于100Q）,或消除 静电的装置失灵,或孤立的导体（如浮顶）与油罐接触不良，很容易聚集 静电荷，一旦放电形成火花，足以引燃或引爆弥漫的油蒸汽。（三）雷击 引起火灾或爆炸由于油罐顶孔口关闭不严或未安装阻火器，避雷装置设 计不合理或发生故障，金属罐接地过大（大于10Q）静电荷消除不掉等在 雷击时易引起火灾或爆炸。（四）碰撞和摩擦火花引起火灾油罐的量油 孔口没用有色金属制作，钢尺放入或拉出时易与量油孔口边缘摩擦而发 生火花，引燃油罐内油蒸汽;用钢铁造的工具开启油罐孔口或搬运时相 互撞击产生火花易引燃泄漏的油蒸汽。（五）电气原因引起火灾油罐的 主要电气设备如输电设备、线路、泵房电机照明设备等,若发生短路、 漏电、接地，过负荷等故障时，产生的电弧、电火花、高热极易引燃泄 漏的油及油蒸汽。

（六）自燃引起火灾常见的情况如油罐中含硫油品的沉积物在消除

时发生自燃，原油加温时温度超过闪点而自燃。（七）放火引起火灾根据

统计资料，石油储运系统发生的火灾，主要原因中明火引燃占67%,静电

引燃占13%,雷击引燃占8%,电气故障及其它原因占12%。由此看出各种

明火引燃是油罐火灾最主要的原因。

三、原油储罐火灾的扑救下面以10万方原油储罐为例，简要介绍 一下大型原油储罐火灾的扑救。（一）灭火基本要求。坚持冷却保护，防 止爆炸，充分利用固定、半固定消防设施实施内攻，适时消灭火灾。（二）

灭火战术要点。1.速战速决。加强第一出动，一次性向火场调派具备攻 坚灭火能力的优势兵力，力求速战速决。2.冷却保护。（1）对燃烧油罐 全面冷却，控制火势发展，防止油罐变形或塌裂。（2）对于邻近罐（理论

上讲带有保温层的不需冷却）没有保温层的需进行半面（着火面）冷却，

视情加大冷却强度。3.以固为主，固移结合。对装有固定、半固定泡沫 灭火装置的燃烧罐,在可以使用的情况下，坚持“以固为主”的原则，辅 以移动式消防车泡沫炮或移动泡沫炮、泡沫钩管、泡沫管枪等相结合 的方法灭火。4.备足力量，攻坚灭火。对爆炸后形成稳定燃烧的油罐， 在进行冷却的同时,积极做好灭火准备工作,在具备了灭火所需人员、 装备、灭火剂、水等条件下发动总攻，一举将火势扑灭。5.隔绝空气， 窒息灭火。油罐的裂口、呼吸阀、量油孔等处呈火炬型燃烧时,可采取 封堵、覆盖灭火法，将其窒息。（三）灭火措施和行动要求1.火情侦察通 过外部观察、询问知情人、仪器检测，迅速查明以下情况：（1）燃烧罐内 油的储量、液面高度和油液面积。（2）燃烧罐的罐顶结构。

（3）受火势威胁或热辐射作用的邻近罐的情况。（4）固定、半固定

灭火装置完好程度，以及架设泡沫钩管的位置。（5）原油的含水率、有

无水垫层。2.冷却防爆措施⑴冷却强度①燃烧罐=0.68〜0.8L/s-m。 ②邻近罐=0.35〜0.7L/s-m。（2）冷却方法①开启水喷淋冷却装置。② 利用水枪、带架水枪或水炮。③冷却水要射至罐壁上沿，要求均匀，不 留空白点。④对邻近受火势威胁的油罐，视情形启动泡沫灭火装置，先 期泡沫覆盖，防止油品蒸发，引起爆炸。⑤用湿毛毡、棉被等，覆盖呼吸 阀、量油口等油品蒸汽的泄漏点。3.灭火准备（1）加强灭火剂储备。泡 沫液的准备量通常应达到一次灭火用量的6倍，同时准备一定数量的干 粉灭火剂。（2）落实人员、装备。进攻所需要的大功率泡沫消防车、干 粉消防车、举高消防车、移动泡沫炮、泡沫钩管、指战员个人防护装 备器材等要组织到位,落实作战人员，明确作战任务。（3）搞好火场供 水。指定专人负责火场供水，合理分配水源,确定最佳的供水方案，确保 供水不间断。（4）保证火场通信畅通。火场通信必须畅通无阻，有条件 的火场应设置大功率扩音器。4.灭火措施（1）对大面积地面流淌性火灾, 采取围堵防流、分片消灭的灭火方法;对大量的地面油品火灾,可视情

形采取挖沟导流方法，将油品导入安全的指定地点，利用干粉泡沫一举 消灭。 （2）对灭火装置好用的燃烧罐,启动灭火装置实施灭火。（3）对灭火 装置被破坏的燃烧罐，利用泡沫管枪、移动泡沫炮、泡沫钩管进攻或利 用高喷车、举高消防车喷射泡沫等方法灭火。（4）对在油罐的裂口、呼 吸阀、量油口等处形成的火炬型燃烧、可用覆盖物（浸湿的棉被、石棉

被、毛毡等）覆盖火焰窒息灭火，也可用直流水冲击灭火或喷射干粉灭 火。5.注意事项（1）参战人员应配有防高温、防毒气的防护装备。（2） 正确选用灭火剂。液上喷射可使用普通蛋白泡沫,液下喷射应使用氟蛋 白泡沫。（3）正确选择停车位置。消防车尽量停在上风或侧风方向，与 燃烧罐保持一定的安全距离。扑救原油罐火灾时，消防车头应背向油罐, 以备紧急撤离。（4）注意观察火场情况变化,及时发现沸溢、喷溅征 兆。

（5）充分冷却，防止复燃。燃烧罐的火势被扑灭后,要继续向罐壁冷

却，直至使油品温度降到燃点以下为止。

四灭火力量及灭火剂用量计算10万方罐直径二80m；10万方浮顶罐 灭火冷却水强度=0.45L/s-m；10万方罐周长=251.20m；10万方罐壁表 面积=5526.40m2；10万方罐底表面积=5024m2；10万方罐体积

=110528m3；10万方罐浮顶泡沫堰板与罐壁环形面积=248.06m2；防火堤 表面积=210X100-5024X2=10952m2（一组两个罐）。10万方原油储罐灭 火力量计算：（一）用水量的计算（1）着火罐冷却用水量:Q着=n^Dq=同一 时间着火罐数量（个）XnX着火罐直径（m）X冷却水供给强度 （L/s・m）=1X3.14X80X0.45=113.04L/s；（2）邻近罐冷却用水量（距着 火罐壁15m范围内的邻近罐2个）：Q邻=0.5nnDq=0.5X需要同时冷却 邻近罐数量（个）XnX邻近罐直径（m）X冷却水供给强度 （L/s*m）=0.5X2X3.14X80X0.45=113.04L/s （3）配制泡沫的灭火 用水量:PC8泡沫发生器的混合液流量为8L/s, 一个罐的共有12个PC8 泡沫发生器,所以：泡沫混合液流量=12X8L/s=96L/sQ灭二Q混a二泡沫混 合液量X泡沫混合液中含水率=96L/sX94%=90.24L/s。一次进攻按5 分钟计，为保证多次进攻的顺利进行，灭火用水常备量应为一次进攻用 水量的6倍，即按30分种考虑，计算公式如下:配制泡沫的灭火用水常 备量Q备=1.8Q灭=30分种灭火用水量系数（泡沫灭火用水常备量以m3 或T为单位，故30X60+1000=1.8）X配制泡沫灭火用水量 （L/s）=90.24L/sX1.8=162.43T。（4）油罐区消防用水量为：Q=Q 着+Q 邻 +Q 灭=113.04L/s+113.04L/s+90.24L/s=316.32L/s。（5） 一次进攻 5 分 钟用水常备量为：316.32L/sX5X60s=94.896T。（6）用水常备量

为：94.896TX6=569.376T。（7）六个小时灭火常备量:6个小时灭火用水 量=6832.44T。（二）泡沫液用量的计算。PC8泡沫发生器的混合液流量 为8L/s, 一个罐的共有12个PC8泡沫发生器，所以：泡沫混合液流量Q 混=12X8L/s=96L/s。泡沫液常备量:Q液=0.108Q混二按6%配比，30分 钟用液量系数（泡沫液常备量以m3或T为单位，故

0.06X30X60+1000=0.108）X泡沫混合液流量

=0.108X96L/s=10.37T。（三）火场水枪数量的计算。19mm水枪有效射 程15m,流量为6.5L/s,控制面积为33〜54m2,控制周长10〜15m。着火 罐冷却需水枪的数量=火场周长:水枪控制周长

=251.20m+15m=16.75弋17支;邻近罐泠却水枪的数量（两个邻近

罐）=n（罐数）X0.5（采用移动式水枪冷却时，冷却水的范围按半个周长 计算）X火场周长:水枪控制周长=2X0.5X251.20m+15m=17支；两个

邻近冷却罐,共17支水枪,我们实际使用取18支,每个邻近罐使用9支 水枪。（四）泡沫枪数量的计算。泡沫供给强度为1L/s-m2,当进口压力 为70X104Pa时，每支PQ8型泡沫枪泡沫量为50L/s,泡沫混合液流量为