我国石油化工消防安全对策研究.pdf

2 0 0 7年 1 0月 第 2 3卷第 1 0期 武警学院学报 J O U R N A L O F C H I N E S E P E O P L E’ S A R ME D P O L I C E F O R C E A C A D E M Y Oc t ． 2 0 D 7 Vo 1 ． 2 3 N o ． 1 0 ●防火技术 我国石油化工消防安全对策研究 ●唐凯， 董希琳 ， 郭其云 武警学院 科研部， 河北 廊坊o 6 5 0 0 o 摘要 随着我国石油天然气生产、 消费比重的不断增大， 与之相应的消防安全隐患也有增大的趋势。为此。 应加强生 产安全规章制度的建立和落实， 加大消防硬件的建设和合理化部署， 加 大监管措施和力度， 最大限度减少石油化工行 业的 灾害， 为石油天然气的战略调整提供安全保障 。 关键词 石 油化 工 ； 消防安全 ； 油库 火灾； 火灾救援 中图分类号 19 6 3 1 ． 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 82 0 7 7 2 0 0 7 1 0一 O O 4 40 4 随着经济的高速发展 ， 我 国在今后 2 0年将 面临 严峻的能源问题。到 2 0 2 0年 中国实现经济翻两番 ， 届时人均 G D P将超过 1 万美元 。中国必须面对难 以 避免 的两个情况 一是石油消费量显著增加 ； 二是受 石油资源的约束需要大量进 口以满足 国内需求 。自 1 9 9 3年中国成为石油净进 口国之后 ， 中国石油对外 依存度从 1 9 9 5年的 7 ． 6 ％增加到 2 0 0 0年的 3 3 ． 8 ％。 到 2 0 2 0年， 石油消费量最少也要 4 ． 5亿 吨。 届时石 油的对外依存度将接近 6 0 ％ ， 这使得 中国的石油安 全问题变得十分突出。 在保证石油天然气安全供给 的同时 ， 其 消防安 全也不可忽视。能源本 身的特性 决定 了能 源在 开 发、 储运和使用过程中存在一定的危险性， 据不完全 统计 ， 1 9 5 02 0 0 2年 间共发生 石油类火 灾 4 4 5起。 其 中2 0世纪 7 0年代 内发生火灾 1 8 5起 ， 8 0年代 1 3 8 起 ， 5 0年代 9起 ， 2 l 世纪初 2 0 0 0 2 0 0 2年 5 0起 火 灾发生次数有增长的趋势。这种分布与我国石油能 源的发展过程和人们的安全意识有着紧密的关系。 在 7 0年代 ， 我国石油开采处 于建 国后 的第一个发展 高峰期， 又正处于文革期间， 人们的安全意识比较淡 薄 ， 火灾事故较高 。1 9 8 0年之后 ， 随着石油生产、 储 存技术 的提高 ， 人们安全意识 的增强 ， 火灾事故逐 渐 减少 ， 其 中在 9 0年代 ， 火灾数量较低 ， l 0年间共发生 火灾3 9起。经济的快速发展， 使得石油需求急剧增 长 ， 自1 9 9 3年后 ， 中国成为石油净进 口国， 石油生产 大幅提高和储备规模扩大 ， 各种火灾隐患增多 ， 特别 是 2 0 0 0年后 ， 又 出现增长趋势 。 一 、石油化工安全生产状况 国家安全生产监督管理局 提供 的资料显 示 ， 安 全生产状况与经济社会发展水平紧密相关 。工业经 济初级发展 阶段 至快速发 展 阶段之 间为事 故高发 期 ， 进入工业经济成熟阶段后事故呈下降趋势。 一 我 国石化行业的安全生产特点 石化行业是我国的支柱产业。石化行业生产线 长、 涉及面广， 仅中国石化集团就有原油、 成品油、 天 然气等输油、 输气管道近 6 O 0 0 k m， 加油站 2 ． 4万个 ， 石化企业 的油 田、 采油厂、 炼 油厂、 化工厂、 油库、 加 油站 、 输油 气 管线遍 及全 国城市、 乡镇 、 车站、 码 头、 宾馆、 千家万户。生产过程包括油气勘探、 油气 收稿 日期 2 0 0 7 0 71 2 基金项 目 公安部软课题研究项 目“ 我国能源战略调整过程 中的消 防对策研究 ” 2 0 0 5 w j x y l l y j 0 7 6 成果之一 作者简介 唐凯 1 9 6 2 ～ ， 男， 甘肃天水人， 副教授， 博士； 董希琳 1 9 6 O 一 ， 男 ， 陕西周至人， 教授； 郭其云 1 9 6 4 一 ， 男， 湖南醴陵 人 ， 副教授 。 硕士。 4 4 维普资讯 武警学院学报 2 0 0 7年第 l 0期 总第 1 3 6期 防火技术 田开发 、 钻井工程 、 采油工程 、 油气 集输 、 原 油储 运、 石油炼制 、 化工生产 、 油品销售等 ， 生 产社会 需要 的 汽油、 煤油 、 柴油 、 润滑油、 化工原料 、 合成树脂 、 合成 橡胶 、 合成纤维、 化肥等 3 0 0 0多种石 油、 化工产品 ， 与人 民的衣 、 食 、 住 、 行密切相关 。2 0 0 0年 ， 我国石化 行业生产原油达到 1 ． 6 3亿 吨， 加 工原油 2 ． 1亿 吨。 中国的三大石油石化 集团公司 中国石化 、 中 国 石油和 中 国海 洋 石 油集 团公 司 固定 资 产 已达 到 6 0 0 0 多亿元 ， 从业人员达到 2 0 0多万人 ， 石化行业在 我国国民经济 的发展中起着举足轻重的作用。 石化行业又是一个高风险 的行业 ， 有着 自己的 行业特点 生产 中涉及物料危险性大 ， 发 生火灾 、 爆 炸 、 群死群伤事故几率高 ； 生 产工艺 技术复杂 ， 运 行 条件苛刻 ， 易出现突发灾难性事故 ； 装 置大型化 ， 生 产规模大 ， 连续性强 ， 个别事故影 响全局 ； 装置技术 密集 ， 资金密集 ， 发生事故财产损失大。 二目前存在的主要 问题 2 0 0 5年 ， 石油工业通过制定和实施一系列有效 安全措施 ， 全年石油工业各项安全生产指标均 比去 年有所 下降 ， 但 形势仍不容 乐观 ， 存在 的主要 问题 有 一是安全生产 尚未完全制度化。少 数企业对安 全生产重视不够 ， “ 安全第一” 还停 留在 口头上 ， 没有 实现经常化 、 制度化。二是安全生 产责任 和措施不 到位。重效益、 轻安全 ， 重生产、 轻 环保 ， 重补救 、 轻 预防现象依然存在 ， 安全生 产责任 和措 施还没有完 全履行到位 。三是安全生产的基础工作有待进一步 加强。部分企业基层规章制度和岗位操作规程不健 全 ， 个别 岗位员工安全意识不到位 ， 遵章守纪 自觉性 不强。据中石油统计 ， 以往所发生 的事故 ， 8 4 ％都与 员工违章操作有关。四是安全生产应急体 系有待健 全。个别单位虽 已建立应急体系 ， 但 配套措 施没有 完全到位 ， 应急救援 队伍 、 应 急预案演练和环保 、 地 方相关方联防联治等 内容需补充完善。 三 加 强石 油 工业安 全 生产 工作 强化石油工业安全生产 的措施 1 建章立 制 ， 落实责任 。加强规章制度建设 ， 切实落实安全责任 ， 为实现安全生产提供有效保障。 2 专项治理 ， 消除 隐患。为真正落实各项安全生产规章制度和措施， 三大石油公司及 所属企业开展了不 同层次 、 不 同范 围的专项治理活动 ， 以消除隐患 ， 保障安全 。 3 强 化培训 ， 夯实基础。为把安全生产规章制度 和各项 要求真正变成企业员工 的 自觉行动 ， 三大石油 公司 不断加强职工安全培训 ， 提高员工安全意识 。 4 突 出重点 ， 制定 预案。三大石油公 司把制定和完善 事 故应 急预案 ， 作为 降低 事故危 害程度 ， 减 少事故损 失 ， 化解事故风险的有效手段。 二、 继续加强石油化工行业消防设施建设 、 增强 消防抢险救援能力 在不断强化安全生产 、 完善管理体制、 加强教育 培训的同时， 还需进一步加强消 防设备 的投入和更 新 ， 提高消防安全人员的整体素质 ， 加强模拟及 实战 训练、 增加企业专职消防队与公安消防部队 的协作 演练和协同作 战， 以便提高处置突发事件和遏制灾 害的能力。 一 加 强石 油化工企业消防建设 在规模经济 的要求下 ， 石油化工企业 的工艺装 置 、 储罐 向大型化发展 ， 执行的消防标准也须 同步提 高 ， 如增设了消防水炮 、 水喷淋等 固定式消 防设施 ， 使消防给水系统的流量增加， 压力提高。与此相适 应 ， 作为强制性国家标准的 石油化工企业设计防火 规范 第 7 ． 3 ． 1 1条规定 大型石油化工企业的工艺 装置区、 罐区等 ， 应设独立 的稳高压消防给水 系统 ， 特别是要加强高压消防给水系统 J 。设置稳压水泵 的系统和设置稳压设备的系统均符合规范要求 。设 置稳压设备 的系统 ， 配置 了气压 水罐作 为消防用水 的储存罐 ， 能够维 持管 网的压力 不低 于设 定值 如 0 ． 7 MP a ， 而且补充管网可能 出现 的不同的泄漏量。 石油化工企业设计防火规范 未明确稳压设施的 具体形式 ， 但 建 筑设 计防火规范 和 高层 民用 建筑设计防火规范 均明确气压 水罐作 为消防用 水的储存罐， 并且说明气压水罐的作用与高位水箱 和水塔相同。 系统供水范围划分往往为设计人员所忽视。建 设单位为节约 占地和工程投资 ， 减少设备数量及维 护检修工 作量 ， 普遍 期望 系统供 水 范围尽可 能大。 但是 ， 系统供水范 围太大 ， 导致消防水泵扬程太高 ， 既提高 了管道和阀 门的压 力等级 ， 也不利于管 网的 均衡供水 ， 并且 由于设置大量 的减压措施而浪费能 源 。另外 ， 系统供 水范围太大 ， 管网的泄漏量增加 ， 导致稳压水泵 的流量增大 ， 从 而增加 能耗 。根据设 计经验并综合 技术经济 比较 ， 系统供水范 围以消 防 水泵扬程不 大于规范规定 的压力上限 1 ． 2 MP a ， 即扬 程不大于 1 2 0 m为划分界线 。 优化系统 的形式及组成 ， 系统供水范 围划分合 理 ， 设备配置适 当， 技术参 数准确 ， 控制方式及联锁 ． 4 5 维普资讯 唐凯， 等 我国石油化工消防安全对策研究 要求先进 ， 并优选管网材质和消防水泵动力源， 则不 仅能够保证系统 的安全可靠 ， 延长使用年限 ， 而且节 约投资， 降低能耗。 二 提高油库消防安全事故的预防与火灾救援 能 力 ] 油库的消防安全管理是一个高危行业 ， 在接收、 储运和发放石油及其产品的任何一个环节 中， 稍有 不慎 ， 就会产生意外事故 。 1 ． 油库事故风险的发生概率分析 据世界石油化工企业近 3 O年 的 1 0 0起 特大事 故 损失超过 1 0 0 0万美元 统计分析 ， 属于油库罐 区事故为 1 6起 ， 占 1 6 ％。在 国内， 从建 国到 2 O世纪 9 O年代初 ， 油库出现损失较大的事故 1 5 6 3起 ， 其中 火灾爆炸事故约占 3 0 ％【 6 J 。油库事故发生率 以 1亿 工作小时事故死亡人数 比较 ， 远低 于建筑业 和矿业 等， 但仍然较高。油库事故发生率较高的原 因， 除了 地震、 雷击等不可抗力 以及恐怖袭击外 ， 一般 还有静 电火花 、 电气故 障火花 、 摩擦或撞击产生 的火花、 游 动烟火 、 违章动火等 ， 储罐 区的油罐 阀门管 线泄漏、 泵设备故障、 操作失误、 仪表电器失灵、 电线短路等， 而且只有在油蒸气与空气混合达到爆炸极限范围 内， 才会引发爆炸， 这是最恶性的油库火灾事故。根 据国内外储罐 事故概率分析 ， 储罐及储存 物质发 生 火灾爆炸等重大事故的概率为 8 ． 71 0 7欠／ 罐 年 引。 2 ． 油库事故主要类型及其产生原 因分析 油库事故发生主要是储罐 区的突发性泄漏和火 灾两种类型。 储罐区泄漏 主要有 四种情况 阀门没关或 内漏 泄漏量小于数百千克 ； 阀门法兰密封泄漏 泄漏量 一 般不会超过数千克 ； 储罐输油管泄漏 泄漏量一 般不会超过数吨 ； 罐体破裂 泄漏量一般不会超过 2 O 0 0 t ， 这是最恶性的泄漏事故 。 储罐区火灾主要有 四种情况 J 1 油罐 在不 发货也不收货的情况 下着 火。此时罐 内是正压 ， 油 蒸气浓度较大， 在爆炸极限以外， 着火火焰从罐的量 油孔和呼吸阀喷 出， 蓝色不亮 ， 无烟 ， 火在罐 口外燃 烧 。注意此种情况不宜开启 喷淋 ， 因为喷淋会使罐 内温度急剧下降， 罐内油蒸气冷凝形成负压， 不但使 油罐吸人大量空气， 且易造成负压、 回火， 火焰进入 罐内燃烧。如不能确定是罐 内还是 罐外燃烧 ， 必须 开启泡沫阀， 用泡 沫覆 盖罐 内油 面， 火将慢慢熄灭。 2 油在油罐内燃烧。由于氧气不足， 燃烧不充分， ． 46 ． 罐顶孔 冒出黑色明亮火焰 ， 黑烟较多 ， 火势较大。在 这种情况下首先组织力量把着火罐邻近受热辐射的 其他油罐的喷淋阀打开加以保护 ； 开启着火罐喷淋 ， 冷却罐壁 ， 同时组织水枪射向罐顶冷却 ， 保护罐体不 致过热 变形裂 口， 同时也 可减少油 品蒸发 ， 减小 火 势 ； 开启消 防泡沫阀， 向罐内注入泡沫灭火。 3 油 罐顶被炸开 ， 火势异常猛烈。在这种情况下 ， 着火罐 邻近油罐应开启喷淋， 保护罐壁冷却； 着火罐开启 喷 淋冷却 ， 同时组织 多条水枪 、 水炮射 水冷却罐壁 ， 保 护罐体不会过热变形 ； 开启泡沫阀 ， 向罐 内注人大量 泡沫灭火。 4 着火罐爆裂 。罐体 裂开 ， 火势除在 罐 内燃烧外 ， 溢出地 面的油品也 已着 火。在这种情 况下， 应开启着火罐邻近油罐喷淋系统进行冷却； 着 火罐喷淋打开 ， 冷却罐壁， 减少油品蒸发 ； 用泡沫枪 、 炮扑救地面火， 控制火焰不致危及邻近油罐安全； 待 地面火扑灭后再扑灭罐 内火。由此可见 ， 最 恶性 的 是油罐炸裂之后 的火灾事故。 根据有关资料 ， 发生事故 的基本原 因依次 为机 械故 障 3 4 ． 2 ％ 、 碰撞 事 故 2 6 ． 8 ％ 、 人 为 因 素 2 2 ． 8 ％ 和外部因素 地震、 雷击等， 1 6 ． 2 ％ 。随 着科学技术 和工艺水平 的提高 ， 在生产 、 运输、 贮存 设备的设计 和制造方 面的缺 陷和事故 隐患 日益减 少 ， 而运行管理 和人员 素质等造成 的人为操作失误 已成为引起溢油事故的突出因素。对 于上述四种 因 素引发的事故 ， 前两种可以通过采用精 良设备 、 勤检 勤修等措施来避免或降低风险， 第三种也可以通过 加强科学管理和人 员培训来尽量 消除隐患 ， 而第 四 种情况则较难控制 ， 只有通过正确的规划和选 址来 避免。 3 ． 扑救油库火灾的指导思想和原则 针对油库区内油罐火灾具 有燃烧猛烈、 发展迅 速 、 热值高 、 流动快 、 爆炸威力大 、 可能出现喷溅沸溢 等特点 ， 火场指挥员应坚持集 中兵力速 战速决 的指 导思想， 实施机动灵活、 科学严密、 及时高效的指挥， 同时组织各方面的力量协 同作战 ， 充分发挥全体人 员的整体功能 ， 最大 限度地减少火灾所造成的人员 伤亡和经济损失。 1 统一调度 、 集 中指挥。油库区内油罐火灾涉 及的范围大， 危害大， 一旦起火， 不仅能引起库区多 罐爆炸和大面积燃烧， 而且还会危及周围建筑、 物资 的安全。要及 时有效地控制 和扑灭 火灾 ， 必须调集 足够 的消防车辆、 人员 、 灭火剂等灭火力量 ， 需要多 警种协同作战。在扑救火灾过程 中， 供水 、 冷 却、 疏 维普资讯 武警学院学报 2 0 0 7年第 l 0期 总第 1 3 6期 防火技术 散 、 抢修 、 灭火、 保障等工作 同时展开 ， 公安 、 专职 、 义 务三支队伍一起战斗 ， 要搞好协同作战 ， 做 到令行禁 止 ， 更需要高度集 中统一的指挥 。 2 现场控制、 机动灵活。油罐火灾发展快 ， 变 化大， 爆炸喷溅、 沸溢随时可能发生 。火场指挥员要 根据油类火灾的燃 烧特点 ， 对火灾发展趋 势进行 现 场控制 ， 并采取机动灵活战术 ， 增强火 场应变能力 ， 变被动为主动。这一指挥原则 主要有 一是扑救力 量的组织调集。油罐火灾应根据 预案 与现场需要 ， 力争一次调足本地区的灭火力量。二是根据地形选 择好停车位置 ， 确保后 到车辆的通行和特殊变化下 撤离。三是指定专人观测油罐的变化 ， 预计油罐可 能会发生沸溢 ， 即提前命令接近着火罐的人员 、 车辆 撤离到堤外 ， 避免不必要 的损失。四是对 增援力量 用无线对讲机提前下达作 战任务 和指定停 车位置 ， 以便到达火场立即投入战斗 ， 防止混乱和脱节。 3 集中兵力、 速战速决。油罐 自身 固定灭火 、 冷却等消防设施一旦遭到破坏 ， 应分别情况 ， 集 中力 量打歼灭战。一是火场指挥员应果断决策， 筑堤， 冷 却控制 ， 防止蔓延 ， 在做好充分准备 时， 集 中优势兵 力 ， 发起攻击 ， 一举歼灭 ， 速战速决 ， 力 争一次成功 。 二是当发生多罐燃烧 ， 火 场力量 与火 势相 比处 于劣 势时， 指挥员更要沉着 、 冷静 ， 集 中火场 的主要力量 ， 用逐罐消灭的方法 ， 取得经验 ， 扩大战果。三是当油 罐与流淌油同时燃 烧时 ， 要先集 中力量 ， 筑堤堵截 ， 将流淌火围堵在一定范 围内， 然后集 中兵力 ， 以优势 的泡沫灭火强度 ， 先灭流淌火 ， 后灭油罐火 。 参考 文献 [ 1 ]我 国石化行业 的安全 生产特 点[ E B ／ O L ] ． 2 0 0 61 2～1 2 ． 安 全 文 化 网． [ 2 ]G B 5 0 1 6 0 9 2， 石油化 工企业设计防火规范 1 9 9 9年版 [ s ] ． [ 3 ]G B 5 0 0 1 62 0 0 6 ， 建筑设计 防火规 范[ s ] ． [ 4 ]G B 5 0 0 4 59 5 ， 高层 民用建筑设 计防火规 范 2 o o 5年版 [ s ] ． [ 5 ]黄建荣， 刘茂生． 油库消防安全事故影响评价方法探讨与火灾扑 救 [ J ] ． 消防技 术与产品信 息， 2 0 0 6， 1 2 ． [ 6 ]胡二邦． 环境风险评 价实用技术和方法 [ M] ． 中国环境科 学 出版 社 ， 2 0 0 0． [ 7]夏永明， 等． 石油储 运过程 环境 污染控制 [ M] ． 中国石化 出版社 ， 1 9 9 2． [ 8 ]J a m e s I ．C h a n g a ， L I N C h e n gC h u n g ． A s t u d y o f s t o r a g e t a n k a c c i ． d e n t s [ J ] ． J o u r n a l o f L o s s P r e v e n t i o n i n t h e P r o c e s s I n d u s t r i e s ， 2 0 0 6， l 9 5l一5 9． Th e S t u dy o n M e a s ur e me nt s o f Fi r e S a f e t y i n Pe t r oc he mi c a l I ndu s t r y T A N G K a i ． D O N G X i l i n ． G U O Q i y u n D e p a r t m e n t o fS c i e n t ifi c R e s e a r c h ，T h e A r m e d P o l i c e A c a d e m y ， L a n g f a n g， H e b e i P r o v i n c e 0 6 5 0 0 0 ， C h i n a Abs t r ac t M o ng wi t h p r o du c t i o n a c c r e t i o n o f p e t r o l e u m a n d n a t ur a l g a s，t h e t r e n d o f r e l e v a nt d i s a s t e r o f fir e s a f e t y i n c r e a s e s；b y l a ws s h o u l d be e s t a b l i s h e d a n d c a r r i e d o u t f o r e n h a n c i n g p r o d uc t i o n ma n a g e me n t ；t h e e s t a b l i s hme n t a n d r a t i o n a l i z a t i o n d e p l o y me n t o f fir e p r o t e c t i o n s h o ul d b e e n l a r g e d；a nd t h e me a s u r e me n t o f i n s p e c t i o n s h o u l d b e i n c r e a s e d，i n o r d e r t o r e d u c e t h e d i s a s t e r i n t h e p e t r o c h e mi c a l i n d u s t r y，t o s afe g u a r d t h e e n e r g y s t r a t e gy o f p e t r o l e u m a n d n a t u r a l g a s i n C h i n a ． Ke y wo r d sp e t r oc h e mi c a l i n d u s t ry ；fir e s afe t y；fir e o f o i l c a n；fir e r e s c u e 4 7 维普资讯