液化石油气泄露处理及扑救

液化石油气泄漏处理及扑救

摘要:在现实生活中,液化石油气泄漏事故时有发生,作为担负社会抢险救援任务的消防,就必须掌握一些有关液化石油气的基本常识和应急对策,一旦发生液化石油气事故能采取积极有效的措施,进行现场处置,减少不必要的损失和人员伤亡,本文着重介绍液化石油气的理化性质、泄漏的处置对策、战术应用和注意事项

关键词:泄漏爆炸堵漏战术

正文:

随着社会经济与科学技术的迅速发展,化工工业也日趋发达,化工产品广泛应用于工业、农业、医药、科研等领域,并进入了人们的日常生活当中。现在化学物品种类繁多,危险复杂,各类化学物品有上万种之多,根据消防的作战能力,对付常见的化学物品和一般油罐火灾已不成问题.即使是一、二万吨的大型油罐火灾,也能有制胜的把握.有些石油化工主要是化学物品火灾和液化石油气火灾复杂,扑救困难,而称其为火灾扑救难题.我国消防在多年来关于液化石油气火灾的扑救,虽然理论上已形成了一套战术,但在实践中,却仍是教训多于经验.消防指战员总感到液化石油气火灾燃烧凶猛,危害严重,扑救困难,灭火时间长,突发性灾害概率大,临场扑救的压力大.因此,熟悉掌握液化石油气事故处置技、战术对策,对有效处置液化石油气事故具有极为重要的意义.

液化石油气的理化性质:无色气体或黄棕色液体,具有特殊臭味,极具冻伤性,有麻醉作用。空气中浓度1%时使人呕吐头痛,10%时二分钟使人麻醉,时间稍长即可死亡。液态变

为气态时体积迅速扩散250倍,在地面上扩散形成高浓度区,遇火源可引起强烈爆炸。爆炸极限2%-10%。灭火剂:雾状水、二氧化碳。

一、液化石油气储罐的概况

(一)构造情况

液化石油气储罐的几个关键部位.

储罐下部有进液管、出液管和排污管.进液管设有单向阀和截止阀,有的还设有自动控制阀(电磁阀或易熔合金控制阀),出液管设有截止阀, 有的还设有自动控制阀储罐的顶部设有安全阀和放空管.

(1)液化石油气储罐的容量.

卧罐的容量有几十立方米到几百立方米不等,球灌的容量有400?、500?、1000?等,液化石油气液相相对密度约为0.57,比水轻,再加上储罐要留有15%

左右的气相空间,因此,400?、的储罐约装200吨液化石油气,1000?储罐约装500吨液化石油气.

(二)泄漏部位

(1)阀门.阀门是液化石油气储罐的易泄漏部位,阀门法兰容易因老化、开列等损坏而泄

漏.

(2)液化石油气管线.液化石油气管线因材质薄弱环节或因震动、撞击等出现裂缝泄漏.

(3)储罐根部.储罐根部因材质问题或其他问题出现裂缝泄漏.

(4)储罐上部. 储罐上部大开口泄漏.

(5)泄漏后可采取的措施.从泄漏的部位看,阀门后发兰泄漏可以通过关阀解决,阀门前发兰泄漏、阀门无法控制,只能采取堵漏措施,按照国内现有的堵漏技术,阀门前发兰泄漏、管道泄漏、储罐根部裂缝泄漏等都可以采用带压堵漏,其最大压力可达34.3兆帕,储罐顶部撕口泄漏一般无法堵漏,只能采取点燃、驱散导罐等措施.

我国发生的一些重大液化石油气火灾事故有如下特点:

(1)泄漏、爆燃、连锁爆炸,这是液化石油气火灾的三步曲,液化石油

气平时都充灌在压力容器内,一旦泄漏,即成喷射状,瞬间扩散、气化,形成一定范围的爆炸性混合物,遇火源爆炸后,在泄漏处或受冲击波影响的储罐破裂处形成稳定燃烧。火焰烧烤或辐射热再作用于燃烧罐和邻近罐,造成更为猛烈的爆炸

(2)火源难以控制,泄漏后极易引起爆炸。液化石油气泄漏后,短时间

扩散至相当的范围,在气雾积聚的空间(几十厘米至几米高度)内,火源难以控制,如配电

间、锅炉房,不防爆照明,车辆排气火星及其他可能的因素。

爆炸危害大,作战布兵必须有所防范。大凡液化石油气储罐爆炸,其威力和危害相当巨大。蚌埠液化气储配站11号罐爆炸后,罐体被展开,形成一张平整的钢板;两端一分为二,分别向南北飞出60m和80m。这些是补救过程中发生的,因此消防指挥员在地形地物的选择、进攻梯队的组织,进攻和撤退时机的确定上,必须充分考虑。

(3)扑救液化石油气火灾,参战力量多,扑救时间长,耗用水量大,是

持久战、攻坚战、消耗战,消防指挥员在力量调度和组织指挥上应充分重视。

二液化石油气泄漏处置对策

液化石油气一般以喷射状泄漏,扩散迅速,,很快就会形成大面积爆炸性混

合物,加之火源难以控制,极易造成爆炸燃烧事故.处置液化石油气事故必须慎

之又慎,防止爆炸则是处置液化石油气泄漏的关键和目的.

处置程序

现场询情:到达现场时(与事故现场保持至少400米的安全距离)将车辆停在上风(或侧上风)方向,然后指挥员迅速地向知情人了解罐体泄漏的时间、

部位、贮量、有无人员伤亡、是否发生爆炸燃烧等情况。

个人防护:参加事故现场处置人员根据事故现场区域划分,分别着重型防化服、封闭式防化服,佩戴呼吸器(或防毒面具)。

侦查检测:侦检人员携带有毒气体探测仪、易燃易爆气体探测仪,可燃气体探测仪、测温仪进入事故现场,查明液化石油气泄漏的位置、染毒浓度及范围、中毒人员的位置、数量等情况,为设置警戒和救助提供情况。

实施警戒:警戒人员根据侦检情况,划定警戒区,设立安全出入口,严控人员出入,控制警戒区内的一切火源,并迅速疏散事故现场周围居民。

人员救助:救助人员做好个人防护后携带破拆、救助、通讯、照明(根据事故现场情况而定)等器材,进入事故现场进行救助。

主动点燃火炬:点燃原则.主动点燃泄漏火炬是液化石油气泄漏现象十分科学严肃果断的处置措施是为了避免更大危险和伤亡而采取的“紧急避险”行动.

点燃时机.一是罐顶开口泄漏又无法实施堵泄漏,泄漏气体扩散遇火造成爆炸事故,此时应用多支喷雾水进行冷却稀释,把泄漏气体驱散,同时用点燃的木棒点燃泄漏口. 二是罐顶爆裂已经形成燃烧,罐体被冷却保护直到罐内气压不大时,火焰被内吹灭或被冷却的水流打灭,但还有气体扩散出来,如不再次点燃,扩散气体仍能造成危害,此时在继续冷却的同时,应予果断点燃。

现场处置:

一、生产、储存液化石油气的化工厂家发生液化石油气储罐泄漏、爆炸燃烧灾害事故,应采取的处置方法

1、生产、储存液化石油气的化工厂家发生液化石油气储罐泄漏,应采取的处置方法:

(1)、禁绝火源:切断警戒区内所有电源,熄灭明火,停止高热设备工作,

现场处置人员必须使用无火花工具。

(2)、关阀断流:关闭阀门,切断物料源。

(3)、稀释降毒:利用喷雾、开花水,驱散、稀释沉积漂浮的液化石油气气体。或铺设水幕水带,设置水幕,稀释、降低泄漏物浓度,并控制泄露物污染范围。

(4)、实施堵漏:所有堵漏行动必须采取防爆措施,确保安全,并根据事故现场情况,可采用内封、外封、磁压、捆绑、法兰、金属套管、低温冻结法等方式进行堵漏。抢险人员进行堵漏时必须设喷雾水掩护。

(5)、输转:利用输转设备对罐内的液化石油气液体倒灌转移。

(6)、清理现场:对事故现场进行再次侦检,确定浓度低于爆炸下限2%后,方可收整器材,撤离现场。

2、生产、储存液化石油气的化工厂家发生液化石油气储罐泄漏,并引起爆炸燃烧,应采取的处置方法:

如果发生燃烧,根据情况可采取两种处置方案。一是在输转周围的危险品后和关阀断源的情况下,采取冷却着火罐和临近罐的方法使其保持稳定燃烧,要时刻注意有无爆炸先兆,维持稳定直至罐内液体燃尽。二是利用雾状水稀释降毒、冷却的情况下,且确保不发生再次爆炸,可用直流水或干粉扑灭明火,迅速利用堵漏器材堵漏,而后进行倒灌转移。

二、运输过程中液化石油气储罐发生泄漏、爆炸燃烧灾害事故,应采取的处置方法:

在采取禁绝火源、稀释降毒的前提下,根据情况可采取不同的处置方法:1、如果阀门松动,关紧阀门。2、如果罐体发生泄漏,根据不同的泄漏情况,可采取内封、外封、磁压、捆绑、法兰、低温冻结等堵漏方式进行处置,而后将罐

内液体进行输转。3、如果发生燃烧情况,一是疏散周围危险品,冷却槽车,保持其稳定燃烧,直至液体燃尽。二是利用雾状水稀释降毒、冷却的情况下,且确保不发生再次爆炸,可用直流水或干粉扑灭明火,迅速利用堵漏器材堵漏。(如果是小型液化石油气罐体运输过程中发生泄漏,在保证安全的情况下,可移至空旷处采取放空排气的方法进行处置)

三、居民家庭发生液化石油气罐体泄漏、爆炸燃烧灾害事故,应采取的处置方法:

普通居民家庭一般液化石油气储量较少,根据情况可采取如下方法处置:一是当液化石油气泄漏时,迅速疏散居民,立即在喷雾水的掩护下关阀断料,实施堵漏,随后移出泄漏源至安全地带,期间严格控制周围明火的使用,并通过开窗通风稀释降毒,将现场浓度控制在2%

以下,防止发生连锁爆炸。二是液化石油气泄漏引起燃烧,迅速关闭阀门,如阀门损坏无法关闭,不要冒然扑灭明火,在保证安全的情况下,迅速移出室内至空旷处冷却保持稳定燃烧,直至燃尽。

液化石油气灭火战术应用

液化石油气发生火灾,燃烧爆炸瞬息突变,采取措施事关重大,进攻与撤退举足轻重。务必沉着冷重,果断指挥,根据不同的火场环境和条件,不同的火情和趋势,有针对性地组织扑救,才能赢得灭火指挥的主动权。

(一)外围预先做好准备,一旦爆燃即强攻。外围预先部署,及时强攻

近战。

(二)集中兵力于主攻阵地。确定主攻方向,保证冷却灭火的攻击强度。

(三)保证不间断充足供水。必须确保供给用水,供水不充足就只能撤退,调动各种力量供水。

(四)掌握和运用撤退战法。撤退是重要的战术措施,注意观察危险征兆,及时组织撤退,撤退的组织实施。

(五)关于倒罐的技术手段运用。运用倒罐手段降低燃烧罐液面,正确实施倒罐技术,倒罐技术必须慎重操作。

(六)排污管可用时的技术措施。利用排污管加速储罐内的气体燃烧,利用排污管压进水流。

理论上了解特性,操作中高度警惕

(一)体积迅速扩大,波及范围广。液化石油在一定的温度和压力下,可由气态变成液态。当泄漏或释放时,在常温下液态的液化石油气极易挥发,体积能迅速扩大250至350倍。液化石油气的爆炸浓度极限为2%至10%,1L液化石油气的空气混合后,浓度达到2%时,能形成体积为12.5立方米的爆炸性合物,这是液化石油气区别于煤气等压缩气体的独特之处。

(二)蒸气积沉聚集,难以喷水驱散,液化石油气相对密度大,为空气的1.5至2倍,泄漏后沉积漂浮于地面,白茫茫的一片气雾,高度按泄漏量形成几十厘米或1至10米不等,而且火源大都在这一空间,极容易引爆。

(三)受热反应敏感,储罐易于爆炸。以装液量为15kg的液化石油气钢瓶为例,其内容积为35.3L。这个内容积和确定是按液态纯丙烷在60℃恰好能充满整个钢瓶而设计的。在正常使用条件下,其环境温度是决不会达到60℃的,因此,只要不超量罐装,钢瓶里总是留有一定的气相空间(15%),以便供液态液化气受热膨胀时“留有余地”。当钢瓶处于气、液两相共存时,钢瓶内部的饱和蒸气压随着温度的升高而增加。在0-60℃的范围内,平均每升温1℃,饱和蒸气压增加49—59KPa。倘若钢瓶超量罐装,则受温度影响更大,尤其是在火场,无论是钢瓶还是球罐、卧罐,在强烈的燃烧烘烤下,快速升温,很快就会引起

爆炸。

(四)火焰温度高,热值大,易反作用于储罐本身。在火灾现场,液化石油气燃烧温度高达1000-1800℃。其热值也非常大,1 m3的液化气完全燃烧可发出9.24×104-1.09×1015KJ的热量(城市煤气一般热值在1.51×104KJ/m3)。因此,无论是液化气储罐上部、下部或根部燃烧,猛烈的火焰所反映出的高温度、大热值的特性,首先就反作用于燃烧罐本身,并严重危及邻近储罐,成为火场二次灾害的强烈催化剂。

(五)无论储罐内储液量多少,在火场都有爆炸的危险。火场上储罐内储量有两种状况:一种是基本满罐,另一种是液态液化气储量不多。这两种情况在高温烧烤下,都有随时爆炸的可能。有资料表明,液态液化气的主要危险是它具有极大的受热膨胀性。在15℃时,液态液化气和体积膨胀系数为0.00306,为水的体积膨胀系数的16倍。随着火势的加剧,温度的急剧上升,完全有可能由于体积膨胀而发生爆炸。丙烷的临界温度是96℃,这个温度在火场是很快会达到的,当达到临界温度时,钢瓶内的液态液化气将全部化作气体,这在物理上叫相变。液体一下酒可变成气体,压力迅速猛增,甚至可高达上千个大气压,造成储罐粉碎性爆炸。

液化气石油气扑救,多年来许多战例介绍和战术研究论文已见报刊杂志,因为扑救液化石油气火灾,稍有不慎就会酿成严重后果或重大伤亡。采取的措施关键在于能否科学、可靠、果断、理性地采取扑救对策,采取的措施对现火场是否有针对性。火灾燃烧瞬息突变,进攻与撤退举足轻重,务必果断指挥且沉着冷静,理论上的方法能否奏效,要根据不同的火场环境和条件,不同的火情和趋势。本文对液化石油气或火灾中的两个不同状况、不同险情、可能造成的不同后果,及扑救时间先后在阶段上提出战术要求,即泄漏阶段的“六个必须”

和爆炸阶段的“三个确保”。

(一)泄漏阶段的“六个必须”

(1)必须弄清情况,不能接受模糊不定的信息。消防队到达液化石油气泄漏现场,在首先布置警戒并出喷雾水建立屏障之后,必须侦查了解准确和现场情况,主要是泄漏部位,泄漏扩散放向,波及范围,是否切断电源,能采取什么办法关闭气源,是否存有火源,怎样采取措施控制火源,能采取什么办法关闭气源,是否存有火源,怎样采取措施控制火源,以及泄漏区域内液化石油气储罐分布情况等,以便作出下一步行动方案。

(2)必须从外围开始推进,不能急于向纵深进攻。消防车到达泄漏区域,特别是看到白茫茫的泄漏气雾时,必须在远离泄漏区域的上风方向停车。在制定警戒线,了解情况后,在外围组织强有力的水梯队,从某一部位,“撕口子”破散气雾,逐步推进,掩护内攻人员接近泄漏源采取措施,并保证推进部位是“安全通道”。如果人员盲目深入,遇有突发情况就会难以应付。

(3)必须划出相应范围的警戒圈,等环境稳定后再作堵漏、排险行动。划定警戒区是消防队达到泄漏现场的第一个行动,要根据已经泄漏和可能再泄漏的趋势,加上保险系数划定范围;要注意在气雾扩散的下风方向留足余地,要有切断电源、浇灭明火、排除其他火源的同时,注意防止流动火源产生危害,如对铁路、公路警戒范围的确定,禁止无关人员进入警戒区域等。液化石油气一旦泄漏,扩散迅速,遇火源爆炸也是很快就会出现的反应。因此消防队不要急于抢那么短暂的片刻深入行动,应待第一个稳定期出现后,再组织堵漏、排险等。在行动开始后,还要注意搜索和排除新的火源。

(4)必须是小分队行动,强水流掩护。消防队在液化石油气泄漏现场的深入行动,都必须组织精悍的小分队进行,进入扩散区域不宜人多,不能分散行

动、频繁走动。小分队行动时,必须有一定数量的喷雾水掩护。一般说来,一个小分队行进,后面要有两支喷雾水掩护,而且后面还要有雾水题词跟进掩护,使小分队操作的小环境内明显地增加安全系数。

(5)必须有可靠的个人防护装备和多使用固定喷水设备。根据以往教训,今后凡是进入液化气泄漏场所的消防队员,必须穿着组织鉴定的“全密封消防防化服”。这种全密封的、具有阻燃功能的防化服,可再一旦出现险情时,降低对人员的伤害程度。如果有水做掩护,则效果更好。另外,对于那些配合堵漏、驱散余气、对有爆炸危险的储罐冷却等需要长时间射水的地方,应尽量使用带架水、固定水等射水设备,既起到射水作用,又可避免人员伤亡。

(6)必须作强有力的外围部署,并做好爆燃后的进攻准备。消防队到达液化石油气泄漏现场之后,在采取措施、组织力量控制扩散、避免爆炸的同时,必须组织到场力量在外围作强攻近战的部署,包括调动增援力量,消防车占领水源,铺设重点进攻水带线路等。因为泄漏的液化石油气爆燃后,储罐在火焰和高温作用下引爆的时间是很短暂的。如蚌埠市液化气储配站11号罐泄漏引爆后,12号罐受连锁反应,爆炸的时间仅相隔10分钟。如果在泄漏气体爆炸后再组织力量进攻,就会失去强攻保护的时机。造成要么火势太猛,无法靠近作战;要么深入作战时,恰好是二次爆炸的可能时间。

(二)扑救阶段的“三个确保”

泄漏一旦引爆,疯狂的火势和再次爆炸都是残酷的。消防指挥员必须审时用兵,灵活机动,伺机冲击,抵近作战。

(1)确保集中兵力于主要方向,以强有力的优势控制二次爆炸。泄漏的液化石油气一旦引起爆炸,除了爆炸火球和冲击波造成的危害外,将形成泄漏处或储罐裂口部位的稳定燃烧,此时若储罐底部阀门处泄漏燃烧,火焰直接烧烤

泄漏罐,那么泄漏罐很快会发生爆炸,若在储罐上部开口燃烧,那么凶猛的火势直接烘烤临近罐,临近罐又有可能很快引起爆炸。如遇类似情况,消防指挥员要果断指挥出击,组织强有力的冷却射流,抵近冷却燃烧罐和临近罐,当遇到火势猛烈、手提式水射流不够或冷却水流汽化现象明显时,应使用大口径带架水或消防车水炮喷射冷却。一般来说,在喷水冷却过程中,罐壁温度不超过100℃,说明附着罐壁的水膜没有因受热完全汽化,储罐的耐压强度就可以得到保证。有试验表明,喷水强度为6Lm-2min-1时,壁温虽控制在100℃,但上述部位有水膜断裂现象,因此认为6Lm-2min-1为冷却临界供给强度;而对于8至10Lm-2min-1的喷水强度,试验结果实满意的。英国消防规范规定:每平方米每秒不少于0.16L,也就是9.6Lm-2min-1。在实际灭火中,往往准确量还要大些。总之,只有冷却水及时到位、足量、持续,才能有效抑制液化石油气储罐的爆炸,才能控制局面并化险为夷。

(2)确保后防供水不间断,调动各种力量保持充足供水,就如1996年7月13日在湘黔线贵州段朝阳坝二号隧道内发生的泄漏爆炸事故,经检测,东、西洞口液化气浓度达到爆炸下限的80%,于是作战组用1台大功率消防车出两支水从西洞口向内注水,另外,铁路部门用1水泵从洞侧小河口吸水供消防车,另用2台电动水泵直接向洞内注水。进入洞中时,架设移动水向洞水1小时,总队指挥员决定在保持水射水和液化气浓度检测的

条件下,由作战组轮流派出突击小组进入隧道,在车厢顶部架设二节拉梯、单杠梯,出两支喷雾水,步步推进冷藏车厢内阻燃火,然后又分别从隧道左右两侧向沿内铺设水带400m至1号槽车处,架设喷雾水形成水幕,大大降低了隧道内液化气浓度,为人员进洞作业创造了必要的条件。故而,能否组织可靠的后方供水是能否有效扑救液化石油气火灾的前提条件。贵州湘黔路线朝阳二号扑灭火灾

就充分说明了供水的重要性,换句话说,如果供水不持续或水量不够,不仅前方达不到规定的冷却水量,无法抑制可能发生的爆炸,而且前方队员都难以靠近前沿阵地,或难以在冷却部位站住脚,供水不充足,有和无一样,只有撤退,因此,指挥员在部署前方冷却灭火的同时,必须全面部署后方供水,甚至要先于前方来组织后方供水。

(3)确保指战员在安全的前提下作战,遇有不祥之兆应果断撤退。扑救液化石油气火灾,进攻和撤退都是依据火场态势作出的重要决策。进攻是为了控制局面,防止爆炸,争取主动;撤退也是为了避免伤亡,保存实力,以便再次组织进攻,争取整个战局的主动权。液化石油气性质活泼,稍有不慎就会引起爆炸,因此,掌握和运用撤退这一战法显得尤为重要,来不得半点患得患失与优柔寡断,那种只顾勇敢冲锋,明知险情在即,仍要求坚守阵地、不怕牺牲、顽强作战的做法,是违背灭火指挥原则的,是对消防战士生命安全和灭火全局极不负责的行为。当然,撤退必须要有依据,要有危险的征兆。在液化石油气火灾扑救中,要派出专人观察火情,包括燃烧罐的变化,临近罐的变化,以及罐区有可能受火势、辐射等因素影响的储罐,要善于发现情况并准确预报。

液化石油气所固有的特殊复杂的理化特征,造成一旦泄漏或发生爆炸燃烧事故,便在一定范围内产生严重的危害和惨重的伤亡。装备先进的发达国家消防队伍,面临液化石油气

储罐火灾时,也并无十分奏效的良策,临场扑救的难度也很大。我国消防通过多年来的实践,在处置泄漏和火灾扑救上总结了一些经验,但教训仍十分深刻。当前,我国各城市液化石油气使用的普及率提高,每个城市(大型企业)都有不少液化石油气储罐场,包括铁路、公路的液化石油气槽罐车运输,一旦发生泄漏、燃烧、爆炸事故,消防会义不容辞地率先赶往现场处置和扑救。因此,掌握正确的液化石油气泄漏处置措施和火

灾扑救战术,对避免重大伤亡、保护国家财产,保障城镇居民生活和社会稳定,具有十分重要的意义。