石油化工火灾及预防

石油化工火灾及预防石油化工火灾及预防 石油化工是指以石油 天然气做原料 经过物理化学和机 械加工而制取各种石油化工产品的工业 它涉及到国民经济的 各个领域 是国计民生不可缺少的重要行业和国民经济的支柱 产业之一 在国民经济中占有十分重要的位置 石油化学工业的生产流程复杂 设备种类繁多 是一种工 艺比较复杂 技术性较强的行业 由于在生产过程中使用的原 材料 半成品 成品以及各种辅助材料大都是易燃易爆物质 极易引发火灾和爆炸事故 且着火时火势凶猛不易扑灭 所以 石油化工行业也是一个火灾爆炸危险性大 而且一旦发生火灾 爆炸事故 则损失大 伤亡大 影响大的行业 一直是消防保 卫的重点 石油化工生产过程中的火灾危险性有很多影响因素 有人 为操作 工艺条件方面的 也有行政管理 技术业务方面的 从消防角度分析 石油化工生产过程中客观存在的发生火灾和 爆炸事故的因素可以概括为以下几个方面 1 石油化工生产所用的原材料和成品 半成品大多具有易 燃易爆的特点 这些物品一旦遇上火源极易发生燃烧或爆炸 且火势凶猛 传播速度快 2 石油化工生产大多采用高温 高压或深冷 负压的工艺 条件 高温 高压 深冷可以提高单机收率和产品收率 以缩 短产品的生产周期 获取最佳经济效益 负压则有利于易燃料 的安全生产 但高温 高压条件带来的物料和设备的不安全性 也是明显的 它能够增加物料的活性 扩大爆炸极限的范围 还能够引起设备管路接口变形 造成物料泄漏 负压操作虽较 安全 但有可能因设备气密性不高而吸入空气 与可燃物料形 成爆炸性混合物 低温深冷会使某些含水物料冻结 造成管路 堵塞或破裂 由上述原因引起的火灾爆炸事故 危害大 后果 严重 3 石油化工的生产方式具有连续化 自动化的特点 在生 产过程中如有一处阀门开错 参数失控 部件失灵 通路受阻 或运行中断 就会引起连锁反应 造成毁灭性灾害 4 石油化工的生产设备和装置都是大型化 立体化和集团 化 炉 塔 罐 泵 器高大林立 布局集中 管道纵横贯通 一旦发生火灾 不仅会引起连锁反应 而且涉及面大 易形成 立体火灾 增加扑救难度 导致严重损失 5 石油化工生产用的动力能源较多 火源 电源 热源交 织使用 这些动力能源如果设置不当或管理不善 便可直接成 为火灾爆炸事故的引发源 这些潜在的危险因素 在操作条件发生变化 工艺受到干 扰而产生异常或因为人为因素等原因造成误操作时 就会发展 成为灾害性事故 近 20 年来 世界石油化工行业发展异常迅速 由此而引起 的重大火灾 爆炸事故也相继不断 例如 1973 年和 1974 年 日本连续发生的石油联合企业火灾爆炸事故 不仅造成了重大 的人员伤亡和财产损失 而且还严重污染了周围海域 1975 年 美国联合碳化物公司比利时公司安特普厂年产 15 万 t 的高压聚 乙烯装置 因一个反应釜填料盖泄漏 受热爆炸 发生连锁反 应 整个工厂被摧毁 1978 年发生在西班牙的因超装和太阳暴 晒而导致丙烯酸车间爆炸事故 一次死亡 200 多人 1982 年委 内瑞拉首都加拉加斯附近一座大型电厂的石油储罐发生爆炸 造成 145 人死亡 500 多人受伤 其伤亡之惨重在世界石油储 罐火灾中都是罕见的 我国的石油化学工业兴起于 20 世纪 60 年代 目前拥有大 中型石油化工企业 100 多个 几乎遍布全国 每年为国家提供 大量的石油产品 合成纤维 塑料和化肥 以及一些基本化工 原料 为我国国民经济的迅速发展和人民生活的改善做出了巨 大贡献 与此同时 石化工业的火灾和爆炸事故也频频发生 给国家财产和人民群众的生命安全带来严重损失 据中国石油 化工总公司 1983 年至 1993 年的统计资料 在所统计的 1143 起 各类事故中 火灾爆炸事故占 23 64 损失却占 40 有的 毁掉数十台甚至上百台设备 有的毁掉全套生产装置或整个厂 房 造成全厂停产 严重影响了生产和经济效益 教训十分深刻 例如 1989 年 8 月 黄岛油库储油罐因雷击发生爆炸引发 罐区大火 震动了全国 时任国务院总理的李鹏亲临现场视察 大火燃烧了 5 天 4 夜才被扑灭 造成了惨重的经济损失 仅消 防队员就有 80 多人伤亡 12 辆消防车被毁 火灾中泄漏出的 原油污染了周围大片海域 这场火灾燃烧时间之长 损失之大 消防队员伤亡之多 在我国历史上还是第 1 次 1997 年 6 月 北京东方化工厂储罐区因乙烯装置泄漏引发火灾爆炸事故 l0 万 m2 的罐区成为废墟 造成上亿元的经济损失 由此可见 石油化工企业一旦发生火灾爆炸事故 不仅仅是损坏设备 企 业停产 还会给国家和社会带来严重的经济损失和危害后果 石油化工火灾不同于其他火灾 由于石油化工行业自身的 特点 即生产和使用物质的火灾危险性 特殊的生产工艺过程 和建 构筑物特殊等因素 石油化工火灾具有火灾形式多样 爆炸危险性严重 火灾损失大以及影响大 灭火难度大 消防 力量耗费多等特点 1 爆炸性火灾多 爆炸性火灾多 爆炸引起火灾或火灾中产生爆炸是石油化工企业火灾的显 著特点 在石油化工生产中 火灾和爆炸虽属两种不同性质的 事故 但由于连锁反应及其因果关系往往会同时出现或连续发 生 故常常把两者合称为火灾爆炸事故 石油化工企业以爆炸性火灾最为常见 这是因为 生产中 所采用的原料 生产的中间产物及最终产品 多数具有易燃易 爆的特性 生产中所采用的设备以压力容器为多 且多为密闭 或较为密闭的封装形式 如果因为操作等原因使设备内发生超 温 超压或异常反应 就会使设备发生爆炸 加之石油化工企 业都是连续性的生产工艺过程 连续性操作 工艺流程中的各 个设备互相串通 一旦某一设备发生爆炸 极易迅速波及相邻 设备而导致系统性的连锁式爆炸 石油化工企业的爆炸突出地表现为生产设备运行过程中所 发生的爆炸事故 具有很强的突发性 对人员的伤亡威胁很大 2 大面积流淌性火灾多 大面积流淌性火灾多 石油化工生产中有许多可燃液体 而液体具有良好的流动 特性 当其存放设备遭受严重损坏时 其中的液体便会急速涌 泄而出 如伴随火源即会造成大面积的流淌状火场局面 大面 积流淌性火灾容易发生在存储油品的罐区或桶装油品库房 处 理大量可燃液体的生产装置区也有发生火灾的案例 流淌性火 灾火势蔓延快 如果不能及时得以控制 则极易造成大面积燃 烧和设备爆炸事故 3 立体性火灾多 立体性火灾多 由于石油化工企业内存在着物质的易燃易爆和流淌扩散性 生产设备密集布置的立体性和建筑的孔洞多且互相串通性 所 以一旦初期火灾控制不利 就会使火势上下左右迅速扩展而形 成立体火灾 立体火灾对周围相邻建筑威胁性大 火势蔓延迅 速 火灾扑救难度大 4 火势发展速度快 火势发展速度快 石油化工企业的生产车间和库房是可燃物极为集中的场所 一旦着火其燃烧强度大 火场温度高 辐射热强 加之可燃气 体的快速扩散性和液体的流动性 建筑的互通性等条件因素的 影响 其火势蔓延速度都较快 据实验数据表明 石油化工企 业火灾的燃烧速度较普通建筑物火灾的燃烧速度快 1 倍以上 燃烧区的温度一般要高 500 以上 其火焰及热量传递不但会使 着火设备升温快 还会加热相邻设备及可燃物 造成爆炸和引燃 危险 而使火势蔓延速度更为加快 5 火灾损失大 影响大 火灾损失大 影响大 石油化工火灾造成的损失较公共或民用建筑的火灾损失要 大 根据火灾统计资料概算的结果 每次火灾的平均经济损失 较其他生产企业要高 5 倍左右 而且经常出现每次火灾损失高 达数百万元的火灾 石油化工企业的火灾除造成直接经济损失 和伤亡外 还会造成停产 修复所致的间接损失 尤其是对于 生产化工原料 中间体原料的企业 火灾造成的停产 往往还 要使得相关企业停工待料 严重的会使某些社会急需的产品出 现短缺 引起社会性的供需失衡 6 灭火难度大 消防力量耗费多 灭火难度大 消防力量耗费多 石油化工企业的火灾特点 火场形式等决定了其火灾扑救 难度和消防力量的消耗不同于一般火灾 石油化工火灾在初期 不易控制 多以大火场的形式出现 或大面积火灾 或立体火 灾 或多点火灾 火势发展迅速猛烈 爆炸危险极大 燃烧物 质和产物多有毒副作用 扑救火灾耗费的人力物力都很多 且 扑救的技术要求也远非一般火灾所能比拟 因此 做好石油化工行业的消防安全工作 防止或减少火 灾爆炸事故的发生 不仅十分必要 而且对保护国家和人民的 财产与生命安全 维护社会稳定 促进整个行业的健康发展有 着十分积极的作用 要有效的避免或石油化工企业预防火灾爆炸事故的主要措 施有以下几个方面 1 控制与消除火源控制与消除火源 石油化工生产过程中 促成火灾爆炸的因素很多 涉及的 面也很广 要预防火灾或爆炸事故的发生 首要的就是加强对 着火源的控制 防止与可燃物 助燃物形成燃烧爆炸系统 消 除和严格控制一切足以导致起火爆炸的着火源 引起火灾爆炸事故的着火源主要有明火 高热物及高温表 面 磨擦和碰撞 绝热压缩 自行发热 电气火花 静电火花 雷击和光热射线等 1 明火 包括吸烟和生产中的明火的控制吸烟引起火灾是 众所周知的 香烟的燃烧温度 在吸烟时为 650 800 自燃 时温度为 450 500 且可以阴燃很长时间 因此 在有火灾 爆炸危险性的场所应禁止吸烟 生产中的明火主要是指生产过程中的加热用火 维修焊割 用火及其他火源 要严格控制明火在生产中的使用 例如 加 热易燃易爆物料时 应避免采用明火设备 明火加热设备的布 置 应远离可能泄漏易燃气体或蒸气的工艺设备和储罐区 维 修用火时在火灾爆炸危险场所内不得使用普通电灯 蜡烛等照 明 必须使用防爆照明设备 进入厂区和罐区的机动车辆的排 气管上要安装火星熄灭装置 电瓶车辆应严禁进入可燃可爆区 等 2 高热物及高温表面的控制 高热物一般是指在一定环境中能够向可燃物传递热量 并 能导致可燃物着火的具有较高温度的物体 属于高热物及高温 表面的有 高温蒸气管道表面 高温气体 液体管道及热交换 器的金属表面 加热炉 干燥炉炉壁 裂解炉 加热釜 沸热 锅等 这些高热物体及其表面 温度高 体积大 散发热量多 均可能成燃烧爆炸的点火源 要采取有效的隔热措施 防止其 与易燃物料接触 防止可燃物及其粉尘落于其上 3 自燃发热及化学反应热的控制 能自燃发热或产生化学反应热的物质有 因氧化反应而发 热的物质 如油浸物 煤 黄磷 金属粉末等 因分解反应而 发热的物质 如硝化纤维类的硝化棉 赛璐路 火药等和一些 化学物品 如过氯酸盐 氯酸盐 硝酸盐 过锰酸盐等无机过 氧化物 有机过氧化物 碱金属的过氧化物等 发酵引起发热 的物质和禁水性物质 如浓硫酸 浓硝酸等 对这些物品 要 严格按照各自的理化性质和安全规定来保管和使用 4 冲击与摩擦的控制 当两个表面粗糙的坚硬物体互相猛烈撞击或剧烈摩擦时极 易产生火花 这种火花的热能超过大多数可燃物质的最小点火 能量 足以点燃可燃的气体 蒸汽和粉尘 如飞散物的冲击 物体掉落时的撞击 管道与设备破裂时产生的撞击等 设备损 伤产生的冲击和塔 管 槽的震荡而产生的摩擦 机械中轴承 等转动部分的摩擦以及锤 扳手等工具产生的撞击等 设备之 间的摩擦和撞击 都有可能产生引发火灾爆炸的火花 加强设 备的日常维修和管理 保持机械转动部分的良好润滑以减少摩 擦 在危险场所使用铜制工具等可以有效地防止摩擦和撞击火 花的产生 5 绝热压缩的控制 气体的绝热压缩能使温度上升 导致可燃物起火或爆炸 如硝化甘油 硝化甘醇 硝酸酯等爆炸感度高的液体 以及二 硫化碳等燃点低的物质 在绝热压缩过程中很容易起火爆炸 防止绝热压缩成为点火源的最根本方法是尽量避免或控制 出现绝热压缩的条件 例如 启闭阀门时动作速度要和缓 尽 量减少压缩流的出现 控制流体在管道中的流速 绝热压缩过 程的操作 应在排出物料中夹杂的各类气泡后进行等 6 电气火花的控制 电气设备所引起的火灾爆炸事故 多是由电弧 电火花 电热 漏电或短路等因素造成的 电火花能否构成火灾危险 主要取决于火花能量 即引火电流 电压及作用时间 断路电 感 产生电弧或电火花的大小 形状和材料混合物的化学性质 及其最小点火能量 电气火花的控制 主要是对电气设备采取 防爆措施 如采用防爆设备 分室隔离安装 设备要可靠接地 等等 7 静电火花及雷电的控制石油化工企业生产中 产生静电 的原因很多 例如液体喷射带电 液体沉降带电 液体输送带 电等 但不能说产生静电就有火灾危险 只有当积累的静电量 足够大或者物体的带电量足够大 静电位足够高时 才容易引 起静电放电 如果放电的火花能量大于物质材料的最小点火能 量 就有可能发生火灾爆炸事故 防止和消除静电的基本方法 主要从以下 3 个方面考虑 第 1 尽量减少静电的产生 第 2 在静电不可避免产生的情况下 要加速静电的逸散泄漏 防止 静电积累 第 3 在静电大量产生而且积累的情况下 要采取 防止放电着火的措施 减少可燃物的数量 使其不发生火灾爆 炸事故 雷电是天空中雷云的一种放电现象 当雷云对地面建筑物 或物体 放电时 雷电流可达几十至几百 ka 这样大的电流 即使持续时间很短 也能在放电通道上产生大量热 温度可达 几万 可引起厂房着火 引起可燃 易燃物品爆炸起火 也 可造成电气火灾 象前面提到的黄岛油库火灾就是因为雷电击 中储油罐造成的 因此 石油化工企业必须采取有效的防 避 雷措施 防雷的方法 通常采用装设避雷针 避雷线 避雷网 避雷带 避雷器等防雷装置 避雷针主要用来保护露天变配电 设备 保护建筑物 构筑物和罐 塔类 避雷线主要用来保护 电力线路 避雷网和避雷带主要用来保护建筑物 避雷器用来保护电 力设备等 8 光线和放射线的控制 波长小于 380nm 的紫外线及波长大于 770nm 的红外线 具有很高的热效应 均有促进化学反应的作用 可使某些不稳 定的物质着火或爆炸 因此对储存运输中的石油化工原料和产 品 应采取有效的蔽光措施 绝热保温 削弱辐射热的影响 放射线是放射性元素衰变时放射出的高速粒子束或电磁波 它 能使气体电离 也能够促进化学反应而放热 并有起火的可能 对它要采取 密封 和 屏蔽 的措施防止发生事故 2 化学危险物的处理化学危险物的处理 1 按物质的物理化学性质采取防火防爆措施 在生产过程中 必须了解各种物质的物理化学特性 并根 据不同的性质 采取相应的防火防爆和防止灾害扩大蔓延的措 施 在这方面 首先要考虑的是尽量通过工艺的改进 以危险 性小的物质代替火灾爆炸危险大的物质 对于具有自燃特性的 物质 应采取隔绝空气 防水防潮或通风 散热 降温等措施 严禁混储 混运 以防两种物质互相接触发生反应而引起燃烧 和爆炸 对不稳定的物质 在储存中应添加稳定剂 对扩散性 强的易燃易爆物质 要设置报警装置等 2 按生产工艺特点采取的防火防爆措施 石油化工生产大都是在密闭设备内进行 要经常对设备和 管线进行检查 防止跑 冒 滴 漏 对在负压下生产的设备 应防止吸入空气 在易形成爆炸性气体混合物的场所 可采取 通风置换措施 降低可燃物的浓度