一种可燃液体储罐的工艺灭火方法与流程

本方法属于储存油类、液体化工品等可燃液体储罐火灾的工艺灭火方法，具体涉及用开阀导流法将物料从着火储罐中转移出，并在进入输送泵前对物料进行冷却降温，同时结合排水、填充物料等工艺方法及控制燃烧和泡沫覆盖等方式对火灾进行控制灭火的方法。

背景技术

随着经济发展和社会需求的增加，以原油为代表的各种油类及其他可燃液体化工品的储罐数量不断增多，单罐容积不断增大，同时可燃液体储罐的火灾事故时有发生，造成了严重的经济损失和社会影响。

目前可燃液体储罐主要采用金属材质，如10万立方米的原油储罐一般为直径80米、高22余米的钢质储罐。在火灾状态下，若不及时对钢质储罐的罐外壁进行喷水冷却，罐壁很快会被烧得变形破裂或向内塌陷，形成流淌火并造成火势蔓延扩大。若储存物料含水量较高时，还可能发生沸溢或喷溅，同时，邻近的储罐受到强烈的热辐射很可能被引燃，这都可能造成更大范围的伤害和增加灭火的困难程度。

可燃液体储罐火灾的灭火方法主要有消防灭火法和工艺灭火法。目前消防灭火法主要采用泡沫覆盖法灭火，然而由于储罐容量大，储存物料能量大，火灾状态下着火面积大、火焰温度高、热辐射强，泡沫很难一次性覆盖着火面，同时高温状态下泡沫很快被蒸发破坏，很难直接扑灭着火储罐，即使用大强度的泡沫强行扑灭后也极易再次复燃。工艺灭火方法主要包括关阀断料、开阀导流、搅拌灭火、填充物料、系统置换、排除积水、筑堤导流等方法，正确运用工艺灭火方法，有利于在第一时间快速有效地控制住火势，然而，工艺灭火方法使用不当，会造成火灾事故的进一步扩大。开阀导流法可以抢救出储罐内的部分物料，缩短燃烧时间，减少经济损失，是一种较为理想的灭火方法，但是，火灾状态下储罐中的可燃液体很快会被燃烧形成的热波所加热，导流出的高温可燃液体不仅具有较大的安全隐患，同时高温可燃液体会使输送泵发生严重的气蚀而不得不停止作业，故目前开阀导流法仅能依靠经验在着火前期导流出少部分可燃液体，待可燃液体被加热至一定温度后为避免造成更大范围的事故和损失必须停止作业。

由于消防灭火和工艺灭火都难以有效扑灭可燃液体储罐火灾，目前可燃液体储罐的灭火方法主要是采用对着火储罐外壁和相邻储罐外壁喷水冷却的状态下控制燃烧，最终储罐内的物料烧完后火势熄灭，故燃烧时间往往长达数天至数周之久，在面临着火储罐随时可能将周边储罐引燃造成更大范围火灾和损失的同时，造成了大量的储存物料损失，极大地消耗消防应急物资，造成巨大的经济损失、环境污染和社会影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可燃液体储罐火灾的工艺灭火方法，该方法不仅可以将可燃液体储罐火灾的灭火时间大大缩短，抢救出着火储罐中的大部分物料，减少储罐内可燃液体发生沸溢或喷溅的可能，降低火灾引起次生事故的概率，还可以节约大量的人力物力，减少事故对环境和社会的影响程度。

本发明所述液体储罐的工艺灭火方法，主要包括以下步骤：

(1)罐外壁冷却降温

当可燃液体储罐发生火情后，开启着火储罐及相邻储罐的固定消防冷却水系统，对储罐外壁进行冷却降温，防止金属罐壁高温下变形破裂或塌陷引发更大范围的流淌火以及热辐射引燃相邻储罐。

(2)排除罐底积水

当着火储罐储存物料为含水量较高的原油等物料时，启动罐壁冷却降温后，立即启动罐底的抽底泵，将罐底沉积的水导入安全储罐或油水分离池内，防止着火储罐燃烧形成的热波传导到罐底水垫层后积水被加热蒸发引起沸溢或喷溅；当储罐内储存物料为含水量较低的成品油、液体化工品时，因不会引起沸溢或喷溅，可不作处理。

(3)移动冷却系统管路连接

调派移动冷却系统，并根据着火物料性质、储罐容量、现场情况等选择移动冷却系统的组成模块，移动冷却系统进入火场后，选择着火储罐防火堤外至物料输送泵之间的合适位置展开，通过已有的物料输送管路系统上的法兰将移动冷却系统连接到输送管路中。

(4)冷却导流

移动冷却系统接入输送管路中后，开启冷冻机组启动制冷，开启着火储罐出料阀和输送泵将着火储罐中被加热后的可燃液体通过已有的管路系统导入移动冷却系统进行换热冷却，再输送至安全储罐或安全地点。

(5)灭火

待着火储罐中的物料高度降至出料口附近时，停止冷却导流，控制储罐燃烧至大火熄灭，或采用高强度泡沫对储罐着火面进行一次性覆盖等方法灭火。若燃烧液面太低等不利于消防泡沫灭火时，可通过向罐内注入常温或经过移动冷却系统冷却降温后的水或较重质的油提升罐内液面，然后通过高强度泡沫一次性覆盖灭火。

上述方法中，固定消防冷却水系统为储罐自身的消防安全设施，其中着火储罐的冷却水供给强度为按其表面积计算，固定顶储罐的冷却水的流量不低于2.5l/(min.m²)，浮顶储罐的冷却水的流量不低于2.0l/(min.m²)，相邻储罐按其储罐表面积的1/2计算，不低于2.0l/(min.m²)，消防冷却的时间为着火储罐火势被完全扑灭并冷却至常温后。

上述方法中，根据储罐内物料含水量计算或经验估算抽底泵的运行时间，或以发现其出口物料已基本不含水为止。

上述方法中，移动冷却系统包括制冷系统、换热系统、管路系统、管径转换系统、动力系统、输送系统、辅助系统和指挥系统，以上各组成系统采用模块化设计，并可根据实际需要选择全部或部分组成系统集成为换热车、管道车、动力车、泵车、辅助工具车和指挥车等车型或其中的几种车型。换热车可由制冷系统和换热系统集成，主要包括制冷机组和换热器及相关辅助设施，制冷机可选压缩式、吸收式、蒸气喷射式、半导体式等，首选压缩式；制冷剂可选氨气、氟利昂、其他新型制冷剂等，首选氨气作为制冷剂；换热器可选板式、板翅式、管壳式、夹套式、蛇管式等，首选板式和板翅式换热器，制冷机组和换热器也可根据实际体积大小集合到一辆或两辆模块化运输车上。管道车由管路系统集成，主要装有两个可伸缩、可转动的装卸臂，用于将换热车接入储罐原有的输送管路系统中，装卸臂可选配重式、弹簧缸式、气缸式、液压式等，首选液压式。动力车由动力系统集成，主要搭载有柴油发电机，用于紧急状态下保障系统的电力供应。泵车由输送系统集成，搭载有输送泵及其附件，用于着火储罐原有的输送管路系统中的输送泵不能正常使用情况下输送储罐中的物料，或作为原有输送泵的补充，输送泵可选离心泵、轴流泵、往复泵、隔膜泵、螺杆泵等，首选大流量的离心泵。辅助工具车由管径转换系统和辅助系统集成，搭载金属软管、连接管道、不同口径的双法兰变径管以及移动冷却系统的相关配件和操作工具等，双法兰变径管的口径根据现场情况选择，法兰连接可采用螺栓连接、快速接头等，首选采用快速接头。指挥车由指挥系统集成，搭载控制系统和通讯系统，用于现场的信息处理、系统控制和综合指挥。

上述方法中，为方便运输和使用，移动冷却系统采用模块化设计，不同组成系统可根据实际情况集合为一个模块或拆分为多个模块。

上述方法中，为保证能在复杂环境下工作，移动冷却系统中的电器设备应选用相应等级的防爆设备，车辆和柴油发电机应加装火星熄灭装置。

上述方法中，为预防着火储罐发生次生伤害事故和便于操作，移动冷却系统接入着火储罐输送管路系统的位置应选择着火储罐防火堤外至输送泵之间，拆卸部分通过法兰连接的管路将原有的输送管路系统断开，然后通过双法兰变径管将移动冷却系统接入输送管路系统，因输送泵进口前设计有π管和其他通过法兰连接的附件，接入位置首选输送泵进口前。

上述方法中，物料通过移动冷却系统被冷却后的温度以接近常温或高于物料凝点温度5-10℃为宜，以防温度过高存在自燃、爆炸等安全风险及温度过低凝固堵塞管路。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明所述方法中，采用开阀导流法将着火储罐中的大部分可燃液体冷却导出，则灭火时间大大缩短，同时，大部分的可燃液体被安全导出而避免烧完，极大的降低了的经济损失、环境污染和社会影响。

2.本发明所述方法中，着火储罐中加热后的高温可燃液体在进入输送泵前被冷却后导出，一方面避免被导出的高温可燃液体存在自燃、爆炸等安全隐患，另一方面也避免了高温状态下输送泵的气蚀现象，将目前仅能依靠经验导流出少部分可燃液体的开阀导流法变得具有全面可行性。

3.本发明所述方法中，通过抽底泵将罐底的积水排出，降低着火储罐发生沸溢或喷溅的可能，减少火灾的伤害。

4.本发明所述方法中，能将大部分可燃液体导流排出着火储罐，在缩短着火时间的同时，相邻储罐受热辐射的时间大幅缩短，减少相邻储罐被热辐射引燃爆炸着火等可能性，同时，缩短着火时间可极大的减轻消防压力，避免消防冷却水供应不足引起火势的蔓延，大大减少灭火所需的人力物力。

5.本发明所述方法中，采用模块化设计的移动式冷却系统，一方面避免相同类型企业重复投资购置设备，减轻购置和保养成本，节约工业用地，一方面冷却系统可以快速机动，及时到达火灾现场，此外可根据实际情况配置不同功能的组成模块，避免应急资源的浪费。

附图说明

图1、图2是本发明的工艺灭火示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明所述的液体储罐的工艺灭火方法做进一步说明。

实施例1：10万立方米原油储罐火灾灭火

当原油储罐发生火灾后，在组织现有消防力量自救外，立即通知调派移动冷却系统前往火灾现场，移动冷却系统的组成如图1所示。

所述的移动式冷却系统由制冷系统、换热系统、管路系统、管径转换系统、动力系统、输送系统、辅助系统和指挥系统组成，其中制冷系统和换热系统集成为换热车1，管路系统集成为管道车2，动力系统集成为动力车3，输送系统集成为泵车4，管径转换系统和辅助系统集成为辅助工具车5，指挥系统集成为指挥车6。换热车1搭载了大功率氨气制冷机7和板式换热器8，管道车2搭载了可伸缩与转动的液压进油臂9和出油臂10，动力车3搭载有柴油发电机11，泵车4搭载有离心式输送泵12，辅助工具车5搭载有不同口径的双法兰变径管和管路17、18、19及其他操作工具，指挥车6搭载有控制系统和通讯系统，移动式冷却系统的所有电气设备为防爆设备，车辆和柴油发电机装有火星熄灭装置。

灭火步骤主要包括：

(1)通过中控系统或现场操作开启着火储罐及相邻储罐的固定消防冷却水系统，对储罐外壁进行冷却降温，其中着火储罐的冷却水供给强度为按其表面积计算，流量不低于2.0l/(min.m²)，相邻储罐按其储罐表面积的1/2计算，不低于2.0l/(min.m²)，并保证火势得到完全控制、储罐恢复常温前冷却水持续供应。

(2)开启罐底的抽底泵，将罐底积水导入安全储罐或油水分离池内，根据储罐内原油的含水量计算抽底泵的运行时间，并加强观察，以免罐底积水抽不净或带出较多的原油。

(3)移动冷却系统进入火场后，选择防火堤外适当位置按照图1所示方式展开和连接。首先在着火储罐防火堤外的出油管路14上，选择有法兰连接的管道处，拆下部分管路，露出接口法兰15和法兰16，管道车2搭载的进油臂9通过口径相匹配的双法兰变径管13与着火储罐的出油端法兰15连接，法兰连接采用快速接头，进油臂9的出口通过管路17与换热车1中的板式换热器8的进口连接，板式换热器8的出口通过管路18与离心式输送泵12的进口连接，离心式输送泵12的出口通过管路19与管道车2搭载的出油臂10的出口连接，出油臂10通过双法兰变径管13与法兰16连接，法兰连接同样采用快速接头，柴油发电机11通过电缆20为换热车1、管道车2和泵车4提供电力供应。

(4)移动冷却系统接入输送管路系统后，开启柴油发电机11开始供电，开启制冷机7和板式换热器8，打开着火储罐阀门，被加热后的原油通过出油管路14、进油臂9，并经过板式换热器8换热冷却后进入离心式输送泵12，待原油灌满后开启离心式输送泵12，将冷却后原油通过出油臂10送至安全储罐进油口21，着火储罐中的被加热后的原油通过移动冷却系统换热冷却后不断地被转移至安全储罐。通过控制制冷机7的制冷功率，将通过板式换热器8换热后的原油冷却至其凝点温度以上5-10℃，防止原油温度过高引起事故或过低凝固堵塞管路。

(5)当着火储罐中油面高度降至接近储罐出料口附近时，停止离心式输送泵12及制冷机7和板式换热器8，关闭着火储罐阀门，控制燃烧直至大火熄灭。也可采用高强度泡沫对储罐着火面一次性覆盖等方法灭火，若燃烧液面太低而不利于消防灭火时，将出油臂10通过双法兰变径管13接入水或其他不易燃烧的重质油出料管，切换管路19至离心式输送泵12的进口、管路18至离心式输送泵12的出口，开启制冷机7、板式换热器8和离心式输送泵12，将水或重质油经板式换热器8冷却后注入着火储罐提升液面，然后通过高强度泡沫对储罐着火面一次性覆盖灭火。

实施例2：1万立方米柴油储罐火灾灭火

当柴油储罐发生火灾后，在组织现有消防力量自救外，立即通知调派移动冷却系统前往火灾现场，移动冷却系统的组成如图2所示。

所述的移动式冷却系统由制冷系统、换热系统、管路系统、管径转换系统、辅助系统和指挥系统组成，其中制冷系统和换热系统集成为换热车1，管路系统、管径转换系统和辅助系统集成为辅助工具车2，指挥系统集成为指挥车3。换热车1搭载了氨气制冷机4和板翅式换热器5，辅助工具车2搭载了进油金属软管6、出油金属软管7、不同口径的双法兰变径管和其他操作工具，指挥车3搭载有控制系统和通讯系统。

灭火步骤主要包括：

(1)立即通过中控系统或现场操作开启着火储罐及相邻储罐的固定消防冷却水系统，对罐壁进行冷却降温，其中着火储罐的冷却水供给强度为按其表面积计算，流量不低于2.5l/(min.m²)，相邻储罐按其储罐表面积的1/2计算，不低于2.0l/(min.m²)，并保证火势得到完全控制、储罐恢复常温前冷却水持续供应。

(2)移动冷却系统进入火场后，在原有的输油泵11附近适当位置按照图2所示方式展开和连接。首先将输油泵进油端的π管或其他通过法兰连接的附件取下，露出接口法兰9和法兰10，辅助工具车2搭载的进油金属软管6一端通过合适口径的双法兰变径管8与着火储罐的出油端法兰9连接，法兰连接采用快速接头，另一端与板翅式换热器5的进口连接，出油金属软管7一端通过双法兰变径管8与罐区原有的输油泵11的进口管线上的法兰10连接，另一端与板翅式换热器5的出口连接，法兰连接同样采用快速接头，换热车1的电力由外部电源供电。

(3)移动冷却系统接入输送管路系统后，开启制冷机4和板翅式换热器5，打开着火储罐阀门，被加热后的柴油通过出油管路12、进油金属软管6进入板翅式换热器5，再依次经过出油金属软管7进入罐区原有的输油泵11，待柴油灌满后开启输油泵11，将冷却后的柴油通过出油口13不断地送至安全储罐，通过控制制冷机4的制冷功率，将通过板翅式换热器5换热后的柴油冷却至接近常温，防止被导出的柴油温度过高引起次生事故。

(4)当着火储罐中油面高度降至接近储罐出料口附近时，停止输油泵11、制冷机4和板翅式换热器5，关闭着火储罐阀门，控制燃烧直至大火熄灭，也可采用高强度泡沫对储罐着火面一次性覆盖灭火。