晉城油庫火災(zāi)爆炸事件情景構(gòu)建

1、晉城油庫火災(zāi)爆炸事件情景構(gòu)建一、風(fēng)險分析中國石化銷售有限公司山西晉城石油分公司晉城油庫,位于晉城市城區(qū)泰欣街585號,屬于城市油庫，庫區(qū)面積約45496平方米，整個油庫地形呈階梯狀?，F(xiàn)儲存有汽油、柴油，該庫總?cè)萘繛?1000m3,現(xiàn)有3000m3內(nèi)浮頂立式汽油罐4座，柴油罐6座，500m3內(nèi)浮頂立式柴油罐2座。晉城油庫全年主導(dǎo)風(fēng)向為東南偏東，其中夏季主導(dǎo)風(fēng)向以東南偏東為主，冬季主導(dǎo)風(fēng)向以西北為主。經(jīng)分析，重大風(fēng)險為：油品罐區(qū)存在著火災(zāi)爆炸風(fēng)險。二、典型案例參照相關(guān)罐區(qū)火災(zāi)爆炸情景，整理國內(nèi)外石油化工行業(yè)發(fā)生的典型儲罐事故。英國邦斯菲爾德油庫火災(zāi)事故2005年12月11日英國邦斯菲爾德油庫發(fā)生的

2、火災(zāi)事故，為歐洲迄今為止最大的火災(zāi)爆炸事故，共燒毀大型儲油罐余座，受20傷43人，無人員死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失2.5億英鎊。應(yīng)急處置經(jīng)驗：（1）事發(fā)后立即封鎖2條高速公路，組織人員疏散；（2）及時處置消防廢水，減少環(huán)境污染；（3）政府及時召開新聞發(fā)布會。（4）消防人員及時撤退。大連石化分公司“6.2”火災(zāi)事故2013年6月2日14點(diǎn)20分左右，939號儲罐罐頂突然發(fā)生爆炸，隨之起火，并相繼引起臨近的936號、935號和937號儲罐著火。事故造成2名工人重傷，經(jīng)醫(yī)院全力救治無效死亡，2人失蹤。應(yīng)急救援過程：（1）形成了大面積的防火堤內(nèi)油池火和地面流淌火。（2）苯類物質(zhì)等難溶于水的有機(jī)溶劑發(fā)生火災(zāi)，用

3、水滅火無效，如果沒有充足的泡沫滅火劑很難完成火災(zāi)撲救。如此大型的火場泡沫供給難度較大，因此配置大型泡沫供給車是十分必要的。（3）儲罐爆炸罐頂部飛出將防火堤外一組消火栓砸斷。（4）數(shù)名消防隊員皮膚被苯類物質(zhì)腐蝕?！?.16” 大連新港火災(zāi)事故2010年7月16日大連新港原油儲備基地103號罐體進(jìn)行拆除作業(yè)時，不慎引燃罐體內(nèi)殘留原油發(fā)生燃燒。應(yīng)急救援過程（1）爆炸火災(zāi)導(dǎo)致變電所、泵房被燒毀，供電中斷，固定消防設(shè)施不能運(yùn)行。（2）流淌火面積大（6萬平方米），救援難度大，時間長（86小時）。一是輸油管線內(nèi)的火勢為帶壓噴涌燃燒；二是由于地勢差，地面流淌火勢燃燒猛烈。（3）引發(fā)海域污染。（4）使用了特種裝

4、備大流量炮和遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)（抽取海水）。調(diào)用消防車348輛，泡沫液1000余噸。三、案例總結(jié)一般包括五種類型：（1）密封圈火災(zāi)；（2）罐頂泄漏流淌火火災(zāi)；（3）全面積火災(zāi)；（4）防火堤火災(zāi)；（5）浮筒/浮倉爆炸；國內(nèi)外成功的滅火案例：基本所有的全表面火災(zāi)都是用移動式設(shè)備進(jìn)行撲救。沸溢導(dǎo)致現(xiàn)場情況極為惡劣。帶有內(nèi)浮頂?shù)墓绊敼藁馂?zāi)很難處理。拱頂及內(nèi)浮頂會形成袋裝結(jié)構(gòu)，移動式設(shè)備產(chǎn)生的泡沫很難到達(dá)。成功滅火的案例，滅火的關(guān)鍵是：在撲救前周密的計劃、使用大流量的移動設(shè)備及高質(zhì)量的泡沫液如果泡沫施加中斷火勢將會恢復(fù)到開始狀態(tài)必須重新布置滅火。四、情景設(shè)定典型事故案例研究對比情景要素黃島油庫特大火災(zāi)事故英國

5、邦斯菲爾德油庫火災(zāi)事故大連輸油管道火災(zāi)爆炸事故發(fā)生時間1989.8.122005.12.112011.7.16發(fā)生地點(diǎn)中國，青島英國，邦斯菲爾德中國，大連事故介質(zhì)原油汽油，柴油原油傷亡情況19人死亡，100多人受傷43人受傷1人死亡，1人重傷，1人失蹤。疏散人口2000多人600人基礎(chǔ)設(shè)施損害罐區(qū)多個儲罐損壞，多家周邊企業(yè)受到殃及。燒毀大型儲罐20座，多處民房被毀。原油儲罐和周邊泵房及港區(qū)主要輸油管道嚴(yán)重?fù)p壞。經(jīng)濟(jì)損失3540萬元人民幣2.5億英鎊20億人民幣環(huán)境污染600多噸原油在膠州灣海面形成幾條十幾海里長，幾百米寬的污染帶。原油流入附近海域，造成環(huán)境污染。持續(xù)時間持續(xù)5天后撲滅持續(xù)2天后

6、撲滅15小時撲滅應(yīng)急救援力量147輛消防車，1000多名消防員，數(shù)千人的搶救突擊隊，10艘船只。26輛消防車、180名消防員348輛消防車、2380消防員事故原因雷擊引爆油氣汽油罐冒頂形成蒸氣云，油罐車排氣管的火花引爆脫硫劑的不當(dāng)使用造成爆炸和原油泄漏。五、情景簡表情景要素晉城油庫情景參考依據(jù)發(fā)生時間20XX.X.XX參考黃島油庫特大火災(zāi)事故發(fā)生地點(diǎn)晉城油庫汽油罐區(qū)以黃島油庫為原型事故介質(zhì)汽油原油傷亡情況6人受傷19人死亡，100多人受傷疏散人口5000多人基礎(chǔ)設(shè)施損害一個油罐損毀罐區(qū)多個儲罐損壞，多家周邊企業(yè)受到殃及。經(jīng)濟(jì)損失1000多萬人民幣3540萬元人民幣環(huán)境污染城市下水道管網(wǎng)污染60

7、0多噸原油在膠州灣海面形成幾條十幾海里長，幾百米寬的污染帶。持續(xù)時間15小時撲滅持續(xù)5天后撲滅應(yīng)急救援力量35輛消防車，200多名消防員147輛消防車，1000多名消防員，數(shù)千人的搶救突擊隊，10艘船只。事故原因雷擊引爆油氣雷擊引爆油氣六、情景事件主體信息晉城油庫汽油罐區(qū)12號3000立方米汽油儲罐因罐頂遇雷擊著火，密封圈多段燃燒造成浮盤沉沒，形成全表面火災(zāi)，在撲救過程中，汽油發(fā)生沸溢，沸溢的油火點(diǎn)造成12號罐燃爆和罐體破損，大量汽油泄漏在防火堤內(nèi)形成流淌火。此次事故造成6人受傷，疏散人口達(dá)5000多人；汽油和消防廢水進(jìn)入下水管網(wǎng)造成污染，經(jīng)濟(jì)損失合人民幣1000多萬元同時引起了定程度的社會恐

8、慌。七、地理環(huán)境信息晉城油庫汽油罐區(qū)內(nèi)有3000立方米內(nèi)浮頂汽油儲罐4座（編號09-12），每座儲罐高15米，直徑17米。罐區(qū)周圍有高1.2米的防火堤，面積1000平方米，防火堤容積12000立方米，罐內(nèi)介質(zhì)為汽油。罐區(qū)分布情況如圖所示。（1）風(fēng)向夏季主導(dǎo)風(fēng)向以東南偏東為主，冬季主導(dǎo)風(fēng)向以西北為主。此處取東南風(fēng)向。（2）風(fēng)速風(fēng)速決定了一個主云團(tuán)移動的快慢。本例分別進(jìn)行了無風(fēng)（代表風(fēng)速0m/s）、三級風(fēng)（代表風(fēng)速4m/s）、四級風(fēng)（代表風(fēng)速8m/s）、六級風(fēng)（代表風(fēng)速12m/s）的模擬。（3）人口分布編號名稱人數(shù)距離1曉莊社區(qū)2000200米2香港城旺角小區(qū)2000100米3絲綢公司家屬院500

9、300米4金居小區(qū)500200米八、情景演化過程分析油罐大火被撲滅道路警戒，疏散居民汽油發(fā)生沸溢12#罐發(fā)生爆炸罐頂雷擊密封圈著火09:0309:30 10:30 12:30 12:40 24:00 事件控制階段重新部署搶險力量成功撲滅火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)升級政府參與應(yīng)急救援防火堤形成流淌火6名員工被油火灼傷事件擴(kuò)大階段事件發(fā)生階段罐頂爆炸著火九、情景演化過程1、事件孕育階段：油氣混合空間的形成。節(jié)點(diǎn)1：8月3日，12號汽油罐內(nèi)浮頂罐因腐蝕發(fā)生泄漏；節(jié)點(diǎn)2：泄漏發(fā)生后，形成油氣混合空間；2、事件發(fā)生階段：罐頂雷擊造成密封圈火災(zāi)，然后發(fā)展為全面積火災(zāi)。節(jié)點(diǎn)3：9時00分，12號儲罐罐頂遭雷擊；節(jié)點(diǎn)4：9

10、時03分，雷擊引發(fā)密封圈著火；節(jié)點(diǎn)5：密封圈著火后，引發(fā)火光；節(jié)點(diǎn)6：9時04分，計量員向值班主任報告，并用手搖報警器發(fā)出警報；節(jié)點(diǎn)7：晉城油庫啟動油罐火災(zāi)爆炸事件應(yīng)急響應(yīng);節(jié)點(diǎn)8：發(fā)現(xiàn)火情后，中控值班員關(guān)閉緊急切斷閥門，消防司泵員開啟12號油罐及11號油罐消防噴淋；節(jié)點(diǎn)9： 晉城油庫消防隊出警；節(jié)點(diǎn)10：在滅火過程中，油庫有4名員工和2名消防員被火焰灼傷；節(jié)點(diǎn)11：9時30分，12號罐發(fā)生沸溢，罐體表面全部著火；節(jié)點(diǎn)12：聯(lián)系當(dāng)?shù)蒯t(yī)院進(jìn)行人員救護(hù)；節(jié)點(diǎn)13：10時，醫(yī)院救護(hù)車到達(dá)現(xiàn)場展開救護(hù)作業(yè)，將傷員迅速載離現(xiàn)場；3、事件擴(kuò)大階段：12號油罐發(fā)生沸溢，形成流淌火節(jié)點(diǎn)14：號罐火焰高度增加，

11、火焰顏色發(fā)白，燃燒發(fā)出“嘶嘶”的響聲，且罐壁出現(xiàn)抖動；油庫救援總指揮判斷有出現(xiàn)沸溢的可能，下令暫時撤退避險；節(jié)點(diǎn)15：晉城油庫向市公司應(yīng)急指揮中心報告，同時向晉城市應(yīng)急指揮中心報告；4、事件控制階段：企業(yè)與地方聯(lián)合應(yīng)急。節(jié)點(diǎn)16：中國石化晉城石油分公司、晉城市政府分別啟動重特大事故應(yīng)急預(yù)案；節(jié)點(diǎn)17：11時，晉城市政府和有關(guān)部門成立了現(xiàn)場應(yīng)急指揮部；節(jié)點(diǎn)18：企業(yè)和地方消防力量聯(lián)合制定滅火方案，出動車載炮滅地面流淌火，向火罐內(nèi)壁出泡沫滅火，對燃燒罐采取控制性燃燒的戰(zhàn)術(shù)，同時以水幕和屏風(fēng)水槍保護(hù)罐區(qū)外圍區(qū)域；節(jié)點(diǎn)19：政府部門組織人員對庫區(qū)周邊道路進(jìn)行警戒；節(jié)點(diǎn)20：晉城市政府組織油庫周邊小區(qū)約

12、5000名居民疏散；節(jié)點(diǎn)21：13時，應(yīng)急指揮部重新部署搶險力量，開始搶險總攻；節(jié)點(diǎn)22：14時，晉城市政府召開新聞發(fā)布會，通告事故情況；節(jié)點(diǎn)36：4日零時左右，明火被撲滅。十、相關(guān)計算分析1、汽油發(fā)生沸溢本例中汽油沸溢的時間假定為全面積火災(zāi)后3個小時。按照50%液位汽油量估計，沸溢影響區(qū)域為致死距離32米，不可挽回后果距離49米。儲罐類型汽油質(zhì)量（噸）沸溢火災(zāi)致死距離（米）不可挽回后果距離（米）3000立方米汽油儲罐，液位100%2800456750%140032492、熱輻射傷害三級風(fēng)(4m/s)情況下輕質(zhì)油儲罐全表面火災(zāi)輻射熱安全距離儲罐大小工程化輻射模型（TNO、SFPE推薦模型）FD

13、S輻射模型地面上方2.5 m罐頂平面容量（m3）罐徑（m）級燒傷距離（m）級燒傷距離（m）致死距離（m）級燒傷距離（m）級燒傷距離（m）致死距離（m）級燒傷距離（m）級燒傷距離（m）致死距離（m）3000171410917121111983、消防廢水造成水體污染冷卻水產(chǎn)生量：至少354m3/h。（3000立方米儲罐表面積是1481，冷卻強(qiáng)度是2.0L/min.m2，則供水速率是2L/min.m2×1481 =5654 L/min，即177 m3/h。假如12號儲罐發(fā)生全面積火災(zāi)，則至少其周圍11號儲罐需冷卻）消防水產(chǎn)生量： 12號儲罐直徑17米，表面積1481平方米，對于3000立方

14、米儲罐，取泡沫混和液供給流量6.5L/(min m2)，連續(xù)供給1h，則泡沫混和液的消耗量約為577 m3。3比例的泡沫原液的消耗量是33m3 /h,水的消耗量是48 m3 /h。消防廢水總量：至少981 m3 /h。4、大規(guī)模人口疏散假定受到煙氣擴(kuò)散影響，300米內(nèi)的社區(qū)和村莊需要疏散。在庫區(qū)周邊的社區(qū)中，曉莊社區(qū)、香港旺角小區(qū)距離油罐區(qū)最近，且處于側(cè)、下風(fēng)向。曉莊社區(qū)距油罐區(qū)直線距離為200米，人口約3000人；香港旺角小區(qū)距離原油罐區(qū)100米且人口2000人。此次疏散人口總數(shù)為5000人。十一、應(yīng)急差距分析1、消防水與泡沫液（1）單罐冷卻水量與供水強(qiáng)度以3000立方米儲罐發(fā)生全面積火災(zāi)為

15、例。按現(xiàn)有消防泵的供給速率，僅滿足2個3000立方米儲罐的同時冷卻噴淋，且移動式消防裝備無水可用。每個罐組包含4臺儲罐，假如一臺儲罐發(fā)生全面積火災(zāi)，則其周圍儲罐，尤其是下風(fēng)向儲罐的迎火面均需冷卻，即使每個儲罐僅冷卻一半的面積，則最多冷卻2臺鄰近儲罐。消防車的吸水速率一般是60-100L/S（3600-6000L/min），若儲罐不開啟冷卻噴淋，則最多滿足2-4臺消防車同時取水，且取水點(diǎn)應(yīng)分散至不同的管段。如果開啟儲罐噴淋，消防車水不夠。（2）泡沫液消耗量以3000立方米儲罐（直徑17m）發(fā)生全面積火災(zāi)為例，泡沫液供給強(qiáng)度按6.5L/min.m2，則泡沫混合液供給速率是18379L/min，若每

16、臺消防車的泡沫混合液供給速率是6000L/min，則需要4臺消防車才能滿足滅火需求，4臺消防車3%泡沫液的消耗量是6000*4*3%=720L/min，1小時需求量為43.2m³。14輛消防車車載泡沫總量36t，庫存泡沫液20t，可以維持1.2h持續(xù)噴射，滿足國標(biāo)要求的1小時持續(xù)供給。但如滅火時間超過1.2h，則不能滿足需求。（3）評估結(jié)論消防系統(tǒng)和移動式消防力量可滿足撲救一臺儲罐密封圈火災(zāi)撲救和局部地面池火的撲滅。而對儲罐區(qū)全面積火災(zāi)和大面積的地面池火，撲救能力尚有欠缺。發(fā)生重大火災(zāi)事故后，消防供水能力不足，移動式消防裝備配置水平低，不能形成有效的戰(zhàn)斗能力。針對晉城油庫的可能發(fā)生的

17、事故類型、危害程度、影響范圍等，在全面調(diào)查和客觀分析晉城油庫應(yīng)急隊伍、裝備、物資等應(yīng)急資源狀況的基礎(chǔ)上，晉城油庫的應(yīng)急能力可滿足控制初期火災(zāi)事故應(yīng)急救援工作的需要。2、防火堤密閉性能低（1）大型儲罐組防火堤絕大多數(shù)采用混凝土墻體，無法耐受油罐高液位時罐壁瞬間破裂油料溢出對防火堤的沖擊，防火堤會瞬間被沖垮，大量溢油會流至防火堤外側(cè)。（2）防火堤密封性差，防火堤墻體存在裂縫缺陷現(xiàn)象普遍，部分穿過防火堤墻體的管線密封處密封失效。（3）多數(shù)防火堤有效容積不足，現(xiàn)役大型儲罐防火堤有效容積絕大多數(shù)按照油罐組內(nèi)一個最大油罐容量的一半設(shè)計，且絕大多數(shù)罐區(qū)未設(shè)置容量充足的事故應(yīng)急池，在發(fā)生大量油品泄漏情況下，防

18、火堤難以保證漏油不溢至防火堤外側(cè)。另外，即使少數(shù)罐區(qū)設(shè)置了事故存液池，但是溢油導(dǎo)流設(shè)施尚未完善，極易在導(dǎo)流過程引發(fā)地面流淌火，對鄰近儲罐構(gòu)成極大威脅。十二、持續(xù)改進(jìn)與預(yù)案優(yōu)化建議1、現(xiàn)有消防裝備和設(shè)施普遍存在的問題（1）消防裝備配備不完善，尤其是大流量、大口徑為新裝備消防炮裝備。（2）儲罐區(qū)消防系統(tǒng)的供電設(shè)計和建設(shè)應(yīng)充分考慮潛在的極端事故風(fēng)險，并采用雙路供電、埋地電纜等方式，防止其在事故中受到損毀而導(dǎo)致應(yīng)急救援行動延誤；（3）在應(yīng)急搶險救援過程中，消防水資源和泡沫滅火劑儲備嚴(yán)重不足；（4）越來越多的大型的新型消防車輛被不斷地應(yīng)用在滅火現(xiàn)場，消防通道相對過窄。2、應(yīng)急能力的持續(xù)改進(jìn)建議（1）整合區(qū)域消防資源，加強(qiáng)預(yù)案區(qū)域聯(lián)動演練重大火災(zāi)事故的應(yīng)急滅火救援需要企業(yè)與政府部門、公安消防隊協(xié)作戰(zhàn)。因此需要構(gòu)建有效的指揮通信系統(tǒng)，制定聯(lián)動預(yù)案，建立強(qiáng)大的區(qū)域聯(lián)防應(yīng)急救援體系。（2）進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)專職消防隊伍建設(shè)，充分發(fā)揮新技術(shù)裝備的關(guān)鍵作用大型消防炮具有流量大、射程遠(yuǎn)、控制范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，在滅火及冷卻過程中能發(fā)揮重大的作用。以大流量、大口徑新裝備消防炮作為主戰(zhàn)力量是成功撲救大型石油化