本文内容来自：
中石化安全工程研究院有限公司教授级高工郎需庆
先生
，于“
2024第二届石油化工企业智慧应急与安全治理技术交流大会
”上发表的报告。
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全国化工园区1000多家，10万立及以上大型浮顶储罐数量超过6000座，
储罐安全风险高、事故后果严重，
老龄化储罐的设备防护、自动控制、安全仪表、生产运行等方面存在隐患，罐区事故多发，罐区风险在石化企业所有风险中占比高（重大危险源），罐区火灾是多米诺骨牌效应中的主要因素。
外浮顶储罐密封圈燃爆事故：
继2006年后，我国的原油储罐发生了数起雷击密封爆燃事故，外浮顶储罐密封圈爆燃事故在浮顶储罐中发生的概率较高，属于原油库区的重大安全隐患，对整个库区安全会造成巨大威胁。
浮盘密封圈CAF灭火装置（防火堤外地面安装）
在中国石化黄岛油库5万立外浮顶原油储罐的应用案例。
单套压缩氮气泡沫灭火装置可保护2
个罐组（8台储罐）该装置设在防火堤外侧空地，在人工确认着火罐后，远程启动着火罐的上罐阀门，对着火罐密封圈全部覆盖。也可与火灾报警系统联动，自动启动灭火。灭火时间不超过2min。
美国石油协会（API）对1951年至1995年间107起大型储罐事故统计表明大型浮顶储罐全面
积火灾占浮顶储罐火灾事故的27%；
原因：
浮盘沉没、卡盘、倾斜，造成油面裸露：暴雨、暴雪、台风、地震、浮仓爆炸失效、浮盘导向柱垂直度降低、罐壁变形、罐基础不均匀沉降、浮盘中心排水系统堵塞等。罐壁撕裂大量泄漏，形成防火堤内池火：焊缝开裂、罐底管线错位断裂等。
点火源：明火、静电、雷击等
避免大型浮顶储罐全面积火灾的主要途径至少有两条，一是坚决控制住密封圈火灾，避免发展为
全面积火灾，二是加强监控和设施维护，避免浮盘倾斜和沉没。
一是原油储罐发生沸溢、喷溅后可能引发相邻储罐的火灾；
二是对于大型罐区，排列集中的多个储罐遭到雷击可能同时发生火灾；
三是地面池火若控制不当也可能引发周围储罐的火灾。
美国威廉姆斯创世界最大储罐灭火纪录：
5万立方米的汽油浮顶储罐：直径82m、高9.76m；当时满罐，液位是28英尺，储存325000桶，灭火
后剩余160000桶。（燃烧17h后消防炮达到现场）
用2台泡沫炮扑救，流量分别是36400和18200L/min，12min内即已经控制了压制住了火焰，65min完成灭火。共消耗3％的泡沫原液127.4立方米。
灭火后，继续喷射泡沫55min，用于油面覆盖冷却。
启发：泡沫液的用量计算=灭火+灭火后的防护
9次大的沸溢喷溅（火焰高达50到200多米，辐射热影响范围最高达1000米），10次小的沸溢喷溅，
32次罐体喷沸和异动突变。共351辆消防车、1547名消防指战员参与火灾扑救。
在事故现场紧急建设了33000m³的废水收集池和28200m³的危废收集池。事故废水共29850m³，收
集处置危险废物约6200m³。
热波层有一定厚度，
罐内含水（水垫层、乳
化水等）。
随着油品的连续燃烧,热波的温度由150℃逐渐上升到315℃。在热波向液体
深层运动时,由于热波的温度远远高于水的沸点,使油品中的乳化水汽化,大量蒸汽要穿过油层向液面上浮,形成油包气的气泡,使液体体积膨胀,向外溢出,同时部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨胀力抛出罐外,使液面猛烈沸腾起来,形成沸溢性火灾。当热波达到罐底水垫层时,水垫层的水大量蒸发,蒸汽体积迅速膨胀,以致将水垫层上面的液层抛向空中,向外喷射,形成喷溅性火灾。
沸溢喷溅前的汽化噪声在离罐较远处便可清晰听到,这是发生沸溢喷溅的一个
重要征兆。沸溢喷溅导致火焰明显增强增大,温度增高,热辐射增强。
（1）在燃烧液面下形成有较高温度的热层,即沸程要宽,密度相差要大,一般要
求燃烧油品的沸程大于150℃;
（2）油层中含有沸点较低的第二相,且遇高温油层后发生汽化;油层的粘性大,
妨碍汽化的水蒸气顺畅地穿越油层,造成一定程度的憋压,形成喷发力。
（1）原油储罐发生全面积火灾后发生沸溢的概率是
100%。原油储罐燃烧一段时间后会发生沸溢。
（2）沸溢有时会造成原油罐的油雨，有时罐内原油会流
出罐外，有时会限制在防火堤内，除非原油的流动动能很高或粘度很低，燃烧的原油会越过防火堤。
（3）发生原油储罐全面积火灾后，唯一能有效防止沸溢
的措施就是在热波层形成之前完成灭火。
（4）发生沸溢后，火蔓延至同一个防火堤内其他储罐的可能性很大，甚至是不可避免的。
（5）发生沸溢后，储罐火灾蔓延的可能性非常高。在下风向10倍罐直径范围及侧风向5倍
储罐直径的范围都是火蔓延的范围。消防队员撤离的安全间距至少是10倍的着火储罐直径的距离。
（6）从实验结果看，储罐热波层的传递速度是1.5-2.5m/h。该数据源自最大尺度的渄溢实
验结果。这个数据仅供参考，不能作为真实储罐热波传递速度的判断值。但是，从实际预测情况看，一个较大储罐的全面积火灾，其热波层传递至罐底水垫层的时间应该是在8小时之内。
（7）储罐在燃烧过程发生沸溢的次数不止一次。
移动式消防炮泡沫供给强度：10-12L/min.㎡
固定式泡沫系统的泡沫供给强度：6-8L/min.㎡
英国邦斯菲尔德油库火灾事故：
2005年12月11日早晨6时左右，邦斯菲尔德油库发生了数次剧烈爆炸，并燃起了大火。邦斯菲
尔德油库20多个油罐被大火吞没。此次事故共造成43人受伤。大约2000居民被疏散。12月15日大火被扑灭。
在爆炸前，912号储罐大约有超过300吨的油料溢出罐外,扩散
面积约80,000平方。
储罐内油料在很小压力的推动下即可通过内浮顶的人孔处缝隙、透光孔等位置进入到内浮顶上面。而大量油料则从储罐
罐顶八个呼吸孔溢出(每个呼吸孔程三角形，开口面积约为
0.07平方)。
溢出的油料从罐顶倾泻而下，在罐壁折流板和抗风圈的阻碍作用下，在储罐周围形成多处油料瀑布，同时瀑布流与罐壁撞击后破碎，在空气中产生了大量的微液滴，其与空气充分接触，迅速在罐区形成高浓度的油料蒸汽云。
12月11日05：38时，油料蒸汽云的高度约为1米。12月11日05：46时，油料蒸汽云的高度增加至2米。
2009年10月23日，加勒比石油公司一座位于波多黎各巴亚蒙的油库在油轮向其卸汽油时，一座
1.9万立的内浮顶储罐溢油（储罐液位监控装置失效）约26min，在库区形成0.5平方公里的大面积蒸汽云，遇到点火源后发生爆炸和火灾，大火持续60多个小时，17台储罐被烧毁。
事故原因：
雷击、静、电
硫化亚铁自燃：硫铁化合物自燃事故多发生在内浮顶罐付
料、浮顶下降过程当中，此时空气进入罐顶空间，如果内浮顶穿孔或密封不好，油气易与空气形成可燃性气体，遇火源而发生闪爆着火。
明火（动火、违章作业、电火花等）。
在实际灭火中，储罐火灾往往采用大流量的泡沫炮实施
灭火，这无法实现缓和施加泡沫，因此，基本上无法实现灭火。储罐火灾比地面溢出火灾扑救难度大主要体现在由于储罐内燃料层厚度远大于地面燃料层厚度，泡沫液对醇类储罐的稀释作用远小于对薄燃料层的稀释作用。在实际火灾事故中，储罐的预燃时间也往往比地面池火的预燃时间长，这会造成罐壁温度非常高，燃料层温度上升很快，罐内燃料蒸发速度远高于地面上的溢油，极大的增加了灭火难度。
现象：喷射过程中，火势明显减弱，火焰高度降低至2m左右，燃烧面积减少，在喷射约4min40s后，罐
内泡沫层开始溢出，泡沫层顶部较大范围持续燃烧，火焰高度在1-1.5m，火焰从泡沫层缝隙内传出，稳定燃烧，持续燃烧约10min后，为安全起见，采用2具手提干粉灭火器（约2kg）同时喷射，将残余火焰熄灭。
由于吸气式泡沫系统生成的泡沫稳定性差，损耗率高，需要提高流量来达到灭火的目的。相较于吸气式
系统，正压泡沫系统生成的泡沫质地均匀，稳定性强，灭火效率高，耗水量低。根据NFPA11中的规定烃类固定顶储罐火灾，吸气式泡沫混合液的最低供给强度为4.1L/min●㎡（30-55min），而CAFS泡沫混合液最低供给强度为1.63L/min●㎡（5-10min）。
工作原理：利用液氮罐替代车载空压机，将液氮通过自增压系统从液氮罐输出，直接
注入混合与发泡模块，液氮与泡沫混合液换热气化并与泡沫混合液混合产生泡沫。液氮气化后体积膨胀700倍，液氮气化供气的方式解决了压缩气体泡沫系统供气量严重不足、供气设备体积庞大的问题，能够实现该系统的超大流量喷射。
灭火目标：30,000-150,000立储罐全面积火灾
关键参数：泡沫混合液处理流量：30-200L/S
液氮供给时间：1.5-5h
氮气供给流量：14000L/S
主要配置：液氮罐、发泡装置及控制系统等。
主要优势：大型储罐全面积火灾、大面积流淌火池火、
技术优势--适用于多种喷射模式：
可与消防炮、高喷车、泡沫消防车、泡沫枪、消防机器人、罐壁固定式泡沫喷射器等联合喷射。
技术优势-大流量液氮泡沫灭火测试
技术优势--液氮泡沫灭火能力提高2倍以上
燃烧实验油池：直径26m，相当于10,000m³储罐，
液氮泡沫消耗量是常规吸气式泡沫系统的46%。
大流量液氮泡沫消防车扑救大型储罐全面积火灾的配置方式：
3-5万立浮顶储罐全面积火灾扑救：配置1套大流量液氮泡沫灭火编组。
10-15万立浮顶储罐全面积火灾扑救：配置2-3套大流量液氮泡沫灭火编组
基本配置：10立泡沫罐，罐内保持10bar气体压力，压缩气体泡沫混合液流量：4-40L/s，泡沫
枪与泡沫炮等多模式喷射方式。
应用场景：小型油库，单车单人即可扑救5000立及以下储罐火灾及地面池火等；施工监护。
主要优势：操作简单，维护工作量少，无需外接消防水和泡沫，打开阀门即可喷射灭火。
压缩气体泡沫灭火装置-灭火测试：
直径21m油池（相当于5000立储罐），燃料是车用柴油，预燃60s。2把泡沫枪，压缩气体泡沫灭火时间75s。
基于泡沫灭火剂的延迟交联凝胶泡沫：
针对液体危化品表面分子的快速扩散规律，以水成膜泡沫为基液，通过官能团选择，合成高分子聚
合物凝胶剂，合成延迟凝胶水成膜泡沫液。具备1~3min的延迟交联功能，适用于覆盖水溶性液体危化品和非水溶性液体危化品，抑蒸覆盖时间最长可达269min，满足液体危化品泄漏后的快速处置需求。与国内外泡沫相比，国内外的泡沫仅具有短时间的覆盖功能，泡沫层的有效覆盖时间往往低于30min，而且国内外的泡沫层是气液两相组成，受风力影响严重，在室外环境下极易吹散，无法有效覆盖。
本成果通过交联剂凝胶剂与泡沫混合液的结合，可产生类似胶膜的凝胶层泡沫，泡沫层在交联固化
后形成“固体泡沫”，以三相泡沫的状态覆盖在液体表面，抑蒸时间是普通泡沫层的9倍以上，在抑蒸时间和抗风力影响等性能大幅提升。
