整理火灾原油中的沸溢和喷溅.docx

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整理火灾原油中的沸溢和喷溅

引言

（1）

原油沸溢和喷溅是原油火灾中的两个恶魔。

为了避免原油火灾中的伤亡事故发生，有必要了解掌握火灾中的沸溢和喷溅知识。

沸溢和喷溅及其危害性

（2）

　　地下开采出来的石油，未经加工前叫作原油．原油是烃类的混合物，主要成分是碳氢化合物。

原油的黏度较大，而且不同程度地含有一定的水分。

在原油火灾中，原油中的水因被加热汽化变成水蒸气，并形成气泡，蒸汽泡被油薄膜包围形成大量油泡沫，使体积剧烈膨胀，超出贮罐所能容纳时，就会像煮稀粥溢锅一样，溢出罐外，造成沸溢。

大量水迅速汽化为水蒸气时，体积膨胀1700倍，其蒸汽压也迅速增大，当水蒸气以很大的压力急剧冲出液面时，把着火的油品带到上空，形成巨大火柱，这种现象叫喷溅。

沸溢和喷溅在原油火灾中危害极大，沸溢可使原油溅出距离达几十米，大油罐储油多时，其溢出的面积可达几千平方米，从而使火灾大面积扩散。

喷溅时，原油的火焰突然腾空，火柱可高达70～80m，火柱顺风向喷射距离可达120m左右。

火焰下卷时，向四周扩散，容易蔓延至邻近油罐，扩大灾情，并且可能使灭火人员突然处于火焰包围中，造成人员伤亡。

发生沸溢及喷溅的原因（3）

1.辐射热的作用

　　原油罐发生火灾时，辐射热在四周扩散的同时，也加热了油品表面。

随着加热时间的延长，被加热的液层也越来越厚，当温度不断升高，原油被加热至沸点时，燃烧着的原油就会沸腾，溢出罐外。

2.热波的作用

　　当原油燃烧时，沸点低的轻馏分变成蒸气，离开原油表面被烧掉，而沸点高的重馏分，则逐步下沉并把热量带到下面，在液面下形成一个热的锋面，当继续燃烧时，此热锋面逐渐沉入下部的＂冷面＂中，这一现象称为热波。

辐射热和热波往往是共同作用，使原油很快达到它的沸点而发生沸溢。

3.水蒸气的作用

　　原油中含有自由水、乳化水，热波会使原油中的水被加热汽化，变成水蒸气。

水一旦变成水蒸气，其体积膨胀，蒸汽压也相应增大，当超过原油的液压时，水蒸气会向上逸出，并形成大量的气泡，蒸汽泡沫被油薄膜包围形成油泡沫，这样使原油的体积剧烈膨胀，超出贮罐所能容纳时，就向外溢出，形成沸溢。

随着燃烧的继续进行，热波的温度逐渐升高，且不断向下移动，当热锋面遇到水垫层（或大量水）时，大量水变成水蒸气，蒸汽压迅速增大，以至将水垫层上部的原油抛向上空，形成喷溅。

发生沸溢和喷溅的条件及其区别（4）

1.发生沸溢和喷溅的条件

只有同时具备以下几个条件的油品，才可能发生沸溢和喷溅。

（1）油品具有形成热波的条件。

即油品中各组分的沸点范围较宽．原油各组分的沸点范围宽，可发生沸溢和喷溅；而汽油组分的沸点范围较窄，只能在距液面6～9cm处存在一个固定的热锋面，即热锋面的推移速度与燃烧的直线速度相等，故不会产生沸溢和喷溅。

（2）油品中含有一定程度的水。

水是导致发生沸溢和喷溅的重要原因，原油中就含有一定的乳化水或悬浮状态的水，且一般在其油层下还有水垫层。

　　（3）油品的粘度较大。

油品只有具有足够的粘度，水蒸气不易自下而上逸出，才能使水蒸气泡沫被油膜包围，形成油泡沫。

而原油的粘度一般都较大。

2.沸溢和喷溅二者的主要区别

（1）发生的时间不同，一般是先沸溢后喷溅。

（2）水的来源不同，发生沸溢是原油中的乳化水、自由水，而发生喷溅则多是水垫层的水。

（2）危害不同，沸溢的危害较大，而喷溅来势凶猛，危害更大。

沸溢和喷溅的预防及控制（5）

　　原油火灾中的沸溢和喷溅都是可以预防及控制的．

首先，要及时掌握储存原油的种类、含水量、油位的高度，然后以热波传播速度与燃烧直线速度估算出从起火到发生沸溢和喷溅的时间，做到心中有数，有备无患．热波传播速度与原油性质（组成、含水量）、贮罐和罐径、油面高度等因素有关．一般有以下几个规律：

（1）原油中低馏分越多，含水量越多，热波传播速度越快；

（2）热波传播速度随罐径增大而增加，但当罐径大于25m时，热波传播速度趋于稳定；（3）液面越低，即液面距罐口距离越大，热波传播速度越小．

其次，在原油火灾中，应集中兵力，抢在沸溢和喷溅前扑灭火灾，最好在发生火灾0.5～1h以内，及时用蛋白泡沫或氟蛋白泡沫迅速扑灭．否则，燃烧时间过长，罐内油温超过100℃时，不仅会发生沸溢，而且这时如用含水的泡沫进地灭火，还可能发生喷溅．同时应一面灭火，一面放水、放油．这是防止沸溢、喷溅和迅速扑灭原油火灾的有效措施．着火时，打开油罐底部的放水阀，将罐底水垫层中的水放掉，一般就可避免喷溅．放油是把起火罐的原油放到距火场较远的贮罐内，这既是釜底抽薪，又可降低燃烧液面，减小发生沸溢的可能性．

最后，在扑救原油火灾中，要注意观察是否出现沸溢和喷溅的前兆．发生沸溢和喷溅前一般有以下征兆；

（1）油表面因大量油泡沫生成，呈翻涌蠕动现象，此现象会出现2～4次；

（2）火焰高度增加，颜色由深变亮且发白；（3）油罐壁出现剧烈颤抖，有的稍有膨胀现象；（4）燃烧发出的声音变异，发出强烈的嘶嘶声或呼呼声．若出现以上征兆，火场指挥员要立即下达撤退命令，待沸溢或喷溅发生后，再抓住时机进地灭火，避免和减少不必要的伤亡．

（1）气体可燃物的燃烧方式有哪几种？

    气体可燃物的燃烧主要有扩散燃烧和预混燃烧两种方式。

扩散燃烧是指可燃性气体和蒸气分子与氧分子互相扩散，边混合边燃烧的现象。

这类燃烧比较稳定，故亦称稳定式燃烧。

如天然气井井喷火灾时的燃烧以及可燃气体管线或容器在泄漏口上发生的燃烧都属于扩散燃烧。

预混燃烧是指可燃气体、蒸气或粉尘预先同空气（或氧气）混合，遇火源产生带有冲击力的燃烧，又称动力燃烧或爆炸式燃烧。

这种形式的燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，通常的爆炸反应即属此种。

（2）什么是蒸发燃烧？

    可燃性液体和某些可融化的可燃性固体受热蒸发后开始燃烧的现象，称为蒸发燃烧。

液体的燃烧多是逐层加热逐层燃烧的。

可燃、易燃液体的蒸发燃烧与可燃气体的燃烧特点相同，也分扩散燃烧和预混燃烧。

    （3）什么是闪燃和闪点？

    在一定温度下，易燃或可燃液体（包括可熔化的少量固体，如石蜡、樟脑、萘等）蒸气与空气混合后，达到一定浓度时，遇火源产生一闪即灭的现象，这种现象称为闪燃。

闪燃发生的原因，是因易燃与可燃液体在闪燃温度下，蒸发速度还不太快，蒸发出来的气体仅能维持一刹那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以维护稳定的燃烧，因而燃一下就灭了。

但闪燃往往是火警的先兆。

    液体表面上产生闪燃的最低温度，称为闪点，又称闪火点。

闪点是表示可燃性液体性质的指标之一，液体闪点越低火险越大，是评定液体火灾危险性的主要依据。

    （4）什么是沸溢式燃烧？

其燃烧原理是怎样的？

    贮罐中含有自由水（乳化液）的原油、重油、沥青油等石油产品，在热波作用下发生的一种燃烧现象，称为沸溢式燃烧。

    发生沸溢式燃烧的条件是：

（1）贮存油品有较高的沸点和较大的粘度;

（2）油品中含有自由水（乳化液），且比较均匀地悬浮在油层中；（3）罐口与液面的距离很近，没有足够的容器空间容纳沸腾的油气泡沫。

    其燃烧原理为：

当火焰将热传导给液面后，由于热波作用，靠近液面的油层温度上升，油品粘度变小，水滴向下沉积的同时受向上运动的热油的作用而蒸发变成蒸气。

这样，液面上下像开锅一样沸腾，气泡被油薄膜包围形成大量油泡群，到油罐容纳不下时，就会像“跑锅”一样溢出罐外，形成沸溢式燃烧。

（5）发生沸溢式燃烧前有哪些燃烧特征？

    油品发生沸溢式燃烧前，大致会出现以下燃烧特征：

火焰由红变白变亮，火焰突然增高；烟气由浓黑变稀变白；油品发生蠕动，伴有轻微的呼隆和嘶嘶声响。

    （6）什么是喷溅式燃烧？

其燃烧原理是怎样的？

    贮罐中含有水垫层的原油、重油、沥青等石油产品在热波下发生的一种燃烧现象，称为喷溅式燃烧。

    发生喷溅式燃烧的条件是：

（1）油品燃烧时，液面受热之后以热波形式向下传热形成高温层；

（2）高温层的热波头温度高于水的沸点；（3）油罐底部有水垫层。

    燃烧原理为：

火焰对油液面的传热，主要是热辐射的作用，其次是罐壁的热传导作用。

液面受热后，以热波形式向下传热，形成高温油层。

当高温油层的热波头接触水垫时，水便气化产生大量蒸气，蒸气压逐渐升高，以至蒸气压力大到足以把其上面的油层抛向上空，向四周喷溅而燃烧。

    （7）发生喷溅式燃烧前有哪些燃烧特征？

    油品发生喷溅式燃烧之前，其燃烧特征大致有：

火焰由红变白变亮，火焰突然增高；罐内由于水垫层上方蒸气压力上升而使贮罐发生轻微振动现象。

    （8）固态可燃物有哪几种燃烧方式？

    固态燃烧物大致有五种燃烧方式，即表面燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧、熏烟燃烧以及固体析出气体的轰燃等。

有些固体只能发生其中一种燃烧方式，有些固体在不同条件下会发生其中两种或两种以上燃烧方式，由此可见，固态燃烧物的燃烧特征是比较复杂的。

（9）什么是固态可燃物的闪点和燃点？

    当固态可燃物在空气中受热达到某一温度时，固体表面析出（包括熔融后蒸发、直接升华或热分解等）的气体，一接触点火源便发生闪燃现象，能发生闪燃的最低温度称为闪点。

    当固态可燃物在空气中受热达到某一温度时，固体表面析出的气体或固体本身，一接触点火源便发生持续燃烧现象（固体可燃物的持续燃烧也称延烧），能发生持续燃烧时的固体的最低温度就称为燃点。

    （10）什么是表面燃烧？

形式有哪些？

    可燃物无气化过程的燃烧，称为表面燃烧。

发生表面燃烧时，固体表面一般呈炽热状态，不产生火焰，属于无焰燃烧。

有两种形式：

①木炭、焦炭、活性炭和炭黑等无定形碳的燃烧②铁、铜、钨、钼、锆等重金属的燃烧。

常见的燃烧现象有：

铁丝在纯氧中燃烧；输氧铁管的燃烧；铜丝导线在火灾时的燃烧；通电白炽灯泡破碎时灯内钨丝的燃烧等。

    （11）什么是蒸发燃烧？

    可燃性液体和某些可熔化的可燃性固体受热蒸发后开始燃烧的现象，称为蒸发燃烧。

    蒸发燃烧是在气相中进行，产生火焰，属于有焰燃烧。

这种燃烧类似于液体的表面燃烧，但由于固体通常不是盛装在容器中，所以，在火场上这种固体已熔化成液体（或粘流体），发生边流动边燃烧的现象，火势易蔓延，危害性越大。

    （12）什么是分解燃烧？

    某些固体或不挥发性液体，由于热分解而产生可燃气体后开始燃烧的现象，叫分解燃烧。

如木材、煤炭、纸张、树脂等固体可燃物以及油脂一类的高沸点液体可燃物的燃烧等。

火灾原油中的沸溢和喷溅

引言

（1）

原油沸溢和喷溅是原油火灾中的两个恶魔。

为了避免原油火灾中的伤亡事故发生，有必要了解掌握火灾中的沸溢和喷溅知识。

沸溢和喷溅及其危害性

（2）

　　地下开采出来的石油，未经加工前叫作原油．原油是烃类的混合物，主要成分是碳氢化合物。

原油的黏度较大，而且不同程度地含有一定的水分。

在原油火灾中，原油中的水因被加热汽化变成水蒸气，并形成气泡，蒸汽泡被油薄膜包围形成大量油泡沫，使体积剧烈膨胀，超出贮罐所能容纳时，就会像煮稀粥溢锅一样，溢出罐外，造成沸溢。

大量水迅速汽化为水蒸气时，体积膨胀1700倍，其蒸汽压也迅速增大，当水蒸气以很大的压力急剧冲出液面时，把着火的油品带到上空，形成巨大火柱，这种现象叫喷溅。

沸溢和喷溅在原油火灾中危害极大，沸溢可使原油溅出距离达几十米，大油罐储油多时，其溢出的面积可达几千平方米，从而使火灾大面积扩散。

喷溅时，原油的火焰突然腾空，火柱可高达70～80m，火柱顺风向喷射距离可达120m左右。

火焰下卷时，向四周扩散，容易蔓延至邻近油罐，扩大灾情，并且可能使灭火人员突然处于火焰包围中，造成人员伤亡。

发生沸溢及喷溅的原因（3）

1.辐射热的作用

　　原油罐发生火灾时，辐射热在四周扩散的同时，也加热了油品表面。

随着加热时间的延长，被加热的液层也越来越厚，当温度不断升高，原油被加热至沸点时