晋城油库火灾爆炸事件情景构建.docx
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晋城油库火灾爆炸事件情景构建
晋城油库火灾爆炸事件情景构建
一、风险分析
中国石化销售有限公司山西晋城石油分公司晋城油库,位于晋城市城区泰欣街585号,属于城市油库，库区面积约45496平方米，整个油库地形呈阶梯状。
现储存有汽油、柴油，该库总容量为31000m3,现有3000m3内浮顶立式汽油罐4座，柴油罐6座，500m3内浮顶立式柴油罐2座。
晋城油库全年主导风向为东南偏东，其中夏季主导风向以东南偏东为主，冬季主导风向以西北为主。
经分析，重大风险为：
油品罐区存在着火灾爆炸风险。
二、典型案例
参照相关罐区火灾爆炸情景，整理国内外石油化工行业发生的典型储罐事故。
英国邦斯菲尔德油库火灾事故
2005年12月11日英国邦斯菲尔德油库发生的火灾事故，为欧洲迄今为止最大的火灾爆炸事故，共烧毁大型储油罐余座，受20伤43人，无人员死亡，直接经济损失2.5亿英镑。
应急处置经验：
（1）事发后立即封锁2条高速公路，组织人员疏散；
（2）及时处置消防废水，减少环境污染；
（3）政府及时召开新闻发布会。
（4）消防人员及时撤退。
大连石化分公司“6.2”火灾事故
2013年6月2日14点20分左右，939号储罐罐顶突然发生爆炸，随之起火，并相继引起临近的936号、935号和937号储罐着火。
事故造成2名工人重伤，经医院全力救治无效死亡，2人失踪。
应急救援过程：
（1）形成了大面积的防火堤内油池火和地面流淌火。
（2）苯类物质等难溶于水的有机溶剂发生火灾，用水灭火无效，如果没有充足的泡沫灭火剂很难完成火灾扑救。
如此大型的火场泡沫供给难度较大，因此配置大型泡沫供给车是十分必要的。
（3）储罐爆炸罐顶部飞出将防火堤外一组消火栓砸断。
（4）数名消防队员皮肤被苯类物质腐蚀。
“7.16”大连新港火灾事故
2010年7月16日大连新港原油储备基地103号罐体进行拆除作业时，不慎引燃罐体内残留原油发生燃烧。
应急救援过程
（1）爆炸火灾导致变电所、泵房被烧毁，供电中断，固定消防设施不能运行。
（2）流淌火面积大（6万平方米），救援难度大，时间长（86小时）。
一是输油管线内的火势为带压喷涌燃烧；二是由于地势差，地面流淌火势燃烧猛烈。
（3）引发海域污染。
（4）使用了特种装备大流量炮和远程供水系统（抽取海水）。
调用消防车348辆，泡沫液1000余吨。
三、案例总结
一般包括五种类型：
（1）密封圈火灾；
（2）罐顶泄漏流淌火火灾；
（3）全面积火灾；
（4）防火堤火灾；
（5）浮筒/浮仓爆炸；
国内外成功的灭火案例：
基本所有的全表面火灾都是用移动式设备进行扑救。
沸溢导致现场情况极为恶劣。
带有内浮顶的拱顶罐火灾很难处理。
拱顶及内浮顶会形成袋装结构，移动式设备产生的泡沫很难到达。
成功灭火的案例，灭火的关键是：
在扑救前周密的计划、使用大流量的移动设备及高质量的泡沫液如果泡沫施加中断火势将会恢复到开始状态必须重新布置灭火。
四、情景设定
典型事故案例研究对比
情景要素
黄岛油库特大火灾事故
英国邦斯菲尔德油库火灾事故
大连输油管道火灾爆炸事故
发生时间
1989.8.12
2005.12.11
2011.7.16
发生地点
中国，青岛
英国，邦斯菲尔德
中国，大连
事故介质
原油
汽油，柴油
原油
伤亡情况
19人死亡，100多人
受伤
43人受伤
1人死亡，1人重伤，1人失踪。
疏散人口
2000多人
600人
基础设施损害
罐区多个储罐损坏，多家周边企业受到殃及。
烧毁大型储罐20座，多处民房被毁。
原油储罐和周边泵房及港区主要输油管道严重损坏。
经济损失
3540万元人民币
2.5亿英镑
20亿人民币
环境污染
600多吨原油在胶州湾海面形成几条十几海里长，几百米宽的污染带。
原油流入附近海域，
造成环境污染。
持续时间
持续5天后扑灭
持续2天后扑灭
15小时扑灭
应急救援力量
147辆消防车，1000多名消防员，数千人的抢救突击队，10艘船只。
26辆消防车、180名消防员
348辆消防车、2380消防员
事故原因
雷击引爆油气
汽油罐冒顶形成蒸气云，油罐车排气管的火花引爆
脱硫剂的不当使用造成爆炸和原油泄漏。
五、情景简表
情景要素
晋城油库情景
参考依据
发生时间
20XX.X.XX
参考黄岛油库特大火灾事故
发生地点
晋城油库汽油罐区
以黄岛油库为原型
事故介质
汽油
原油
伤亡情况
6人受伤
19人死亡，100多人受伤
疏散人口
5000多人
基础设施损害
一个油罐损毁
罐区多个储罐损坏，多家周边企业受到殃及。
经济损失
1000多万人民币
3540万元人民币
环境污染
城市下水道管网污染
600多吨原油在胶州湾海面形成几条十几海里长，几百米宽的污染带。
持续时间
15小时扑灭
持续5天后扑灭
应急救援力量
35辆消防车，200多名消防员
147辆消防车，1000多名消防员，数千人的抢救突击队，10艘船只。
事故原因
雷击引爆油气
雷击引爆油气
六、情景事件主体信息
晋城油库汽油罐区12号3000立方米汽油储罐因罐顶遇雷击着火，密封圈多段燃烧造成浮盘沉没，形成全表面火灾，在扑救过程中，汽油发生沸溢，沸溢的油火点造成12号罐燃爆和罐体破损，大量汽油泄漏在防火堤内形成流淌火。
此次事故造成6人受伤，疏散人口达5000多人；汽油和消防废水进入下水管网造成污染，经济损失合人民币1000多万元同时引起了定程度的社会恐慌。
七、地理环境信息
晋城油库汽油罐区内有3000立方米内浮顶汽油储罐4座（编号09-12），每座储罐高15米，直径17米。
罐区周围有高1.2米的防火堤，面积1000平方米，防火堤容积12000立方米，罐内介质为汽油。
罐区分布情况如图所示。
（1）风向
夏季主导风向以东南偏东为主，冬季主导风向以西北为主。
此处取东南风向。
（2）风速
风速决定了一个主云团移动的快慢。
本例分别进行了无风（代表风速0m/s）、三级风（代表风速4m/s）、四级风（代表风速8m/s）、六级风（代表风速12m/s）的模拟。
（3）人口分布
编号
名称
人数
距离
1
晓庄社区
2000
200米
2
香港城旺角小区
2000
100米
3
丝绸公司家属院
500
300米
4
金居小区
500
200米
八、情景演化过程分析
09:
0309:
30→10:
30→12:
30→12:
40→24:
00
九、情景演化过程
1、事件孕育阶段：
油气混合空间的形成。
节点1：
8月3日，12号汽油罐内浮顶罐因腐蚀发生泄漏；
节点2：
泄漏发生后，形成油气混合空间；
2、事件发生阶段：
罐顶雷击造成密封圈火灾，然后发展为全面积火灾。
节点3：
9时00分，12号储罐罐顶遭雷击；
节点4：
9时03分，雷击引发密封圈着火；
节点5：
密封圈着火后，引发火光；
节点6：
9时04分，计量员向值班主任报告，并用手摇报警器发出警报；
节点7：
晋城油库启动油罐火灾爆炸事件应急响应;
节点8：
发现火情后，中控值班员关闭紧急切断阀门，消防司泵员开启12号油罐及11号油罐消防喷淋；
节点9：
晋城油库消防队出警；
节点10：
在灭火过程中，油库有4名员工和2名消防员被火焰灼伤；
节点11：
9时30分，12号罐发生沸溢，罐体表面全部着火；
节点12：
联系当地医院进行人员救护；
节点13：
10时，医院救护车到达现场展开救护作业，将伤员迅速载离现场；
3、事件扩大阶段：
12号油罐发生沸溢，形成流淌火
节点14：
号罐火焰高度增加，火焰颜色发白，燃烧发出“嘶嘶”的响声，且罐壁出现抖动；油库救援总指挥判断有出现沸溢的可能，下令暂时撤退避险；
节点15：
晋城油库向市公司应急指挥中心报告，同时向晋城市应急指挥中心报告；
4、事件控制阶段：
企业与地方联合应急。
节点16：
中国石化晋城石油分公司、晋城市政府分别启动重特大事故应急预案；
节点17：
11时，晋城市政府和有关部门成立了现场应急指挥部；
节点18：
企业和地方消防力量联合制定灭火方案，出动车载炮灭地面流淌火，向火罐内壁出泡沫灭火，，对燃烧罐采取控制性燃烧的战术，同时以水幕和屏风水枪保护罐区外围区域；
节点19：
政府部门组织人员对库区周边道路进行警戒；
节点20：
晋城市政府组织油库周边小区约5000名居民疏散；
节点21：
13时，应急指挥部重新部署抢险力量，开始抢险总攻；
节点22：
14时，晋城市政府召开新闻发布会，通告事故情况；
节点36：
4日零时左右，明火被扑灭。
十、相关计算分析
1、汽油发生沸溢
本例中汽油沸溢的时间假定为全面积火灾后3个小时。
按照50%液位汽油量估计，沸溢影响区域为致死距离32米，不可挽回后果距离49米。
储罐类型
汽油质量（吨）
沸溢火灾致死距离（米）
不可挽回后果距离（米）
3000立方米汽油储罐，液位
100%
2800
45
67
50%
1400
32
49
2、热辐射伤害
三级风（4m/s）情况下轻质油储罐全表面火灾辐射热安全距离
储罐大小
工程化辐射模型（TNO、SFPE推荐模型）
FDS辐射模型
地面上方2.5m
罐顶平面
容量（m3）
罐径（m）
Ⅰ级烧伤距离
（m）
Ⅱ级烧伤距离
（m）
致死距离
（m）
Ⅰ级烧伤距离
（m）
Ⅱ级烧伤距离
（m）
致死距离
（m）
Ⅰ级烧伤距离
（m）
Ⅱ级烧伤距离
（m）
致死距离
（m）
3000
17
14
10
9
17
12
11
11
9
8
3、消防废水造成水体污染
冷却水产生量：
至少354m3/h。
（3000立方米储罐表面积是1481㎡，冷却强度是2.0L/min.m2，则供水速率是2L/min.m2×1481㎡=5654L/min，即177m3/h。
假如12号储罐发生全面积火灾，则至少其周围11号储罐需冷却）
消防水产生量：
12号储罐直径17米，表面积1481平方米，对于3000立方米储罐，取泡沫混和液供给流量6.5L/（minm2），连续供给1h，则泡沫混和液的消耗量约为577m3。
3％比例的泡沫原液的消耗量是33m3/h,水的消耗量是48m3/h。
消防废水总量：
至少981m3/h。
4、大规模人口疏散
假定受到烟气扩散影响，300米内的社区和村庄需要疏散。
在库区周边的社区中，晓庄社区、香港旺角小区距离油罐区最近，且处于侧、下风向。
晓庄社区距油罐区直线距离为200米，人口约3000人；香港旺角小区距离原油罐区100米且人口2000人。
此次疏散人口总数为5000人。
十一、应急差距分析
1、消防水与泡沫液
（1）单罐冷却水量与供水强度
以3000立方米储罐发生全面积火灾为例。
按现有消防泵的供给速率，仅满足2个3000立方米储罐的同时冷却喷淋，且移动式消防装备无水可用。
每个罐组包含4台储罐，假如一台储罐发生全面积火灾，则其周围储罐，尤其是下风向储罐的迎火面均需冷却，即使每个储罐仅冷却一半的面积，则最多冷却2台邻近储罐。
消防车的吸水速率一般是60-100L/S（3600-6000L/min），若储罐不开启冷却喷淋，则最多满足2-4台消防车同时取水，且取水点应分散至不同的管段。
如果开启储罐喷淋，消防车水不够。
（2）泡沫液消耗量
以3000立方米储罐（直径17m）发生全面积火灾为例，泡沫液供给强度按6.5L/min.m2，则泡沫
混合液供给速率是18379L/min，若每台消防车的泡沫混合液供给速率是6000L/min，则需要4台消防车才能满足灭火需求，4台消防车3%泡沫液的消耗量是6000*4*3%=720L/min，1小时需求量为43.2m³。
14辆消防车车载泡沫总量36t，库存泡沫液20t，可以维持1.2h持续喷射，满足国标要求的1小时持续供给。
但如灭火时间超过1.2h，则不能满足需求。
（3）评估结论
消防系统和移动式消防力量可满足扑救一台储罐密封圈火灾扑救和局部地面池火的扑灭。
而对储罐区全面积火灾和大面积的地面池火，扑救能力尚有欠缺。
发生重大火灾事故后，消防供水能力不足，移动式消防装备配置水平低，不能形成有效的战斗能力。
针对晋城油库的可能发生的事故类型、危害程度、影响范围等，在全面调查和客观分析晋城油库应急队伍、装备、物资等应急资源状况的基础上，晋城油库的应急能力可满足控制初期火灾事故应急救援工作的需要。
2、防火堤密闭性能低
（1）大型储罐组防火堤绝大多数采用混凝土墙体，无法耐受油罐高液位时罐壁瞬间破裂油料溢出对防火堤的冲击，防火堤会瞬间被冲垮，大量溢油会流至防火堤外侧。
（2）防火堤密封性差，防火堤墙体存在裂缝缺陷现象普遍，部分穿过防火堤墙体的管线密封处密封失效。
（3）多数防火堤有效容积不足，现役大型储罐防火堤有效容积绝大多数按照油罐组内一个最大油罐容量的一半设计，且绝大多数罐区未设置容量充足的事故应急池，在发生大量油品泄漏情况下，防火堤难以保证漏油不溢至防火堤外侧。
另外，即使少数罐区设置了事故存液池，但是溢油导流设施尚未完善，极易在导流过程引发地面流淌火，对邻近储罐构成极大威胁。
十二、持续改进与预案优化建议
1、现有消防装备和设施普遍存在的问题
（1）消防装备配备不完善，尤其是大流量、大口径为新装备消防炮装备。
（2）储罐区消防系统的供电设计和建设应充分考虑潜在的极端事故风险，并采用双路供电、埋地电缆等方式，防止其在事故中受到损毁而导致应急救援行动延误；
（3）在应急抢险救援过程中，消防水资源和泡沫灭火剂储备严重不足；
（4）越来越多的大型的新型消防车辆被不断地应用在灭火现场，消防通道相对过窄。
2、应急能力的持续改进建议
（1）整合区域消防资源，加强预案区域联动演练重大火灾事故的应急灭火救援需要企业与政府部门、公安消防队协作战。
因此需要构建有效的指挥通信系统，制定联动预案，建立强大的区域联防应急救援体系。
（2）进一步加强企业专职消防队伍建设，充分发挥新技术装备的关键作用大型消防炮具有流量大、射程远、控制范围广的优点，在灭火及冷却过程中能发挥重大的作用。
以大流量、大口径新装备消防炮作为主战力量是成功扑救大型石油化工火灾的关键。
（3）开展深层次大型储罐火灾消防技术研究
在灭火扑救战术、灭火救援的管理、消防装备应用等消防技术领域开展深层次的研究，可以提高应对复杂火情条件的消防灭火救援能力。
（4）在火灾情况下，跨区域调运泡沫，往往错过了火灾扑救的最佳时机，最后导致小火酿大灾。
所以必须要加强战备泡沫储备，同时还要建立区域联防灭火剂调运机制，真正提高抗风险能力。
（5）大规模人群疏散避险研究
目前企业信息传达主要依靠内线电话、对讲机等方式，建议增加应急广播等对非当班人员、外来人员和周边社区的紧急信息告知方式。
建议企业进行应急疏散规划，对紧急集合点、避难场所和疏散路径进行统一规划，进行地企联动的演练。
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