重大危化品事故应急救援装备建设研究

防火防爆专栏　　

重大危化品事故应急救援

装备建设研究

陈　硕１ꎬ孙志刚１ꎬ李德武２

(１.中国石化安全监管局ꎬ北京　１００７２８２.中华人民共和国应急管理部ꎬ北京　１０００５４)

　　摘　要:分析了当前危化品事故应急救援面临的挑战ꎬ包括储罐大型化、装置集约化等新的发展趋势ꎬ以及救援人员自身防护、救援过程重视环保和公众舆情高度关注等方面ꎻ对应提出了应急救援装备建设的重点方向ꎬ包括储罐全面积火灾成套灭火装备、人工智能消防装备、复合型灭火装备等ꎬ也提出了配套能力的建设重点ꎮ

关键词:危化品　火灾爆炸　应急救援　装备建设

　　当前国内危化品行业安全形势严峻ꎬ防范化解危化品火灾爆炸等重大安全风险任务艰巨ꎮ近年来发生的多起危化品火灾爆炸事故均造成重大人员伤亡和经济损失ꎬ２０１０年辽宁大连“７􀅰１６”火灾爆炸事故ꎬ造成２人死亡、２人受伤ꎬ直接经济损失超过２􀆰２亿元[１]ꎻ２０１５年天津“８􀅰１２”火灾爆炸事故ꎬ造成１６５人遇难、８人失踪、７９８人住院治疗ꎬ直接经济损失６８􀆰６６亿元[２]ꎻ２０１９年江苏响水“３􀅰２１”化工厂爆炸事故ꎬ造成７８人死亡ꎮ特别是大型石化储罐火灾由于致害成因多、经济损失高、影响范围广、扑救难度大ꎬ传统应急救援装备难以满足实战需求ꎬ已列入应急管理部消防救援

局重点攻关项目[３]ꎮ

针对重大危化品火灾等事故ꎬ加强救援装备

建设ꎬ全面提升应急救援能力ꎬ具有重要的现实意义ꎮ“十二五”以来ꎬ我国依托国有优势企业和相关单位建设了包括危化品应急救援队伍在内的８５支国家级应急救援队伍ꎬ累计投入１１０多亿元用于配置应急救援装备建设ꎬ有效提升了安全生产应急救援队伍战斗力ꎮ

１　重大危化品事故应急救援装备需求

随着经济社会的快速发展ꎬ石化企业的大型化、集约化发展趋势明显ꎬ危化品在生产、运输、储存、销售等各环节的火灾危险性和扑救难度随之增大ꎮ与此同时ꎬ各类新媒体的快速传播和“以人为本”等理念的深入人心ꎬ使得公众对于危化品事故的容忍度不断降低ꎮ社会发展新时期的多重变化ꎬ要求专职应急救援队伍充分利用先进技术装收稿日期:２０１９￣０７￣２５作者简介:陈硕ꎬ硕士ꎬ高级工程师ꎬ２０１６年毕业于中国石油大学(华东)安全工程专业ꎬ现主要从事应急、消防专业管理工作ꎮＳＡＦＥＴＹＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ

　１５󰀄󰀅󰀁󰀂、󰀆󰀇防火防爆专栏　　备ꎬ确保应急救援全过程科学高效、安全环保ꎮ１.１　储罐大型化带来挑战

据不完全统计ꎬ我国已建成超过５０００×１０４的商储(国储)原油基地ꎬ大部分采用１０×１０４ｍ３

储罐ꎬ罐区集中成片布局ꎬ客观存在火灾爆炸风ｍ３

险(ꎬ而目前国内外罕见成功扑救１０×１０直径约４ｍ３的原油储罐８２ｍ)全液面火灾成功案例、５０００ｍ３的液化气储罐等更大ꎮ１０４另外ｍ３ꎬ１５储罐×型的储罐逐步出现ꎬＬＮＧ储罐(可达２０×１０４)、地下洞库等新型储存设施陆续投用ꎬ能否成ｍ３规模功完成大型油罐火灾扑救ꎬ已经成为衡量危化品应急救援队伍能力的重要指标ꎮ

１.２　危化品企业集约化、园区化带来挑战进入新世纪以来ꎬ我国已投产和在建的单系列１０００×１０４数还配套建有ｔ/１００ａ以上规模炼厂超过×１０４１０个ꎬ其中多装置ꎬ普遍具有单套装置规模大ｔ/ａ以上规模的乙烯、装置布局集约紧、芳烃凑等显著特点ꎬ加上装置的“热联合”、储罐的气相联通等新型设计ꎬ在火灾爆炸事故时容易导致连环火灾、人员被困等次生、衍生事故ꎮ其他小型危化品企业也多实现园区化管理“３􀅰２１”炸区域中心集中了化工厂爆炸事故时ꎬ２０１９年江苏响水１６个化工企业和ꎬ在１􀆰２平方公里的爆１个污水处理厂[４]１.３　ꎮ

对救援人员自身安全的重视程度更高

近年来多起危化品事故均有救援人员伤亡的惨痛教训ꎬ２０１０年辽宁大连“７􀅰１６”火灾爆炸事故ꎬ１名消防战士牺牲、１名受重伤[１]年天津“８􀅰１２”火灾爆炸事故ꎬ参与救援人员ꎻ特别是２０１５１１５人遇难或失踪(包括公安现役消防人员２４人、天津港消防人员８０人、公安民警１１人)[２]训警醒我们ꎬ务必严格践行“以人为本、科学救援ꎮ血的教”理念ꎬ最大程度降低救援人员自身安全风险ꎮ１.４　由于现场缺乏大型事故应急池２００５对救援过程的环保要求更加突出

年吉林“１１􀅰１３”胺苯车间火灾爆炸后ꎬ大量硝基苯等介ꎬ质随消防废水外流ꎬ造成严重的水体污染次生事故ꎬ类似事故绝不允许再次发生ꎮ近年来的多起危化品火灾事故救援过程中ꎬ当地环境保护部门均全程对事故现场周边实施空气质量监测ꎬ并专门安排人员在重要河流、水源地附近进行蹲守ꎬ严防环境污染事件ꎮ

　１６ＳＡＦＥＴＹＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ

２０１９年第１９卷第１０期１.５　２００５社会舆论关注等外部因素影响燃烧超过６０年英国伦敦邦斯菲尔德油库火灾ｈꎬ先后烧毁２０个油罐ꎬ现场救援人ꎬ持续

员采用的控制燃烧做法一直是业界的焦点讨论话题[５]敏感ꎬꎮ加上微博当前ꎬ社会舆论对于危化品安全生产高度、微信等自媒体蓬勃发展ꎬ危化品事故发生后往往进入“现场直播”状态ꎬ强大的社会舆论压力对于快速灭火提出了更高要求ꎮ２　应急救援装备建设重点方向

危化品事故应急救援装备建设应以问题导向ꎬ精准对焦事故案例ꎬ积极应用“高精尖”救援装备产品ꎬ为提升队伍实战效能提供强有力的科技支撑[６]部署ꎬꎮ中国石化等大型央企在国家级危化品应急救根据国家安全生产应急救援能力建设统一援基地建设中的相关探索实践ꎬ可供借鉴参考ꎮ２.１　大型火场总攻灭火的救援重器

瞄准１０×１０４扑救难题ꎬ通过“远程供水系统ｍ３储罐全液面火灾等大型火场＋大流量拖车炮(重型泡沫消防车)”组合形式(见图１)ꎬ能够为总攻灭火提供可靠装备ꎮ

目前国产远程供水系统通常包含１~２台增压泵车ꎬ２~３台水带敷设车ꎬ具备双干线３０００ｍ以０􀆰上远程供水能力ꎬ出口流量≥４００Ｌ/ｓꎬ末端压力≥

置泵组动力源４ＭＰａ(图２)ꎮ大流量带泵组炮车通常自身配４００Ｌ/ｓꎬ射程≥１２０ꎬ可实现水和泡沫两用ｍꎮ

ꎬ出口流量≥

此外ꎬ部分厂家已研发４００Ｌ/ｓ超重型泡沫消防车ꎬ射程≥１５０ｍꎬ在大流量供水系统、泡沫液输转装置配合下ꎬ可以超大流量对火场实现重炮压制ꎮ

２.２　替代消防员的现代人工智能产品

消防员直接暴露在高温浓烟、有毒有害等环境是救援过程的最大安全风险ꎬ通过消防机器人、无人机等现代人工智能产品ꎬ代替开展现场灭火、冷却、侦检、排烟等救援工作ꎬ能够有效保护救援人员自身安全ꎮ目前国产消防机器人的主流产品多采用履带式底盘ｍꎬꎬ能够实现无线遥控距离≥２００搭配灭火具有喷淋冷却、排烟、侦捡等相应装备、防倾覆等自保功能ꎮ部分企业还针ꎬ可根据需要对大型油罐、装置火灾以及油田井喷ꎬ开发出可无线遥控的举高消防车、破拆机器人等装备ꎬ能翻越

２０１９年第１９卷第１０期

陈硕ꎬ等.重大危化品事故应急救援装备建设研究

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罐区围堰进行灭火ꎻ部分产品还具备防爆性能ꎬ能够进入可燃气体超标环境作业ꎮ充分发挥无线遥

控装备抵近火点(泄漏源)、高效精准的特点ꎬ与外围消防车辆配合ꎬ可构建完整的消防救援系统ꎮ

图１　“远程供水系统＋大流量拖车炮(重型泡沫消防车)”典型组合示意

图２　国产典型远程供水系统示意

２.３　复合功能的新型消防装备

ａ)针对干粉系灭火剂的灭火速度快ꎬ而水系

场ꎬ常规消防车往往无法近距离接近火点ꎬ通过大跨度举高消防车ꎬ臂架跨越外围障碍物ꎬ可远程操控消防炮对准着火点由上而下精准灭火ꎮ该车型最早在２０１５年６月北京市某木材厂火灾救援中投入实战立下战功[８]ꎮ目前国内已有多个厂家实现多为水、泡沫两用ꎬ可实现水泵流量≥１００００Ｌ/ｍｉｎꎬ水炮流量≥４８００Ｌ/ｍｉｎꎬ载液量≥３ｔꎮ量产ꎬ形成作业高度５０ｍ、６０ｍ等多个系列产品ꎬ

灭火剂的火场降温及抗复燃效果好等特点ꎬ原公安部灭火救援重点实验室与相关单位研发了三相射流灭火技术ꎮ该技术以消防车为载体ꎬ可将水、冷气溶胶(超细干粉)、抗复燃混合液(水基泡沫)三种灭火剂进行有机组合ꎬ以混合射流的形式进行灭火ꎬ并辅以２５ｍ、３６ｍ等不同等级的升降臂ꎬ在灭火剂用量、控火和灭火时间等方面均有明显优势[７]ꎮ目前三相射流所用超细干粉等灭火剂单价较高ꎬ下一步需组织技术攻关ꎬ有效降低成本ꎮ

ｂ)针对常规伸缩臂举高消防车跨障碍灭火能

力不强ꎬ臂架末端远离着火点ꎬ消防炮喷射的射流末端呈雨滴状ꎬ易汽化、灭火效果差等问题ꎬ北京市消防总队组织相关单位ꎬ利用混凝土泵车多节折叠臂在工作幅度、动作灵活性和跨障碍能力等方面优势ꎬ研发了大跨度举高消防车(图３)ꎮ面对油罐、管廊、装置框架等常见的石油化工火灾现

图３　大跨度举高消防车

２.４　事故现场侦检装备

危化品事故现场侦检的主要任务是对事故现

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　１７󰀄󰀅󰀁󰀂、󰀆󰀇防火防爆专栏　　场环境进行连续、稳定检测ꎬ以确定有毒、有害、易燃、易爆等危险介质的种类、扩散情况、浓度分布及周围环境受污染的范围界限[９]仪、气象色谱仪、红外热像仪、雷达生命探测仪和ꎮ利用拉曼检测化学危险品和工业毒气智能侦检系统等侦检装备ꎬ可对事故现场的气液固等种类不明介质进行定性和定量分析ꎬ为现场人员救护、事故抢险提供技术保障ꎮ通常采用便携式的智能侦检箱形式ꎬ箱体内置一体化车充接口ꎬ并将现场危化品检测信息进行集成处理ꎬ确保设备携带齐全、电量充足、检测结果快速处置ꎬ以提升应急队伍侦检水平ꎬ满足救援任务需求ꎮ２.５　战勤保障装备

大型危化品事故救援多数耗时长、泡沫液用量大ꎬ需要有效解决空气呼吸器充气慢、泡沫液供给不及时的问题ꎬ为“灭大火、打恶仗”提供强有力５０的保障ꎮ移动供气消防车通常储备６􀆰８Ｌ气瓶≥

装气瓶数量具、９Ｌ气瓶≥８≥２０个ꎬ还可选装供气盘管为远距离的具ꎬ车载空气压缩机可同时充救援人员呼吸保障系统提供不间断供气ꎬ或作为救生气垫、冲锋舟等救援工具的供气源ꎬ见图４ꎮ　图４　供气消防车

撬装实现　泡沫原液补给可通过专门的泡沫液补给车或ꎬ泡沫液补给车载液量≥２０ｔꎬ供液泵流量≥３０Ｌ/ｓ、扬程≥１２０ｍꎮ此外ꎬ救援人员的个体２.６　防护装备也应重点考虑危化品事故救援现场灾情复杂其他综合应急救援装备ꎮ

ꎬ需要配置多

种综合应急救援装备ꎬ实现通讯指挥、洗消、发电、照明、破拆、牵引、吊装、堵漏等功能ꎮ其中ꎬ４Ｇ、用于大型事故救援的通讯指挥车应同时具备

时采集的现场语音卫星通讯功能ꎬ可将单兵设备、图像信息进行无线远传、车载云台等实ꎬ并可通过视频会议系统与远端的应急指挥中心进行应急会商ꎮ

化学洗消车应配置性能可靠的洗消站、移动　１８ＳＡＦＥＴＹＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ

２０１９年第１９卷第１０期洗消设备和残液回收泵、转收罐等器材ꎬ确保高效完成人员、救援设备及现场环境的洗消工作ꎮ３　配套能力建设３.１　建设应急指挥系统

危化品应急指挥系统ꎬ以企业现有工业电视监控系统、视频会议系统、实时数据库为支撑ꎬ实现应急值守、实时监控、融合通讯、地理信息、应急资源等功能ꎬ可完成火灾事故热辐射、泄漏事故扩散影响范围、爆炸事故涉及范围、泡沫液需求等计算ꎬ能够满足突发事件的接处警、资源调度、音视频通讯会商、辅助决策等需求ꎬ如图５所示ꎮ

图５　典型卫星通信指挥车的通讯拓扑图３.２　做好装备运行操作与维护保养

现代应急救援装备的自动化、信息化、智能化程度不断提升ꎬ对于日常运行操作与维护保养工作提出更高要求ꎮ应急救援队伍必须落实日常管

理职责ꎬ定期做好装备维护保养ꎬ确保装备处于完好备用状态ꎮ同时ꎬ认真开展装备运行操作培训ꎬ对于远程供水系统、无人机、机器人和三相射流消防车等技术含量高、操作复杂的装备ꎬ应相对固定操作人员ꎬ定期组织实操ꎬ确保人与装备的有效结合ꎮ

３.３　科学制定应急预案并定期演练

科学的救援预案才能让救援装备发挥最佳性能ꎬ应急救援队伍必须全面摸清辖区范围内危险部位ꎬ编制切实有效的应急预案[１０]中国石化青岛安工院开发的桌面推演和模拟灾害ꎮ同时ꎬ可依托演练系统ꎬ采用ＶＲ技术构建生产装置、油品罐区三维场景ꎬ建立应急资源、车辆和装备、事故特效等模型库ꎬ依据预案设定的事故情景ꎬ进行灭火战术编成、力量布置、战术运用、在线消防计算与事

２０１９年第１９卷第１０期

陈硕ꎬ等.重大危化品事故应急救援装备建设研究

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故模拟、演练评价等数字化操作ꎬ定期开展消防桌面预案演练、协同推演及评估ꎮ４　结语

重大危化品事故社会关注度高、救援难度大、安全风险大ꎬ亟需加强救援装备建设ꎮ中国石化等央企以国家级危化品应急救援基地项目为依托ꎬ通过配置远程供水系统、大流量拖车炮和三相射流、大跨度举高消防车等“高精尖”装备和配套能力建设ꎬ有效提升了应急救援队伍实战能力ꎮ

为了更科学高效的应对重大危化品事故ꎬ笔者还建议究ꎬ通过结构化分析和大数据挖掘ａ)深入做好危化品事故救援战例数据系统研:

ꎬ为应急救援队伍人员科学指挥提供辅助决策ｂ)积极推进应急装备产业发展ꎮ

产等单位从救援实战出发ꎬ把准攻关方向ꎬ引导科研、攻克技、生

术难题ꎬ产出更多救援利器ꎮ５　参考文献

[１]　大连中石油国际储运有限公司管道爆炸火灾事故调查报告[Ｒ].２０１１.“７.１６”特别重大输油

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[３]　陈硕[Ｄ]..中国石油大学石化企业专职消防队应急救援能力提升研究[４]　秦华江、沈汝发.为了生命向火而行(华东)２０１６.

炸事故现场救援直击[Ｎ].新华网ꎬ２０１９———江苏响水爆

年３月２４

日.

[５]　英国邦斯菲尔德油库爆炸事故调查总结报告２０１１.

[Ｒ].[６]　张道斌析[Ｊ]..安全危化品企业安全生产预警预报体系现状探

、健康和环境ꎬ２０１４ꎬ１４(１１):５２－５４.[７]　李玉试验研究ꎬ董希琳[Ｊ].ꎬ倪军消防ꎬ等科.学三相射流灭火技术灭火效能

与技术.２０１５(０７):８９４－８９６.　　

[８]　徐国荣的关键技术ꎬ石祥.消防科学与技术ꎬ李翔ꎬ等.新型大跨度举高喷射消防车

[Ｊ]ꎬ２０１７(１０):１４１２－[９]　１４１５.

毛文锋化侦检探讨ꎬ李培林.消防科学与技术ꎬ刘馨泽.危险化学品事故现场一体

[Ｊ]ꎬ２０１８(５):６６６－[１０]６６８.

王绍民关问题.的危险化学品生产企业生产安全应急管理有

探讨[Ｊ].安全、健康和环境ꎬ２０１８ꎬ１８

(０４):４６－４９＋５６.

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＥｍｅｒｇｅｎｃｙＲｅｓｃｕｅ

ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒＭａｊｏｒＤａｎｇｅｒｏｕｓ

ＣｈｅｍｉｃａｌＡｃｃｉｄｅｎｔｓ

ＣｈｅｎＳｈｕｏ１ꎬＳｕｎＺｈｉｇａｎｇ１１.ＳＩＮＯＰＥＣＳａｆｅｔｙＲｅｇｕｌａｔｏｒｙꎬＢｕｒｅａｕꎬＬｉＤｅｗｕ２

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