本文通過查閱文獻、問卷調(diào)查以及實地調(diào)研等不同形式,收集匯總了全國油罐火災案例139例[1-6]。結(jié)合每個案例的特點,利用統(tǒng)計分析的方法,總結(jié)出我國油罐火災發(fā)生的規(guī)律及特點,進一步明確了油罐火災發(fā)展過程的確定性。對消除火災隱患,制定切實可行的安全措施和管理制度,提高滅火人員的撲救技術(shù)具有重要意義。
　　
　　1油罐的安全性分析
　　1.1油罐的分類
　　
　　油罐有多種類型,按油罐的建筑材料,可分為金屬油罐和非金屬油罐;按油罐的安裝位置,可分為地面油罐、半地下油罐、地下油罐和洞庫油罐;按油罐的結(jié)構(gòu)形狀,可分為立式油罐、臥式油罐和特殊形狀油罐(球形罐、扁球形罐、水滴形罐)。立式油罐較為常見,根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同,又可分為錐頂罐、無力矩頂罐、拱頂罐、套頂罐、浮頂罐等。
　　
　　1.2各類油罐的火災危險性
　　
　　根據(jù)我國油罐的常見類型,結(jié)合本課題的研究重點,對拱頂罐、浮頂罐、內(nèi)浮頂罐、臥式罐和非金屬罐五種類型的罐進行統(tǒng)計。通過對55例有明顯罐型記載的火災進行統(tǒng)計,得到不同罐型的火災所占的比例,具體結(jié)果如表1所示。
　　
　　由表1可以看到非金屬罐火災占全部油罐火災的14.5%,應當引起足夠的重視。非金屬油罐多建于地下或半地下,出于結(jié)構(gòu)強度方面的考慮,罐身較淺而端面面積較大,油罐周圍一般不設(shè)防火堤,其容量由數(shù)百立方米到上萬立方米不等,多數(shù)儲存原油和重油。對于地下非金屬罐,如果再考慮其他如防雷保護不及金屬罐、油氣在貼近地面處擴散,起火危險性和撲救難度都較大等因素,危險性更高,是一種安全度較低的罐。
　　
　　表1顯示出浮頂罐和內(nèi)浮頂罐發(fā)生火災的相對比例較小,分別為9.1%和3.6%,這主要是由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。由于浮頂和液面之間不存在空間,罐內(nèi)不易積聚油氣,且能緩解內(nèi)壓的增加,因此這類罐不易爆炸起火,具有良好的防火性能。統(tǒng)計結(jié)果表明,浮頂罐的火災一般只發(fā)生在罐頂邊緣密封處,其燃燒面積小,火勢較弱,油罐被破壞情況很少。內(nèi)浮頂罐在浮頂罐的基礎(chǔ)上有一固定頂,兼有浮頂罐和拱頂罐的優(yōu)點。一方面可以減少大小呼吸損耗,另一方面著火爆炸的危險性大大降低。
　　
　　臥式罐通常容積較小,主要是作為加油站儲油罐和槽車罐。從反饋回來的火災資料看,臥式罐火災約占全部火災的56.4%。而以往的文獻中往往忽略對臥式罐的統(tǒng)計,因此,消防部門應高度重視臥式罐火災。對臥式油罐根據(jù)所儲油品和起火原因進一步統(tǒng)計,其結(jié)果如表2和表3所示。從表中可以看到,臥式罐所儲油品主要是汽油和柴油,約占總數(shù)的80.6%。而在起火原因中,明火和靜電的比例約占總數(shù)的87.4%。發(fā)生的主要原因是由于人為操作失誤、交通事故、電器短路或收發(fā)油時沒有有效消除靜電等。
　　
　　2油罐的火災模式
　　
　　油罐火災因油罐類型、起火原因或油品種類的不同,其火災模式也各不相同。通過對油罐火災案例的調(diào)查,總結(jié)出油罐發(fā)生火災時,可能的火災模式主要有以下幾種。
　　
　　2.1先爆炸,后燃燒
　　
　　油罐發(fā)生火災后,大多數(shù)情況是先爆炸,后燃燒,這種情況一般是罐內(nèi)油蒸氣濃度處在爆炸極限范圍內(nèi),遇到火源,罐內(nèi)先爆炸,罐頂炸飛,或罐頂部分塌落罐內(nèi),隨后引起液面迅速穩(wěn)定燃燒。
　　
　　2.2先燃燒,后爆炸
　　
　　油罐發(fā)生火災后,在燃燒過程中發(fā)生的爆炸一般有三種情況:
　　
　　(1)油罐在火焰或高溫作用下,罐內(nèi)的油蒸氣壓力急劇增加,當超過它所能承受的耐壓強度時,會發(fā)生物理性爆炸。
　　
　　(2)燃燒罐的鄰近罐在受到熱輻射作用時,罐內(nèi)的油蒸氣增加,并通過呼吸閥等部位向外擴散,與周圍空氣混合達到爆炸極限,遇燃燒罐的火焰,即發(fā)生爆炸。
　　
　　(3)回火引起的爆炸。油罐發(fā)生火災,罐蓋未被破壞,當采取由罐底部倒流排油時,如排速過快,使罐內(nèi)產(chǎn)生負壓,發(fā)生回火現(xiàn)象,將導致油罐爆炸。
　　
　　2.3爆炸后不再燃燒
　　
　　油罐內(nèi)油品的溫度低于閃點,其蒸氣濃度又處于爆炸濃度極限范圍內(nèi);或油罐內(nèi)雖無儲油,但存在油蒸氣和空氣的混合氣體,一旦遇到明火,就會發(fā)生爆炸,把罐頂或整個油罐破壞。但爆炸后不再繼續(xù)燃燒。在油罐清洗、通風和動火補焊時應注意這種情況的發(fā)生。
　　
　　2.4穩(wěn)定燃燒
　　
　　當罐內(nèi)液面以上的氣體空間油蒸氣與空氣混合濃度達不到爆炸極限時,遇明火或其他火源,燃燒僅在液面穩(wěn)定進行。如果外界條件不能使罐內(nèi)混合濃度達到爆炸極限范圍,將會使油料燒完為止。
　　
　　在收集到的火災案例中,有62起案例可明顯地按照上面的四種類型劃分火災模式。另外,根據(jù)所含油品的類型和油面位置兩個因素,進一步分析了不同模式所占的比例,如表4所示。
　　
　　由表4可以看到,62例火災中,有43例是先爆炸后燃燒,占火災總數(shù)的69%;先燃燒后爆炸6例,占火災總數(shù)的10%;爆炸后不燃燒有4例,占火災總數(shù)的6%;穩(wěn)定燃燒9例,占火災總數(shù)的15%。因此,預防油罐火災的重點應放在抑制爆炸上。在先爆炸后燃燒火災模式中上,有明顯液位記載的案例有8例,其中低液位有6例,可見低液位油罐容易發(fā)生該火災模式,重要是由于存在油氣空間,油蒸氣濃度容易處在爆炸極限范圍內(nèi)。而在爆炸后不再燃燒的火災模式中,有明顯記載的3個案例中的油罐全部是充滿油蒸氣的空罐。
　　
　　3油罐火災的起火原因
　　
　　在收集到的案例中,101例有起火原因記載。起火原因主要有明火、雷擊、自燃和靜電等,其分析結(jié)果如表5所示。
　　
　　從表5可以看出,由明火引起的油罐火災居第一位,占53.5%。其主要原因是在使用電氣、焊修儲輸油設(shè)備時,其動火管理不善或措施不力而引起。另一個重要原因是在油庫禁區(qū)及油蒸氣易積聚的場所攜帶和使用了火柴、打火機、燈火等違禁品或在上述場合吸煙等。雷擊和靜電作為點火源的主要原因是由于未設(shè)置排靜電裝置及防雷裝置,或其安裝不合要求,致使靜電積聚放電或因雷擊儲油罐、透氣管等設(shè)備,引燃油氣混合物。這類點火源在油庫著火爆炸事故中占總數(shù)的28%。超溫自燃也是油罐著火的一個主要原因,約占火災總數(shù)10.9%。其他點火源,占總數(shù)的7.9%,主要包括沖擊摩擦產(chǎn)生火星和超壓以及未查清的點火源等。