火災舉高消防車在石化裝置區(qū)的安全部署探討
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
作者：張毅
石油化工裝置區(qū)火災主要是由于可燃液體和氣體泄漏后到點火源發(fā)生燃燒而引起的火災爆炸事故。石油化工裝置區(qū)火災火情復雜，常伴隨轟燃、爆炸、毒氣、腐蝕和污染，并出現(xiàn)立體、大面積、多火點、復燃、復爆等多種燃燒形式。按物料形式，石油化工裝置火災主要分為氣態(tài)物料生產(chǎn)裝置火災和液態(tài)物料生產(chǎn)裝置火災。一般存有氣態(tài)物料的設備距地面較高，存有液態(tài)物料的設備距地面高度較低；但無論哪類裝置火災，在撲救過程中，關(guān)閥斷料是控制火勢發(fā)展的最基本措施；根據(jù)著火點的高度，對著火設備與火焰直接作用的設備進行冷卻是最有效措施。因此，舉高消防車成為冷卻高大生產(chǎn)裝置最有效的裝備。
1 舉高消防車的結(jié)構(gòu)性能分析
舉高消防車分為云梯消防車、登高平臺消防車、舉高噴射消防車等三種類型。針對于舉高消防車的結(jié)構(gòu)特點，石油化工裝置區(qū)火災中最常使用的舉高噴射消防車，主要用于高空噴射冷卻滅火，本文主要以舉高噴射消防車作為主要研究對象。
舉高噴射消防車臂架通常由一組或兩組伸縮臂、折疊臂構(gòu)成。臂架的構(gòu)成形式根據(jù)作業(yè)高
度、作業(yè)范圍不同一般劃分為以下3種類型：①由兩組伸縮臂側(cè)置鉸接而成的直曲臂混合結(jié)構(gòu)，一般應用于最大舉升高度較高的舉高噴射消防車，如某JP70型舉高噴射消防車；②由一組伸縮臂和一節(jié)折疊臂鉸接組成的直曲臂混合結(jié)構(gòu)，一般應用于中等最大舉升高度的舉高噴射消防車，如某JP56型舉高噴射消防車；③由多節(jié)臂相互鉸接連接組成的純折疊臂結(jié)構(gòu)，一般應用于最大舉升高度較低的舉高噴射消防車，如某JP32型舉高噴射消防車。表I中歸
納了目前常使用的八種類型舉高噴射消防車的技術(shù)性能參數(shù)。
石油化工裝置區(qū)重點是裝置和罐區(qū)的油氣品，而裝置重點是塔、爐和管線。目前，石油化工裝置塔高度一般在30~ 70m，最高可達92m，框架在20m左右。因此，舉升高度在25~60m范圍的舉高噴射消防車在石油化工火災中應用較多，例如：JP32、JP56。
2 舉高消防車安全部署分析
2.1 石油化工裝置類型對舉高消防車部署的影響
石油化工裝置規(guī)模的大小直接關(guān)系到撲救裝置火災調(diào)集的滅火救援力量，而石油化工裝置通常比較高大，30m以上部位，需要舉高消防車（特別是高噴車）編成進行冷卻和滅火；16~30m以下部位，可優(yōu)先用水罐車編成進行冷卻和滅火控制，根據(jù)實際情況也可選用舉高消防車。特別在消防車輛難以進入、危險性高的裝置區(qū)域一般不使用舉高消防車，可以部署消防炮或消防槍，例如需要設置滅火冷卻力量的管線下方，需要冷卻的地上臥式罐封頭處等。
油罐區(qū)拱頂罐一般用于儲存成品油、汽油和柴油，常用容積為1000~1OOOOm3，油罐高度一般不超過16m，消防部門撲救此類火災時可以調(diào)集消防炮、消防槍向著火罐冷卻滅火。浮頂罐罐體尺寸較大，消防隊在此類罐體火災撲救中需要調(diào)集舉升高度在25—40m的舉高噴射消防車和云梯消防車方能滿足作戰(zhàn)需要。
2.2石油化工裝置區(qū)消防通道
石油化工裝置區(qū)的消防通道是舉高消防車主要的救援操作場地。按《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》規(guī)定，工藝裝置區(qū)應設環(huán)形消防車道路；道路的路面寬度不應小于6m;路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于12m。
舉高消防車的額定工作高度越大，其外形尺寸越大。以目前消防部隊配備最高的BRONTO FlOIHLA登高平臺消防車為例，其舉升高度可達到101m，車身高3.95m，總重量達到62t，支腿全展開寬度8.3m，支腿全展開占地寬度9.3m，轉(zhuǎn)彎直徑達到13m。因此，若要保證舉高消防車能安全抵達火災現(xiàn)場并發(fā)揮作用，石油化工裝置區(qū)的消防通道的地面承重能力應能達到62t以上，道路的路面寬度不應小于10m，路面轉(zhuǎn)彎直徑不小于13m。
參考表1給出的舉高噴射消防車的性能參數(shù)及101m登高消防車的外形尺寸，路面上的凈空高度不應低于4. 5m，按《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》的規(guī)定，石油化工裝置區(qū)一般滿足此要求。
2.3 舉高消防車的舉升高度確定
舉高消防車的舉升高度與安全工作范圍密切相關(guān)，以JP32舉高噴消防車安全工作范圍為例，額定救援高度可達32m，其安全工作曲線如圖1所示。
分析圖1可知，舉高噴射消防車臂架舉升高度日越大，臂架水平工作幅度X越�。辉诰嚯x臂架水平工作幅度X為7m左右的位置時，最大舉升高度H可達到32. 5m;舉高噴射消防車部署在距離火源18.5m的位置時，按照其安全工作范圍要求，噴射點可控制高度為3~ 32. 5m高度內(nèi)的火源。因此，在實際滅火救援過程中，舉高噴射消防車要根據(jù)著火點的高度，按照臂架的安全工作范圍進行舉升部署。
2.4熱輻射對舉高消防車�？课恢玫挠绊�
石油化工裝置區(qū)火災比較典型的有池火災和噴射火兩種形式，由它們產(chǎn)生的熱輻射會對舉高噴射消防車的正常使用產(chǎn)生強大的影響。因此，若要保證舉高消防車的安全，必須在距離著火點一定的水平安全距離之內(nèi)進行部署。
根據(jù)石油化工裝置區(qū)火災特點及撲救實際，本文以熱通量準則作為確定舉高消防車安全距離的主要參考依據(jù)。Greenberg和Gramer的研究結(jié)果，提供了一些常見的破壞類型的臨界熱通量，如表2所示。
舉高消防車多以電路控制系統(tǒng)，在火場高輻射熱作用下，雖然機械裝備影響不太，但是線纜多會失效損壞而導致遙控消防炮不能使用。因此，為保證消防炮在一定的安全距離內(nèi)正常使用，參考表2的數(shù)值，同時因遙控消防水炮噴射下落水流及臂架自保系統(tǒng)還會起到阻隔輻射熱的功能，且隔熱效率可達到27%~50%，本文以輻射熱通量q等于4.5 kW／m2作為臨界值，作為確定舉高噴射消防車安全距離的依據(jù)。
根據(jù)Mudan模型[10]的計算方法，筆者將與汽油性質(zhì)相近的C5H12作為液態(tài)烴類泄漏物進行研究。通過計算結(jié)果，可得如圖2所示的結(jié)果。
通過圖2中的曲線可以看出，必須根據(jù)火勢的大小確定舉高消防車消防炮距離火源的距離L。當燃燒池徑D小于13m時，舉高消防車消防炮可距離火源8m;當燃燒池徑D小于30m、大于13m時，舉高消防車消防炮距離火源在8～15m進行調(diào)整；當燃燒池徑D大于30m時，舉高消防車消防炮必須在距離火源15m外。
在噴射火環(huán)境下，能導致更大的直接破壞和熱輻射傷害。但噴射火燃燒受到自然風的影響，熱輻射強度向下風向有所偏移，因此消防員應從上風方向滅火。本文選擇具有代表性的液化石油氣作為研究對象，根據(jù)噴射火點源模型的熱輻射通量的計算公式，可得如圖3所示的結(jié)果。
從圖3中可以分析出，對于離地面高度Im、氣體泄漏口徑為0. Im×0.2m的噴射火焰，5MPa噴射壓力下，距離火源llm左右的地面的輻射強度為4. SkW/m2：IOMPa噴射壓力下，距離火源15m左右的地面的輻射強度為4. 5kW/m2；15MPa噴射壓力下，距離火源19m左右的地面的輻射強度為4.5kW／m2。因此，對于一般的噴射火，舉高消防車的安全部署距離為15m以上基本滿足要求。
綜上所述，舉高噴射消防車在石油化工裝置區(qū)火災部署時，至少要停靠在距離火源15m以外的位置，在臂架安全工作范圍內(nèi)進行滅火作業(yè)；當火勢較大時，要充分考慮著火點的位置、臂架安全工作范圍等因素，調(diào)整消防車的停靠位置至25m以外或?qū)囕v線纜加以防護措施。例如，著火點在30m高處，且燃燒面積有效直徑達到22m時，JP32型舉高噴射消防車可�？吭诰嚯x火源19m以外的位置、臂架舉升到32. 5m，這即滿足安全距離的需要，又可達到臂架安全工作范圍的要求。
3 舉高消防車的安全部署要求
1)舉高噴射消防車使用過程中要有配套供水裝備，以補充其用水量，如大型水罐消防車、供水車、空氣壓縮泡沫消防車等。
2)預留舉高消防車的作業(yè)場地。先期到場的指揮員在力量部署時，應提前為未到場的舉高車預留適宜的停車位置，其他到場車輛不得占用。
3)舉高噴射消防車要集中用于著火燃燒最猛烈的位置，且一般要部署在火場的上風向或側(cè)方向。登高平臺消防車需要從搶救人員的方面，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。
4)舉高消防車消防炮的出口壓力不應高于額定工作壓力。相同噴射角度下，供壓越高，消防炮噴射距離越遠，噴射高度越高，但壓力達到一定值后，其噴射距離和高度不再增加，但對舉高消防車的反作用力加大，增大了舉高消防車的危險性。
4結(jié)論
1)石油化工裝置區(qū)火災在30m以上部位應優(yōu)先使用合適舉升高度的舉高噴射消防車。
2)使用舉高消防車的石油化工裝置區(qū)的消防通道的地面承重能力應能達到62t以上，道路的路面寬度不應小于10m，路面轉(zhuǎn)彎直徑不小于13m。
3)石油化工裝置區(qū)火災中，舉高消防車應優(yōu)先部署在火場的著火部位進行冷卻滅火；舉高噴射消防車至少要部署在距離火源15m以外的位置，并將臂架舉升到安全工作范圍以內(nèi)的高度進行滅火作業(yè)；若火勢較大，部署位置要調(diào)整至25m以外或?qū)囕v線纜加以防護措施。
4)舉高消防車為了能夠在石油化工裝置區(qū)安全滅火作業(yè)，需要優(yōu)先提供操作場地及供水裝備；還需為消防炮提供合適的工作壓力。
5摘要：
舉高消防車廣泛應用在石油化工裝置區(qū)火災中。為高效發(fā)揮舉高消防車在石油化工裝置區(qū)火災中的作用，對石油化工裝置區(qū)火災中廣泛使用的舉高消防車的結(jié)構(gòu)性能進行了分析，針對舉高噴射消防車的特點，分析了裝置類型、作業(yè)場地、安全工作范圍、火場熱輻射對其在石油化工裝置區(qū)火災使用中的影響。分析給出了石油化工裝置區(qū)火災中消防通道的要求、舉高消防車距離火源的安全距離及其臂架的工作要求，并提出了舉高消防車在石油化工裝置區(qū)火災中的安全部署要求。研究結(jié)果可以為舉高消防車在石油化工裝置區(qū)火災中的安全部署及作戰(zhàn)效能的提高提供技術(shù)支持。
