摘要：從氮氣的滅火性能出發(fā)，充分利用罐區(qū)內(nèi)的氮氣資源，結(jié)合內(nèi)浮頂油罐獨特的結(jié)構(gòu)，從應(yīng)用條件、實施操作、注意事項等方面，提出了火災(zāi)撲救中進行降氧抑制的滅火措施和加氮輸油的工藝措施，為消防救援隊伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：消防;內(nèi)浮頂;油罐;氮氣

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對石油的需求與日俱增，油罐的規(guī)模、數(shù)量不斷增多，其消防安全問題日益突出。內(nèi)浮頂油罐因其減少損失、防污染的特點被越來越多的應(yīng)用，成為輕質(zhì)成品油最常用的儲存容器。同時，對密封要求高的油品，如石腦油、焦化汽油、苯等，常常設(shè)置有氮氣密封裝置。在內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)中，如何利用氮氣進行滅火，成為消防救援隊伍面臨的新課題。

目前，許多專家對氮氣撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)進行了一定的研究，張慶紅分析了油罐油氣蒸發(fā)機理，論證了氮氣密封技術(shù)在儲運生產(chǎn)中應(yīng)用的必要性[1]。葉琳從油罐構(gòu)造的角度，指出了內(nèi)浮頂油罐事故發(fā)生概率高于外浮頂罐的主要原因，提出了設(shè)置氮封的必要性，并對內(nèi)浮頂罐的氮封提出了改造要求[2]。楊松柳通過CFD技術(shù)建立氮氣撲救油罐火災(zāi)的模型，在不同工況條件下，分析表明了氮氣對油罐火災(zāi)撲救的有效性[3]。

現(xiàn)階段多注重于氮氣對內(nèi)浮頂油罐的安全防護，在滅火撲救中的氮氣技戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用還缺少研究。因此，從氮氣滅火技術(shù)和內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救過程，可以應(yīng)用氮氣技戰(zhàn)術(shù)的措施，為消防救援隊伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供參考借鑒。

1? 氮氣滅火技術(shù)

氮氣，在一般情況下是一種無色無味無毒無腐蝕的氣體。氮氣滅火，主要是利用惰性氣體的特點，不支持燃燒，降低空氣中的氧氣含量，抑制燃燒，一定程度上隔離燃燒物與氧氣的接觸，溫度極低的液氮對燃燒物有很好的降溫滅火作用。

氮氣密封裝置是保障內(nèi)浮頂油罐安全運行的設(shè)施，主要作用是防止硫鐵化合物自燃、雷擊、靜電或明火等引燃罐頂空間的可燃氣體，防止儲存介質(zhì)氧化聚合等。適合易揮發(fā)、劇毒性的輕質(zhì)成品油，如石腦油、焦化汽油、苯等。

氮封系統(tǒng)，就是用氮氣補充罐內(nèi)氣相空間，其工藝原理如圖1所示。在油罐壓力可控范圍內(nèi)，當(dāng)內(nèi)浮頂上部氣壓達到設(shè)計高點時，呼吸閥打開，呼出氮氣;當(dāng)內(nèi)浮頂上部氣壓達到設(shè)計低點時，開通氮氣注入罐內(nèi)。因氮氣比油氣輕，所以氮氣浮在空間上面，油氣沉在空間下面。從而保證油罐在呼氣時，呼出的是氮氣，吸氣時不吸入空氣，避免爆炸性氣體的形成[4]。

設(shè)有氮氣密封裝置的內(nèi)浮頂油罐一般取消了環(huán)形通氣孔，但是多了一條氮氣管線作為標(biāo)識，如圖2所示，由此可以從外觀區(qū)分內(nèi)浮頂油罐和拱頂罐。

2? 內(nèi)浮頂油罐結(jié)構(gòu)

內(nèi)浮頂油罐實質(zhì)上是在油罐內(nèi)設(shè)有浮盤的固定頂油罐，主要由罐底、罐壁、罐頂、浮盤、密封裝置以及附屬構(gòu)件組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于受到拱頂?shù)南拗?，?nèi)浮頂油罐容積不易大型化，普遍比外浮頂油罐小，與拱頂罐相似。內(nèi)浮頂油罐以儲存輕質(zhì)成品油為主，且容積多為幾千立方米的罐體。規(guī)范《鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列》（HG21502.2-92）中明確規(guī)定了內(nèi)浮頂油罐的尺寸數(shù)據(jù)，根據(jù)公稱容積的大小劃分為小型、中型、大型三類內(nèi)浮頂油罐，基本參數(shù)如表1所示。

3? 內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救中的氮氣應(yīng)用

利用氮氣惰性氣體的特點，減少或隔離油氣和空氣的混合，避免形成燃燒爆炸混合氣體，較大程度地保護燃燒罐和鄰近罐，也為油液轉(zhuǎn)輸?shù)膶嵤┰黾影踩浴?/p>

3.1? 降氧抑制

通常在火災(zāi)發(fā)生初期，例如內(nèi)浮頂油罐發(fā)生閃爆，整個罐體相對完好，浮盤完好可用，但固定泡沫產(chǎn)生器損壞，移動滅火裝備缺少進攻入口，導(dǎo)致泡沫無法注入罐內(nèi)，如圖4所示。

利用罐區(qū)中存儲同種油品的油罐，向燃燒罐轉(zhuǎn)輸同種冷油，提升液面，抬高浮盤，減少浮盤與罐頂之間的氣相空間，加之內(nèi)浮頂油罐公稱容積普遍較小，也為抑制燃燒提供有利的條件。

對配備有氮氣密封裝置的燃燒罐，要加大氮氣注入量。對氮氣密封裝置失效或沒有氮氣密封裝置的燃燒罐，則利用油罐旋梯、拉梯或登高車鋪設(shè)氮氣軟管插入固定式泡沫產(chǎn)生器孔洞或通氣孔，向罐內(nèi)注入氮氣，抑制燃燒，甚至達到抑制燃燒的目的，同時需要對氮氣軟管進行冷卻保護，如圖5所示。

降氧抑制過程中，需要注意：①氮氣軟管符合耐熱耐燒等特性，避免氮氣軟管破損;②加氮前，先排除氮氣軟管內(nèi)的空氣，再送入罐壁通氣孔;③要為氮氣軟管持續(xù)不間斷地提供冷卻保護;④加大浮盤液面高度處的罐壁冷卻，防止浮盤受熱損壞而不能順利提升液位;⑤實施降氧抑制的消防員如有險情，立即撤離。

3.2? 加氮輸油

油液轉(zhuǎn)輸以油庫罐區(qū)的轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)、內(nèi)浮頂油罐的進出油設(shè)施和罐體完好為前提條件，根據(jù)火情的需要，主要解決以下方面的問題：

內(nèi)浮頂油罐處于中、低液位，提升液位，使液面高出罐頂?shù)乃莶课?，淹沒罐內(nèi)的隱蔽火點，利于泡沫滅火。

浮盤傾斜、卡船時，在液面與浮盤之間形成隱蔽的燃燒空間，泡沫難以進入。因此，通過注油提升液位，使得油面貼合浮盤，讓浮盤恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)。

向燃燒罐一邊注入同種冷卻油品、一邊抽離高溫油品，降低燃燒罐油液溫度，達到循環(huán)冷油的目的。

抽離燃燒罐的油品，減少罐內(nèi)可燃物，加快滅火進程，減少撲救時間;也可抽離鄰近罐的油品，根據(jù)pV=nRT可知，鄰近罐受熱輻射溫度T上升，罐內(nèi)氣壓p上升，抽離油液增加罐內(nèi)氣相空間使V上升，從而抑制罐內(nèi)氣壓p上升速率，降低鄰近罐爆炸的危險。

此時在油液轉(zhuǎn)輸過程中，加注氮氣，通過進出液管線向燃燒罐、轉(zhuǎn)輸罐、空罐中注入，稀釋罐內(nèi)的油蒸氣，隔離油氣與助燃氣體，降低油罐發(fā)生爆炸或加劇燃燒的可能。

啟動氮氣設(shè)施，制備氮氣，在提升液位和循環(huán)冷油中，氮氣注入口連接部位設(shè)置在轉(zhuǎn)輸罐進油和出油管線處，如圖6（a）所示;或者設(shè)置在轉(zhuǎn)輸罐出油管線處，空罐進油管線處，如圖6（b）所示。

加氮輸油過程中，需要注意：①必須在油罐技術(shù)人員的指導(dǎo)下進行;②實時監(jiān)測管線的運行情況，及時處置泄漏問題，對于含有或本身就是劇毒物質(zhì)的油品，加大了火災(zāi)撲救的危險性，必須加強安全防護;③做好管線的冷卻保護;④利用空罐進行循環(huán)冷油加氮時，必須要提前對空罐進行泡沫覆蓋，防止進入的熱油發(fā)生燃燒。

整個火災(zāi)撲救中，對全體參戰(zhàn)人員要嚴格做好安全防護措施，最大限度減小人員的傷亡，應(yīng)當(dāng)注意：①對一線滅火的消防人員要求嚴格佩戴空氣呼吸器、穿戴全套隔熱服;②在火場周邊多點設(shè)立安全觀察哨，及時向火場指揮部反饋信息，應(yīng)對危險的異常變化有權(quán)立即下達撤離的命令;③設(shè)立安全監(jiān)督員，對進入火場一線的作戰(zhàn)人員進行安全教育、防護檢查;④若是內(nèi)浮頂油罐存儲油品有毒，現(xiàn)場人員嚴格佩戴空氣呼吸器、著防化服，時刻檢測毒氣濃度，設(shè)立水幕屏障防止毒氣蔓延;⑤嚴格身體洗消，降低對消防員的危害。

4? 結(jié)語

通過對氮氣滅火技術(shù)和內(nèi)浮頂結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救實際，提出了降氧抑制的滅火措施和加氮隔離的工藝措施，實現(xiàn)了氮氣在油罐火災(zāi)撲救中的技戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，為消防救援隊伍撲救內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)提供了新的技戰(zhàn)術(shù)措施。

參考文獻：

[1]張慶紅，安汝文.氮氣密封技術(shù)在儲運生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境，2002（9）：29-30.

[2]葉琳.焦化汽油內(nèi)浮頂儲罐的氮封設(shè)計[J].廣州化工，2013，41（10）：193-194.

[3]楊松柳.儲油罐火災(zāi)氮氣滅火技術(shù)的研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2011.

[4]楊東凱.內(nèi)浮頂加氮封技術(shù)在苯罐中的應(yīng)用[J].化工管理，2014（29）：159.

[5]HG 21502.2-92.鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列[S].

[6]李建華，黃鄭華.火災(zāi)撲救[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[7]蘭天其，王靖元，張國強.浮頂結(jié)構(gòu)對內(nèi)浮頂油罐火災(zāi)撲救的影響研究[J].武警學(xué)院學(xué)報，2016，32（2）：19-23.

Technical and tactical research on nitrogen application

in firefighting of the internal floating roof oil tank

Lan Tianqi

（China Rescue Chongqing Motorized Professional Division， Chongqing? 401133）

Abstract：Based on the fire extinguishing performance of nitrogen， making full use of the nitrogen resources in the tank area， combining with the unique structure of the internal floating roof oil tank， this paper puts forward the firefighting measures of oxygen reduction suppression to extinguish and the technological measures of nitrogen addition and oil transportation from the aspects of application conditions， operation and attentions， so as to provide references for the fire department to firefighting the fire of internal floating roof oil tanks.

Keywords：firefighting;internal floating roof;oil tank;nitrogen