摘要：

石油化工火災具有燃燒迅速、爆炸危險性高、撲救困難等特點，給應急處置帶來嚴峻挑戰(zhàn)。本文對石油化工火災現(xiàn)場緊急處理技術現(xiàn)狀進行了分析，主要從火災監(jiān)測及預警、滅火技術、人員疏散及救援技術和環(huán)境保護技術等方面進行探討。針對當前技術中存在的缺陷，提出創(chuàng)新和改進措施，包括開發(fā)先進的火災監(jiān)測和預警系統(tǒng)、創(chuàng)新和應用滅火技術、科學合理的人員疏散和救援方案、完善環(huán)境保護應急措施等，以期增強石油化工火災現(xiàn)場應急處置能力，減少人員傷亡。

關鍵詞：石油化工火災；應急處置技術；火災監(jiān)測與預警；滅火技術

引言

在工業(yè)化進程不斷加快的今天，石油化工行業(yè)安全問題越來越引起人們的重視。石油化工火災燃燒速度快，爆炸危險性高，撲救困難，容易導致嚴重的環(huán)境污染和人員傷亡。因此，研究并完善石油化工火災現(xiàn)場應急處理技術，對確保人民生命財產(chǎn)安全與保護生態(tài)環(huán)境有著十分重要的意義。

一、石油化工火災的特點及危害

（一）燃燒速度快且火勢兇猛

石油化工火災由于燃料大多是易燃和揮發(fā)性較強的化學物質，具有極高的燃燒速度。當火災發(fā)生時，這類物質很容易在高溫火焰的作用下迅速同空氣中的氧氣相結合而放出大量的熱和煙，從而使火勢急劇擴大。尤其在石油化工生產(chǎn)裝置中，由于管道及儲罐密度大，使火焰能夠迅速地穿過管道擴散，甚至會引起連鎖燃燒效應。這一特點使初期火災撲救的困難大大增加，很容易因疏于管理造成大范圍火情[1]。另外，在燃燒過程中，還會發(fā)生復雜的化學反應，進一步增加了撲救的復雜性。石油化工火災不僅會對生產(chǎn)設施造成嚴重破壞，還會對周邊居民生命財產(chǎn)安全構成威脅。

（二）爆炸危險性大

石油化工火災常常伴有爆炸的危險。很多石化產(chǎn)品如液化氣、天然氣、汽油、輕質原油等，在一定的濃度區(qū)間內(nèi)混入空氣，很容易產(chǎn)生爆炸性混合物。一旦在火災的早期沒有被有效地控制住，火源和這些混合物的接觸會導致大范圍爆炸。另外，儲罐、管道及設備中可能有高壓氣體存在，火災高溫會導致這些氣體的體積急劇膨脹，增加了發(fā)生爆炸的可能性。爆炸所產(chǎn)生的破壞力不但會使火災范圍更加廣泛，而且會給現(xiàn)場人員、周圍建筑及公共設施帶來嚴重影響。爆炸危險性具有不可預測性，這就需要石油化工企業(yè)對火災進行應急處置時，要建立良好的監(jiān)測預警體系，強化泄漏防控工作，以保證火災發(fā)生后可以快速采取隔離、降溫等措施，減少爆炸風險。

（三）撲救難度大

石油化工火災撲救難主要體現(xiàn)為火源復雜，燃料特性多樣，撲救環(huán)境惡劣。由于石油化工的生產(chǎn)設備一般都具有高密度、復雜性以及高溫高壓等特點，在火災撲救過程中常常需要專業(yè)的設備和人員。一般用水撲救并不能有效地控制石油化工火災，泡沫滅火劑和干粉滅火劑在選用時還需要結合特定燃燒物質進行匹配[2]。另外，火災環(huán)境中毒性氣體及煙霧的擴散給救援人員生命安全造成了極大威脅，通常需要采用特殊防護裝備來進行救援?；馂默F(xiàn)場溫度高，爆炸風險大，進一步增加撲救難度。

二、石油化工火災現(xiàn)場應急處置技術現(xiàn)狀

（一）火災監(jiān)測與預警技術

石油化工火災預警與監(jiān)測技術是火災預防與應急處置工作中的首要防線。目前應用較多的有紅外熱成像、氣體檢測儀、智能視頻監(jiān)控。這些技術可以實時監(jiān)測儲罐、管道、生產(chǎn)裝置等設備的溫度、壓力、周圍氣體濃度等參數(shù)。例如，紅外熱成像技術可以通過對設備表面的溫度異常情況進行識別，提前發(fā)現(xiàn)火災隱患；氣體檢測儀可以準確地檢測出空氣中可燃氣體的濃度并及時進行泄漏或者燃燒報警。另外，以人工智能為核心的視頻監(jiān)控技術還能夠對明火或者煙霧進行識別，并通過聯(lián)動警報系統(tǒng)向有關部門進行及時通報。雖然這些技術已經(jīng)在火災監(jiān)測中起到了舉足輕重的作用，但是它們的應用仍然面臨著一些問題，如在高溫高壓環(huán)境中監(jiān)測設備缺乏穩(wěn)定性等，監(jiān)測數(shù)據(jù)處理速度與精準性有待進一步提高。

（二）滅火技術

目前，常見滅火技術有泡沫滅火、干粉滅火、水基滅火等。泡沫滅火劑具有覆蓋性好、隔氧效果好等優(yōu)點，被廣泛應用于液態(tài)化工品的滅火中。它能很快地形成覆蓋層并切斷燃料和空氣之間的聯(lián)系，以抑制燃燒。干粉滅火劑通過切斷燃燒的反應路徑，對于撲滅氣態(tài)燃料引發(fā)的火災顯示出了特別的效果。水基滅火技術更多地應用在輔助降溫方面，減少火勢蔓延。這些傳統(tǒng)滅火技術面對石化火災時還存在局限性，如在高溫環(huán)境中泡沫滅火劑易分解失效、干粉滅火劑覆蓋范圍受限等[3]。

（三）人員疏散與救援技術

現(xiàn)代石化企業(yè)普遍裝備了自動報警系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能在火災發(fā)生時與照明設備和疏散指引裝置聯(lián)動，幫助現(xiàn)場人員迅速找到最佳的逃生路徑。為提高救援效率，不少企業(yè)也成立了應急救援專業(yè)隊伍，并裝備熱成像儀和生命探測器等先進裝備。然而，石油化工火災具有復雜性、高風險性等特點，使得常規(guī)救援手段很難處理，如高溫環(huán)境、毒性氣體等都將給救援人員帶來嚴重的安全威脅。另外，火災現(xiàn)場一般伴有爆炸、結構坍塌等危險，對人員疏散及救援方案制定的科學性、靈活性都有很高要求。

（四）環(huán)境保護技術

當前石化企業(yè)用于火災應急的環(huán)境保護技術有防滲處理、空氣凈化及廢水回收。例如，儲罐火災中經(jīng)常采用吸附劑對泄漏化學物質進行處理，以阻止這些化學物質向地下或者周圍水體蔓延。另外，移動式空氣凈化設備可以迅速降低火災燃燒階段有毒氣體的濃度，進而緩解大氣環(huán)境受到的污染。對于火災撲救過程中大量被污染的消防水，很多企業(yè)還逐漸建立了廢水回收與處理系統(tǒng)，采用沉淀、過濾以及化學降解的方式來降低污染物濃度。然而，現(xiàn)有環(huán)境保護技術在實踐中還存在著效率不足、成本高等問題。

三、石油化工火災現(xiàn)場應急處置技術的創(chuàng)新與改進

（一）先進的火災監(jiān)測與預警系統(tǒng)

石油化工火災監(jiān)測預警系統(tǒng)是預防和控制火災發(fā)生的首道防線，對火災處置起著關鍵作用。目前，傳統(tǒng)火災監(jiān)測技術大多依賴溫度、煙霧或者氣體等單一探測器，雖然能在某種程度上發(fā)現(xiàn)火災隱患，但是通常由于感知范圍受限、反應速度慢，造成火災預警滯后，很難滿足現(xiàn)代石化生產(chǎn)高效監(jiān)控要求。以物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術為基礎的綜合監(jiān)測系統(tǒng)將是技術革新的方向。該系統(tǒng)可以通過無線傳感器網(wǎng)絡的部署來實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場溫度、氣壓和氣體濃度的實時采集。以儲罐區(qū)域為例，通過超聲波泄漏探測器和熱成像設備，能夠在化學物質泄漏時就對其準確定位，以便及時采取防范措施[4]。另外，可以利用云平臺對上述數(shù)據(jù)進行分析處理，并結合大數(shù)據(jù)技術對可能發(fā)生火災的風險進行預測。先進的火災監(jiān)測系統(tǒng)不只依靠傳感器硬件，還應融合人工智能算法與無人機巡檢技術。無人機可在起火前或起火后巡航全場，并使用高精度攝像頭及紅外傳感器獲取現(xiàn)場資料，使用圖像識別技術來判定有無火災隱患。例如，一些裝置表面的溫度不正常或者有細小火花等肉眼不易感知的現(xiàn)象，可以用人工智能算法來進行辨識和報警。另外，無人機能夠提供火災情況下的現(xiàn)場實時畫面和指揮人員制定應急方案的科學依據(jù)。與傳統(tǒng)靜態(tài)監(jiān)測相比，以人工智能與無人機為核心的動態(tài)監(jiān)測可以更加全面、準確地發(fā)現(xiàn)潛在風險。

（二）高效滅火技術的應用與創(chuàng)新

撲救石油化工火災，對于滅火技術有極高的要求。傳統(tǒng)滅火方法雖然種類較多，但是在面臨復雜火災環(huán)境時，其作用往往受到限制。例如，泡沫滅火劑雖然隔氧效果較好，但是在高溫環(huán)境下很容易失效，干粉滅火劑覆蓋范圍受限，很難滿足大范圍火災撲救需要。因此，提高滅火效率與適應性已經(jīng)成為石油化工火災處理技術革新的一個重要發(fā)展方向。近年來，以納米技術與化學工程為基礎的滅火劑研究與開發(fā)已經(jīng)取得了進展，如納米泡沫滅火劑是以傳統(tǒng)泡沫為基礎，加入納米顆粒，提高滅火劑的熱穩(wěn)定性、擴散性等性能，能在高溫環(huán)境中持久地包覆燃燒表面，以有效地遏制火勢。另外，多功能滅火劑已成為研究開發(fā)的重點，它通過結合泡沫、干粉及氣溶膠等滅火技術，可以同時處理液態(tài)、氣態(tài)及固態(tài)燃料火災問題。除滅火劑創(chuàng)新外，滅火裝備智能化已是大勢所趨，如智能滅火機器人依靠自主移動和遠程操控能力，能夠在溫度高、有毒氣體及坍塌風險等環(huán)境下完成滅火任務。這些機器人配備有熱成像儀、噴射設備以及攝像系統(tǒng)等，既可以對火源進行準確定位，又可以根據(jù)火勢情況動態(tài)調(diào)節(jié)滅火劑噴射方向及濃度，以提高撲救效率。以某市化工園區(qū)為例，該園區(qū)推出的智能滅火機器人在撲救儲罐火災時展現(xiàn)出優(yōu)勢，既能迅速控制火勢，又能有效減少救援人員安全風險。另外，無人機滅火系統(tǒng)研制工作正在逐步展開，它們可以攜帶滅火彈或者微型噴水裝置來準確地擊打高處或者難以到達的火點。

（三）科學合理的人員疏散與救援方案

石油化工火災現(xiàn)場人員疏散和救援難度比普通火災要高得多。高溫、爆炸、毒性氣體蔓延等使得傳統(tǒng)疏散方式很難滿足現(xiàn)場的實際需要?？茖W合理的人員疏散及救援方案一定要融合更加先進的技術與科學的計劃。目前，多家石化公司已經(jīng)開始采用動態(tài)疏散系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控火災發(fā)生的地點和火勢的擴散方向，從而為現(xiàn)場工作人員提供最佳的逃生路徑。例如，在一些大型的化工廠區(qū)中，設置有動態(tài)電子指引牌、語音報警系統(tǒng)等，可根據(jù)火災的發(fā)展對疏散指引進行動態(tài)更新。另外，智能定位的使用顯著提高了疏散效率，如將人員穿戴的定位裝置與中央控制系統(tǒng)相結合，企業(yè)可以實時追蹤每一個職工的地理位置，并在發(fā)生緊急情況時迅速判斷出被困人員所處的具體位置，為救援工作提供了強有力的支撐。救援裝備智能化升級給現(xiàn)場人員搜救帶來更多可能。熱成像無人機與搜救機器人依靠自主探測能力，可以在煙霧繚繞的情況下迅速鎖定被困人員位置。例如，某公司發(fā)生一起儲罐火災事故，利用熱成像無人機對火災現(xiàn)場進行掃描，僅十幾分鐘就識別出三名被困工人的位置，從而贏得寶貴的救援時間。另外，使用機器人救援設備有效地減少救援人員所面臨的危險。這些機器人裝備有強力機械臂，并具有防爆功能，可以在溫度高、煙霧濃的環(huán)境下完成清理障礙、運輸材料等工作，甚至可以把傷者直接送到安全區(qū)域[5]。

（四）完善的環(huán)境保護應急措施

石油化工火災所造成的環(huán)境污染復雜且長期，因此健全的環(huán)境保護應急措施在火災處置技術中占據(jù)著重要地位。一個創(chuàng)新方向就是研發(fā)新型吸附材料，對泄漏的化學物質進行快速治理。例如，一些以生物材料為載體的吸附劑不僅吸附效率高，而且經(jīng)過處理可以通過簡單的分解使吸附性能得到恢復，達到循環(huán)使用的目的。另外，模塊化應急廢水處理設備已經(jīng)進入開發(fā)階段，該裝置可迅速部署在火災現(xiàn)場并沉淀被污染的消防水，以有效減少水體污染風險。該模塊化設備比傳統(tǒng)固定式廢水處理系統(tǒng)便攜性好，反應速度快，尤其適合火災現(xiàn)場緊急處置。另外，對于大氣污染問題，可以將移動式空氣凈化設備和固定式大氣污染物監(jiān)測站相結合，對火災時排放出的有毒氣體進行實時凈化。凈化設備采用了高效的過濾材料和催化方法，可以顯著減少二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物的含量，進而降低火災對附近居住者和生態(tài)環(huán)境造成的損害程度。另外，針對火災發(fā)生時可能產(chǎn)生的次生環(huán)境災害問題，石化企業(yè)需要建立完善的環(huán)境風險評價和處置機制。大火過后，快速組織專家團隊綜合評價事故區(qū)土壤、水體及空氣質量，制定科學的修復方案，如利用植物修復技術，培育耐污染植物，逐漸吸附土壤的有毒物質；在進行水體修復過程中，可以采用生物降解技術或者納米材料凈化技術，加快污染物的分解速度。

結語

綜上所述，石油化工火災應急處理是一個系統(tǒng)工程，它涉及火災監(jiān)測、撲救、人員疏散和環(huán)境保護諸多方面。經(jīng)過不斷地研究與創(chuàng)新，能夠顯著提升應急處置效率與成效。在今后的發(fā)展過程中，隨著科學技術的不斷進步，應急處置技術也在不斷地發(fā)展，石油化工火災應急處理能力會進一步提高，從而更好地保護人們的生命財產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境。同時，強化公眾安全意識教育與應急演練，增強全社會應急響應能力，也是防范與減少石油化工火災的重要環(huán)節(jié)。

參考文獻

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作者簡介：

安學鵬（1988— ），男，漢族，甘肅古浪人，本科，專業(yè)技術十一級，研究方向：石油化工。