外浮顶储罐安全管理及火灾应急处置措施分析

外浮顶储罐安全管理及火灾应急处置措
施分析
摘要：油品储罐是收发和储存原油、汽油、煤油、柴油、喷气燃油、溶剂油、润滑油和重油等整装、散装可燃液体的设备，类型多样，数量庞大，储存介质复杂，火灾危险性较高。

因此对外浮顶储罐进行管理与控制，对减少事故发生，降
低人员伤亡与财产损失有重要的现实意义。

关键词：外浮顶储罐；储罐火灾；安全管理；应急处置
引言
外浮顶储罐是指罐顶部没有拱顶在液面上设置浮船的储罐。

大型外浮顶储罐
主要用于储存原油等重质石油产品，常见的单罐容积有1万、3万、5万、10万、15万立方米，10万立方米外浮顶储罐常用于大型石油储备库原油的储存。

密封
圈是外浮顶储罐最容易发生火灾的部位，据统计，从1950年至今世界范围内储
罐火灾事故共有500余起，其中密封圈火灾占72．8%。

因此，外浮顶储罐的防控
理念应立足于初期密封圈火灾。

1外浮顶储罐特点
外浮顶储罐是常压储罐，正常储存时原油紧贴浮盘，原油液面随钢制浮舱式
浮船上下升降，罐壁与浮盘之间密封圈有油气挥发，火灾初期会出现密封圈点式
局部或圈形带式燃烧，处置不当会出现卡盘、沉盘、沸溢、喷溅，导致全液面储
罐火灾。

因此其设防与处置理念是立足于初期密封圈火灾，可登罐进行灭火。

如
若处置不当，原油的蓄热能力较强，则极易出现沸溢、喷溅。

2外浮顶油品储罐区的两种储存形式
2.1 原油国储库
此类库区主要为外浮顶储罐，储存国家战略储备油，各储罐基本处于满液位储存状态，为防止原油长期静置分层，储罐一般4-5年倒一次油，10年对油品进行更换，以保证油品质量，此类罐区罐组形式较为单一，管理较为规范，安全性较高。

2.2 原油商储库
此类库区主要为外浮顶储罐，储存日常商用原油，作为各化工企业或者油商临时储备原油使用，罐区装卸油料频繁，部分民企为满足顾客存取油品整存整取需求，会进行违规操作，将外浮顶储罐浮盘沉底，导致罐内形成油气空间，容易导致爆炸起火。

3外浮顶油品储罐区的主要消防设施
3.1 管网、喷淋系统
水管网系统有低压、高压、稳高压和临时稳高压等系统，目前石化企业的水管网系统一般为消防稳高压系统。

消防稳高压系统是指消防给水管网中平时由稳压设施保持系统中最不利点的水压以满足灭火时的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统。

在灭火时，由压力联动装置启动消防泵，使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求。

固定、半固定喷淋系统沿罐壁设置，其主要作用是罐区发生火灾后，启动固定水喷淋系统对着火罐进行冷却降温。

3.2 固定、半固定泡沫灭火系统
固定泡沫灭火系统由固定的泡沫消防水泵、泡沫比例混合器（装置）、泡沫产生器（或喷头）和管道等组成。

半固定泡沫灭火系统由固定的泡沫产生器与部分连接管道，泡沫消防车或机动消防泵，用水带连接组成。

固定泡沫灭火系统又分为罐壁式泡沫灭火系统和浮盘边缘式泡沫灭火系统两种。

3.3 氮气、空气主动防御系统
（1）氮气主动防御系统：利用可燃气体探测器，监测在一、二次密封防蒸发膜之间存在的可燃气体浓度。

在达到设定的报警值时，先后作出黄色警报和氮
气充入的反馈信息处理，降低可燃气体浓度，待达到安全设定值时，氮气阀关闭。

其原理与内浮顶罐的氮封系统相似，通过向封闭空间内注入氮气，以达到稀释、
惰化可燃气体的目的，从而起到保护效果。

（2）空气主动防御系统：其原理与氮气主动防御系统相似，通过向一、二
次密封空间内持续注入空气，以稀释密闭空间内的可燃气体浓度来确保罐体安全。

其运行成本相比氮气主动防御系统低，但若在化工厂区内充装的压缩空气可能含
有一定量的硫，当长期充入一、二次密封空间时，可能加快罐壁与硫形成硫化亚铁，遇充入空气中的氧气氧化放热，发生自燃，因此安全性相比氮气主动防御系
统较低。

4火灾应急处置对策
4.1 火灾模式
火灾模式相当于灾情设定。

通过对大量原油储罐火灾事故案例进行统计，大
型外浮顶原油储罐，其火灾模式大致可分为密封圈火灾(火灾发生在外浮顶罐密
封圈处，火点为单点、多点或连成线状)、全液面火灾(火灾发生在外浮顶罐内部
可燃液体表面，浮盘倾覆或破坏)、防火堤火灾(外浮顶罐可燃液体物料大量溢出
或泄漏，遇到点火源在防火堤内形成的液体池火灾)、沸溢火灾(油品储罐发生火
灾后，油品在燃烧过程中出现沸腾、溢流、突沸等现象)和外部管线火灾(发生在
外浮顶罐设备管线，含阀门、仪表、法兰等位置的火灾)。

外浮顶储罐火灾应急，归根结底是针对不同的火灾模式，研究每种模式火灾的特点，结合消防灭火设施
装备，制定有针对性的扑救措施。

4.2 火灾应急处置
4.2.1密封圈火灾
密封圈火灾是外浮项储罐最常见的火灾模式，若不能及时合理应对，很可能
引发更大的火灾并带来巨大损失。

扑救密封圈火灾的技术要点包括：
①优先使用固定泡沫灭火系统进行灭火。

固定泡沫灭火系统就是按发生环形
密封区火灾来设防的，若固定灭火系统失效，可使用移动式或手提式灭火设备。

②由于消防炮很难将泡沫准确输送至密封圈着火部位，且消防炮的流量很可
能造成浮盘倾覆，因此不建议使用消防炮来扑救密封圈火灾。

③扑灭外浮顶罐密封圈火灾应首先开启浮顶排水系统。

④推荐采用消防队员登顶灭火方法，利用罐外盘梯攀登至罐顶平台或浮盘上，按照强攻近战原则配合移动泡沫
枪进行灭火。

⑤若仅有密封区着火，通常不会发生沸溢事故；若浮盘大面积损坏或沉没形
成大面积池火，则很有可能发生沸溢，需及时制定措施应对。

4.2.2全液面火灾
扑救全液面火灾成败的关键在于足够的泡沫供给能力。

①全液面火灾规模大、控制难，泡沫混合液供给强度要求高，在实际灭火工
作中，应做好长时间作战的准备。

②由于火灾现场环境和天气条件存在变化可能，在制定和实施灭火方案时应
针对可能发生的突发情况、极端情况进行准备，避免出现泡沫中断等事件而造成
灭火工作前功尽弃。

③当消防力量充足时可进行灭火操作，并在火灾扑灭后继续对罐内泡沫进行
补充，防止罐内油料因泡沫逐渐消减变薄再次发生复燃。

④当消防力量不足时，应采取冷却罐壁、控制燃烧的措施，在避免事故扩大
的前提下放任罐内燃料燃尽。

4.2.3防火堤火灾
①扑灭储罐火灾时，应首先将防火堤内的火扑灭，这样做可保护储罐管路、
阀门等，避免管道破裂造成更多的油品泄漏；扑灭防火堤内火可保护固定灭火系
统的管线，避免固定灭火系统失效。

②如果泄漏到防火堤的油品较多，为保证人员的安全，即使防火堤内火灾已被扑灭，也应禁止消防人员进入防火堤内。

③扑救储罐周围防火堤内地面火灾时，应采取以下战术措施：首先利用固定或半固定消防喷淋系统、消防车、移动炮等对防火堤内受火势直接威胁的储罐及其邻近罐罐壁实施冷却；截断泄漏油品的管线，减少地面火灾燃料的补充：关闭防火堤内所有的排液阀、罐顶排放阀和水垫层排放阀，防止油品或火灾的蔓延。

4.2.4沸溢火灾
①沸溢火灾发生时，若不能在短时间内扑灭，则立即将火场内不必要的人员和设备撤离现场，通常可能需疏散到600m以外，若储罐直径大，则需疏散到更远的距离。

②沸溢火灾发生后，对着火储罐的扑救难度非常大，通常会选择放任罐内燃料燃尽的方法，同时对邻近的储罐罐壁进行冷却降温，避免火灾扩大。

③灭火之后需要同样警惕沸溢事故的发生，这是由于热波层4.2.5外部管线火灾
针对外浮顶罐外部管线火灾，首先需要通过直接关闭泄漏管线的罐底阀和远端阀门中断燃烧物料的供给，采取移动式或手提式消防灭火器材直接对管线泄漏燃烧点实施灭火；若泄漏物料量大，在防火堤内快速形成池火，其消防扑救措施应按照防火堤火灾执行。

5结束语
总之，做好储罐区的安全管理、维护好罐区的消防应急设施，把火灾风险消除在萌芽状态是刻不容缓的。

即使发生火灾，消防救援人员也可根据不同的火灾模式采取有针对性的灭火对策措施，制定合理战术，力争快速控制火情，降低伤害和损失。

参考文献：
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[2]罗永强，杨国宏.石油化工事故灭火救援技术[M].北京：化学工业出版社，2017，（10）.。