石油工业中火灾的预防及对策初探

1 前言
石油工业是由石油与天然气的地质勘探、钻井、试油、采油（气）、井下作业、油气集输与初步加工处理、油气储运及工程建设等诸多生产环节构成的一个大的产业体系。生产作业高度分散，易燃易爆点多，作业战线长，分布面广，人员构成又比较复杂，生产中有大量的设备、机械和建筑物，各类井、站、厂、库内处理或储存着的油气均属易燃易爆的烃类混合物，常年油、气、火、电交织在一起，存在着很大的火灾危险性，且燃烧与爆炸又常相伴发生。做好防火和一旦发生火灾后的灭火工作十分重要。
2 石油生产中的火灾危险性
石油及其产品自身以及在其生产过程中，都存在着很大的火灾危险性。
2.1 石油火灾危险性
2.1.1 石油的易燃性
石油及其产品都具有较低的闪点、燃点和自燃点，具有比煤炭、木材等物质易燃烧的特性。其闪点、燃点和自燃点越低，越容易燃烧，危险性越大。
2.1.2 石油的易爆性
石油及其产品的蒸气在空气中达到爆炸极限时，遇火即能爆炸。下限越低，爆炸危险性越大。着火过程中燃烧和爆炸又往往交替进行。空气中石油蒸气浓度达到爆炸极限时，遇到火源，就会发生爆炸，然后转为燃烧。超过爆炸上限时，遇火源先燃烧，待浓度下降到爆炸极限时，随即会发生爆炸。
2.1.3 石油的易沸腾突溢性
含水石油和重质石油产品在油罐中燃烧时，有时会引起油品的沸腾和突溢喷溅，造成燃烧的油品大量外溢，甚至从罐中猛烈喷出，形成的火柱可高达70-80米，火柱喷射距离顺风向可达120米远。这样不仅易造成人员伤亡，而且由于火场上辐射热大量增加，容易延烧临近的油罐，扩大灾情。
2.1.4 石油的热膨胀性
石油及其产品的体积随温度上升而膨胀。盛装油品的容器，若靠近高温或受日光爆晒，会因油品受热膨胀破裂，增大火灾危险程度。火场及其附近的油桶受到火焰辐射热的作用，如不及时冷却，也会因膨胀爆裂增加火势，扩大灾害范围。
2.2 天然气火灾危险性
2.2.1 燃烧性
天然气在火源作用下，空气中能够产生剧烈的燃烧，并出现火焰。天然气燃烧无物态变化，燃烧速度快，放出热量多，火焰温度高、辐射热强，因而危害性大。
2.2.2 爆炸性
天然气泄漏在大气中，形成爆炸性混合物时，遇火源即发生燃烧或爆炸。若容器或管道中已经形成了爆炸混合物气体，那么此时遇火源发生的燃烧或爆炸危险性更大。
2.2.3 扩散性
天然气能以任何比例与空气混合。比空气轻的天然气组份逸散在空气中，易形成爆炸性混合物，顺风漂移，遇火源即爆炸蔓延；比空气重的天然气组份若发生泄漏，就漂流在地面、沟渠、厂房死角处，长时间积聚不散，遇到火源即能燃烧或爆炸。
2.2.4 加热自燃性
天然气加热到一定温度，能发生自燃。
2.2.5 腐蚀性
天然气中H2S、CO、CO2等组份不仅腐蚀设备、降低设备耐压强度，严重时可导致设备裂隙、漏气，遇火源引起燃烧爆炸事故。
2.3 钻探中的火灾危险性
石油钻探过程中，发生“井喷”事故时，井场会布满原油和天然气，一旦遇明火或喷出的泥浆中夹带砂石打在钢铁井架上产生火花或高速喷出的油气流因与井口摩擦产生的静电放电或遇雷击或井场上电气设备发生电火花，即会引燃原油蒸气、天然气而发生火灾。因地下油、气压力很大，一旦着火难以扑救，往往燃烧时间长，造成巨大损失。另外，井场上有井架、钻机、钻具、操作平台、柴油机、泥浆循环设备、发电机房、锅炉房、测试装备、燃料油罐和值班房，火源、电源较多，亦极易引起火灾。
2.4 开采中的火灾危险性
采油过程中，有易燃易爆的油气，有高温、高压设备，有火源、电源；自喷采油和注水、注气采油地层压力较高，采油装置如发生损坏或修井作业未做好防喷措施，油、气大量喷出，就会发生井喷，极易引发火灾事故。另外，在热力采油中，设备密集、技术复杂，高温高压贯穿始终，集水、电、气（油）、火于一室，若操作不当，更易引发火灾事故。
2.5 集输中的火灾危险性
原油由地下采至地面后，需经加温、油气分离输送至转油泵站，再经油气分离进入油罐，然后经脱水、加温等一系列处理输入油库储存或继续外输。期间，有易燃易爆的油气，有高温、高压设备，有分散面积大、具有不同火灾危险性的大量建筑物、构筑物，有各种火源、电源，有着重大火灾危险。在输送原油中，尤其在站库中油、气、火、电交织在一起，如发生泄漏或跑油加上自然和人为因素的影响极易引发火灾爆炸事故，造成人身伤亡、经济损失和环境污染。
3 石油火灾特点
石油火灾是指石油勘探开发和储运过程中发生的石油（包括液化石油气、天然气）火灾。石油生产中具有较大火灾危险性，也就具有其相应的火灾特点。
3.1 爆炸危险性大
石油及其产品在一定温度下，能蒸发大量的蒸气，与空气混合达到一定比例时，遇到明火即发生爆炸。液化石油气、天然气当空气混合达到爆炸极限时，遇明火也发生爆炸。石油火灾中，有时是先物理性爆炸，引起化学性爆炸，然后在冲击波或高温、高压作用下，发生设备、容器物理性爆炸；有时物理性与化学性爆炸交织进行。 www.Ｅxamda.CoM考试就到考试大
3.2 火焰温度高、辐射热强
油气井喷发生火灾时，火焰中心温度可达1800-21000C，火焰高度越大，辐射热越强；压力、产量越大，火场温度越高。油罐发生火灾，火焰中心温度达1050-14000C，罐壁温度达10000C以上。油罐火灾的热辐射强度与发生火灾的时间成正比，石油热值越大，火焰温度越高，辐射热强度越大。强热辐射易引起相邻油罐及其它可燃物燃烧，还严重影响灭火战斗行动。本文来源:考试大网
3.3 易形成大面积火灾
石油火灾发展蔓延速度快，极易造成大面积火灾。井喷火灾，从井下喷出的原油在空中没有完全燃烧，落到井场设备及周围建筑物上继续燃烧，便会造成大面积火灾。当出现泉涌，油气四处流淌扩散或出现异常情况，或井口周围地表面冒出天然气，会引起大面积火灾。石油储罐火灾，伴随油罐爆炸，油品沸溢、喷溅、流散，便会发生油罐区大面积火灾。液化石油气储灌发生火灾，随着大型液化石油气储罐破裂、泄露，气体向外扩散面积越大，形成火灾的面积也就越大。 来源：考试大
3.4 具有复燃、复爆性
石油火灾在灭火后未切断可燃气体、易燃可燃液体的气源和液源的情况下，遇到火源或高温将产生复燃、复爆。对于灭火后的油罐、输油管道，由于壁温过高，如不继续冷却，会重新引起油品的燃烧。
3.5 会产生沸溢、喷溅现象
重质油品发生火灾会出现沸溢、喷溅现象。
含水原油（或重油）油罐发生火灾，由于液面燃烧过程中泄放出大量的辐射热，上部油品温度升高，油品内自由水（或乳化水）粒开始下降，辐射热对油品不断加热，热波不断向液面下传递，油品温度会迅速上升至250-3600。C，并形成一较薄的高温层，随着不断燃烧，该层逐渐下移增厚。一般在油罐起火30min后，油罐上部油品会出现这样的高温层，水粒变成蒸汽泡，这种表面包含有油品的气泡，扩大为原来水体积的千倍以上，油泡浮到液面，造成沸溢，在油罐四周地面扩散，致使火势扩大。
重质油品油罐下部有水层时，火灾时，由于热波往下传递，若将油罐底部沉积水的温度加热到1000C，则沉积水变成水蒸气，体积扩大，将其上部油品抬起，最后冲破油层进入大气，将燃烧着的油滴和包油的油气冲向天空，造成喷溅。