本文内容来自：中国石化青岛安全工程研究院高级工程师牟小东先生，于“2023全国石油化工企业智慧应急与安全治理技术交流大会”上发表的报告。
大会现场影像
一、典型罐区重特大火灾案例分析国内大型罐区现状
随着石化的快速发展，生产装置高度集成、规模大，储罐单罐容积越来越大，总容量越来越多，石化区火灾对安全生产的威胁越来越大。
全国10万立及以上大型浮顶储罐数量超过6000座，最大储罐15万立（直径100m）。
区域性储罐集中布置最大储量已超过1000万立，世界最大。
大型储罐一旦发生全面积火灾，火势蔓延，极易形成群罐火灾。
浮顶储罐的主要事故类型
危化品行业消防安全现状
1、多事故形态耦合，燃烧、流淌火、池火、爆炸、有毒气体泄漏等多种类型的火灾事故复合，多米诺骨牌效应凸显，小事故快速升级为重大事故。
2010年7月16日，大连中石油国际储运有限公司原油库输油管道发生爆炸，引发大火并造成大量原油泄漏，导致部分原油、管道和设备烧损，另有部分泄漏原油流入附近海域造成污染。
2、事故原因多种多样，包括人为因素，如动火、静电、明火、违章作业、操作失误等；设备故障，如管线泄漏、阀门损坏、液位计失灵等；
极端恶劣天气，如台风、暴雨、暴雪及地质灾害（泥石流、山体滑坡等）；
邻近石化企业的影响（风险外溢）。
3、事故处置难度大，燃烧点多线长、燃烧面积大、热辐射强、影响范围广。
美国波多黎各油库火灾爆炸事故-特征：群罐火灾
2009年10月23日，加勒比石油公司一座位于波多黎各巴亚蒙的油库在油轮向其卸汽油时，一座1.9万立的内浮顶储罐溢油（储罐液位监控装置失效）约26min，在库区形成0.5平方公里的大面积蒸汽云，遇到点火源后发生爆炸和火灾，大火持续60多个小时，17台储罐被烧毁。
新加坡4万立内浮顶储罐火灾事故-特征：大型内浮顶储罐火灾
2018年3月20日17时50分左右，Tankstore石油公司在新加坡布星岛（PulauBusing）码头的终端站燃油储罐发生火灾事故，事故罐的容量为4万立方米。
据报道，雷击引起储罐着火。
消防局出动128名消防员、31辆消防车、2台大流量泡沫炮（26400升/分钟）进行救援，经过6小时奋战，储罐大火被扑灭，罐体未发生坍塌，未波及周边储罐，也未造成环境污染。
福建漳州古雷腾龙芳烃项目的储罐火灾事故
特征：小型储罐的群罐火灾
2015年4月6日18时55分福建漳州古雷腾龙芳烃PX项目33号腾龙芳烃装置发生漏油着火事故，引发装置附近中间罐区3个储罐爆裂燃烧，分别是重石脑油储罐607罐（存油2000立方米）、608罐（存油6000立方米），以及轻重整液罐610罐（存油4000立方米），储罐多次发生复燃，4月9日2时结束灭火，历时56个小时。
美国威廉姆斯创世界最大储罐灭火纪录-特征：大型储罐全液面火灾
5万立方米的汽油浮顶储罐：直径82m、高9.76m；当时满罐，燃烧17h后威廉姆斯消防炮达到现场；
用2台泡沫炮扑救，流量分别是36400和18200L/min，12min内即已经控制了压制住了火焰，65min完成灭火。共消耗3％的泡沫原液127.4立方米。
灭火后，继续喷射泡沫55min，用于油面覆盖冷却。
注：日本在2003年曾因地震导致浮盘沉没，发生大型浮顶储罐全面积火灾（日本首次），由于消防设施配置不够，紧急从全国调配泡沫进行灭火，灭火时间长达44小时。
大型储罐火灾事故机制
二、大型储罐全面积火灾处置技术探讨当前国外扑救大型储罐全面积火灾的设备
国内罐区火灾处置特点
近些年国内典型罐区火灾事故处置
人海战术车海战术持久战
压缩气体泡沫（CAF）
NFPA11中的规定烃类固定顶储罐火灾，负压式泡沫混合液的最低供给强度为4.1L/min●㎡（30-55min），CAFS泡沫混合液最低供给强度为1.63L/min●㎡（5-10min）
大流量压缩气体泡沫灭火技术
压缩气体泡沫灭火技术在危化品行业应用的瓶颈
目前国外CAFS消防车能达到的泡沫混合液流量仅为15~25L/s（空气压缩机与消防泵在同一个车上），不足普通泡沫消防车流量的20%，无法用于储罐灭火。
移动式空压机的产气能力限制了压缩空气泡沫消防车在大型火灾扑救中的应用。
如何提供大流量的压缩气体是将压缩气体泡沫灭火技术
应用于大型储罐重大火灾扑救的关键！
三、液氮泡沫系统的技术与装备液氮泡沫灭火技术
工作原理：利用液氮罐替代车载空压机，将液氮通过自增压系统从液氮罐输出，直接注入混合与发泡模块，液氮与泡沫混合液换热气化并与泡沫混合液混合产生泡沫。
液氮气化后体积膨胀700倍，液氮气化供气的方式解决了压缩气体泡沫系统供气量严重不足、供气设备体积庞大的问题，能够实现该系统的超大流量喷射。
液氮与泡沫液混合发泡灭火技术举世首创，在世界范围内独树一帜。
氮气泡沫
技术优势--泡沫层存活时间提高10倍以上，超强稳定性
技术优势--液氮泡沫的抑燃抑爆能力提高5倍以上
覆盖设备表面
技术优势--适用于多种喷射模式
可与消防炮、高喷车、泡沫消防车、泡沫枪、消防机器人、罐壁固定式泡沫喷射器等联合喷射。
技术优势-比压缩空气泡沫灭火能力提升30%以上
液氮泡沫灭火技术
液氮泡沫优势
装备1:超大流量液氮泡沫消防车
1.大流量液氮泡沫消防车
灭火目标：石化企业大型火灾，20,000-150,000立储罐全面积火灾
关键参数：泡沫混合液处理流量30-200L/S，液氮供给：1.5-9h
主要配置：液氮罐（12m³）、自动混配装置及控制系统等。
主要优势：超大流量压缩氮气泡沫、氮气窒息与泡沫覆盖、泡沫状态可调、灭火效能高。
装备1:超大流量液氮泡沫消防车
大流量液氮泡沫消防车扑救大型储罐全面积火灾的配置方式
大型储罐全面积火灾扑救消防装备配置方案：
3-5万立浮顶储罐全面积火灾扑救：配置1套大流量液氮泡沫灭火编组
10-15万立浮顶储罐全面积火灾扑救：配置2-3套大流量液氮泡沫灭火编组
扑救罐区/装置区/危化品仓库/码头等场所的流淌火、地面池火等
装备2:无动力免维护液氮泡沫消防车
灭火目标：初期火灾、检维修作业防护
关键参数：泡沫混合液流量4-40L/S，射程＞30m
主要配置：泡沫混合液罐（10m³充装6m³）、液氮杜瓦瓶500L。
主要优势：独立工作，开阀即喷。
工作方式示意图
四、超长覆盖技术与装备(固态泡沫技术)泄漏与溢油事故-液面长效覆盖问题
•唯一的处理方法：喷射泡沫覆盖，间歇性补充泡沫。
•风险：泡沫析液后，释放静电，与金属放电引发火灾爆炸；有毒气体。
•问题：泡沫析液快，泡沫层随风飘动，液面裸露，油气挥发，形成可燃气闪爆、人员中毒
固态泡沫技术
三项创新技术成果：
1.基于泡沫灭火剂的延迟交联凝胶泡沫
2.基于多相多剂的宽混合比微泡沫发生器
3.具备灭火与长效覆盖功能的移动式系列应急装备
成果1：基于泡沫灭火剂的延迟交联凝胶泡沫
针对液体危化品表面分子的快速扩散规律，以水成膜泡沫为基液，通过官能团选择，合成顺式邻羟基的高分子聚合物凝胶剂，合成延迟凝胶水成膜泡沫液。
具备1~3min的延迟交联功能，适用于覆盖水溶性液体危化品和非水溶性液体危化品，抑蒸覆盖时间最长可达269min，满足液体危化品泄漏后的快速处置需求。
与国内外泡沫相比，国内外的泡沫仅具有短时间的覆盖功能，泡沫层的有效覆盖时间往往低于30min，而且国内外的泡沫层是气液两相组成，受风力影响严重，在室外环境下极易吹散，无法有效覆盖。
本成果通过交联剂凝胶剂与泡沫混合液的结合，可产生类似胶膜的凝胶层泡沫，泡沫层在交联固化后形成“固体泡沫”，以三相泡沫的状态覆盖在液体表面，抑蒸时间是普通泡沫层的9倍以上，在抑蒸时间和抗风力影响等性能大幅提升。
抑蒸效果较普通泡沫提升4-6倍
成果2.基于多相多剂的宽混合比微泡沫发生器
（1）混合比例范围宽，精准混合，控制难度大，是本成果的主要技术难点和技术关键点。交联剂与泡沫混合液的流量比例差2个数量级；
（2）气体、泡沫混合液、交联剂三股流体按比例、按顺序、按压力差精准混合；
（3）“三段式”发生器，包括混合段、扰流段及发泡稳定段，生成泡沫的粒径更加均匀、泡沫更加稳定，泡沫平均粒径低于100μm，具有良好的热力学稳定性能，有利于凝胶泡沫的长效覆盖需求。
成果3.具备灭火与长效覆盖功能的移动式系列应急装备
成果3.具备灭火与长效覆盖功能的移动式系列应急装备与国内外的同类移动式应急装置相比，本成果的创新在于：
（1）开发了宽混合比流体混合控制装置，实现了多流体多相介质的精准比例控制，同时，集成设计了移动式应急喷射装置，满足危化品多场景下的应用；
（2）本成果具有长效覆盖与灭火双功能，在场所配置方面可取代已有的泡沫灭火器，更加切合危险化学品场所的应急需求，较传统的泡沫灭火器在成本及功能上具有明显的技术优势。
3.6m直径油罐（10.2m2）的灭火对比测试
模拟储罐（工程储罐）：直径3600mm，面积10.2㎡400L溶剂汽油（油层厚度40mm）预燃：60s（充分稳定燃烧状态）
固态泡沫技术
重点配置部位：
石化企业：生产装置的换热器、油泵、关键阀门组等区域；在储罐区防火堤内、输油管线的阀门组、危化品存储车间等位置。
危化品仓库、码头堆场等。
油品管廊、装卸站场、高风险作业部位等。
本产品还可应用于设备的检维修阶段，本产品用于覆盖在设备管线拆卸过程中撒漏的液体危险化学品，有效消除了现场液体化学品的异味和可燃气，在具备灭火能力的基础上新增了长效覆盖功能。
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