●魏捍東,熊 偉
(公安部消防局 戰(zhàn)訓處,北京 100054)
液氨作為工業(yè)原料或制冷劑在我國工業(yè)生產中被廣泛應用。近年來,在液氨產銷量增加的同時,由于泄漏、爆炸引發(fā)的事故也時有發(fā)生,特別是在冷庫、食品加工廠、化肥廠、化工廠等使用液氨制冷或生產制備氨氣的場所,一旦發(fā)生事故,極易造成大量人員傷亡。2013年6月3日,吉林長春德惠寶源豐禽業(yè)有限公司發(fā)生特別重大火災爆炸事故,氨氣泄漏并引發(fā)了爆炸,導致了121人死亡、76人受傷、大部分廠房及廠房內所有生產設備損毀;同年8月31日,上海翁牌冷藏實業(yè)有
限公司又發(fā)生重大氨泄漏事故,造成15人死亡、25人受傷。這兩起涉氨重特大事故造成了大量人員傷亡和財產損失,在震驚中外民眾的同時,也引起了人們對此類事故處置的高度關注。筆者分析了近年來此類事故處置的戰(zhàn)例,就液氨泄漏事故處置的戰(zhàn)術要點談點個人看法。
氨容易制造,價格低廉,是除空氣和水之外最廉價的一種制冷劑,其熱物理性質優(yōu)良。液氨的正常蒸發(fā)溫度為-33.4℃,使用范圍是5~-70℃。其汽化熱大,單位容積的制冷量也大,當冷卻水溫度高達30℃時,冷凝器中的工作壓力一般不超過15 kg·cm-2。據國際制冷學會以及聯(lián)合國等評估資料顯示,在蒸發(fā)溫度-35℃以上時采用氨制冷最節(jié)能。
氨易溶于水,與潤滑油不相溶,故對潤滑油無不良影響。在常溫下,一個單位容積的水可以溶解700個單位容積的氨,因此在氨制冷系統(tǒng)中不會形成冰塞。同時,液氨對鋼鐵無腐蝕作用,只有當氨中含有水分時會腐蝕銅及銅合金(磷青銅除外),故在氨制冷系統(tǒng)中的管道及閥門部件不得采用銅及銅合金。
氨蒸氣無色,有強烈的刺激性臭味。液氨噴濺到人體皮膚上時會引起凍傷;空氣中氨蒸氣濃度達到0.5% ~0.6%時,會引起吸入體內的人中毒。因此,車間內空氣中氨的濃度不得超過0.02 mg·L-1,當空氣中氨氣濃度達到500~700 mg·L-1時,人吸入即會“閃電式”死亡。
液氨是在高壓或低溫狀態(tài)下儲存的,氣態(tài)比重(與空氣比)為0.59,液態(tài)比重(與水比)為0.82。常溫常壓下,一旦發(fā)生泄漏,液氨由液相轉變?yōu)闅庀?,體積迅速擴大,氨氣和非常細小的還來不及氣化的液氨微?;旌衔飸腋≡诳諝庵谐蕽忪F狀快速擴散,具有氣液二相流的特征。同時,氨氣和空氣混合物達到一定濃度遇明火會燃燒和爆炸,如有油類或其他化學物質存在,其危險性會更高。空氣中氨氣的濃度達到11%~23%時即可點燃;達到15.7% ~27.4%時遇明火爆炸。雖然高濃度的氨在常溫下不易燃燒,但加熱至530℃時,氨則分解為氮氣和氫氣,氫與空氣中的氧混合遇明火也會發(fā)生爆炸。
在我國各行業(yè)運行的冷庫、食品加工企業(yè)的速凍場所等約80%都使用液氨作為制冷劑。雖然冷庫和速凍車間內的從業(yè)人員并不多,但在食品加工企業(yè)中,與冷庫、速凍車間相毗鄰的包裝間、整理間等低溫車間,從業(yè)人員較多,有的還設有單獨的制冷系統(tǒng),為此,我國《冷庫設計規(guī)范》明確規(guī)定,嚴禁在包裝間、分割加工間、產品整理間等人員較多的房間,使用氨作為制冷液劑。然而,有的食品加工企業(yè)為節(jié)約成本,低溫車間與冷庫、速凍庫共用一套氨制冷系統(tǒng),一旦車間內部發(fā)生氨泄漏事故,建筑內氨氣濃度會迅速升高,致使人員中毒甚至喪失行動能力,當氨氣濃度達到爆炸極限時,遇火源即會發(fā)生爆炸,造成大量人員傷亡。
一旦液氨儲罐發(fā)生泄漏,高壓液氨在泄漏過程中,會吸取熱量由液相轉變?yōu)闅庀啵睔夂鸵喊蔽⒘T诳諝庵谐蕽忪F狀快速擴散,同時大輻降低周邊環(huán)境溫度。泄漏區(qū)域很快會被白色霧狀飄浮物籠罩,溫度低、能見度差,消防員必須穿著保暖衣物和全封閉式防化服才能進入泄漏區(qū)域進行偵察,確定泄漏點位置和泄漏形式困難,如無法采取工藝處置措施,而需要進行人工關閥堵漏作業(yè)時,處置危險性高、難度大。
冷庫、速凍車間等需要制冷的車間內設置有大量制冷管道,在火災情況下,高溫會使制冷管道中的液氨迅速氣化,壓力升高導致管道爆裂造成泄漏。在封閉的廠房內,當泄漏的氨氣達到爆炸極限時,遇火源就會發(fā)生蒸氣云爆炸;即使泄漏氨氣濃度在未達到爆炸濃度極限時,只要其濃度達到點燃濃度,遇火源也會發(fā)生閃火現(xiàn)象,導致火勢的迅速蔓延擴大。
食品加工企業(yè)的包裝間、分割加工間、產品整理間等主要加工車間與冷庫、速凍車間毗鄰,此類廠房跨度較大,多采用鋼結構建筑,同時,為把溫度控制在0~10℃,內墻面及頂部設置有隔熱保溫層,出入口和通風口少。在火災情況下,建筑內部保溫材料極易燃燒,產生的大量有毒煙氣在廠房內部積聚,不易排出。同時,隨著火勢發(fā)展,鋼結構廠房在短時間內就會發(fā)生坍塌,內部人員疏散困難。
首先,指揮員要坐首車出動,密切注意觀察前方情況。轄區(qū)中隊接到氨氣泄漏或火災事故的報警后,指揮員要坐首車出動,并及時與報警人取得聯(lián)系,詳細了解災情狀況。消防車向現(xiàn)場開進途中,指揮員要密切注意觀察前方情況,一方面利用氨氣具有強烈刺激性氣味的特性,通過嗅覺感知,接近現(xiàn)場聞到氨氣濃烈的刺激性氣味時即停車展開偵檢;一方面利用望遠鏡觀察前方情況,發(fā)現(xiàn)有疑似泄漏氨氣凝結成的白色霧狀飄浮物,應立即命令車輛撤離,在安全地帶停車待命,將災情報告指揮中心并通知其他處置力量緊急規(guī)避險情。其次,有風天要避開下風向,從上風或側上風接近現(xiàn)場。出動途中指揮員還要提前掌握現(xiàn)場風向和周邊建筑物情況,判斷泄漏氣體可能的流動方向和擴散范圍,合理規(guī)劃行車路線,率領車隊盡量從上風或側上風方向接近現(xiàn)場,并在安全位置停車,集結待命,絕不能貿然進入事故現(xiàn)場。
1.個人防護要做到全身上下無盲點
氨氣不僅能通過呼吸系統(tǒng)入侵人體,還能通過人體潮濕或排汗量大的部位(如生殖器官、腋下、肛門等)進行滲透,從而造成人體中毒,同時,液氨氣化時大幅降低周邊環(huán)境溫度,會對人體造成凍傷。因此,進入泄漏區(qū)域進行偵檢、堵漏作業(yè)的消防人員必須佩戴空氣呼吸器,內著棉質保暖衣物,外穿全封閉式防化服;進入外圍區(qū)域進行稀釋降毒、滅火救援的人員在沒有封閉式防化服的情況下,佩戴空氣呼吸器著滅火防護服作業(yè)時應對裸露的頭頸部和手部予以格外嚴密的防護,采取圍毛巾扎緊領口、袖口和褲管口等方法,有效保護人體不受氨氣侵害。
2.偵察檢測要做到全面細致沒死角
針對冷庫、速凍車間等氨氣管道錯綜復雜、廠房空間密閉的場所,偵檢人員必須對現(xiàn)場實施全面細致的踏勘偵檢,弄清現(xiàn)場的各種險情,對每一個泄漏處、每間廠房、每個低洼地帶、每一個可能有人員被困的部位都要仔細偵察,只有對現(xiàn)場的情況全面掌握后,才能作出正確的判斷和決策。同時,對重危區(qū)還要實施不間斷偵檢,隨時向指揮員報告氨氣濃度的變化情況,在此基礎之上,指揮員才能正確地確定現(xiàn)場的主要方面和主攻方向,并對每一個需要作戰(zhàn)的部位進行科學合理的力量部署,充分發(fā)揮到場消防力量的作用。
3.警戒范圍要做到科學劃定有余量
氨氣泄漏事故警戒范圍的劃定大致可分為兩個步驟,事故發(fā)生初期(30 min以內)指揮員可參考《危險化學品應急處置速查手冊》中的內容:少量泄漏時(200 L以下),緊急隔離范圍為30 m,白天疏散范圍100 m、夜間疏散范圍200 m;大量泄漏(200 L以上),緊急隔離范圍為150 m,白天疏散范圍800 m、夜間疏散范圍2.3 km進行初步劃分。到場后要利用偵檢儀器,由外向內、多點檢測現(xiàn)場氨氣濃度,根據泄漏氨氣濃度數(shù)據科學劃分輕、重危險區(qū)域:檢測到氨氣濃度達到0.5% ~0.6%(能引起吸入人員中毒)時,可劃定輕危區(qū);檢測到氨氣濃度達到爆炸濃度極限下限的1/3(即5.2%)時,可劃定重危區(qū)。消防員進入危險區(qū)域工作時限原則上以其所佩戴的空氣呼吸器最大工作時間為限,一般不超過15~20 min,現(xiàn)場應留有足夠的預備力量,組織進行輪換和監(jiān)視救護。
4.現(xiàn)場供水要做到連續(xù)穩(wěn)定不間斷
氨氣極易溶于水,生成弱堿性的氨水,不僅降低了其對人體的危害程度也消除了氨氣起火爆炸的危險。因此,在氨氣泄漏以及火災事故現(xiàn)場,需要大流量、不間斷地用水,才能達到稀釋、溶解泄漏氨氣、保護消防人員、消除爆炸隱患和撲滅火災的目的??梢哉f,水是處置氨氣泄漏、火災事故最重要,也是最有效的滅火劑。指揮員要安排專人負責現(xiàn)場供水,充分利用周邊水源直接供水或調集增援力量保證供水,確保處置行動中供水不間斷。
1.全力疏散搶救被困人員
現(xiàn)場有人員被困時,疏散搶救人員是作戰(zhàn)行動的主要方面。搜救小組要在噴霧水槍的掩護下全力展開搜救行動,應攜帶便攜式防毒面罩給被困人員使用,在缺乏防毒面罩的緊急情況下,應攜帶一條濕毛巾,給被困者保護住口鼻,實施簡單防護后迅速救出;需要對廠房門、窗實施破拆時,應避免使用金屬器械破拆,防止撞擊產生火花,引起泄漏的氨氣發(fā)生爆炸;對中毒人員要有針對性地采取急救措施:皮膚接觸毒物的,立即脫去污染衣物,用大量清水徹底清洗15 min以上。眼睛接觸毒物的,立即翻開上下眼皮,用大量流動清水沖洗15 min以上,再送醫(yī)院治療。吸入中毒的,應迅速轉移至空氣新鮮處,保持呼吸暢通;呼吸困難的,立即輸氧,并送醫(yī)院治療;窒息昏迷的,立即采用人工呼吸與強制供氧措施,并迅速送醫(yī)院搶救。
2.充分發(fā)揮工藝處置效能
自動化程度較高的液氨制冷設備都安裝有緊急切斷裝置,發(fā)生事故時系統(tǒng)能自動或通過技術人員手動停止制冷,并切斷液氨供應。在自動控制裝置失靈的情況下,消防官兵要配合單位工程技術人員,優(yōu)先采取關閥斷料等工藝處置措施進行止漏。在工藝處置無果的情況下,要設法利用各類堵漏器材實施人工堵漏。如果氨氣泄漏處發(fā)生噴射起火時,在氣源尚未被徹底切斷的情況下,不能輕易撲滅泄漏處的火勢,防止泄漏范圍擴大,造成更為嚴重的次生災害,如不慎撲滅的,則必須用大量的水不間斷地稀釋、驅散泄漏氨氣,防止爆炸等次生災害的發(fā)生。
3.全面驅散排出泄漏氨氣
冷庫、速凍車間等封閉廠房內發(fā)生氨氣泄漏的,消防官兵在驅排泄漏氨氣前,應首先消除現(xiàn)場周邊,特別是下風方向的火源,并在電、氣供給切斷或者關閉之后,開啟建筑下風或側下風的出入口、門或窗作為排氣口,設置水槍從建筑上風的門或開口部位設置噴霧水槍或水力排煙機,將滯留氣體驅散排出,消除爆炸危險性后,消防人員可從上風開口部位進入建筑物內,用噴霧水流上下左右驅趕,特別是建筑內的上部空間區(qū)域,直至將泄漏氨氣驅趕出下風另一出口為止。完成驅排任務后,必須對整個危險區(qū)域以及進入該區(qū)域的人員和裝備進行徹底的洗消,清除余毒、保障安全。
[1]GB 50072-2010,冷庫設計規(guī)范[S].
[2]李海.滅火救援作戰(zhàn)理論與實踐探索[M].上海:上??茖W技術出版社,2011.
[3]公安部消防局,國家化學品登記注冊中心.危險化學品應急處置速查手冊[M].北京:中國人事出版社,2003.