引言

    石油精制和石油化工等企業，為使生產能夠很好地連續進行，均建有大型貯罐群，以貯存原料、中間產品和成品，由于被貯存的物質皆為可燃性物質，因此火災爆炸事故時有發生。如，座落于加拿大蒙特利爾市的一個石油化工廠，曾發生了一起可燃性物質貯罐群火災爆炸事故。在事故的前一天，一個容積為5000桶的丁烷球罐液面計出現了故障，然而并未察覺，如此持續了24h以上，導致液位上升，丁烷液體從球罐頂部通氣孔溢出，流入該球罐的另外兩個大型丁烷球罐的公共防液堤內。由于液體丁烷的沸點為-1.1℃，此時環境溫度為-6.7℃，因此大量的液化丁烷積聚在防液堤內，液體丁烷不斷氣化，所形成的可燃性氣體濃度不斷升高，很快就達到了爆炸下限濃度值，當可燃性氣體擴散到距離該球罐180m的供油區時，被供油區內的明火火源點燃，因此火災瞬時由供油區引入防液堤內，形成熊熊大火，并對該防液堤內的裝有液化丁烷的三個大型球罐進行猛烈加熱。大約過了30min后，一個球罐頂部出現了兩條裂縫，又過了30min，另外兩個丁烷球罐就發生了大爆炸，約有2萬桶液化丁烷猛裂燃燒，形成更大的火災，火焰高達1600m以上。由于爆炸力極強，球罐碎片飛出范圍很大，擊中附近許多貯罐、配管和建筑設施，造成二次性事故，其中有一根長9m的球罐支柱竟飛出350m，擊中主變電室，毀壞了變電設備，造成大半個蒙特利爾市停電，數棟建筑物因火災爆炸事故引起電路故障而起火。另外，由于炸片擊中容積為38000桶熱原油貯罐（內存9000桶熱原油）、容積為30000桶汽油貯罐（內存15000桶汽油）和容積為80000桶原油貯罐（內存10000桶原油），導致這三個大型貯罐內部爆炸，罐頂沖天飛起。這3個貯罐距離液化丁烷球罐的距離分別為180m、45m和150m。該石油化工廠消防隊在附近工廠消防隊和社會公共消防隊的援助下，經24h的努力，控制住了火勢，又經過24h才將火災完全撲滅。本次事故的經濟損失約1183萬美元。

　　2 貯罐火災爆炸事故屬惡性事故，由此導致設備設施嚴重毀壞、生產被迫中斷、物料被燒盡、環境遭污染、經濟損失巨大，還可有造成重大人員傷亡。因此，火災爆炸事故是可怕的，但更為可怕的是人們對已經發生的事故不能夠真正地正確對待，因而也就不能夠很好地吸取教訓，由此可能導致同類事故重演。對于已經發生的事故，必須認真調查、科學分析，務必查出事故原因，對此采取有效措施，防止類似事故再次發生。火災爆炸事故的發生，必須同時滿足三個條件，即：一是可燃性氣體濃度達到爆炸下限值。這是形成火災的物質基礎，只有可燃性氣體濃度達到爆炸下限值后，才能形成火災，否則火災因無物質基礎而不能發生；二是要有點火源。點火源的種類較多，如明火、靜電火花、電器儀表、電力設備的啟停電火花、撞擊火花、特殊物質自燃發火、高溫物體、放熱化學反應等。只有存在點火源，并在點火源的作用下，才有可能將已經達到爆炸下限濃度值的可燃性氣體點燃形成火災；三是助燃劑的存在。助燃劑是保障點火源將可燃性物質點燃并維持燃燒的一種物質，在人類生存的空間中，空氣無處不有，而空氣中的氧就是極為豐富的助燃劑。若無助燃劑，則燃料無法燃燒，也就不能形成火災。當可燃性氣體濃度達到爆炸下限值后，在助燃劑（空氣）的作用下，點火源即將可燃性氣體點燃并形成火災，若燃燒猛烈，則出現爆炸，分析查找火災爆炸事故原因，通常都是從可燃性物質的來源、點火源的存在和助燃劑的存在三個方面著手分析查找。現以一起火災爆炸事故案例分析為例說明，由此事故案例分析，或許會得到一些啟示和幫助。

事故案例分析

    1事故經過

　　 日本三菱石油公司石島煉油廠的一個吹制瀝青貯罐曾發生了一起火災爆炸事故，經消防隊1h的努力，火災即被撲滅。此次事故造成貯罐破裂毀壞，540m3吹制瀝青被燒盡，經濟損失約1500萬日元。

　　2事故原因分析

　　 事故發生后，除對現場的操作、運行和管理狀況進行了詳細調查外，還進行了各種必要的檢查、分析、測定工作，據此對事故原因進行全面分析。

　　（1） 點火源分析

　　火災成因之一是必須要有點火源，那么本次事故的點火源來自何處？為此，在貯存有同種瀝青的三個非受災貯罐頂板內側附近的集積物中取了六個樣品，經測試，這些樣品在空氣存在下，在200℃時開始氧化分解生成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等氣體。另外，國外文獻亦談到這種樣品在空氣中190℃時能夠發生放熱化學反應。根據受災貯罐瀝青溫度為228℃，初步推斷該貯罐上部氣相部分和罐頂板溫度約200-210℃。另據分析，貯罐內瀝青含氧量僅為0.51%（wt%），而罐頂內側附近的集積物氧含量高達20%（wt%），這說明貯罐頂板內側附近的集積物在周圍條件下，進行氧化放熱反應的可能性極大。根據文獻介紹和試驗測試的結果，可以認為：受災貯罐頂板內附近的集積物，在周圍條件和溫度下發生緩慢的氧化放熱反應，熱量不斷積累，最后達到自燃溫度而成為點火源。

　　經對同類貯罐頂板內側附著物進行倫琴射線衍射分析，未發現硫化鐵物質，因此基本上可以排除由于硫化鐵自燃發火而形成點火源的可能性。

　　受災貯罐及配管系統，采用電加熱和熱油循環方案，經推算可知，罐內電荷密度約

　　10-9庫侖/m3，瀝青液面電位約300V，這樣的數量遠未達到靜電放電水平，因此可以排除存在靜電火花而成為點火源的可能性。

　　在發生事故的當天，未在受災貯罐頂面上進行任何作業，因此可排除由于施工造成金屬物件互相撞擊或落地而產生撞擊火花的存在；另外，受災貯罐付油時引起負壓，造成貯罐破裂而相互磨擦產生火花的可能性，根據查看斷口處無磨擦痕跡，因此可以排除；受災貯罐周圍80m范圍內未使用明火，故明火火源亦可排除。

　　綜上所述，可以認為：引起火災爆炸事故的點火源，是由于吹制瀝青中的輕質成分在228℃的環境溫度下不斷揮發，并長期集積于貯罐頂內側附近，與周圍空氣中的氧發生氧化放熱反應，熱量逐漸積累，最后達到自燃溫度而成為點火源。

　�。�2） 可燃性物質分析

　　 火災成因之二是必須要有可燃性物質，而且其濃度要達到爆炸下限值，本次事故的可燃性物質來自何處？為此，對同類貯罐頂板內側附近的集積物樣品，在空氣環境下加熱，在達到一定溫度時，樣品即被點燃，火焰逐漸擴大。因此，只要存在點火源，則貯罐頂板內側附近的集積物就成為火災的可燃性物質。

　　貯罐內吹制瀝青的燃燒。吹制瀝青在貯罐內的貯存溫度為228℃，根據試驗測定，吹制瀝青的燃點347℃，因此吹制瀝青在點火源的作用下直接燃燒并引起貯罐爆炸是不可能的。而是在其它可燃性物質燃燒時，將貯罐液面附近的吹制瀝青加熱至347℃以上而引起燃燒，即二次燃燒。

　　熱油泄漏。事故發生后，在受災貯罐內取固化瀝青樣品進行分析，未發現熱油成分；另外，經對受災貯罐底部的加熱管進行檢查，亦未發現破裂漏油現象；經對吹制瀝青生產裝置中的原料和產品熱交換器進行檢查，同樣未發現漏油現象。因此，由于熱油漏入而成為火災的可燃性物質可以排除。

　　綜上所述可認為：本次事故的可燃性和物質是受災貯罐頂板附近的集積物在點火源作用下被引燃，火焰逐漸擴大，進而將貯罐內液面附近的瀝青加熱到燃燒溫度以上，導致瀝青著火。

　�。�3）助燃劑分析

　　吹制瀝青貯罐未采取特殊氣體保護，貯罐內上部氣相部分為空氣，氧含量為21%，因此本次吹制瀝青貯罐火災爆炸事故起因中的助燃劑為貯罐上部氣相中的氧氣。

　　本次火災爆炸事故原因結論：貯罐內吹制瀝青中的輕質組分不斷揮發，被集積在貯罐頂板內側附近，其濃度逐漸增加，并達到了爆炸下限值。此類集積物和所處氣相環境中的氧氣發生氧化放熱反應，由于熱發生速度大于熱逸散速度，因此熱量不斷積累，最后達到點火溫度而成為點火源，并點燃了濃度達到了爆炸下限值的集積物，火焰逐漸擴大，進而將貯罐液面附近的吹制瀝青加熱至燃燒溫度，導致大量瀝青著火，從而使貯罐內壓力急劇升高，造成貯罐變形，當超過極限強度后即發生貯罐爆炸。瀝青外溢，在周圍大氣中氧氣的助燃下，釀成更大的火災。

　　3事故防止措施

　　為了防止此類火災爆炸事故再次發生，該廠根據本次事故發生的原因，在原有管理辦法基礎上，增加了如下新的防范措施。

　�。�1）對于吹制瀝青貯罐，增加氮氣保護措施，對送入貯罐內的氮氣流量進行控制，以保持貯罐內上部氣相部分的氧含量在3%～7%，使助燃劑量少濃度低而不能形成火災爆炸事故；另外，規定定期檢測貯罐頂板內附近的可燃性氣體濃度（集積物濃度），以防止可燃性氣體濃度達到爆炸下限值，以此使火災爆炸事故不能夠發生；對貯罐頂板溫度進行檢測，以監視頂板內側附近的溫度狀態，以防止貯罐頂板內側附近溫度達到點火溫度，即消滅點火源，以此使火災爆炸事故不能發生。

　�。�2）將貯罐貯存吹制瀝青的溫度，由原來的228℃再降低10-15℃，使氧化放熱反應難于進行，以此消除點火源。

　　（3）修改貯罐管理標準；在貯罐開放清洗時，對頂板內側認真查看和處理，尤其要防止硫化鐵等自燃物質的出現和殘留，杜絕由此種物質形成點火源；采取措施，防止貯罐底板周沿受雨水侵蝕和其它腐蝕，以防腐蝕導致泄漏。

　　 (4)在修訂原標準的同時，加強對作業者進行安全教育和新標準的教育。