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危化品仓库火灾爆炸事故的消防救援

时间:2022-05-17 18:40:07 浏览次数:

编者按:化学品仓库是火灾、爆炸事故的多发区,因储存化学品性质和数量不同,救援方式也有所差异。若处置不当,不仅会恶化火情,还会对消防人员或周围环境造成重大危害。因此,科学援救至关重要。本文选取了3则国外典型危化品仓库火灾爆炸事故的消防救援案例,供读者借鉴。

危险化学品(以下简称危化品)是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品,其自身的危险性对危化品仓储环境提出了严格的要求。然而,危化品仓库仍是火灾甚至爆炸事故的多发区。应对危化品火灾,需要消防员具备科学的救援知识,针对化学品特性采取扑救策略。否则,会引起比火灾更严重的后果。

火灾前的原材料仓库,视线中紧闭的卷帘门为2号货物间

英国联合胶体化学公司爆炸事故

1992年7月21日14时20分,英国西约克郡布拉德福德市联合胶体化学公司原材料仓库发生一系列爆炸,引发火灾。

事发公司概况

英国联合胶体化学公司成立于1935年,是一家从事特殊化学品生产的公司,特别是生产用于处理污水,生产纸、漆料和农药的化学品。1953年,迁到此次事故发生地,即布拉德福德市Low Moor地区。该公司仓库内储存有大量不同种类的危险化学品,是一级重大危险场所。

联合胶体化学公司有1 900余名员工,占地13万m2,旁边即为占地 5万m2的农药生产厂。紧邻公司东、北和西南方向的是居民区,南方和西北方向为正在建设的工业区。

原材料仓库位于公司的西部,1989年7月投入使用,是此次事故的核心区域。其东面是2个外部化学品桶罐存放区域,分别为X区和J区,加工完毕的货物放在H区。仓库南面存放有桶装易燃液体,此外,距仓库150 m处有6个大型储罐,里面是高度易燃的、有毒的丙烯腈。

事故中损坏的原材料仓库和X区,原计划储存非易燃原材料和一些易燃的成品,但随后仓库用途发生重大变化。事发时,原材料仓库存有化学品936 t,X区有712 t,J区有1 050 t,一共约450种。仓库内部东北角有2间防火货物间,其中2号货物间存有偶氮二异丁腈1.9 t,过硫酸铵12 t,过硫酸钠5.2t,其他氧化物6 t(主要为硝酸物)和其他少量化学品。

事故经过

事故发生后,原材料仓库大门严重损坏

7月21日9时,公司接收到1份4桶偶氮二异丁腈,7袋过硫酸钠的订单。10时,员工从2号货物间备完货后,关闭卷帘门。当天早上,曾出现降雨,叉车经过数次后,仓库地面变得潮湿。于是,电工打开加热鼓风机,对仓库进行烘干。但他忽略了温度调节器,只看了控制面板便离开了。2号货物间的加热系统开关和鼓风机同在一个面板上,电工说他没有触碰过加热系统开关。13时30分,仓库后面的叉车驾驶员发现2号储物间下部通风口出现烟雾,随即激活警报。公司5位包括安全经理在内的高管和内部消防队出动。

首先到达的消防员稍微抬起房门,发现2桶或3桶偶氮二异丁腈爆裂,液体洒落到低处的货架和地面上,并产生了尘云,但并没出现火情。随后,安全经理、值班化学工作者及其他人员把房门升到1 m,又确认了这一信息。然后关闭了门。桶上方蛭石的隔离板也出现了损坏,一片长为300 mm的板断裂,坠落在地上。

内部消防员把消防车停在X区内最近的出口处。人们认为当时形势可控,并且部分现场员工已经撤退。当时储物间的温度约为18℃~20℃。那些留在现场的人开始讨论如何清除这些洒落的液体。人们在查阅了供应商提供的偶氮二异丁腈相关信息后,决定使用真空吸尘器清除有毒尘云。

约14时10分,员工又在原材料仓库后面的通风机处发现了烟雾,这预示着仓内又发生了泄漏。5 min后,值班化学工作人员从门口观察2号储物间。这次他发现在刚才泄漏处下方的1袋过硫酸钠也发生了泄漏,烟雾和蒸气云从袋中飘出,还伴随有气体泄漏的嘶嘶声。他意识到情况严重,但还没来得及进行喷水扑救,蒸气云已经燃烧,火苗大概有300 mm长,火苗立即蔓延至整个2号储物间。

该值班人员开始撤退,还没迈出4 步,便听到一声巨响,随后摔倒在地。此时,储物间附近的所有人正在撤退。正在装载货物的安全经理听到物体坠落的声响后,跑进仓库寻找正在撤退的员工,并通过储物间敞开的约1 m高的门,看见从门口到后墙有2/3的地方都在燃烧。人们尝试灭火,但随后发生了几次小爆炸,所有员工撤退。

14时22分,拨通火警电话。6 min后,从当地消防站出发的救援人员首先到达现场。当时,浓浓的黑烟从仓库中冒出,火势蔓延到外部的X区后逐渐增大后,烟雾也大量喷发。

X区域的化学桶罐变成了炮弹,发生爆炸,其中1枚将成品库屋顶砸坏,坠落到仓库内。当时有西北风,风速为25 km/h,所以浓烟一直往东飘,影响到了距公司3.2 km外的道路交通。最终从距离公司16 km的利兹市中心也能看见浓烟。

随后,应急预案激活。所有员工都聚集到公司南面空地。随着火势的持续,该区域有可能会受到烟雾的影响,员工又转移到了安全的地方。

消防救援

在火势达到最高峰时,现场已有36辆消防车,173名消防员,由副消防队长统一指挥。消防员在获取水时,遇到了巨大的困难,因为当地供水管道不能提供足够的水。最终,从距事发地点西面900 m和东北方向500 m处的地方获取水。

在火势影响到外部的桶罐存放区之前,人们还在X区和J区用泡沫进行灭火,用掉了公司所有的泡沫灭火器。然而,泡沫不能冷却成品仓库和易燃液体。

14时45分,大火产生的浓烟惊动了布拉德福德大都市政府环境健康官员。向群众讯问后,把相关信息告知了市应急计划官员。在当地官员的协助下,首先安排了将更大范围的居民疏散到附近的体育馆内。市长也到达了市政大厅的应急指挥中心。

消防员之前和公司事故负责人联系过,强烈建议启动公司警报,通知附近的民众和事发场所的员工,但是公司一开始并没有听取建议。进一步的沟通和火势增大后,最终在14时55分启动了警报。警报一直持续到15时40分,直到大火影响到电力输送站,电力组工作人员切断了电力输送。

停电导致公司的污水排污泵暂停,不能及时排除的污水就从事故现场向外扩散。15时45分,消防人员通知约克郡自来水厂和英国国家河流管理局(Nationanl Rivers Authority,简称NRA),告知他们大量含有化学污染物的水从事发地向外扩散。

8月8日,大火最终得到了控制。事故发生后18天内,消防员在清理事故现场时,还会看见复燃现象。

伤亡和损害情况

事故现场散发出的浓烟

尽管火势巨大,但所幸公司员工无人伤亡。只有那名首先发现泄漏烟雾的叉车驾驶员感觉不舒服,在经过公司医务人员检查后,未再接受任何其他治疗。3名群众被送往布拉德福德皇家医院接受检查,其中1位暂留医院过夜。当地1位残疾人士的肺部出现急性哮喘,住院1周。这应该是警报提醒群众关闭门窗之前,他吸入烟雾导致的。

救火结束后不久,有33人被送往医院,其中包括20名消防员。6名留院治疗1天。1名交通指挥员因病休假4个月,而1年后仍没有完全恢复,29警察上报有出现身体不适。

原材料仓库大部分被化为灰烬,其他的部分建筑结构也严重损毁。X区和J区完全烧光。成品储存处也仓库也收到严重损坏。几部叉车和一辆装有16 t化学品的卡车被烧毁。

污染

污水从事发现场流出后,大部分顺着水沟流向北布赖尔利污水处理厂(North Bierley Sewage treament works),但小部分污水则直接流入斯宾河(Spend Beck)。化学污水和未处理的工业废水储存在处理厂的雨水罐中。17时30分,雨水罐被注满,而处理厂没有其他的储存设备,只能让水流向河中。这个过程持续了24 h,污水相继流到了斯宾河、考尔德河(River Calder)、亚耳河(Rivers Aire)、乌斯河(River Ouse)等。

NRA对斯宾河、考尔德河与亚耳河3条河流生物活动进行了超过3周的监测。火灾后的第3天,人们发现考尔德河出现鱼类死亡;后来,确定污水对50 km水域内水生物产生了严重影响。除监测死亡鱼类数量外,NRA还对有毒物对微生物的毒性进行了基因测试。

流入河内的水包含有悬浮沉积物,它们的生化需氧量和化学需氧量非常高,含有高浓度的清洁剂和溶剂。这意味着鱼类和无脊椎生物不仅仅是因为化学品而死亡,还有工业污水的原因。NRA估计考尔德河下游与亚耳河共1万条鱼死亡。

污水流入河道内,造成严重污染

事故原因

英国职业安全健康监察局起初把注意力都集中于火灾的源头,最终认为爆裂的偶氮二异丁腈遇到硫酸盐后,可能被盖子掉落到地面时产生的能量引燃,发生爆炸。

调查还发现,2个货物间并非按照当初设计用途使用。1号储物间不仅存有4.4 t有机过氧化物,还有0.8 t的偶氮二异戊腈。2号储物间有25.4 t的化学品,其中21 t为过硫酸盐,1.9 t为易燃的偶氮异丁二腈。而过硫酸盐和偶氮异丁二腈不可以储存在一起的。

X区本来用于储存非可燃性材料,但实际却储存了大量的易燃性材料,包括毒性材料和67 t高度易燃液体。J区储的材料虽然可燃性不强,但其旁边停了一辆装有16 t乙酸正丁酯的运输卡车,这导致了火势蔓延到J区。

公司物流部门125名员工,没有化学专家或有具备安全资格的人。公司除对物流总监进行几个小时的SHE政策解读外,其他人员均未接受相关安全管理培训。

吸取教训

此次火灾暴露出的严重错误就是化学品分类,并把2种不相容的物品一起储存。尽管公司有书面隔离化学品的政策,但还不完整。此外,该公司还没有遵守1986年英国职业健康安全监察局出台的《有包装的危险物品储存标准》(The storage of packed dangerous substances)。仓库和其他储存化学品的地方,应按照设定的用途进行使用。尤其注意隔离易燃的、不相容的物体。

公司提供健康和安全相关培训时,不应该忽视非生产部门。风险评估时,上述区域也应受到重视。定期检查仓库安全情况,建立事故和伤病数据分析资料;仓库安全也应该视为公司安全计划的一部分。重视与安全相关的维护保养;管理人员、监督人员和化学品仓库操作员应该接受相应培训,特别是化学品安置和隔离等方面的培训。对每位员工接受的培训做记录。

火灾初期,公司没有提供烟雾的毒性信息,这对消防人员造成了很大的困难,因为他们必须立即决定是否需要封锁道路、疏散居民和穿戴防护衣物等事项。事后,面对来自公众和媒体的问题,消防员仍然缺乏烟雾毒性信息。公司应给应急人员和其他公众提供潜在毒性信息。

事故发生发生后若有升级趋势,则应立即召集应急人员。这项要求应该包含在应急计划中。

除了公司安全管理、仓库使用、信息公布,现场外部的应急计划应清楚表明如何采取必要措施控制环境污染。此处尤其要注意的是,灭火需要千万升的水,这些水会和泄漏的化学品混合。混合物再流入河道内,会污染水源。事故报告发布时,英国国内还不存在简单明了的处理事故污水的指南。污染水源与HSE部门、NRA和应急服务部门密切相关。公司指定应急计划时应考虑如何控制消防污水。建议HSE部门应与其他有关部门联合,建立控制污水的指南文件。污水外泄会对环境造成重大影响,所以还应该考虑相关部门设施能储存多少污水或如何减轻污水外泄的影响,考虑到此次事故的最严重后果即为环境污染和鱼类死亡,这一点是重中之重。此外,无论是正常作业还是紧急撤退时,公司都应尤其注意避免出现拥堵。

美国宣伟公司火灾事故

1987年5月27日,宣伟公司仓库发生火灾事故,造成3 200万美元的损失,1名公司员工受伤,1名消防员把腿扭伤。美国俄亥俄州戴顿消防局因为没有尝试扑灭宣伟公司仓库大火,而避免了双重灾难。

事发地点

宣伟漆料仓库建于1977年,占地1.8万m2,墙高10 m,是大型的、配有办公区域的仓库。仓库位于蓄水层上方。蓄水层的水井为该区域十几万居民提供饮用水。如果消防用水和泄漏化学品混合物失控后,会污染水源,造成比火灾更大的损失,就像1986年瑞典山度士化学品仓库(Sandoz Chemical Warehouse)火灾事故一样,污染莱茵河水。

仓库内配有自动喷淋系统和消防泵。自动喷淋系统的流量为1.2 L/min,覆盖区域为371.6 m2。消防泵进水由直径为30 cm 的管线完成,一侧连接着直径为25.4 cm的出水管,出水管连接着自动喷淋系统。

该仓库储存有5 678 m3的漆料和大量的罐装气溶胶和其他易燃液体,这些液体多数以19 L的容器装载。仓库内的货物都储存在4层高的货架上,此外,仓库内拖车上还储存有其他物品。

水系统

俄亥俄州戴顿及周围区域的公共用水都是从宣伟公司仓库下方的蓄水层内抽取的。仓库所在地及周围区域就有很多水井。

化学品可能从地表渗入地下水层,污染水源。这种可能性在仓库建设之初便引起了人们的担忧。尽管火灾之前人们就对此进行过激烈的讨论,但消防部门没有采取任何具体措施来应对这种风险。

火势情况

1987年5月27日晚,正在操作叉车的员工突然晕倒,将几罐易燃液体洒在仓库东部区域。洒落的液体可能被叉车产生的火花引燃,使该员工受到严重烧伤。在其他同时的帮助下,人们把员工衣服上的火扑灭了。但其现场他部分的大火已很难控制,于是撤离了现场,期间没有其他人受伤。员工把这种行为归功于公司的培训,所以他们知道如何应对。

大火触发了自动喷淋系统和警报,戴顿消防局也不断接到来自周围居民和公司员工的报警电话。消防局启动了应急警报,21时07分,1名分区指挥官、1辆卡车和3辆机车出动。在出动过程中,指挥官再次启动应急警报,此后又出动了1名分区指挥官、2辆卡车和4辆机车。21时14分,首先到达现场的指挥官要求第3次启动警报。最终现场有84名消防人员、10辆消防车、5辆卡车和12辆其他车辆。

第1批消防员达到现场时,大火已烧毁屋顶,仓库东部也完全被大火吞噬。气溶胶罐从仓库内飞出。人们首先想保护未着火的部分、办公区和消防员安全。分区指挥官立即决定不让消防员连接消防泵的喷水管,因为其位置离仓库墙体很近,很可能会让消防员受到高温的威胁,墙体倒塌和飞出的气溶胶罐也很危险。随后,大火穿过防火墙,向西部蔓延。21时32分,消防员被告知,该建筑可能会被完全烧毁。

仓库的喷淋系统已被大火吞噬,几乎对仓库中心大火扑救无任何效果,但它的确拯救了仓库的办公区。人们还发现损坏的喷淋系统管道开始漏水。不久,便手动关闭了系统。

格伦·亚历山大是火灾初期的指挥官。他下令不许在仓库灭火时使用水,只有在消防用水能够控制和监测时才可使用,因为他考虑到消防用水流出后会污染水源。

施救过程中人们还考虑了仓库的储存物、选择空气污染还是水污染及其他问题。事发当天,除了当地供水部门外,该州空气和水污染专家也到达了现场。人们达成一致,决定不采用喷水救火,避免增加风险。

道格拉斯·霍尔是戴顿水力部门的环境保护经理。他说,没有采用喷水灭火这个决定很果断。这之所以很容易决定是因为人们了解到仓库中没有剧毒材料,周围也没有居民。如果不是考虑到对地下水源的威胁,或许就会采取喷水灭火,并对消防用水进行控制。虽然没有采取这种措施,但自动喷淋系统也运行了一段时间,产生了废水,流到了迈阿密河。事故第1天,人们把河中的漆料溶剂等物质分离出去;事故第4天河道的大坝开始截水,为最后的污染物处理做准备。事故还造成了轻微的土壤污染,但污染程度显然可控,所以没有影响到水源。

据报道,大火在5月28日0时12分得到了遏制。但实际上,直到大火发生的6天后,即6月2日,才被控制住。

合规情况

事发仓库遵守了《俄亥俄州建筑标准》。该标准规定,只要仓库有完整的喷淋系统,就可以有无限的存储区域,但没有提及类似仓库的完整喷淋系统应包含什么。如何才能在遵守相关条例的同时,采用成本较低的消防安全设计,从而可以储存有大量易燃材料的仓库,便成了人们的疑问。

第1种方法是将仓库再下分为不同的隔间,每个隔间都要有高流量的喷淋系统。第2种方法是用几面防火墙和可以控制某些火灾的小流量的喷淋系统(但这种火灾从未出现过)建造更宽阔的空间。第3种方法就是在安全、偏远的地方建造轻便的一次性仓库,但这个方法不符合多数规定。如果担心污染环境,可以在仓库周围建造蓄水池,拦截消防用水。

经验教训

风险管理 从此事故中学到的最重要经验不仅是简单的“有些火灾应该允许任其燃烧”,而是“所有救援行动的后果一定要从科学与知识角度出发,深思熟虑”。亚历山大指挥官将消防队长描述为“风险管管理者”。这是风险管理的良好应用,它延伸了消防队长的角色和职责。类似火灾事故的风险管理需要考虑如下因素:涉及物品和化学品的特性;空气污染还是水污染;风力、风向和天气状况;是否有能力控制火势,将其扑灭,或拦截消防废水的能力;选择短期影响还是长期影响;生命与财产安全以及疏散等问题。

水污染 此次事故中决定不适用水灭火,减少了土壤污染的严重程度和财产损失。当地空气和水污染专家被调往现场提供咨询。瑞典山度士化学品仓库事故就向人们展示了如果不考虑水污染将导致的后果。然而,如果有较高的风险或严重空气污染问题,任其燃烧也不可取。危险物品火灾救援制定计划前和制定计划期间应该考虑到救援会造成的水污染。

保险和起诉 亚历山大指挥官说,仓库投保的保险公司将不会因其没有用水灭火而起诉消防局。主要原因是消防队长决定放弃用水时,仓库已经完全烧毁。但如果仓库本来有拯救的可能,事情就会出现不同的结果。出于对保护环境的考虑,消防部门决定让火继续燃烧之前,应该与律师和财产主人进行沟通,这是救援预案的一部分。

自动喷淋系统与防火墙 自动喷淋系统和放火墙都在大火中失效了。显然,喷淋系统很快被大火吞噬,不能提供所需水量,而该系统又符合俄亥俄州的标准。仓库的防火墙没能抵抗住大火,烧出了缺口。所以亚历山大呼吁重新审核自动喷淋系统标准和防火墙标准。

消防员安全 值得注意的是,此事故中只有1名消防员受到轻伤,这主要归功于指挥人员的决定——不让消防员连接消防泵,远离墙体。

土地开发 如果当初不允许仓库建在水井区,事故就不会对地下水造成的威胁。环境影响应该是土地开发决策中的主要因素。然而,火灾可造成的潜在影响并没有体现出。消防部门应尝试确保这些因素在土地开发时得到了人们的重视。

员工培训 此事故是由员工意外引发的,这种火灾是否可完全预防值得人们讨论,但有些措施未必可行,比如不允许会产生火花的机械在任何可能发生易燃液体泄漏的地方出现。

此次火灾因为员工培训达标,所以他们才能很快撤离、集结,扑灭叉车司机身上的火苗。然而,员工们集结的地方受到了大火中崩出罐体的袭击,导致员工不能集结在一起,无法通过点名确定是否所有员工已撤离。

事故指挥 此次火灾近乎为事故指挥系统的模范。随着警报不断启动,高层领导顺利与前期指挥人员顺利交接,期间也没有遇到重大沟通问题。接警人员也成功处理了公众及公司员工对此次事故的报警电话。事故指挥降低了人员伤亡和财产损失。

美国DrillChem化学工厂爆炸事故

事故描述

2015年8月14日16时30分左右,美国德克萨斯州休斯敦北部蒙哥马利县康罗市(Cooe)DrillChem石油工业供应公司发生爆炸,引发三级大火,将该公司2间用于储存化学品的仓库烧毁,产生大量浓烟,但没有造成人员伤亡。

事发仓库于2008年建成,占地1858 m2,曾经为某绝缘材料公司所在地。事发公司前几年搬到现在的位置,并且没有火灾或违反消防规定的历史。

距爆炸中心1 km左右的居民韦恩·帕特森说,他大约听到3~4次爆炸声,最后1次爆炸冲击到了房屋。他出门时,发现了空中的浓烟。随后帕特森收到了当局发来的短信,要求关闭空调。另外,他表示自己眼睛有灼烧感,虽然并不严重,但可以感觉到很不舒服。

消防救援

当地消防局局长麦克·勒古德斯说,当时消防局接到报警,发生了爆炸,其他信息一无所知。随后约50余名消防员出动,并封锁了事发区域周围部分道路。还成立了移动指挥中心,急救车也赶到现场准备救援,但最终没有收到人员伤亡报告

消防员尝试确定仓库内危险化学品种类。尽管勒古德斯认为事故并不会立即对居民健康产生影响,但还是派遣了1支危化品处理小组前往现场,并进行空气质量监测。事故信息也上报到了美国环保署(U.S. Environmental Protection Agency)。还要求周围3.2 km内的居民在住所内避难。

上:爆炸现场产生的浓烟
下:事故发生后紧急出动的消防车辆

蒙哥马利县消防局局长吉姆·威廉姆斯说,由于不清楚化学品种类,并考虑到用水灭火可能会对环境造成影响,最终决定采取让其自行燃烧(burn down)策略。期间尝试确定燃烧物为何种化学品,应用何种阻燃剂进行灭火。18时左右,消防员开始用泡沫灭火,2 h后将火势控制住。傍晚时分,事发地点0.8 km内的居民被要求避难,其他地方的警报解除。

编后语

危化品仓库火灾爆炸事故时有发生,“8·12”天津港爆炸事件也属于此类。关于消防救援和“burn down”策略(划出隔离带,人员撤离,里面烧完炸完再进去处理)的争论,从上述事故中可以看出,国外的确有应用“burn down”救援策略的案例。这种策略的选择要根据火灾实际情况进行确定,比如燃烧物的种类、数量、特性,事故周围情况,燃烧是否会对大气造成污染,若喷水灭火是否会对水源造成污染等。

科学救援或救援策略的选择是消防人员素质的体现,也是保障人们生命和财产安全及消防员自身生命安全的重要条件。事故为人们提供借鉴,从事故中吸取经验和教训,才能提高消防救援水平,这就是案例分析的价值所在。

编译自英国职业安全健康监察局和美国国土安全局官方材料及外媒新闻

(图片源自网络)

实习编辑  郁振山

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