原油沸溢和噴濺是原油火災(zāi)中的兩個(gè)惡魔。為了避免原油火災(zāi)中的傷亡事故發(fā)生,有必要了解掌握火災(zāi)中的沸溢和噴濺知識(shí)。
地下開(kāi)采出來(lái)的石油,未經(jīng)加工前叫作原油。原油是烴類的混合物,主要成分是碳?xì)浠衔铩T偷酿ざ容^大,而且不同程度地含有一定的水分。在原油火災(zāi)中,原油中的水因被加熱汽化變成水蒸氣,并形成氣泡,蒸汽泡被油薄膜包圍形成大量油泡沫,使體積劇烈膨脹,超出貯罐所能容納時(shí),就會(huì)像煮稀粥溢鍋一樣,溢出罐外,造成沸溢。大量水迅速汽化為水蒸氣時(shí),體積膨脹1700倍,其蒸汽壓也迅速增大,當(dāng)水蒸氣以很大的壓力急劇沖出液面時(shí),把著火的油品帶到上空,形成巨大火柱,這種現(xiàn)象叫噴濺。沸溢和噴濺在原油火災(zāi)中危害極大,沸溢可使原油濺出距離達(dá)幾十米,大油罐儲(chǔ)油多時(shí),其溢出的面積可達(dá)幾千平方米,從而使火災(zāi)大面積擴(kuò)散。噴濺時(shí),原油的火焰突然騰空,火柱可高達(dá)70~80m,火柱順風(fēng)向噴射距離可達(dá)120m 左右?;鹧嫦戮頃r(shí),向四周擴(kuò)散,容易蔓延至鄰近油罐,擴(kuò)大災(zāi)情,并且可能使滅火人員突然處于火焰包圍中,造成人員傷亡。
發(fā)生沸溢及噴濺的原因
1. 輻射熱的作用
原油罐發(fā)生火災(zāi)時(shí),輻射熱在四周擴(kuò)散的同時(shí),也加熱了油品表面。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng),被加熱的液層也越來(lái)越厚,當(dāng)溫度不斷升高,原油被加熱至沸點(diǎn)時(shí),燃燒著的原油就會(huì)沸騰,溢出罐外。
2. 熱波的作用
當(dāng)原油燃燒時(shí),沸點(diǎn)低的輕餾分變成蒸氣,離開(kāi)原油表面被燒掉,而沸點(diǎn)高的重餾分,則逐步下沉并把熱量帶到下面,在液面下形成一個(gè)熱的鋒面,當(dāng)繼續(xù)燃燒時(shí),此熱鋒面逐漸沉入下部的"冷面"中,這一現(xiàn)象稱為熱波。輻射熱和熱波往往是共同作用,使原油很快達(dá)到它的沸點(diǎn)而發(fā)生沸溢。
3. 水蒸氣的作用
原油中含有自由水、乳化水,熱波會(huì)使原油中的水被加熱汽化,變成水蒸氣。水一旦變成水蒸氣,其體積膨脹,蒸汽壓也相應(yīng)增大,當(dāng)超過(guò)原油的液壓時(shí),水蒸氣會(huì)向上逸出,并形成大量的氣泡,蒸汽泡沫被油薄膜包圍形成油泡沫,這樣使原油的體積劇烈膨脹,超出貯罐所能容納時(shí),就向外溢出,形成沸溢。隨著燃燒的繼續(xù)進(jìn)行,熱波的溫度逐漸升高,且不斷向下移動(dòng),當(dāng)熱鋒面遇到水墊層(或大量水)時(shí),大量水變成水蒸氣,蒸汽壓迅速增大,以至將水墊層上部的原油拋向上空,形成噴濺。