沸噴性油品是在火災燃燒過(guò)程中能夠發(fā)生沸溢或噴濺的油品，如原油、重油、渣油、蠟油等重質(zhì)油品。從這類(lèi)火災燃燒的情況分析，除了具有一般油品火災的共性之外，還具有其獨特的規律。在滅火工作中，重質(zhì)油品的沸溢和噴濺不僅會(huì )使油罐火災瞬間擴大蔓延，造成大面積燃燒，同時(shí)也會(huì )給滅火人員和消防車(chē)輛造成嚴重的威脅。

一、產(chǎn)生沸溢和噴濺的原因及過(guò)程

　　1、　原　因
　　重質(zhì)油品粘度較大，并含有一定量的水分，一般以乳化水和水墊兩種形式存在，因此也就產(chǎn)生了兩種不同的燃燒特性。如油品在燃燒過(guò)程中，由于熱波(熱波溫度遠遠大于水的沸點(diǎn))的影響，油品中的乳化水(也稱(chēng)自由水)被汽化沸騰，大量蒸汽泡在上升過(guò)程中被油薄殼所包圍，這種表面包含有油品的汽泡，比原來(lái)的水體積擴大千倍以上，浮在油面并從油罐向外溢流，這種現象叫沸溢。隨著(zhù)油品不斷燃燒，熱波溫度繼續下移，當熱波到達罐底水墊層時(shí)，水就會(huì )沸騰汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，并聚集在油層和水層之間，當蒸汽壓力超過(guò)上部油層重量時(shí)，便沖破油層向上拋出，這種現象叫做噴濺。
　　2、　過(guò)　程
　　當油品燃燒時(shí)，火焰將熱傳給液面，由于熱波的作用，使靠近液面的油層溫度上升，油品粘度變小，水滴向下沉積，同時(shí)受向上運動(dòng)的熱油的作用而蒸發(fā)變成蒸汽，導致液體體積膨脹，當油罐容納不下時(shí)向外溢出，形成沸溢(也稱(chēng)水沸溢現象)。
　　油品火焰向液面傳熱，液體吸收熱量，較輕油品組分首先被蒸發(fā)燃燒，而重質(zhì)組分油品因溫度沒(méi)有達到其沸點(diǎn)而不能汽化，則攜帶其吸收的熱量向液體深層沉降形成高溫油層，并逐漸加熱冷的液層，這種特性叫熱波特性。隨燃燒時(shí)間的延長(cháng)，高溫層會(huì )逐漸變厚，當高溫層的熱波頭接觸罐底水墊時(shí)，水便開(kāi)始吸收大量的熱量迅速汽化，使產(chǎn)生的蒸汽體積迅速膨脹，將上部油抬起拋向空中并向罐外噴射，形成噴濺。
　　綜上所述，形成沸溢和噴濺的主要因素是油品中含有水分。油品中水的來(lái)源有以下兩種，一是油品本身含有水分，原油在油罐中靜止后，油水分離使部分水沉降底部而形成水墊。二是油罐防水防雨設施不完善。另外，還有一種類(lèi)似沸溢現象，叫油沸溢出。即在熱波形成以后的任何時(shí)間內，在燃燒的表面上施放水或泡沫時(shí)會(huì )產(chǎn)生油沫，只要沒(méi)有其它通路，油品會(huì )超過(guò)油罐邊緣而溢出。如1986年3月30日林源煉油廠(chǎng)油罐爆炸著(zhù)火，就是在撲救中射入水和使用泡沫時(shí)油罐出現早期油沫溢出(也稱(chēng)油沸溢現象)。因此，在滅火過(guò)程中，冷卻水使用不當或實(shí)施泡沫滅火一次不能將火撲滅時(shí)，尤其是在著(zhù)火罐燃燒時(shí)間較長(cháng)，罐內液體已形成高溫層的條件下，射進(jìn)的水或泡沫在熱油中就會(huì )被迅速汽化形成油沫子，導致油品大量涌出罐外。

二、油品沸溢和噴濺的特點(diǎn)及規律

　　1、　沸噴性油品火災的燃燒規律
　　很多油罐火災事例證明，沸噴油品的燃燒可分為三個(gè)階段：一是初期階段，著(zhù)火后30　min以?xún)?，這個(gè)時(shí)期油品燃燒較為平穩，一般不會(huì )發(fā)生沸噴。二是猛烈階段，即火災中期，是火災燃燒最強烈的階段，也是發(fā)生沸溢和噴濺的關(guān)鍵時(shí)期。油罐發(fā)生沸噴的時(shí)間與重質(zhì)油品的油層厚度和其含水量以及粘度等有關(guān)，一般油層越厚發(fā)生沸噴的時(shí)間越晚，油品含水大、粘度大發(fā)生水沸溢也較劇烈。但燃燒中期也有火焰起伏現象，其原因是油罐發(fā)生燃燒，首先輕質(zhì)油分揮發(fā)，在一定的油層厚度內，重質(zhì)餾分相對增加，在火焰輻射熱的作用下，液面會(huì )發(fā)生焦化而形成焦質(zhì)層，這個(gè)焦質(zhì)層既不利于油面的燃燒，又可阻止下層油品蒸發(fā)。因此，在這段時(shí)間內火勢較弱，燃燒較平穩，可以說(shuō)是中期的燃燒低潮，約有幾分鐘到十幾分鐘。隨燃燒時(shí)間的延長(cháng)，油層受熱增大，焦質(zhì)層下油蒸氣增多，其壓力不斷提高，突破焦質(zhì)層進(jìn)入燃燒區，火勢轉為猛烈，燃燒強度出現高點(diǎn)。掌握火災的起伏現象，對于油品燃燒中期滅火是非常重要的。三是熄滅階段，輕質(zhì)油將燃盡，燃燒強度逐漸下降，直至熄滅。
　　2、　沸溢和噴濺發(fā)生前的特征
　　沸溢前的表面特征：火焰突然增高、變白、發(fā)亮。這是因為大量汽化蒸汽在上升的過(guò)程中，加速了燃燒區的油蒸氣擴散速度，即增加了火焰的紊流性質(zhì)，從而增大了火焰表面積，使油蒸氣和空氣氧化更加充分，燃燒溫度增高，濃煙減少，火焰發(fā)白發(fā)亮。同時(shí)，大量水滴受高溫作用急劇汽化而形成飛濺并發(fā)出輕微的轟隆和嘶嘶聲，即油炸食品的聲音。噴濺前的表面特征：除火焰突然增高外，罐內由于壓力升高而造成罐體抖動(dòng)或振動(dòng)。
　　3、　沸溢和噴濺發(fā)生的時(shí)間
　　根據撲救林源煉油廠(chǎng)火災事故分析，沸溢時(shí)間主要與油品種類(lèi)、油品含水量以及罐內液面距罐上沿的距離大小有關(guān)。試驗證明，含水為1%的原油燃燒45～60　min后就會(huì )發(fā)生沸溢，噴濺發(fā)生的時(shí)間要比沸溢晚，這主要與儲罐內油層厚度、油品燃燒的直線(xiàn)速度和熱波速率有關(guān)，即

式中　t——噴濺時(shí)間，h；
　　　h——儲罐內油層厚度；
　　　v₁——油品燃燒的直線(xiàn)速度；
　　　v₂——熱波速率。
　　如果油罐燃燒時(shí)間較長(cháng)，油品含水較少，在火災撲救過(guò)程中射進(jìn)水或泡沫，這樣在高溫油層已經(jīng)形成的條件下，就會(huì )出現油品沸溢現象。
　　4、　發(fā)生沸溢和噴濺的規律及其范圍
　　一般說(shuō)來(lái)，一次油罐火災可連續發(fā)生幾次沸溢，兩次沸溢時(shí)間間隔最短為30　min，最長(cháng)為135　min，沸溢的平均間隔時(shí)間為90　min。
　　在油層較淺的情況下，噴濺一般只發(fā)生一次，在油層較深的情況下往往發(fā)生多次，但其特點(diǎn)是間隔要比沸溢短，因為在第一次噴濺之后，罐內剩下的高溫層油品在翻動(dòng)接觸水墊時(shí)，經(jīng)過(guò)熱傳遞過(guò)程又很快汽化成很大的蒸汽壓，以致再次噴濺，而且噴濺威力有時(shí)比前次還要大。
　　沸溢或噴濺時(shí)油品溢出或飛濺的范圍不同。沸溢時(shí)，因受地勢或防火堤的限制，一般油品溢出距離可達幾十米。若地勢較高，防火堤不完善，則局部油品隨地勢流散可達300　m以上。有時(shí)沸溢油品可能越過(guò)防火堤，造成大面積擴散。噴濺時(shí)，由于受?chē)姙R高度和風(fēng)力的影響，水平擴散距離有時(shí)可達130　m以上，而不受?chē)痰挠绊?，燃燒面積可擴大10　000　m²以上。從國外一些資料看，油品沸溢或噴濺時(shí)至少使燃燒面積擴大10%，多者達75%～80％。從我國幾次火災發(fā)生沸溢的情況來(lái)看，一般每次在10%～30%之間，噴濺要比沸溢的危害大得多。

三、撲救火災的措施

　　(1)油罐火災具有先爆炸后著(zhù)火的特性，因此要考慮各種復雜情況，首先要對著(zhù)火罐和鄰近罐實(shí)施冷卻，防止火勢擴大，降低燃燒罐的溫度，延長(cháng)發(fā)生沸噴的時(shí)間。同時(shí)，調集力量，掃清外圍，充分做好滅火準備。
　　(2)對于撲救沸噴性油品火災來(lái)說(shuō)，一是油罐燃燒的初期階段，這時(shí)液體表面還沒(méi)有形成高溫層，熱油向下傳遞不深，溫度也不高，此時(shí)不會(huì )發(fā)生沸溢，更不會(huì )出現噴濺現象，是滅火的最佳時(shí)期。這個(gè)時(shí)期要及時(shí)投入大量泡沫滅火設施進(jìn)行滅火。二是在猛烈階段，液面形成結焦層的燃燒低潮期，組織實(shí)施滅火是較為有利的時(shí)機。這時(shí)輕質(zhì)油受到結焦層的限制，揮發(fā)較慢，因此燃燒強度較弱，滅火較為有利。但這個(gè)時(shí)期滅火時(shí)應當充分考慮熱油層的問(wèn)題，否則施放泡沫時(shí)會(huì )產(chǎn)生燃燒著(zhù)的油沫而使施放的泡沫遭到破壞或者越過(guò)罐邊緣溢出。最好的方法是在施放泡沫之前采取以下措施：①從遠處以扇形在燃燒表面上施放直流水流，故意使燃燒表面產(chǎn)生含油氣泡，以達到控制油沫的目的(溢出的油沫必須引導到安全地段或可有效控制的地方)，冷卻熱波層，減少熱波層的深度，待油沸溢穩定后，再施放泡沫滅火。若油沫不斷產(chǎn)生，則應考慮沸溢噴濺的時(shí)間，以便及時(shí)撤出。②往罐內輸入部分冷油，然后施放泡沫。必要時(shí)兩種方法可同時(shí)進(jìn)行，但輸冷油應在罐位允許的情況下進(jìn)行。
　　(3)猛烈階段的滅火計劃應著(zhù)眼于減少可能發(fā)生的沸溢和噴濺帶來(lái)的破壞?；饒?chǎng)指揮員要密切注意火情變化。了解燃燒的時(shí)間、油品含水以及罐底水墊等情況。隨時(shí)觀(guān)察油罐熱波面向下推進(jìn)的時(shí)間，可采取以下兩種方法：①在罐壁上噴水觀(guān)察蒸發(fā)情況；②在罐壁上涂刷一道特殊的溫度指示漆(如汞碘亞銅涂料)觀(guān)察顏色變化情況。根據火場(chǎng)實(shí)際情況推算出可能發(fā)生沸溢、噴濺的時(shí)間。同時(shí)，指定一個(gè)或幾個(gè)人作為火情觀(guān)察員，隨時(shí)觀(guān)察火情，發(fā)現異常情況及時(shí)發(fā)出信號。在可能發(fā)生沸溢、噴濺的前期，正確采取轉移油品降低液面、排除罐底積水或輸入冷油等措施，以破壞產(chǎn)生沸溢和噴濺的條件。加強對燃燒罐和毗鄰罐壁的冷卻，在無(wú)準備的情況下禁止將水噴入燃燒罐內。
　　(4)正確選擇和使用滅火裝置，建議推廣拱頂油罐使用液下噴射泡沫滅火裝置，其優(yōu)點(diǎn)是：①不受油罐爆炸的影響，沸噴油罐火災實(shí)例證明，大多為先爆炸后燃燒，隨著(zhù)罐頂的爆炸，罐上泡沫滅火裝置很容易遭受破壞，從而影響了火災的撲救；②泡沫是通過(guò)液下噴射的，因此泡沫不受火焰和上升熱氣流的影響，同時(shí)泡沫在油品液體內上升的過(guò)程中，還可以起到冷卻和破壞熱波層的作用，使泡沫在液面形成覆蓋層。