Giới thiệu về bể chứa xăng dầu
Các bể chứa xăng dầu có thể thiết kế theo kiểu ngầm hoặc kiểu nổi theo tiêu chuẩn TCVN 5307:2009 “Kho dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ – Yêu cầu thiết kế”:
– Kiểu ngầm: Khi bể chứa đặt chìm dưới mặt đất và có mức xăng dầu cao nhất trong bể chảy tràn ra vẫn thấp hơn 0,2 m so với công trình thiết kế thấp nhất xung quanh đó. Ngoài ra, các bể chứa khác được coi kiểu ngầm khi:
Bể đặt nổi có đắp đất phía trên mái với chiều dầy lớp đất nhỏ nhất là 0.3m và phía ngoài thành bể đắp đất có chiều dầy theo phương vuông góc đến thành bể bằng lớn hơn 3 m.
Bể đặt nổi có tường bao bằng gạch, đá hoặc bê tông có mét ngoài tường cách thành bể bằng hoặc lớn hơn 0,3 m và mặt trên phủ bằng vật liệu gạch, đá hoặc bê tông có chiều dày nhỏ nhất là 0,3 m.
– Kiểu nổi: là các loại bể chứa không thỏa mãn với các quy định đối với bể chứa kiểu ngầm.
Nguyên nhân và một số vụ cháy, nổ chứa xăng dầu điển hình
Nguyên nhân do sét
Nguyên nhân do sét là nguyên nhân lớn nhất dẫn đến sự cố tại bể chứa xăng dầu trong nhiều năm qua. Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các phần của đám mây tích điện trái dấu hay giữa các đám mây và đất, đánh thẳng vào các công trình không được bảo vệ, thường kèm theo dòng điện chạy qua, nhiệt độ tại điểm sét đánh có thể đạt tới 20.000oC. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sét đánh thẳng vào các công trình bể chứa xăng dầu như:
– Do không có hệ thống thu lôi chống sét.
– Hệ thống thu lôi thiết kế và lắp đặt không đúng tiêu chuẩn (ví dụ như chiều cao của cột thu lôi, điện trở của bộ nối đất không đảm bảo theo tính toán thiết kế…).
– Hệ thống thu lôi không còn tác dụng bảo vệ trong quá trình sử dụng. Ví dụ, tiết diện của kim thu sét, dây dẫn dòng điện sét không đảm bảo do bị oxy hóa hoặc mối nối giữa kim và dây cũng như giữa bộ nối đất và dây tiếp xúc không tốt.
Điển hình như vụ sét đánh vào ngày đêm ngày 05/8/2022 (ngày 06/8/2022 theo giờ Hà Nội) đã đánh trúng một trong 8 bồn chứa tại kho dầu ở Cuba với dung tích 300.000 thùng, cách thủ đô Havana khoảng 100 km, khiến 121 người bị thương và 17 lính cứu hỏa mất tích. Chính quyền địa phương đã phải sơ tán khoảng 1.900 người và kêu gọi hỗ trợ chữa cháy từ quốc tế.
Nguyên nhân do lỗi trong quá trình bảo dưỡng, cải tạo sửa chữa
Một trong những nguyên nhân điển hình dẫn đến cháy nổ các bể chứa xăng dầu đó chính là việc bảo dưỡng, cải tạo sửa chữa xây dựng lại các bể. Trong quá trình này, nguồn nhiệt được thành thành chủ yếu do hàn, cắt kim loại và do năng lượng cơ học (sự va đập một số vật rắn với nhau tạo thành tia lửa, nhiệt độ ban đầu của chúng có thể đạt tới 1.550oC).
Nắp bể chứa dày 5 ly, rộng gần 1.000 m2 nặng trên 40 tấn bị hất tung, rơi xuống đất nằm ở khoảng giữa hai bể số 3 và số 4.
Điển hình như vụ cháy, nổ tại Kho xăng dầu Nước Mặn, đường Lê Văn Hiến, phường Khuê Mỹ, quận Ngũ Hành Sơn, thành phố Đà Nẵng xảy ra vào hồi 7h40 sáng 22/3/2007. Nơi xảy ra vụ nổ là bể chứa số 4 (một trong 05 bể chứa xây dựng mới tại kho xăng dầu Nước Mặn) đang được bơm nước thử tải, lượng nước trong bể được khoảng 1/2 dung tích bể (ước tính khoảng 6.000 m3). Vụ nổ đã hất tung toàn bộ mái bể (nặng trên 40 tấn) rơi xuống đất ở khoảng giữa hai bể số 3 và số 4 làm 04 người chết, 04 người khác bị thương. Nguyên nhân gây ra vụ nổ do hàn, cắt kim loại.
Nguyên nhân do lỗi vận hành
Lỗi vận hành khiến các bể chứa xăng, dầu đầy tràn hoặc gây áp lực quá cao trong đường ống dẫn đến sự rò rỉ các chất cháy hoặc phá vỡ thiết bị ở những vị trí xung yếu nhất làm thoát chất cháy ra ngoài gây cháy khi kết hợp với oxy không khí.
Nguyên nhân do sự phá hoại
Phá hoại cũng là những nguyên nhân dẫn tới các vụ cháy nổ các bể chứa xăng dầu. Điển hình như vụ tấn công khủng bố ngày 25/3/2022 nhằm vào kho dầu tại phía Bắc thành phố cảng Jeddah của Saudi Arabia (Ả-Rập-Xê-Út) bằng máy bay không người lái hoặc những vụ tấn công nhằm vào các bồn chứa dầu tại vùng Belgorod, Nga do tình hình chiến sự giữa Ukraine và Nga leo thang.
Cháy bồn chứa dầu tại thành phố cảng Jeddah, Saudi Arabia
Hiện tượng sun phua sắt tự cháy
Nguyên nhân cháy trên thường xuất phát từ các bể chứa xăng dầu. Trong thành phần của xăng dầu có một hàm lượng lưu huỳnh nhất định và thường tồn tại ở dạng H2S hòa tan hay bay hơi. Khi sử dụng các bể chứa bằng thép để bảo quản xăng dầu thì sun phua sắt được tạo thành theo phản ứng sau:
2Fe(OH)3 + 3H2S = Fe2S3 + 6H2O
Fe2S3 được tạo thành và đóng thành lớp dày ở thành bể, đặc biệt được tạo thành nhiều ở phần bể có khoảng không tự do (vì phần này dễ bị oxy hóa) và hơi H2S bốc lên, khi có điều kiện thuận lợi tiếp xúc với Fe(OH)3 và xảy ra quá trình trên. Fe2S3 bị oxy hóa trong không khí ẩm và tỏa nhiều nhiệt:
2Fe2S3 + 3O2 = 2 Fe2O3 + 6S + Q
Trong thực tế, nhiệt độ trong một số trường hợp có khi đạt tới 600oC, do đó dễ dàng làm bốc cháy hỗn hợp hơi xăng dầu với không khí ở trong khoảng trống trong bể chứa.
Nguyên nhân tĩnh điện
Xăng dầu được coi là những chất không dẫn điện, vì điện trở suất của chúng rất cao (r = 1015 W.m). Trong quá trình bơm rót xuất nhập và vận chuyển, xăng dầu bị xáo trộn mạnh, ma sát với nhau và với thành các đường ống, thiết bị bể chứa. Tốc độ dòng chảy của xăng dầu càng nhanh dẫn tới ma sát càng lớn, các điện tích hình thành càng nhiều, khi đạt điện thế đủ lớn sẽ phát sinh ra tia lửa điện. Thực tế, tia lửa điện phóng ra ở điện áp 300V-500V với năng lượng 0.0005J đến 0.001J có thể gây bắt cháy hỗn hợp xăng dầu với không khí.
Nguyên nhân do ngọn lửa trần
Đặc điểm của ngọn lửa trần là nhiệt độ lớn hơn rất nhiều so với nhiệt độ tự bốc cháy của hầu hết xăng, dầu. Ngọn lửa trần như hút thuốc, đun nấu, thắp hương thờ cúng và cháy cỏ, rác làm bắt cháy các hơi khí xung quanh khu vực các bể chứa.
Nguyên nhân khác
Bên cạnh các nguyên nhân chính đã trên, các nguyên nhân khác như rò rỉ hệ thống đường ống và các thảm hoạ thiên nhiên cũng có thể gây cháy lớn, không những gây thiệt hại về tài sản mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của con người.
Việc xác định, phân tích các nguyên nhân cháy bể chứa xăng dầu sẽ góp phần giúp chủ đầu tư, cơ quan quản lý nhận diện và đánh giá rủi ro, đưa ra các biện pháp phòng ngừa nhằm giảm thiểu tối đa nguy cơ gây cháy, nổ trong quá trình xây dựng, bảo dưỡng, cải tạo bể chứa xăng dầu./.
Theo Thế Hiệp (Cục Cảnh sát PCCC&CNCH)