沸溢火灾是最严重的油罐火灾模式之一,当含有水垫层的重质油油罐发生火灾时,如果没有及时灭火,经过长时间的燃烧,油罐会发生燃烧油品的沸溢和喷溅现象,喷溅出来的着火油滴和产生的强烈热辐射会严重威胁救援人员和周围设施以及相邻油罐的安全,并带来严重的损失。由于沸溢机理相当复杂,人们还没有完全掌握,有效防治沸溢火灾措施还不成熟。因此,研究沸溢火灾的突变过程和火灾特性,预测和防治沸溢火灾,对于设备防护和人员撤离及减少沸溢火灾损失具有重要意义。本文的主要工作内容和结论如下：(1)搭建了小尺寸原油沸溢火灾实验装置,对直径为100mm、200mm的油罐在不同的油罐填充率、油层高度、油品含水量的条件下进行了系统的火灾实验,获得了沸溢火灾的特征量随时间的变化规律。(2)实验发现,原油沸溢火灾主要有三个阶段：稳态燃烧阶段、沸溢前兆阶段、沸溢阶段。随着油罐填充率及油水比的增大,沸溢发生时间增大。直径200mm的油罐相比直径100mm的油罐更易发生沸溢。通过实验结果,修正了沸溢时间预测模型。(3)实验发现,稳态燃烧阶段水层温度、油水界面温度升高速度几乎一致。在油水界面位置,沸溢发生时温度均达到120℃以上；无论是在稳态燃烧、沸溢前兆还是沸溢阶段,火焰温度波动要远比油及水温度变化强烈。(4)可视化实验发现,当热波传递到油水界面时使水沸腾产生大量的水蒸气,当水蒸气的能量大于油层产生的压力的时候水蒸气会穿过油层并对油水层造成搅动,形成油泡喷溅出去,最终导致沸溢发生。(5)对油罐沸溢火灾的防治措施进行了探讨。在被动防治过程中,利用沸溢时间预测模型结合沸溢前兆时的火灾特性,合理的预测沸溢时间,提出喷溅半径Rs与覆盖半径Rc两个概念；在主动防治研究中,通过实验发现,向油罐中加入硅酸铝棉的厚度超过水垫层的厚度时,对沸溢现象有明显的抑制效果。
