液化天然氣公路運輸中槽罐車事故的滅火救援對策

鄧全龍

(山西省臨汾市公安消防支隊,山西臨汾 041000)

液化天然氣公路運輸中槽罐車事故的滅火救援對策

鄧全龍

(山西省臨汾市公安消防支隊,山西臨汾 041000)

為了滿足遠離天然氣主干網(wǎng)能源緊缺城市的用氣需求,需要采用低溫儲罐公路運輸液化天然氣到能源緊缺城市。在公路運輸過程中,運輸車輛發(fā)生事故的次數(shù)在逐年增加,為了有效處置各類LNG公路運輸事故,筆者根據(jù)LNG和運輸車輛的特點,提出處置LNG公路運輸各種事故的對策。

天然氣 液化天然氣(LNG) 槽罐車 LNG公路運輸事故 救援力量 處置方法

天然氣是當(dāng)今世界三大能源之一,而且是三大能源中最清潔、高效的一種能源。國家為了改變能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境狀態(tài),對天然氣的開發(fā)和利用非常重視。近年來相繼實施了西氣東輸和進口液化天然氣等一系列工程,但是僅能滿足主干管道沿線城市的用氣需求。為了進一步擴大天然氣供應(yīng)范圍, 讓其他城市也能用上這一清潔能源,根據(jù)天然氣可降溫液化和氣液比大的特點,采用低溫貯罐運輸。天然氣的使用雖然能造福人類,但是在運輸過程中一旦發(fā)生事故,處置不當(dāng),就會造成不可挽回的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

1 液化天然氣特性

天然氣是無色、無味、無毒且無腐蝕性的氣體。它是混合物,主要成分為甲烷,還包括少量的乙烷、丙烷和丁烷、戊烷、氮、二氧化碳等。屬于易燃易爆氣體。在常溫常壓下呈氣體狀態(tài),閃點為482～632℃,燃點約為650℃,比空氣輕。爆炸極限為5%～15%。氣態(tài)的天然氣在常壓下,當(dāng)冷卻至約-162℃時,由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài),稱為液化天然氣(LNG)。其體積縮小600倍,液化天然氣比水輕,屬于低溫液體。液化天然氣易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故,易造成低溫凍傷。具有氣體火災(zāi)的特點。

2 液化天然氣公路運輸槽罐車

液化天然氣槽罐車主要由牽引車、低溫液體貯罐和半掛車架

(行走機構(gòu))及操作箱四部分組成,見圖1。低溫液體貯罐主要由以下四部分組成：①高真空多層纏繞絕熱夾層,減少外界對內(nèi)容器的熱輻射和熱傳導(dǎo);②罐體外殼,主要作用是與內(nèi)容器構(gòu)成真空夾層：③罐體內(nèi)容器,用來充裝液化天然氣：④管路系統(tǒng),裝卸低溫液體用和安全作用。操作箱設(shè)置在槽罐車的尾部,其三面開門,便于操作維護;低溫液體貯罐上的主要操作閥門均安裝在其內(nèi)集中控制。主要操作閥門有組合系統(tǒng)安全系統(tǒng)閥、安全閥、阻火器、上部進液單向閥、上部進液閥、下部進和出液閥、增壓閥、氣相閥、設(shè)備放空閥、管路放散閥、測滿閥、三通閥、液面計下和上管截止閥、液面計組合閥、壓力表、真空閥、外罐放爆裝置、增壓緊急切斷閥、液相緊急切斷閥、氣相緊急切斷閥和緊急切斷控制裝置、殘液排放閥等。

3 液化天然氣槽罐車事故分析

LNG具有易燃易爆的特性,一旦發(fā)生LNG道路運輸事故,會造成重大經(jīng)濟損失和人員傷亡,也會造成極壞的社會影響。筆者對2010年以來的50起較為嚴(yán)重的LNG道路運輸事故進行分析,發(fā)現(xiàn)LNG槽罐車事故的種類主要有以下幾種：(1)LNG槽罐車與前車追尾,引起槽罐車駕駛室損壞變形,無法行駛。(2)LNG槽罐車發(fā)生側(cè)翻等事故,造成牽引機構(gòu)損壞。(3)LNG槽罐車被后車追尾,引起槽罐車的操作箱及其內(nèi)部的閥門、管道損壞,使LNG泄露。(4)LNG槽罐車在行駛過程中,由于顛簸等原因,引起閥門松動,使液化天然氣泄露。(5)LNG槽罐車發(fā)生了嚴(yán)重的側(cè)翻事故,使閥門松動或管道損壞,發(fā)生LNG泄漏。(6)對LNG槽罐車的附件維護保養(yǎng)不到位,安全閥等罐體部件由于老化出現(xiàn)松動、損壞等故障,引起液化天然氣泄漏。(7)氣溫較高,罐內(nèi)氣壓升高,安全閥被沖開。使LNG從排氣管中排出。(8)夏天天氣炎熱,氣溫過高,剎車使用頻繁或長時間使用,引起LNG槽罐車的輪胎著火。(9)LNG槽罐車通過限高或橋洞等時,罐體被卡住,不能行使。(10)安全閥自動開啟后,無法回位,導(dǎo)致LNG不斷向外泄漏。(11)泄漏出來的LNG著火。

4 槽罐車公路運輸事故特點

由于LNG管道輸送具有輸送距離長、成本高、技術(shù)要求高等特點,因此不可能在短期內(nèi)將LNG通過管道輸送到每個城市。在許多遠離天然氣氣源和輸氣管線的中小城市,就需要來滿足人們的需求。筆者根據(jù)公路交通運輸和LNG的性質(zhì)和特點,分析出公路運輸有以下幾種特點,要引起救援人員的高度重視。

圖1 液化天然氣槽罐車組成圖

(1)事故地點不確定。LNG槽罐車交通事故和泄漏事故大多數(shù)是并存的,泄漏事故大多都發(fā)生在運輸途中,事故發(fā)生具有很大的偶然性,事前無法預(yù)料。(2)人員傷亡大。在高速公路或高等級公路上發(fā)生的交通事故,往往造成數(shù)輛甚至上百輛汽車首尾相撞,直接導(dǎo)致駕駛員和乘客傷亡。(3)泄漏概率高。LNG槽罐車發(fā)生交通事故后,由于罐體上的各種閥門、管道是最薄弱的,通常會直接造成嚴(yán)重破壞,引起LNG泄漏。(4)擴散迅速,危害范圍大。LNG泄漏后,其體積擴大600倍。少量液體就能氣化產(chǎn)生大量氣體,易形成大面積危險區(qū)。(5)易發(fā)生燃燒爆炸。天然氣具有易燃易爆的特性,泄漏的天然氣與空氣混合達到爆炸極限(5%～15%)范圍內(nèi),形成爆炸性混合物,遇到高溫、明火或靜電火花等,都會引起燃燒爆炸。(6)對人的低溫凍傷。由于LNG的溫度為-162℃,是深冷液體,皮膚直接與低溫物體表面或泄漏出來的LNG接觸,就會造成凍傷。(7)車輛損壞嚴(yán)重,救援技術(shù)性強。事故造成車輛嚴(yán)重毀壞變形或翻車墜入河谷、懸崖,以及可能造成燃燒爆炸等,采取堵漏、輸轉(zhuǎn)等措施時,技術(shù)要求高,處置難度大。(8)窒息。雖然LNG是經(jīng)過脫硫處理的凈化天然氣,有毒氣體含量少,但濃度高則會造成人員室息。如果吸人純凈LNG蒸氣而不迅速脫離,很快就會失去知覺,甚至死亡。(9)處置難度大。由于發(fā)生泄漏的部位、裂口大小等各不相同,采取的處置措施技術(shù)要求特別高;槽罐車泄漏事故大多發(fā)生在運輸途中,往往距離消防部隊和其他救援力量遠,加之事故發(fā)生后容易造成交通堵塞,救援力量難以及時到達現(xiàn)場。參與滅火救援的部門多,協(xié)調(diào)配合困難。

5 槽罐車的滅火救援處置措施與方法

當(dāng)前,在LNG使用范圍不斷擴大的同時,不斷有LNG槽罐車在運輸途中發(fā)生交通和泄漏事故,其運輸?shù)陌踩珕栴}已越來越受到重視。救援力量到達事故現(xiàn)場,在做好個人防護、現(xiàn)場詢情、偵察檢測、設(shè)立警戒和疏散人員工作后,根據(jù)現(xiàn)場事故情況,可采取下列具體的處置方法,實施排險。

5.1 槽罐車追尾事故的處置方法

救援人員到達槽罐車發(fā)生追尾事故現(xiàn)場后,首先查看駕駛室內(nèi)有無被困人員、是否發(fā)生LNG泄漏或著火和牽引車是否損壞或著火等情況。

(1)當(dāng)牽引車著火、駕駛室內(nèi)有被困人員、LNG沒有泄漏時,可以用水槍或泡沫槍撲救牽引車火災(zāi),并可使用破拆工具對駕駛室實施破拆,救出被困人員。在火被撲滅和救出被困人員后,方可將事故槽罐車拖離事故現(xiàn)場。(2)當(dāng)牽引車沒著火、駕駛室內(nèi)有被困人員、LNG泄漏時,一方面用噴霧水槍或防爆風(fēng)機稀釋和驅(qū)散天然氣,另一方面查看駕駛室人員被困情況。在保證施救被困人員過程中不產(chǎn)生火花和駕駛室周圍天然氣沒有到達爆炸極限范圍內(nèi)的情況下,方可救人。否則,要先堵漏,后救人。切不可用水直接噴淋液體泄漏口處。

5.2 槽罐車罐體外殼破損的處置方法

當(dāng)罐體外殼破損,真空保溫層失去絕熱作用時,根據(jù)罐體破損情況,選擇壓力、尺寸、形狀合適的外封式堵漏袋、捆綁式堵漏袋等方法,實施封漏。如果外殼破損口較大時,要先在罐體外殼放置一塊具有一定硬度的材料,再放置堵漏袋。封漏成功后,要對罐體的內(nèi)容器與外殼之間的夾層抽真空,使其真空保溫層恢復(fù)絕熱作用。

5.3 槽罐車被卡在涵洞內(nèi)或限高處的處置方法

當(dāng)槽罐車被卡住時,可將槽罐車輪胎適當(dāng)放氣,降低車輛高度后拖出。拖出時要用開花或噴霧水流對槽罐車進行全方位噴灑,并采用長距離軟牽引的方法,將槽罐車拖出。如果罐體外殼破損,可按5.2的方法對其實施封漏。

5.4 槽罐車閥門凍住時的處置方法

由各種原因致閥門凍住,不能打開和關(guān)閉時,應(yīng)用清潔無油的水或熱氮氣解凍處理。嚴(yán)禁用錘子或其他物件敲擊。

5.5 槽罐車罐體上的管道、閥門損壞,發(fā)生泄漏的處置方法

罐體上的管道、閥門因各種原因損壞,發(fā)生泄漏后。要查清泄漏的部位、泄漏口的形狀等情況,然后選用注入式堵漏工具或粘貼式堵漏工具或木質(zhì)堵漏工具或金屬堵漏套管進行堵漏。

5.6 槽罐車罐體內(nèi)處于超壓狀態(tài)的處置方法

當(dāng)槽罐車貯罐內(nèi)的壓力超壓時,安全閥不能正常工作或排放量達不到降壓時,應(yīng)及時打開超壓排放閥將貯罐內(nèi)超壓氣體盡快泄放,直到安全閥正常回座。如果排放閥降壓效果較差,可將車開到空曠處,打開氣相接口放空。

5.7 倒灌消除危險的處置方法

在其他處置方法無法消除LNG槽罐車危險時,在專業(yè)人員的指導(dǎo)或操作下,用專用的設(shè)備將事故槽罐車內(nèi)的LNG導(dǎo)入完好的LNG槽罐車內(nèi)(按LNG槽罐車卸液與充裝的操作流程進行倒灌),消除事故槽罐車的危險。

5.8 槽罐車發(fā)生側(cè)翻等事故,牽引機構(gòu)損壞的處置方法

槽罐車發(fā)生側(cè)翻等事故后,將查看,得知LNG沒有泄漏或泄漏已處理或危險已消除的情況下,方可用起重工具、設(shè)備或吊車將事故半掛LNG車扶正,更換或修復(fù)牽引車。

5.9 自然排放的處置方法

在其他處置辦法無法消除LNG槽罐車危險和事故槽罐車還能行使或能被其他車輛拖走的情況下,將其轉(zhuǎn)移到無人空曠區(qū)域。打開超壓排放閥或氣相閥,將罐內(nèi)的天然氣排放至大氣中,利用自然風(fēng)流或防爆風(fēng)機進行驅(qū)散和稀釋,從而消除隱患,排除險情。

5.10 控制LNG擴散的處置方法

在LNG泄漏的事故現(xiàn)場,要設(shè)置開花或噴霧水槍形成水幕,也可噴射高倍數(shù)泡沫,控制LNG氣體向重要目標(biāo)或危險源擴散。同時向形成的重氣云團中噴射噴霧水流,降低LNG蒸氣的體積濃度,驅(qū)散積聚、流動的氣體,稀釋氣體濃度。也可使用防爆鼓風(fēng)機驅(qū)散和稀釋氣體,防止形成爆炸性混合物。如果有大量液體泄漏,還要及時筑堤防流。

5.11 槽罐車著火的處置方法

(1)槽罐車的駕駛室、輪胎或油箱著火時,可用直流水槍、開花水槍或泡沫槍滅火。(2)槽罐車泄漏出來的LNG在閥門、管道裂縫或斷裂口處著火時,要在做好排險準(zhǔn)備工作后,用干粉、泡沫或滅火毯等滅火。

6 事故處置注意事項

(1)在接到LNG槽罐車發(fā)生事故的報警時,要在第一時間將事故情況通報給政府和有關(guān)部門,并將事故現(xiàn)場附近的專業(yè)技術(shù)人員和完好的LNG槽罐車及倒灌的專用設(shè)備調(diào)到事故現(xiàn)場。(2)救援車輛要停放在事故槽車的上風(fēng)方向,并與事故槽車保持適當(dāng)距離。進入警戒區(qū)內(nèi)所有人員必須關(guān)閉手機、使用的對講機必須是防爆型的,不得穿化纖類服裝。一切處置行動自始至終要嚴(yán)防引發(fā)爆炸。(3)到達槽罐車泄露事故現(xiàn)場,必須查明泄漏容器儲量、泄漏部位、泄漏速度,以及安全閥、緊急切斷閥、液位計、液相管,氣相管、罐體等情況。查明警戒范圍內(nèi)的人員數(shù)量、地形地物、風(fēng)向、電源、火源及交通道路情況。(4)在滅火或救援中,切記不可對槽罐車的罐體外殼實施破拆。如果對罐體外殼實施了破拆,貯罐真空度喪失,罐內(nèi)壓力升高,可能會發(fā)生罐體爆炸事故。(5)在對槽罐車的閥門或管道實施堵漏或更換部件作業(yè)時,作業(yè)人員一定要做好防凍措施和使用面罩或護目鏡保護好眼睛。(6)在向空中排放LNG氣體時,應(yīng)事先確定附近確實無明火和易燃物以及無行人通過的地方實施,并在離槽罐車50米處實施警戒。(7)操作倒灌的人員盡量是專業(yè)技術(shù)人員。至少是在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進行,非專業(yè)人員不得盲目實施倒灌作業(yè)。并且在倒罐過程中應(yīng)采取冷卻、稀釋、驅(qū)散等安全措施,使用的動力電源和電氣設(shè)備必須是防爆的,防止發(fā)生燃燒、爆炸,造成二次事故。(8)在采取自然排放法消除危險時,要做好轉(zhuǎn)移事故LNG槽罐車途中的沿線群眾和車輛的疏散工作以及應(yīng)急準(zhǔn)備。將泄漏車輛安全護送至無人空曠區(qū)域進行自然排放。(9)進入LNG泄漏區(qū)和擴散區(qū)的作業(yè)的人員,必須佩戴空氣呼吸器,防止造成窒息危害。不得使用非防爆工具,嚴(yán)防火花產(chǎn)生。(10)在救援現(xiàn)場,實施全程動態(tài)儀器檢測。一旦現(xiàn)場氣體濃度接近爆炸濃度極限,事態(tài)未能得到有效控制,險情加劇,要及時撤離排險人員,保證現(xiàn)場所有人員迅速、安全撒出危險區(qū)。(11)對泄漏形成的LNG云層(或?qū)恿?和在地面上形成的液流,要用開花或噴霧水流進行稀釋和驅(qū)散。但不許將水直接噴灑到泄漏口處。

[1]公安部消防局編.消防滅火救援[M].中國人民公安大學(xué)出版社.

[2]顧安忠.液化天然氣技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2011-5-1.

[3]徐孝先等.液化天然氣的運輸方式及其特點[J].油氣儲運,2006.

鄧全龍,男,1962年10月生,籍貫：山西省襄汾縣,職稱：高級工程師。