燃?xì)夤艿朗鹿手聻?zāi)因素分析及處置技術(shù)初探

楊首陽(yáng)高建廣

燃?xì)夤艿朗鹿手聻?zāi)因素分析及處置技術(shù)初探

楊首陽(yáng)1高建廣2

本文針對(duì)燃?xì)夤艿朗鹿实姆诸?lèi)構(gòu)成和當(dāng)前使用的施工工藝存在的弊端進(jìn)行闡述，分析了我國(guó)燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿尸F(xiàn)狀、事故原因和事故類(lèi)型，并針對(duì)主要的爆炸特點(diǎn)提出處置對(duì)策和測(cè)算方法。

燃?xì)庑孤?事故 處置 技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，城鎮(zhèn)燃?xì)庖云滟M(fèi)用低廉，使用方便的特性，已經(jīng)走入大多數(shù)居民家庭?！笆濉逼陂g，我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獍l(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)用氣人群目前已達(dá)5.17億，用氣居民達(dá)1.61億戶(hù)。其中，天然氣使用居民數(shù)超過(guò)2.73億，天然氣入戶(hù)數(shù)量達(dá)到近1億。燃?xì)夤艿朗┕た傞L(zhǎng)度達(dá)到51萬(wàn)千米，同比增長(zhǎng)43.6%。但不可否認(rèn)的是，作為甲類(lèi)易燃易爆品的天然氣、液化氣、煤氣，其自身特性是相對(duì)危險(xiǎn)的，雖然近幾年國(guó)務(wù)院主持出臺(tái)了大量規(guī)范性文件并修訂完善了相關(guān)技術(shù)規(guī)范、技術(shù)措施，但在實(shí)際運(yùn)行中的各類(lèi)問(wèn)題仍然層出不窮。尤其是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，燃?xì)獗ㄒl(fā)的各類(lèi)泄漏、爆炸、火災(zāi)以及引發(fā)的大面積建構(gòu)筑物和其他生產(chǎn)生活設(shè)施損毀等安全事故呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅僅2014年7月1日-9月30日，全國(guó)發(fā)生燃?xì)獗ㄊ鹿?50余起，事故造成死亡56人，受傷480余人，損失財(cái)產(chǎn)約2500萬(wàn)以上。2000年至2015年的15年間，僅發(fā)生各類(lèi)有影響的亡人燃?xì)馐鹿拾咐瓦_(dá)31起，分析原因，其中94%是由燃?xì)夤艿佬孤┮鸬?，剩余比例幾乎全部是由燃?xì)馊紵細(xì)夤艿纼?nèi)爆炸性混合物導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生。

1 燃?xì)夤艿乐聻?zāi)因素分析

據(jù)北京燃?xì)夤炯叭A北某地級(jí)市對(duì)2000～2005、2011-2016年分階段燃?xì)庑孤┮话阈允鹿实慕y(tǒng)計(jì)，得出管道燃?xì)庑孤妒鹿示哂写硇晕ｋU(xiǎn)因素如表1、表2。

對(duì)北方兩市分階段統(tǒng)計(jì)的總計(jì)911次燃?xì)庑孤┦鹿史治隹芍?，以下三種致災(zāi)因素占主要:

1.1 燃?xì)庑孤?dǎo)致事故

腐蝕老化導(dǎo)致的泄漏事故比例為33.7%，當(dāng)前使用的埋地燃?xì)夤艿来蠖酁殍T鐵管，使用橡膠圈進(jìn)行密封。由于地下環(huán)境差異，鑄鐵氧化銹蝕，橡膠圈隨使用年限逐步失去密封效果，并且埋地燃?xì)夤艿赖木S修保養(yǎng)尤其不便，因此燃?xì)夤艿佬孤┦鹿暑l發(fā)。

表1 2000～2005年北京市燃?xì)庑孤┦鹿饰ｋU(xiǎn)因素統(tǒng)計(jì)表

表2 2011-2016年華北某地級(jí)市燃?xì)庑孤┦鹿饰ｋU(xiǎn)因素統(tǒng)計(jì)表

1.2 管道內(nèi)爆炸性混合物引發(fā)爆炸

燃?xì)夤芫€(xiàn)在城鎮(zhèn)地下布設(shè)，受地形影響較大，鋪設(shè)容量相對(duì)大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。管線(xiàn)停氣檢修時(shí)，對(duì)管道無(wú)法完全使用惰性氣體置換，置換過(guò)程的不徹底易使空氣混入管道內(nèi)形成爆炸性混合物；檢修時(shí)在管道上未堵盲板，尤其是在檢修高壓管道時(shí)，致使空氣與可燃?xì)怏w混合，形成爆炸性混合物，遇引火源即發(fā)生爆炸。

1.3 地下管網(wǎng)逐年增多，缺乏統(tǒng)一調(diào)配導(dǎo)致隱患

城市地下管線(xiàn)包含供排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)等管線(xiàn)及其附屬設(shè)施，分別由自來(lái)水、城建、廣電、電力等多個(gè)部門(mén)分別建設(shè)和管理。近年來(lái)，隨著城市快速發(fā)展擴(kuò)張，地下管線(xiàn)規(guī)劃建設(shè)的布局不合理、溝通管理水平不高等問(wèn)題逐漸凸顯。由于地下管線(xiàn)眾多，在粗放管理方式下，燃?xì)馐┕挝蛔约憾己茈y掌握地下燃?xì)夤芫€(xiàn)的精確位置、數(shù)量以及老舊程度。“底數(shù)”不清構(gòu)成了管網(wǎng)安全運(yùn)行的巨大隱患，這也是近幾年燃?xì)夤艿辣ǖ仁录r(shí)有發(fā)生的主要原因之一。

2 燃?xì)庑孤┍▽?dǎo)致事故概述

燃?xì)馐鹿拾l(fā)生后，主要有泄漏和引發(fā)火災(zāi)兩種災(zāi)害類(lèi)型，31起較大事故案例中，泄漏為18起，占58%；火災(zāi)事故為13起，占42%。因此燃?xì)夤艿辣ê笫鹿暑?lèi)型主要有泄漏和火災(zāi)兩種類(lèi)型，其次往往伴隨次生災(zāi)害的發(fā)生。

2.1 泄漏量大

燃?xì)夤艿佬孤┌葱孤┏叽绲拇笮】煞譃楣艿滥Ｐ秃痛罂啄Ｐ?、小孔模型。由于管道發(fā)生全面斷裂或者泄漏孔徑與管徑相差不多或者相等時(shí)，采用管道模型；有些泄漏口往往大于小孔而小于管徑，這種情況下，小孔模型和管道模型均不適用，而采用大孔模型。根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤U(kuò)散模型及數(shù)值模擬情況可知，燃?xì)夤艿辣ê蠊艿滥Ｐ蜑?2起，占71%，燃?xì)夤艿辣▽?duì)管道的損壞非常嚴(yán)重，泄漏口很大，甚至斷裂，所以管道中的帶壓氣體就會(huì)完全泄漏出來(lái)，泄漏量往往相當(dāng)于相同時(shí)間內(nèi)燃?xì)獾墓?yīng)量，因此燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿示哂行孤┝看蟮奶攸c(diǎn)。

2.2 火災(zāi)

爆炸后泄漏的燃?xì)鈴钠屏训拈_(kāi)口噴射出后立即被點(diǎn)燃，從管道中泄漏的燃?xì)獠粩嗳紵?，形成穩(wěn)定的噴射火焰。由于天然氣的發(fā)熱值為31.4MJ/m3，液化石油氣的發(fā)熱值為46.5MJ/m3，煤氣的發(fā)熱值為27.1MJ/m3，三種燃?xì)馊紵龝r(shí)發(fā)熱值都很高，噴射火焰形成的熱輻射很快將周?chē)目扇嘉镆迹l(fā)更大的火災(zāi)。

2.3 易發(fā)生二次爆炸事故

天然氣的爆炸極限為4%～15%，液化石油氣的爆炸極限為1.5%～9.5%，煤氣的爆炸極限為4.5%～40%，爆炸極限范圍都很大，泄漏后便極易達(dá)到爆炸極限，遇到點(diǎn)火源便會(huì)爆炸。燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿手饕蚴切孤┖蟮娜細(xì)膺_(dá)到爆炸極限遇到點(diǎn)火源引發(fā)的，所以燃?xì)夤艿辣ê笮孤┨貏e容易再次達(dá)到爆炸極限，遇到點(diǎn)火源會(huì)再次發(fā)生爆炸。因此燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿示哂幸滓l(fā)二次爆炸的特點(diǎn)。

2.4 易造成中毒和窒息

煤氣中含有一氧化碳，容易造成中毒甚至死亡，吸入較高濃度的天然氣和液化石油氣則使人麻醉發(fā)暈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)喪失意識(shí)甚至窒息死亡。中毒造成死亡的人數(shù)為死亡總?cè)藬?shù)的17%，窒息造成死亡的占死亡總?cè)藬?shù)的3%，因此中毒和窒息造成人員死亡占死亡人數(shù)的較大比例，成為亡人的主要原因之一。

2.5 損害嚴(yán)重

在統(tǒng)計(jì)的31起燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿手?，埋地管道爆炸事故占到總?shù)的61%，埋地的燃?xì)夤艿腊l(fā)生事故的概率更高。泄漏的燃?xì)獗ㄏ喈?dāng)于當(dāng)量TNT爆炸的威力，對(duì)附近的路面和建筑物的損壞嚴(yán)重，引起沿線(xiàn)建構(gòu)筑物及其他生產(chǎn)生活設(shè)施倒塌損毀，進(jìn)而造成更大規(guī)模災(zāi)害影響。

3 燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿蕬?yīng)急處置

燃?xì)夤艿辣ê笫鹿室话阌行孤┖突馂?zāi)兩種類(lèi)型。燃?xì)夤艿辣ê笮孤┦鹿示哂鞋F(xiàn)場(chǎng)比較混亂，泄漏量大，易再次發(fā)生爆炸，易發(fā)生中毒事故的特點(diǎn)；火災(zāi)事故具有熱輻射強(qiáng)、火勢(shì)蔓延快、火災(zāi)撲救難度大的特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)就可以采取相應(yīng)的處置技術(shù)撲滅火災(zāi)，搶修管道。

燃?xì)夤艿辣ê笮孤┦鹿尸F(xiàn)場(chǎng)混亂，易發(fā)生次生災(zāi)害，所以在處置的時(shí)候一定要科學(xué)劃定警戒區(qū)域，禁止一切火源的進(jìn)入，并將受困群眾疏散至警戒線(xiàn)外，配合燃?xì)夤艿拦炯夹g(shù)人員實(shí)施關(guān)閥斷氣或者進(jìn)行堵漏，切斷危險(xiǎn)源，將損失降到最低。

3.1 劃定警戒范圍

根據(jù)偵察掌握情況，以爆炸對(duì)人傷害的最小范圍確定警戒范圍。根據(jù)泄漏量，帶入計(jì)算燃?xì)獗═NT當(dāng)量的計(jì)算公式中算出爆炸的TNT當(dāng)量，然后根據(jù)表3分別計(jì)算出R4，R4為爆炸對(duì)人體造成傷害的最小范圍，并以此作為警戒范圍。

表3 爆炸對(duì)人體的傷害

警戒范圍內(nèi)熄滅一切火源，包括警戒區(qū)內(nèi)的車(chē)輛熄火，切斷電源，救援人員進(jìn)行穿著防靜電服裝等，禁止無(wú)關(guān)人員和沒(méi)有防護(hù)措施的人員進(jìn)入警戒范圍。

3.2 搶救、疏散被困群眾

由于爆炸后傷亡人員較多，所以應(yīng)立即將被困人員疏散出警戒區(qū)。由于泄漏氣體對(duì)人體毒害性大，因此在疏散群眾時(shí)消防員應(yīng)佩戴空氣呼吸器，并將傷員按傷情從重到輕的順序迅速疏散出警戒范圍，必要時(shí)也要給被困人員準(zhǔn)備簡(jiǎn)易的防毒面具或者空氣呼吸器，防止被困人員中毒或者窒息。在疏散被困人員的同時(shí)，用噴霧水槍和水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)進(jìn)行掩護(hù) ，將疏散時(shí)二次爆炸的可能性降到最低。

3.3 稀釋驅(qū)散空氣中的燃?xì)?，防止爆?/p>

由燃?xì)獾男再|(zhì)可知，天然氣的爆炸極限為4%～15%，煤氣的爆炸極限為4.5%～40%，液化石油氣的爆炸極限為1.5%～9.5%，爆炸極限范圍大，且點(diǎn)火能量都比較低，很容易因明火或火花引發(fā)爆炸。因此一定要先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行稀釋和驅(qū)散，天然氣泄漏時(shí)空氣中的濃度應(yīng)低于4%，煤氣泄漏時(shí)應(yīng)使空氣中的濃度低于4.5%，液化石油氣泄漏時(shí)空氣中濃度應(yīng)低于1.5%。利用水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)主要對(duì)處在爆炸極限中的燃?xì)膺M(jìn)行不間斷地驅(qū)散，噴霧水槍同時(shí)不間斷對(duì)處在爆炸極限范圍內(nèi)的空氣進(jìn)行稀釋?zhuān)瑢⒖諝庵腥細(xì)獾臐舛冉档狡浔O限以下，防止二次爆炸。

3.4 清理現(xiàn)場(chǎng)

燃?xì)夤艿辣ㄊ鹿适沟矛F(xiàn)場(chǎng)十分混亂，不便于事故的處置和作業(yè)人員的撤退，所以必須對(duì)泄漏管道周?chē)M(jìn)行清理，便于事故的處置和作業(yè)人員的撤退。在清理現(xiàn)場(chǎng)時(shí)一定要用無(wú)火花工具進(jìn)行清理，同時(shí)用水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)和噴霧水槍不間斷地驅(qū)散和稀釋燃?xì)庵械臐舛?，以防止清理現(xiàn)場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的火花將泄漏的燃?xì)庠俅我?/p>

3.5 切斷危險(xiǎn)源

事故建模分析可知，燃?xì)夤艿辣ê蠊艿滥Ｐ蜑?2起，占71%，燃?xì)夤艿辣▽?duì)管道的損壞非常嚴(yán)重，泄漏口很大，甚至斷裂。對(duì)于這種泄漏，一般的堵漏措施無(wú)法堵漏，所以必須采用換管法，其實(shí)質(zhì)就是用一段新的管道代替泄漏的管道。

換管法的操作步驟如下：首先通過(guò)管線(xiàn)的調(diào)壓站關(guān)閉泄漏區(qū)段的閥門(mén)，對(duì)泄漏區(qū)段的燃?xì)膺M(jìn)行惰性氣體置換，然后清理泄漏管段兩側(cè)的防腐層，再切割泄漏管道，將切割后的管道拿出，打磨管道兩端坡口，將預(yù)制的待更換管道兩端管道對(duì)口焊接，焊接好后進(jìn)行檢測(cè)，涂上防腐層，最后恢復(fù)供氣。

換管法補(bǔ)漏的效果好，并且是永久的，并適用于管道斷裂和大口徑的泄漏，但換管法需要對(duì)泄漏管道進(jìn)行惰性氣體置換，而且對(duì)焊接技術(shù)要求高，所以消防隊(duì)可以調(diào)集燃?xì)夤艿拦镜募夹g(shù)人員實(shí)施換管操作。在實(shí)施操作時(shí)，消防員負(fù)責(zé)用噴霧水槍和水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)對(duì)空氣中的燃?xì)膺M(jìn)行稀釋?zhuān)乐乖诓僮髦挟a(chǎn)生的火花引起爆炸。

4 燃?xì)夤艿辣ê蠡馂?zāi)的處置

燃?xì)夤艿辣ê蠡馂?zāi)具有熱輻射強(qiáng)、火勢(shì)蔓延迅速、火災(zāi)撲救難度大的特點(diǎn)。所以在處置過(guò)程中消防員一定要使用有效個(gè)人防護(hù)，防止自身人員傷亡的同時(shí)，準(zhǔn)確快速地控制住火勢(shì)，然后待關(guān)閉閥門(mén)或者堵漏準(zhǔn)備完成后再撲滅噴射火焰。

4.1 加強(qiáng)對(duì)消防員的防護(hù)

由于燃?xì)夤艿辣ㄔ斐晒艿赖男孤┛谳^大，噴射火焰的輻射熱值高，輻射面積大，很容易灼傷靠前作業(yè)的施救人員，所以一定要加強(qiáng)人員自身防護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的消防員應(yīng)穿帶防輻射的避火服，如果是煤氣管道爆炸，消防員要佩戴空氣呼吸器，嚴(yán)格落實(shí)個(gè)人防護(hù)裝備。除了嚴(yán)格落實(shí)個(gè)人防護(hù)外，還要進(jìn)行交叉掩護(hù)、輪班作業(yè)的模式進(jìn)行滅火作業(yè)，盡量降低熱輻射對(duì)滅火作業(yè)人員的傷害。

4.2 疏散易燃易爆物品

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)如果還有易燃易爆的物品時(shí)，應(yīng)立即組織現(xiàn)場(chǎng)的公安民警和社會(huì)救援力量將易燃易爆的物品疏散出警戒范圍，防止噴射火焰將其引燃或者引爆。

4.3 阻止火勢(shì)蔓延，撲滅管道周?chē)幕馂?zāi)

在噴射火焰的強(qiáng)輻射作用下，周?chē)目扇嘉锖苋菀妆灰迹涌旎饎?shì)的蔓延，所以要盡快撲滅周?chē)幕馂?zāi)，阻止火勢(shì)的蔓延。在撲滅周?chē)馂?zāi)的時(shí)候一定要注意不能撲滅噴射火焰，要控制其穩(wěn)定燃燒。撲滅周?chē)幕饎?shì)后，繼續(xù)對(duì)管道周?chē)目扇嘉锢鋮s，防止可燃物在噴射火焰的輻射下復(fù)燃。

4.4 撲滅噴射火焰

分析得知，燃?xì)夤艿辣ê蠊艿滥Ｐ蜑?2起，占71%，燃?xì)夤艿辣▽?duì)管道的損壞非常嚴(yán)重，泄漏口很大，甚至斷裂，一般的堵漏方法無(wú)法快速有效封堵，就必須通過(guò)關(guān)閉管道閥門(mén)，然后用噴霧水或者干粉撲滅噴射火焰。閥門(mén)受火勢(shì)威脅無(wú)法關(guān)閉時(shí)，應(yīng)首先冷卻閥門(mén)，在保證閥門(mén)完好的情況下進(jìn)行撲滅噴射火焰。噴射火焰被撲滅后，應(yīng)繼續(xù)冷卻管道至常溫，防止溫度較高的管道將殘留的燃?xì)庠俅我蓟蛘咭l(fā)爆炸。然后配合技術(shù)人員實(shí)施換管，恢復(fù)供氣。

對(duì)于爆炸后管道破壞較小的火災(zāi)或者無(wú)法實(shí)施關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，首先做好堵漏的準(zhǔn)備，然后用濕棉被、濕毛毯、或者噴霧水等撲滅噴射火焰。同時(shí)在噴霧水槍稀釋和水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)的驅(qū)散下將空氣中的燃?xì)鉂舛鹊陀谄浔O限，然后快速實(shí)施堵漏。堵漏完成后必須對(duì)堵漏的管道進(jìn)行氣密性檢測(cè)，最后恢復(fù)供氣。

作者單位：1.河北省公安消防總隊(duì)司令部
2.河北省滄州市海興縣公安消防大隊(duì)

[1] 牛偉偉《城市燃?xì)夤艿朗鹿蕬?yīng)急救援系統(tǒng)研究》學(xué)位論文 首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 2012

[2]黃鄭華 李建華 周杰《管道系統(tǒng)火災(zāi)爆炸事故類(lèi)型與火災(zāi)撲救措施研究》學(xué)術(shù)期刊《消防技術(shù)與產(chǎn)品信息》2010年2期

[3]呂淼《中國(guó)燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及政策建議》學(xué)術(shù)期刊《國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)》2015年6期