淺析液化天然氣車載運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急策略

李永剛 李超（中國石油西氣東輸管道公司）

隨著生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)成為全球性課題， 天然氣作為21世紀(jì)高效、清潔的綠色能源備受矚目。 等量的天然氣在氣態(tài)下的體積約是其液態(tài)體積的600 倍， 因此天然氣液化后節(jié)省了大量儲運(yùn)空間，歐、美、日、韓都在大規(guī)模興建LNG 接收站。 而我國為了改變以傳統(tǒng)煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和保障未來生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，更是加大了對于LNG 的投入。 粵、閩、浙、蘇、魯、冀、遼和寧夏等地都在構(gòu)建LNG 接收站與輸送管網(wǎng)。

由于天然氣長輸管網(wǎng)的工程量大且分布有限， 只適合跨省供氣或某地集中供氣。 所以，靈活、機(jī)動的車載運(yùn)輸就成為諸多城市解決供氣不足的捷徑。 然而，天然氣液化后的運(yùn)輸過程必須在密閉、低溫下進(jìn)行，且一旦運(yùn)輸途中發(fā)生漏泄就有迅速擴(kuò)散并遭遇明火燃燒、爆炸的可能。 面對這種潛在的危險性，制定并能夠切實(shí)執(zhí)行LNG 車載運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急策略，對于避免重大傷亡事故、保證人民生命和財產(chǎn)安全有著重要意義。

一、液化天然氣的特性及公路運(yùn)輸情況

液化天然氣，就是指將原氣田中以甲烷（CH4）為主成份的天然氣進(jìn)行凈化， 再于常壓下經(jīng)過-162℃低溫處理冷凝而成的液體。 國際上以縮寫字母組合LNG（Liquefied Natural Gas）來命名并表示其成形機(jī)制。

1、LNG的物理和化學(xué)特性

LNG 主要成分是甲烷（90%以上）、乙烷、丙烷、氮?dú)猓?.5-1%） 及少量C3～C5 烷烴； 其臨界溫度為-82.3℃， 沸點(diǎn)為-162.5℃，著火點(diǎn)為650℃；液態(tài)密度為0.42～0.46T/m3，氣態(tài)密度為0.68～0.75kg/Nm3；氣態(tài)熱值38MJ/m3，液態(tài)熱值50MJ/kg；它與空氣混合后爆炸范上限為15%，下限為5%；它冷凝后的體積約為同量氣態(tài)的1/625， 重量為同體積水的45%左右。 另外，LNG 無色、無味、無毒且無腐蝕性。 由此可見，液化天然氣具有清潔、高效、儲運(yùn)空間小、超低溫、膨脹率大、燃點(diǎn)高、辛烷值高、抗爆性能好，燃燒效費(fèi)比高，環(huán)保無毒的特性。

2、LNG的公路運(yùn)輸設(shè)備

LNG 作為優(yōu)質(zhì)的城市生活和工業(yè)生產(chǎn)燃料或制冷劑具有廣泛的運(yùn)用，其運(yùn)輸途徑通常有管道運(yùn)輸、公路罐車運(yùn)輸和水上船舶運(yùn)輸三種方式。 在能源利用的500 到800 公里經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)，利用公路槽、罐車運(yùn)輸是LNG 走向用戶最具效用的途徑。 目前，常用的LNG 車載模式為氣罐車式和罐式集裝箱，二者設(shè)計的原理、結(jié)構(gòu)區(qū)別不大，后者只是便于聯(lián)運(yùn)，方便物流過程的裝卸。 采用低溫罐車方式儲運(yùn)液化天然氣的儲罐分為立式和臥式兩種， 儲罐容積分別為30m3、100m3和150m3等。

3、LNG車載運(yùn)輸技術(shù)

絕熱，對于LNG 運(yùn)輸至關(guān)重要。低溫儲罐絕熱技術(shù)和結(jié)構(gòu)直接決定了車載運(yùn)輸?shù)某蓴　?當(dāng)前，我國在槽罐車內(nèi)部施用堆積絕熱和真空粉末絕熱兩種隔熱方法。 一般的低溫貯槽多以真空粉末絕熱為主，但在LNG 槽車中高真空多層絕熱已被廣泛采用，其絕熱空間僅僅30～35mm， 是采用真空粉末絕熱空間的1/10 左右，這樣不但節(jié)省了容積，而且絕熱效果好。 車載的絕熱材料采用復(fù)合多層材料，并運(yùn)用加熱充氣置換新工藝，10 個工作日內(nèi)即可完成真空抽取。 在公路車載損耗上，LNG 的日蒸發(fā)率應(yīng)該控制在0.46%之內(nèi)，而儲存周期為4 到7 天。 [1]

二、液化天然氣易發(fā)事故成因

由于LNG 市場需求旺盛，2010 年中國LNG 進(jìn)口超過1200萬噸，我國的LNG 利用率以年約12%的速度激增。 液化天然氣道路運(yùn)輸企業(yè)、各型運(yùn)輸車輛及其用氣業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，隨之而來的LNG 道路事故也呈逐年上升的勢頭。 根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，LNG 公路運(yùn)輸事故及其原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、泄漏的危險性分析

從LNG 的物理、化學(xué)特性中，人們?nèi)菀渍`認(rèn)為它是極其安全的氣體。 它無毒、無臭、燃點(diǎn)高達(dá)650℃，一般的擠壓和碰撞好像不易燃燒、爆炸。 但其實(shí)并非如此，LNG 是凈化、冷凝的產(chǎn)物，一旦發(fā)生泄漏與空氣混合，其危險性立即提升。

（1）極度低溫的LNG 逸出，會急劇汽化為蒸汽與周圍空氣結(jié)合成白煙狀的冷蒸汽云霧， 它可以隨風(fēng)飄到很遠(yuǎn)的地方并被稀釋成爆炸性混合物，遇到明火就會發(fā)生火災(zāi)。 它還可能帶火飄回泄漏發(fā)生地點(diǎn)燃蓄積在那里的池火(pool fires)的，池火火焰的能量與輻射性甚至?xí)?000 米外的人和事物造成嚴(yán)重危害。

（2）它的爆炸極限在4.7%～15%之間，而易燃、易爆的汽油爆炸極限僅在1.3%～6%之間，對比而言LNG 爆炸的域更寬廣。 如果LNG 發(fā)生泄漏的地點(diǎn)較為狹小，空氣流通不暢，則容易爆炸；或者遇到河汊、溝渠等使LNG 被水中大量的熱能迅速汽化，會形成一種非燃燒性爆炸。

（3） 當(dāng)LNG 急劇汽化膨脹時， 它會抽干所在地空氣中的氧氣，對于周圍人群和工作者而言隨時都有發(fā)生窒息的危險。 [2]

2、溫度因素

前文提到絕熱對于LNG 運(yùn)輸至關(guān)重要。 季節(jié)變化和地域溫差都是LNG 儲運(yùn)環(huán)節(jié)必須慎重應(yīng)對的情況。 比如， 夏季光照強(qiáng)烈， 公路氣溫尤高于周圍環(huán)境， 這就容易引起LNG 罐體氣壓上升，從而引起事故發(fā)生。

3、設(shè)備因素

車載罐體的安全閥門、軸承等部件，因公路上的顛簸或者車體共振而出現(xiàn)松動不牢的現(xiàn)象，還有隨著時間設(shè)備老化現(xiàn)象，都有是造成泄漏的可能因素。

4、交通因素

交通事故對于LNG 車載運(yùn)輸?shù)陌踩{是個外因， 但據(jù)資料統(tǒng)計在我國， 這卻是一個事故多發(fā)的主要原因。 交通事故本身，有車輛零件問題、有駕駛員操作問題，還有意外道路交通肇事等人力不可違的情況。 美國能源部門就把LNG 危險事故分為恐怖主義襲擊、地震、海上事故和操作事故，由此可見一斑。

三、液化天然氣車載運(yùn)輸風(fēng)險的應(yīng)急策略

應(yīng)急， 是指為避免事故發(fā)生或減輕事故災(zāi)害而采取的超出正常工作程序的行動； 也指立即采取行動對已發(fā)生的事故進(jìn)行相應(yīng)的處理。 比如抗震救災(zāi)、處理動車追尾事件等。 LNG 車載運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急策略， 就是指針對LNG 運(yùn)輸存在的風(fēng)險和發(fā)生的道路交通事故而設(shè)置的應(yīng)急管理、指揮和救援計劃等。

1、完善應(yīng)急組織管理指揮系統(tǒng)

要建立政府與企業(yè)聯(lián)動機(jī)制。 以安監(jiān)、消防系統(tǒng)為主導(dǎo)、以LNG 企業(yè)為主體，在“以人為本“的原則下主抓安全運(yùn)輸，推行企業(yè)HSE（健康、安全、環(huán)境）管理體系，實(shí)行領(lǐng)導(dǎo)人負(fù)責(zé)制，以此來完善應(yīng)急組織管理指揮系統(tǒng)。

2、日常危險源與風(fēng)險評估

有資料顯示，對于道路危險貨物運(yùn)輸來說，人為因素占事故原因的42%，設(shè)備包裝因素則占14%，車輛因素則占38%。 [3]因此，工作人員一定要從日常工作細(xì)微處著手，駕駛員、押運(yùn)員要了解液化天然氣的性質(zhì)、危害特性及罐體的使用情況，認(rèn)真檢測車載設(shè)施的安全性能；同時分析LNG 運(yùn)送區(qū)域內(nèi)交通狀況、人口分布、學(xué)校、醫(yī)院等的布局，綜合描述有所有途經(jīng)的危險源、避險源；建立突發(fā)事故的緩沖區(qū)意識，能快捷查詢最佳避難路徑等。

3、有效的預(yù)防與預(yù)警

通過貯氣站安檢系統(tǒng)和車載監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)時監(jiān)控LNG 危險源；能夠熟練掌握預(yù)警條件，對罐車每一關(guān)鍵設(shè)備都應(yīng)建立技術(shù)檔案，對閥門、儀表維修狀況等進(jìn)行跟蹤檢查，保證罐體的閥門、機(jī)軸等關(guān)鍵部件在運(yùn)輸途中不會出現(xiàn)故障， 一旦出現(xiàn)故障征兆要對車輛及氣罐等設(shè)備作出及時準(zhǔn)確的預(yù)警。 [4]

4、應(yīng)急處理并正確評估

當(dāng)事故發(fā)生時， 根據(jù)泄漏情況及LNG 所在空間化學(xué)反應(yīng)程度，調(diào)出專業(yè)救援人員執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，能夠按照操作規(guī)程進(jìn)行應(yīng)急指揮、落實(shí)資源調(diào)配、指導(dǎo)附近居民應(yīng)急避險、對傷者展開醫(yī)療救治。 及時向上級和相關(guān)媒體通報事故救援進(jìn)展，評估燃燒或爆炸的可能性或破壞性，預(yù)測LNG 霧狀云影響范圍與大小，改進(jìn)應(yīng)急方案并對事故原因、過程、結(jié)果作出總體評議。

結(jié)論

綜上所述，建立液化天然氣公路車載運(yùn)輸?shù)膽?yīng)急策略，不但能夠降低和減少天然氣交通事故的發(fā)生率， 而且在出現(xiàn)偶發(fā)性LNG 運(yùn)輸事故之時也可以做到有章可循、有法可依，并最大限度地保障人民的生命、財產(chǎn)安全，使清潔、高效的LNG 能在中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中真正發(fā)揮其重要作用， 從而為緩和我國以煤炭為主的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，保障經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考資料：

[1] 胡龍飛．液化天然氣(LNG)的運(yùn)輸方式及其特點(diǎn)研究[J]．百科論叢．2009.03.

[2] 劉玥，楊芳，王欣．淺析液化天然氣的消防安全[J]．消防技術(shù)與產(chǎn)品信息．2008.01∶27.

[3] 王玉俠．公路危險貨物運(yùn)輸存在問題及對策[J]．物流科技．2011.04.

[4] 田?。?液化天然氣道路運(yùn)輸安全現(xiàn)狀分析與對策研究[J]．交通標(biāo)準(zhǔn)化．2008(08).