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,運輸車輛發生事故的次數在逐年增加,為了有效處置各類LNG公路運輸事故,筆者根據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構、改善環境狀態,對天然氣的開發和利用非常重視。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范圍, 讓其他城市也能用上這一清潔能源,根據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生事故,處置不當,就會造成不可挽回的經濟損失和人員傷亡。

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,閃點為482～632℃,燃點約為650℃,比空氣輕。爆炸極限為5%～15%。氣態的天然氣在常壓下,當冷卻至約-162℃時,由氣態轉變成液態,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。液化天然氣易發生火災和爆炸事故,易造成低溫凍傷。具有氣體火災的特點。

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)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,減少外界對內容器的熱輻射和熱傳導;②罐體外殼,主要作用是與內容器構成真空夾層：③罐體內容器,用來充裝液化天然氣：④管路系統,裝卸低溫液體用和安全作用。操作箱設置在槽罐車的尾部,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集中控制。主要操作閥門有組合系統安全系統閥、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,一旦發生LNG道路運輸事故,會造成重大經濟損失和人員傷亡,也會造成極壞的社會影響。筆者對2010年以來的50起較為嚴重的LNG道路運輸事故進行分析,發現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槽罐車發生側翻等事故,造成牽引機構損壞。(3)LNG槽罐車被后車追尾,引起槽罐車的操作箱及其內部的閥門、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槽罐車發生了嚴重的側翻事故,使閥門松動或管道損壞,發生LNG泄漏。(6)對LNG槽罐車的附件維護保養不到位,安全閥等罐體部件由于老化出現松動、損壞等故障,引起液化天然氣泄漏。(7)氣溫較高,罐內氣壓升高,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、技術要求高等特點,因此不可能在短期內將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。筆者根據公路交通運輸和LNG的性質和特點,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是并存的,泄漏事故大多都發生在運輸途中,事故發生具有很大的偶然性,事前無法預料。(2)人員傷亡大。在高速公路或高等級公路上發生的交通事故,往往造成數輛甚至上百輛汽車首尾相撞,直接導致駕駛員和乘客傷亡。(3)泄漏概率高。LNG槽罐車發生交通事故后,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生大量氣體,易形成大面積危險區。(5)易發生燃燒爆炸。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,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)車輛損壞嚴重,救援技術性強。事故造成車輛嚴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、輸轉等措施時,技術要求高,處置難度大。(8)窒息。雖然LNG是經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。由于發生泄漏的部位、裂口大小等各不相同,采取的處置措施技術要求特別高;槽罐車泄漏事故大多發生在運輸途中,往往距離消防部隊和其他救援力量遠,加之事故發生后容易造成交通堵塞,救援力量難以及時到達現場。參與滅火救援的部門多,協調配合困難。

5 槽罐車的滅火救援處置措施與方法

當前,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生交通和泄漏事故,其運輸的安全問題已越來越受到重視。救援力量到達事故現場,在做好個人防護、現場詢情、偵察檢測、設立警戒和疏散人員工作后,根據現場事故情況,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生追尾事故現場后,首先查看駕駛室內有無被困人員、是否發生LNG泄漏或著火和牽引車是否損壞或著火等情況。

(1)當牽引車著火、駕駛室內有被困人員、LNG沒有泄漏時,可以用水槍或泡沫槍撲救牽引車火災,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場。(2)當牽引車沒著火、駕駛室內有被困人員、LNG泄漏時,一方面用噴霧水槍或防爆風機稀釋和驅散天然氣,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生火花和駕駛室周圍天然氣沒有到達爆炸極限范圍內的情況下,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

當罐體外殼破損,真空保溫層失去絕熱作用時,根據罐體破損情況,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,要對罐體的內容器與外殼之間的夾層抽真空,使其真空保溫層恢復絕熱作用。

5.3 槽罐車被卡在涵洞內或限高處的處置方法

當槽罐車被卡住時,可將槽罐車輪胎適當放氣,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,不能打開和關閉時,應用清潔無油的水或熱氮氣解凍處理。嚴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,發生泄漏的處置方法

罐體上的管道、閥門因各種原因損壞,發生泄漏后。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堵漏工具或金屬堵漏套管進行堵漏。

5.6 槽罐車罐體內處于超壓狀態的處置方法

當槽罐車貯罐內的壓力超壓時,安全閥不能正常工作或排放量達不到降壓時,應及時打開超壓排放閥將貯罐內超壓氣體盡快泄放,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,在專業人員的指導或操作下,用專用的設備將事故槽罐車內的LNG導入完好的LNG槽罐車內(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 槽罐車發生側翻等事故,牽引機構損壞的處置方法

槽罐車發生側翻等事故后,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、設備或吊車將事故半掛LNG車扶正,更換或修復牽引車。

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,將其轉移到無人空曠區域。打開超壓排放閥或氣相閥,將罐內的天然氣排放至大氣中,利用自然風流或防爆風機進行驅散和稀釋,從而消除隱患,排除險情。

5.10 控制LNG擴散的處置方法

在LNG泄漏的事故現場,要設置開花或噴霧水槍形成水幕,也可噴射高倍數泡沫,控制LNG氣體向重要目標或危險源擴散。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,驅散積聚、流動的氣體,稀釋氣體濃度。也可使用防爆鼓風機驅散和稀釋氣體,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部門,并將事故現場附近的專業技術人員和完好的LNG槽罐車及倒灌的專用設備調到事故現場。(2)救援車輛要停放在事故槽車的上風方向,并與事故槽車保持適當距離。進入警戒區內所有人員必須關閉手機、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防引發爆炸。(3)到達槽罐車泄露事故現場,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。查明警戒范圍內的人員數量、地形地物、風向、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,罐內壓力升高,可能會發生罐體爆炸事故。(5)在對槽罐車的閥門或管道實施堵漏或更換部件作業時,作業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技術人員。至少是在專業技術人員的指導下進行,非專業人員不得盲目實施倒灌作業。并且在倒罐過程中應采取冷卻、稀釋、驅散等安全措施,使用的動力電源和電氣設備必須是防爆的,防止發生燃燒、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急準備。將泄漏車輛安全護送至無人空曠區域進行自然排放。(9)進入LNG泄漏區和擴散區的作業的人員,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,嚴防火花產生。(10)在救援現場,實施全程動態儀器檢測。一旦現場氣體濃度接近爆炸濃度極限,事態未能得到有效控制,險情加劇,要及時撤離排險人員,保證現場所有人員迅速、安全撒出危險區。(11)對泄漏形成的LNG云層(或層流)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].中國人民公安大學出版社.

[2]顧安忠.液化天然氣技術[M].機械工業出版社,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。