張兆康，郭恩玥，李 超（.中海油能源發(fā)展股份有限公司北京安全環(huán)保工程技術研究院，天津 300450;.中海石油環(huán)保服務（天津）有限公司，天津 300450）

一、引言

隨著人們對清潔能源的需求不斷提升，液化天然氣（LNG）的生產和海上運輸在規(guī)模和數(shù)量上呈現(xiàn)飛躍式發(fā)展。與原油一樣，LNG同樣能夠帶來安全和環(huán)境風險。無論是《國際油污防備、反應和合作公約》（OPRC公約）的補充條款，還是馬普爾公約對船舶危險貨品泄漏事故的應對指南，都要求作業(yè)方要有充分的應急資源準備和相應使用方案，要求作業(yè)者熟悉和掌握應急方法的使用和相關細節(jié)[1]。

得益于LNG運輸船舶（以下簡稱LNG船）的精心設計，其完善的作業(yè)流程、預警系統(tǒng)、規(guī)章制度支持LNG海運至今維持良好的安全記錄，據(jù)行業(yè)機構帕布拉都工業(yè)服務（PITBLADO）評估，現(xiàn)代LNG船泄漏事故發(fā)生的概率低至十萬分之一[2]。

LNG泄漏相比原油泄漏引起的關注要小得多，但并不意味著我們可以高枕無憂。即便是極低的發(fā)生概率，巨大的LNG泄出量和導致的關聯(lián)后果，會帶來極大的環(huán)境風險，也會威脅到應急人員和附近居民的安全[3]。

根據(jù)國際海事組織（IMO）的培訓指南，除掌握所要求的基本應對技能外，培訓內容應當與船舶上的安全和防污染管理體系相匹配。只有應急管理人員根據(jù)事態(tài)發(fā)展動態(tài)調整應急策略，將事故控制在可控范圍，才能將安全和環(huán)境風險水平降至最低，人員安全、環(huán)境和國家、企業(yè)財產才能得到充分保護。

二、 LNG性質及LNG船結構

天然氣的主要成分是甲烷，伴有少量的乙烷、丙烷和丁烷，也會含有少量凝析油和其他微量組分。LNG是天然氣的液化形態(tài)，天然氣冷卻到-162℃時，會成為清潔無色無味的液體。LNG交易價值主要基于它的熱值，影響熱值的組分比如氮、一氧化碳等必須清除。

20世紀30年代美國一家天然氣配送公司首次使用LNG技術用于峰值調節(jié)。世界上第一條從生產到配送的LNG鏈條于1964年投入運營，使用船舶將阿爾及利亞的LNG送達法國和英國。2000年前后LNG船容積普遍提高到了14萬m3以上。至2018年底，全球大約有550艘LNG船[4]。

在運輸過程中LNG存放于船艙為存儲超低溫液體設計制造的儲罐中，保證最小揮發(fā)的低溫環(huán)境。儲罐由雙層同心殼體構成，殼體之間抽成真空以減少熱交換。接觸超低溫液體的內殼體由合金鋼制造，外殼體用碳鋼材質保證足夠的結構強度，抵抗內外殼體之間抽真空產生的吸力。內外殼體之間還填充有如珍珠巖類的隔離層，進一步減少熱傳導。LNG船舶結構側視圖見圖1：

圖1 LNG船舶側示圖

三、 LNG船舶泄漏風險與防范措施

LNG無毒，但吸入會引起中樞神經系統(tǒng)不適，出現(xiàn)頭暈、昏沉、頭痛。為方便檢測是否泄漏，通常在LNG中添加不含毒性的甲硫醇為警示劑。當LNG溢出到開放環(huán)境中，它會快速揮發(fā)掉，不留任何殘留物。LNG對健康的風險是氧氣置換帶來的窒息和對皮膚的冷灼傷。接觸LNG或超低溫的金屬材料會損害皮膚，損害速度比暴露在LNG揮發(fā)氣體中快得多。另外，當LNG濃度增加，達到最低可燃點后，起火燃燒風險將成為最大的威脅[5]。

為應對LNG外泄引起的火災，LNG船舶必須依照國際海上人命安全公約（SOLAS）和國際散裝運輸液化氣體船舶構造和設備規(guī)則（IGC）的規(guī)定配置額外火災防護設備與裝置[6]。LNG船舶還應在主甲板上裝備足夠且性能達標的甲板型化學干粉噴灑裝置，用以阻擋可能發(fā)生的火災。LNG船舶依據(jù)規(guī)定應配備足夠數(shù)量的人員安全防護器具，如防護服、保護面罩、橡皮手套、自封閉壓縮空氣呼吸器等，并保持隨時可用的狀態(tài)。

四、LNG船舶泄漏事故的應對

LNG船舶泄漏緊急事故以起火為節(jié)點，分可控事故和不可控事故，兩類事故可以互相切換，處置得當?shù)牟豢煽厥鹿蕰蔀榭煽?，到最終控制。處置不當，可控事故會變得不可控，甚至導致棄船，以及造成急速反式反應（RPT）爆炸類的災難性后果[7]。

LNG船舶如果在港口發(fā)生泄漏，且甲板泄漏遇到火源起火，通常會造成高于一般油氣火焰的溫度，將對港口造成嚴重破壞，影響范圍達直徑數(shù)公里，其結果是災難性的。不僅容易波及或引燃其他船舶和港口設備，而且可能發(fā)生沉船并造成港口航道堵塞，對港口或裝卸泊位造成巨大損失。

因此LNG泄漏事故處置的重點是防止起火，必須將事故穩(wěn)定在可控范圍之內。可控和不可控事故的典型分類詳見表1：

表1 可控緊急事故和不可控緊急事故

在正常工況下，儲罐主次隔離空間連續(xù)用氮氣充灌。少量的甲烷氣體從隔膜泄漏出來會被探知。如果主要隔離區(qū)甲烷濃度突然升高，需要引起警覺，大多是因為甲烷氣體通過隔離區(qū)焊接部位的孔隙進入主隔離空間。這種情況一般通過注入氮氣保持甲烷含量在最低濃度。如果破裂發(fā)生在主隔膜艙的液面以下，甲烷濃度會緩慢增加；如果發(fā)生在主隔膜艙的液面以上，揮發(fā)氣體會直接流入主隔離區(qū)，對罐體和船舶產生潛在危險。

需要防止泄漏氣體竄到船上的生活區(qū)、動力區(qū)和工作區(qū)。避免使用可能引起火焰的點火設備，例如裸線、無保護的照明燈具、電動工具和磨具。盡量讓泄漏的液化氣體揮發(fā)。即使穿戴保護工服，也要盡量避免直接接觸液化氣體。此時的事故仍屬可控。在船體不同位置發(fā)生的、可控的LNG泄漏事故處置方法和注意事項詳見表2：

表2 可控事故（未起火或者火已撲滅）應對場景注意事項

無論LNG溢出多少，只要沒有發(fā)生火災或者火已撲滅且控制了泄漏源，經評估后滿足表3各項要求，可宣布應急結束，經請示可恢復卸載作業(yè)。

表3 可控事故應對成功評估要件

LNG在液態(tài)時不會燃燒。要達到燃燒條件，天然氣在空氣中的濃度必須達到5%~15%之間，此時附近有引火源則會起火燃燒。因此首先要禁絕任何引火源，其次是封堵源頭和控制LNG揮發(fā)氣體的走向。如果做不好這兩點，將面臨不可控風險。應急策略必須動態(tài)調整。

如果不慎引發(fā)了火災，如船在碼頭，管路輕微破裂，泄漏少量LNG引發(fā)的小型火災，LNG船人員接警之后，應立即采取調整措施，詳見表4：

表4 事故LNG船初始應對措施

LNG船利用汽笛信號通知其他船只與港口機構人員進入緊急狀態(tài)，采取必要的應急準備。若碼頭吹著向岸風，致使船上火焰逐漸向岸方設施或附近靠泊的其他船舶蔓延，此時應急管理人員包括港口、消防、公安各方人員，應全力防止事故發(fā)展為不可控事故，推薦的應對步驟詳見表5：

表5 可控事故朝不可控事故發(fā)展過程中（起火）應對方法和注意事項

如果火焰如期撲滅，經評估滿足表3各項要求，可宣布應急結束，請示直接恢復卸載作業(yè)。如果火焰沒有撲滅而且有所發(fā)展，并出現(xiàn)更糟糕的場景可能導致極速反式反應（RPT）閃爆可能，應急指揮人員應就現(xiàn)場形勢和火勢對駕駛艙人員做出說明，應在火場位置尋找救援失蹤人員，開辟人員撤離通道。組織噴灑水霧冷卻火場周邊環(huán)境，主要應急力量在火場位置繼續(xù)處置滅火事宜，技術小組為支持隊伍。應對基本考慮事項詳見表6：

表6 不可控事故應對應考慮事項

對應急管理者而言，應急現(xiàn)場事無巨細不容疏漏，全力以赴阻止事故發(fā)展成不可控是最主要的任務。

五、結語

與溢油應對相比，LNG 泄漏事故應對呈現(xiàn)出不一樣的特征，應將防止起火作為應急策略的重點。影響此策略實施的因素繁多，對應急能力的要求更加嚴格，需要考慮：

（1） LNG 泄漏量的多少；

（2） 事故發(fā)生地點；

（3） 是在封閉、半封閉還是開放環(huán)境；

（4） 當?shù)厝丝诿芏纫约爱敃r當?shù)氐臍庀髼l件和周邊引火助火源等因素。

《中華人民共和國安全生產法》和《整船載運液化天然氣可移動罐柜安全運輸要求》等法律法規(guī)強調在LNG船舶上任職的船員，除接受LNG安全專項培訓，掌握船舶載運危險貨物的國際規(guī)則、相關法律法規(guī)外，還必須掌握LNG泄漏事故應急處置方法和流程。

天然氣作為清潔能源已經成為我國大中城市燃氣的主導氣源。我國成為使用船舶運輸LNG較多的國家，也是世界上少有的幾個第四代LNG船舶生產國，這在給LNG海運行業(yè)帶來機遇與繁榮的同時，也帶來安全、環(huán)保方面的嚴峻挑戰(zhàn)。對身處能源安全第一線的應急人員來說，應對挑戰(zhàn)責無旁貸，也無上榮光。