黃中杰

摘 要：近年來高速公路上LNG燃氣車輛事故頻發(fā)，損失和影響巨大。通過開展典型案例分析、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)研究、危險因素剖析、結(jié)合多次參與滅火救援專題培訓及基層一線調(diào)研，總結(jié)歸納了此類事故處置關(guān)鍵技戰(zhàn)術(shù)措施，供各類滅火救援人員、各級監(jiān)管部門及駕乘人員借鑒參考。

關(guān)鍵詞：物料泄漏 危險辨識 偵察判斷 放空排險 稀釋降毒

LNG燃氣車是以低溫液態(tài)天然氣為燃氣，其突出優(yōu)點是能量密度大，燃燒熱值高、碳排放量低，行駛里程長，一般使用在長途運輸?shù)闹乜ㄜ囆蜕?，罐體一般存放在底盤兩側(cè)或駕駛室后部，高速公路行駛時速度快，發(fā)生碰撞或傾覆時LNG燃氣罐極易受到破壞，造成泄漏或燃燒爆炸事故。

1 近年來相關(guān)典型案例分析

通過以上典型案例分析得知，一是LNG燃氣車輛事故高發(fā)頻發(fā)，距離消防救援隊伍普遍較遠，消防隊到場時基本處于難控狀態(tài)。二是參戰(zhàn)力量基本是一個隊站獨立作戰(zhàn)，處置成敗，受指揮員認知、處置經(jīng)驗，車輛器材裝備優(yōu)劣、技能水平高低，事故狀態(tài)等多重因素制約。三是成攻處置需要對事故風險進行辨識、事故狀態(tài)進行判定、車輛結(jié)構(gòu)原理進行掌握，技戰(zhàn)術(shù)措術(shù)進行恰當運用。

2 燃氣罐車結(jié)構(gòu)分析

LNG燃氣車輛燃氣系統(tǒng)其分為存儲系統(tǒng)、供應(yīng)系統(tǒng)和使用系統(tǒng)。

2.1 存儲系統(tǒng)

存儲系統(tǒng)氣瓶采用雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)膽、外殼、夾層絕熱件及閥件艙組成。氣瓶充滿氣公稱壓力為1.6MPa，使用時最小壓力不低于0.65MPa。

（1）內(nèi)膽用于盛裝液態(tài)LNG，設(shè)有加注噴淋管、液位探頭等部件，內(nèi)膽還設(shè)置了兩級安全閥，一級安全起跳壓力為1.6MPa左右，二級安全閥起跳壓力為2.4MPa左右。安全閥的作用是泄放由于由外異常因素導(dǎo)致的壓力上升、或真空遭破壞及火災(zāi)條件下的壓力上升。

（2）內(nèi)膽外部纏繞玻璃纖維紙和鋁箔組成的絕熱材料，在夾層超壓時，外殼通過環(huán)形真空塞來實現(xiàn)保護，當夾層壓力超過0.17Mpa時，真空塞會自動打開泄壓。

（3）外殼主要用于對內(nèi)但實使保護，并與內(nèi)膽形成夾層空間，保障內(nèi)膽到達最佳絕熱效果，外殼與內(nèi)膽采用組合支撐結(jié)構(gòu)，保證罐體在運行中不會因為顛簸發(fā)生位移和結(jié)構(gòu)變形。

（4）閥件艙布置在儲罐一端，并用保護罩進行防護，包括儲液閥、安全閥、手動放空閥、壓力調(diào)節(jié)器、壓力表和液位顯示器等，管路系統(tǒng)的設(shè)置能夠滿足充裝和供給。

2.2 供應(yīng)系統(tǒng)

供應(yīng)系統(tǒng)主要由管路、汽化器、調(diào)壓閥、穩(wěn)壓罐、電磁閥等組成。氣瓶內(nèi)LNG由于壓力作用，通過出液閥管路通入汽化器氣化，進入緩沖罐，穩(wěn)壓后受電磁閥控制通入到發(fā)動機。

（1）汽化器。汽化器是利用發(fā)動機循環(huán)冷卻水通過熱傳遞將LNG加熱汽化，使其達到滿足發(fā)動機使用溫度和流量要求。

（2）調(diào)壓閥。調(diào)壓閥的作用是將汽化后的天然氣進行減壓，使之滿足發(fā)動機使用壓力要求，達到降壓穩(wěn)壓作用。。

（3）穩(wěn)壓罐。穩(wěn)壓罐的作用是一方面是具備緩沖功能，另一方面是儲存一定量氣體備用。當汽車功率較大時，啟動需要較多天然氣，需在降壓調(diào)節(jié)閥后配備緩沖罐，保證用氣量。若車輛安裝空間受限，功率不大且供氣管路長度滿足需要時，可以不配備緩沖罐。

（4）電磁閥。電磁閥的作用是當發(fā)動機點火開關(guān)關(guān)閉或處于次要位置、以及發(fā)動機熄火點火開關(guān)仍處于開啟狀態(tài)時，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)能夠阻止天然氣流向發(fā)動機。

2.3 使用系統(tǒng)

使用系統(tǒng)就是燃氣發(fā)動機系統(tǒng)，通過燃燒燃氣，對外輸出動力。其工作原理基本與燃油發(fā)動機基本相同。

（1）電子控制節(jié)氣門。電子控制節(jié)氣門是通過踏板，將動力需求傳給控制器，控制器接收到踏板信號后，根據(jù)發(fā)動機運行工況控制節(jié)氣門的開度，調(diào)節(jié)進入氣缸內(nèi)混合氣量，從而控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速并適應(yīng)負荷變化。

（2）混合器?；旌掀鞯淖饔檬菍⒖諝馀c天然氣充分混合，氣態(tài)天然氣按比例噴入與空氣，并根據(jù)空氣的流入量，決定膜片的開度，進而在發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況下精確控制空燃比。

3 LNG燃氣車危險辨識

LNG燃氣車輛交通事故處置危險源主要有氣體泄漏、爆炸燃燒，低溫凍傷和窒息等。

3.1 易燃易爆

以上案例中LNG燃料罐多數(shù)安裝在駕乘室背后，發(fā)生追尾交通事故時，極易造成燃料箱變形、燃料系統(tǒng)管路斷裂等現(xiàn)象，極易引發(fā)LNG泄漏或著火爆炸，遇點火源后，形成噴射火?；鹧鏈囟壬邔?dǎo)致儲氣瓶壓力上升，會形成爆炸，一是儲罐解體物理爆炸，二是達到爆炸極限后遇明火大范圍化學爆炸。

3.2 氣瓶特殊

氣瓶為壓力低溫儲存形式。工作狀態(tài)下罐內(nèi)有一定壓力，又是低溫液體。泄漏的LNG極少量就能轉(zhuǎn)換為大量氣體，1體積液相LNG能轉(zhuǎn)換為600～625體積氣相，形成易燃易爆蒸氣云團。天然氣爆炸極限是5%～15%，如果遇到點火源或者熱源，就會發(fā)生沖擊波強烈的蒸氣云爆炸。

3.3 低溫傷害

LNG氣瓶存儲溫度約-162°Ｃ。在其常壓沸點之下。一旦發(fā)生泄漏，由于汽化潛熱量大，會從周圍環(huán)境大量吸熱，造成局部出現(xiàn)低溫。低溫還會造成罐體、閥門及管線結(jié)霜，安全閥凍結(jié)，無法正常泄壓，罐體存在超壓解體風險。人體長時間暴露在零下10°Ｃ以下并不佩戴個人防護進會導(dǎo)致身體溫度下降或低溫癥。如果身體溫度在零下27°Ｃ以下時，極易導(dǎo)致心臟紊亂。

3.4 窒息危害

甲烷毒害性低，但屬于窒息性氣體，一旦發(fā)生泄漏極易迅速蒸發(fā)汽化，人員呼吸不到足夠氧氣時，會引起缺氧窒息。

4 處置關(guān)鍵技戰(zhàn)術(shù)措施

LNG燃氣車輛事故處置中應(yīng)檢查落實安全防護措施，做到防靜電，燒傷、窒息、中毒、燃燒和閃爆等意外事故，確保滅火救援成功和人員安全。

4.1 常規(guī)處置技術(shù)

（1）根據(jù)災(zāi)情決定出動力量和編程，接警后應(yīng)迅速核對事故類型、事故等級和危害程度等相關(guān)信息。

（2）應(yīng)在事發(fā)地50～100m處集結(jié)，使用可燃氣體探測儀對車輛燃氣系統(tǒng)天然氣泄漏點進行檢查，難以準確判斷泄漏點時，可借助肥皂水檢查泄漏點。

（3）封閉公路上下行線區(qū)域，以事故車為中心設(shè)置上下行線各100m安全距離。

（4）按照事故類型，到達現(xiàn)場后需要開展“兩管控、三核查、一評估”，即管控火源、管控交通，核查瓶體結(jié)構(gòu)、介質(zhì)和壓力，研判評估現(xiàn)場是否具備處置條件。

（5）上側(cè)風方向設(shè)立指揮部，劃定搶險區(qū)、工作區(qū)、安全區(qū)范圍，控制搶險區(qū)、工作區(qū)火源。

（6）泄漏災(zāi)情，需要在10～15m處設(shè)置水幕水帶、屏風水槍將事故車輛四周全方面保護，杜絕一切火源。

4.2 特殊災(zāi)情處置要點

4.2.1 瓶體結(jié)霜

（1）若瓶體結(jié)霜，說明內(nèi)膽出現(xiàn)滲漏，絕熱層受到破壞，氣瓶已經(jīng)失去真空，需盡快排液。條件許時，盡快將損壞的氣瓶轉(zhuǎn)移至無明火、易燃物以及無行人通過的場所開展處理。

（2）瓶體結(jié)霜時嚴禁向瓶體結(jié)霜面打水，若氣瓶管線、閥門如出現(xiàn)局部泄漏，應(yīng)在擴散氣體云團下風向5m處設(shè)置開花水槍稀釋驅(qū)散，嚴禁使用直流水直接沖擊擴散云團。

（3）現(xiàn)場排空處理有兩種方法：一是氣相排放。應(yīng)先關(guān)閉出液閥、增壓閥，打開放空閥，回氣口連接回氣槍和延伸管線，延伸管路至下風向安全地帶，就地直排或安全控燒。二是液相排放。應(yīng)先將管線壓力排空，取下增壓閥處的過流保護閥，緩慢打開增壓閥，打開時作戰(zhàn)人員要遠離液體流出方向以防凍傷，將LNG全部排出。

（4）處置過程中要做好防凍保護，優(yōu)先選用排放氣相，高壓排液有較大風險。在事故車輛10～15m范圍內(nèi)設(shè)置水幕水帶、屏風水槍水幕高度不低于車體高度，25m處設(shè)置移動水炮、滅火機器人稀釋抑爆，隔絕周邊一切火源。

4.2.2 氣相泄漏

（1）管線閥門泄漏。如果車輛撞擊、側(cè)翻、仰翻，瓶體完好情況下，管線閥門出現(xiàn)氣相泄漏，可關(guān)閉出液閥、增壓閥進行排險，使安全閥復(fù)位消除泄漏，如安全閥出現(xiàn)凍結(jié)無法復(fù)位，采取清潔無油的溫水融化解凍，對安全閥進行復(fù)位。

（2）管線斷裂泄漏。要對瓶體實施排壓操作，及時采取木楔封堵、纏繞滴水封凍等方法臨時堵漏，也可以聯(lián)系加氣站技術(shù)人員，打開放空閥，在回氣口連接回氣槍和延長管線，延伸管路至下風向安全地帶，就地直排或安全控燒，消除危險源。

（3）緩沖罐泄漏。應(yīng)及時關(guān)閉出液閥、增壓閥進行排險，等待緩沖罐內(nèi)氣體壓力緩慢釋放完畢，緩沖罐結(jié)霜時嚴禁用水流沖擊，有物理爆炸風險。

4.2.3 液相泄漏

瓶體呈液相泄漏，說明氣體泄放量較大，在10～15m處迅速設(shè)置水幕水帶、屏風水槍對現(xiàn)場實施保護，禁止使用直流水沖擊泄漏液體區(qū)域，防止蒸汽云爆炸，檢查瓶體泄漏區(qū)域和閥門凍結(jié)情況，及時關(guān)閉出液閥、增壓閥，開啟放空閥，排出增壓系統(tǒng)內(nèi)壓力，防止向氣瓶內(nèi)持續(xù)沖入壓力氣體，排空時要注意排除周邊一切火源。

4.2.4 輪胎著火

瓶體未結(jié)霜說明瓶體未破損，真空完好，關(guān)閉出液閥、增壓閥、放空閥，利用水槍撲滅輪胎火災(zāi)，并利用開花水槍冷卻瓶體，關(guān)注瓶體壓力表及安全閥動作情況，保證瓶體壓力處于正常范圍。

4.2.5 泄漏位置著火

管線、閥門泄漏著火時，1000m范圍內(nèi)管控火源，滅火前要核查儲罐壓力、真空密閉情況，最大限度的切斷閥門管線，避開瓶閥和緩沖罐120°泄壓面，從上風向120m以上鋪設(shè)水帶干線至罐車側(cè)面，在25m以外設(shè)置車載炮、臂架炮、移動水炮分高中低三支射流側(cè)面切封滅火，明火撲滅后人員撤離。

5 特別警示事項

（1）天然氣比空氣輕，所以容易擴散。在車庫和隧道內(nèi)有可能滯留在天花板附近可以利用送風機等從遠離車輛位置進行氣體擴散、排除。

（2）做好對眼睛、皮膚等部位的防護，防護服應(yīng)為棉制，佩戴防護鏡或面罩，嚴禁穿戴化纖衣物，腳部應(yīng)穿戰(zhàn)斗靴，關(guān)閥堵漏人員應(yīng)著防凍服、佩戴防凍手套。

（3）嚴禁直流水直接沖擊擴散云團，液相LNG泄漏遇水時會出現(xiàn)極高的熱傳遞速率，LNG將激烈地沸騰并伴隨大的響聲或噴出水霧，導(dǎo)致LNG蒸汽爆炸。

（4）處置人員嚴禁站在氣瓶閥泄壓面，以及緩沖罐附近區(qū)域，避免噴射火、急性爆炸造成人員傷亡。

（5）LNG儲罐發(fā)生泄漏造成瓶體結(jié)霜，處置過程中嚴禁向瓶體結(jié)霜面打水。

（6）一旦儲氣罐損壞或泄漏情況，要盡快將瓶內(nèi)氣體排出，在任何情況下不得使液體繼續(xù)保留在損壞罐體內(nèi)。

（7）處置火災(zāi)類事故時，閥門無法關(guān)閉或無法堵漏時，切忌用水直接噴射液體泄漏處，推薦使用干粉滅火器。

本文是總隊級教研項目“鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈火災(zāi)風險評估及滅火救援技戰(zhàn)術(shù)研究”（項目號：JG202205）的階段性成果。

參考文獻：

[1]馮幸福等．燃氣汽車及加氣站技術(shù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社2001：1-19．

[2]徐林．LNG汽車優(yōu)勢與LNG車用氣瓶問題分析[J]．機械裝備研發(fā)，2020.6：159．

[3]姜瀟等．LNG產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J]．化學工程與裝備，2020（5）：55-56．

[4]陸戩等．LNG及車用LNG的現(xiàn)狀與未來分析[J]，時代汽車，2021．03：21-22．

[5]賴元楷．LNG燃氣汽車的發(fā)展前景[J]．天然氣工業(yè)，2005．11：104-106．

[6]鐘偉等．車用LNG的發(fā)展現(xiàn)狀與市場前景分析[J]．煤氣與熱力，2013．1：11-13．

[7]王意東等．中國天然氣汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展建議[J]．天然氣工業(yè)，2020，40（07）：106-112．