LNG(液化天然氣)槽罐車是用于液化天然氣儲存與運輸?shù)奶胤N車輛,在天然氣能源供應鏈中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。液化天然氣主要成分是甲烷,在常壓下需冷卻至-162℃左右液化,具有體積小、便于運輸?shù)奶攸c。 LNG槽罐車可實現(xiàn)液化天然氣從生產(chǎn)基地、接收站到各類用戶終端的長距離、大規(guī)模轉(zhuǎn)運,廣泛應用于城市燃氣供應、工業(yè)燃料輸送以及作為LNG加注站的氣源補給設(shè)備。其工作原理是利用槽罐的絕熱性能維持低溫環(huán)境,并通過壓力調(diào)節(jié)裝置和輸送系統(tǒng),將LNG安全、穩(wěn)定地輸送至目的地。
二、常見災情及危險
1. 火災爆炸事故
危險源:
LNG泄漏:罐體長期受低溫影響,焊縫處出現(xiàn)冷脆裂紋;閥門密封件在低溫下硬化、龜裂,失去密封性能;低溫管道因振動、碰撞導致連接處松動;罐體遭受外力撞擊破損,這些情況都會致使LNG泄漏。LNG泄漏后迅速氣化,體積膨脹約600倍,與空氣混合形成可燃混合氣,濃度達到5%-15%的爆炸極限范圍,遇點火源極易引發(fā)危險。
點火源:車輛發(fā)動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的火花、排氣管排出的高溫尾氣;裝卸作業(yè)區(qū)域電氣設(shè)備因線路老化短路產(chǎn)生的電火花;操作人員違規(guī)使用明火,如在現(xiàn)場吸煙、動火作業(yè);車輛輪胎與地面劇烈摩擦產(chǎn)生的火花;人體穿著化纖衣物產(chǎn)生靜電放電等,都可能點燃泄漏的LNG。
超壓風險:環(huán)境溫度上升,外界熱量傳入罐體,使LNG氣化速度加快,罐內(nèi)壓力升高;裝卸作業(yè)時過量充裝,超出罐體安全容量;安全閥等安全裝置因雜質(zhì)堵塞、低溫失效等原因無法正常開啟泄壓,當罐內(nèi)壓力超過罐體承受極限,就會導致罐體破裂或管道泄漏,進而引發(fā)火災爆炸。
典型場景:
①罐體無泄漏、無霜凍時
檢查、泄壓、轉(zhuǎn)移、倒罐、放空
需反復檢查確認內(nèi)外罐真空狀態(tài)及管線是否完好,如真空完好,應重點進行排壓操作;應實時觀察并不間斷排壓,減少罐內(nèi)天然氣分層、沸騰壓力;車體完好且條件成熟時按轉(zhuǎn)移危險源處置,條件不成熟則選擇倒罐轉(zhuǎn)輸或放空排險。處置期間要保證罐體不失真空,禁止向罐體、管線、安全閥部位射水。
②罐體無泄漏、有霜凍時
泄壓、放空、引流點燃、倒罐、轉(zhuǎn)移
罐體無泄漏、有霜凍說明內(nèi)罐出現(xiàn)滲漏,絕熱層受到破壞,罐車已經(jīng)失去真空(罐體外罐完好,內(nèi)罐有沙眼,真空度逐漸下降),應實時從氣相管路排放天然氣,以降低罐內(nèi)壓力,具備放空條件時應果斷實施放空,不具備放空條件可采取引流點燃方法;要加大氣相緊急放空操作頻次,盡快做倒罐輸轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)移危險源準備;如罐體外殼保險器已打開并明顯出現(xiàn)蒸氣云(真空夾套壓力達到0.02MPa~0.07MPa),說明內(nèi)罐漏點逐步擴大,真空層遭到破壞,外罐強度逐漸下降,罐體可能破裂,戰(zhàn)斗人員應做好緊急避險準備。
罐體結(jié)霜處置過程中不論出現(xiàn)任何狀況,嚴禁向罐體結(jié)霜面打水。外殼保險器、管線、閥門如出現(xiàn)液化天然氣泄漏,可在擴散氣體云團下風向5~15米處部署水幕水帶、水力自擺炮稀釋驅(qū)趕。嚴禁直流水直接沖擊擴散云團。
③罐車垂直傾翻未泄漏時
滿液位罐車發(fā)生墜落、傾翻事故,如罐體長時間處于90°或倒180°狀態(tài),罐車安全附件失去作用,罐內(nèi)壓力無法導出,受氣溫影響,罐體壓力會急劇上升,如果壓力超過儲罐設(shè)計安全系數(shù),外罐材質(zhì)的承壓能力會在介質(zhì)的冷凍效應下減弱,嚴重時會造成罐體變形解體。需在專業(yè)技術(shù)人員的指導下進行排壓處置,泄壓消除儲罐壓力風險(內(nèi)罐或外罐)。如罐體垂直傾翻,可采取進料線反向管路排壓,將罐體壓力經(jīng)進(出)料管路引流泄壓或倒罐,作業(yè)前需提前部署好排流點兩層以上水霧稀釋保護圈,防止擴大危險源范圍和回火引爆。
緊急情況下,可采取液相出口連接消防水帶引至下風向就地直接排放,消除危險源。如以降低罐車壓力為目的,應以罐車氣相出口排放為主;如以加快排放速度為目的,應以罐車液相出口排放為主。
④罐車安全閥泄漏時
如罐體完好,僅出現(xiàn)安全閥泄漏,可復位安全閥消除泄漏;如安全閥出現(xiàn)液相凍結(jié),可采取直流水融化解凍或木槌輕敲復位消除泄漏。處置作業(yè)時應注意避開
⑤罐車管線閥門泄漏時
如罐體完好,出現(xiàn)管線閥門泄漏,應實時進行罐體排壓操作,及時采取木楔封堵、纏繞滴水封凍等方法臨時堵漏,盡可能采取倒罐轉(zhuǎn)輸?shù)冗M一步消除危險源措施。若無法實現(xiàn)倒罐輸轉(zhuǎn)或起吊作業(yè),可采取在罐車氣(液)相出口延長管路下風向就地直排或安全控燒的方法,消除危險源。
⑥罐車泄漏、災情異常時
如罐體壓力表讀數(shù)快速升高,說明罐體的內(nèi)罐破損嚴重,內(nèi)外罐之間的真空絕熱層受到破壞,罐車內(nèi)膽與外界直接發(fā)生了熱交換,出現(xiàn)安全閥頻繁開啟狀態(tài),應采取泄壓處置法,慎重應對。應進一步加大安全警戒區(qū)和火源控制區(qū)距離,提高防護等級,一線處置人員著防化服、防靜電服。在泄漏點下風向部署移動水炮、水幕水帶等出噴霧水稀釋控制擴散范圍。
緊急情況下,打開液相進料口,排放液化天然氣;同時打開氣相排放閥強制泄壓。既降低罐車壓力,又加快排放速度。(泄壓速度遠趕不上蒸發(fā)速度)
注意:關(guān)閉雨排,擴大警戒范圍,禁絕火源,加大稀釋強度。
⑦罐車發(fā)生火災事故時
如LNG罐車已發(fā)生起火事故,應在上風向部署自擺式移動水炮冷卻保護罐體,嚴防內(nèi)外罐體超壓破裂發(fā)生物理爆炸。處置過程中若關(guān)閥、封堵等切斷氣源措施未完全到位前,一般不宜直接撲滅燃燒火焰,可采取控制燃燒戰(zhàn)術(shù)穩(wěn)妥處置。處置后期應逐步降低冷卻強度,保持罐內(nèi)LNG持續(xù)蒸發(fā),直至燃盡,防止回火閃爆。
LNG罐車火災處置重點是強制冷卻、控制燃燒,防止罐體升溫過快導致事故擴大。罐體破裂燃燒,以控制燃盡處置為妥;管線閥門泄漏火災,著火部位火焰及輻射熱如對其他關(guān)聯(lián)管線、閥門沒影響,可積極撲滅并采取堵漏措施,如已造成鄰近管線、閥門鋼材質(zhì)強度下降,多處部位受損無法采取封堵措施,應控制燃盡為佳;現(xiàn)場出水處置時,重點在于保護著火的部位。
事故特點:
突發(fā)性強:LNG泄漏隱患(如密封件老化、罐體冷脆裂紋)隱蔽性高,難以通過常規(guī)檢查及時發(fā)現(xiàn);點火源產(chǎn)生具有隨機性,從隱患出現(xiàn)到事故爆發(fā)時間極短,往往來不及采取有效防范措施,事故發(fā)生突然。
蔓延迅速:LNG 氣化后密度比空氣小,會迅速向上擴散并與空氣混合形成大面積可燃混合氣區(qū)域。一旦被點燃,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?,火勢會在短時間內(nèi)迅速蔓延,且可能引發(fā)連鎖反應,擴大災害范圍,影響周邊較大區(qū)域的安全。
破壞力大:爆炸產(chǎn)生的強大沖擊波能瞬間摧毀槽罐車及周邊建筑、設(shè)施,碎片高速飛濺造成人員傷亡;火災高溫會引發(fā)周邊易燃易爆物品燃燒爆炸,造成重大財產(chǎn)損失和嚴重的人員傷亡,對周邊環(huán)境和公共安全產(chǎn)生極大威脅,可能導致交通癱瘓、區(qū)域能源供應中斷等嚴重后果。
處置困難:LNG火災火焰溫度極高,且燃燒產(chǎn)物可能產(chǎn)生有毒氣體;泄漏的LNG氣化后無色無味,難以直觀判斷泄漏范圍和濃度;救援人員在處置過程中面臨低溫凍傷、中毒窒息、二次爆炸等多重風險,對防護裝備和專業(yè)處置技術(shù)要求極高,需要專業(yè)的低溫防護裝備、檢測設(shè)備和滅火器材,同時需要多部門協(xié)同作戰(zhàn),處置難度大、耗時長。
2.設(shè)備失效事故
罐體損壞:長期處于低溫環(huán)境,罐體材料可能出現(xiàn)冷脆現(xiàn)象,導致裂紋、穿孔;運輸過程中的顛簸、碰撞也可能造成罐體變形、破損。
閥門故障:低溫閥門密封件在低溫下變硬、變脆,失去密封性能;閥芯卡死、損壞,導致閥門關(guān)閉不嚴或無法正常開啟。
儀表失靈:壓力表、液位計、溫度計等儀表在低溫環(huán)境下工作,可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準確、失靈等問題,影響操作人員對罐車運行狀態(tài)的判斷。
絕熱性能下降:罐體夾層真空度降低、絕熱材料受潮,會導致罐體絕熱性能下降,LNG氣化率升高,增加安全風險。
3.工藝失控事故
裝卸操作不當:裝卸作業(yè)時未按照操作規(guī)程進行,如未對槽罐車進行靜電接地、裝卸速度過快、未控制好充裝量等,可能導致LNG泄漏、壓力異常波動等問題。
壓力調(diào)節(jié)失誤:壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障或操作人員調(diào)節(jié)不當,導致罐內(nèi)壓力過高或過低。壓力過高可能損壞罐體和設(shè)備,壓力過低則影響卸料效率。
參數(shù)監(jiān)測失誤:操作人員未及時監(jiān)測罐內(nèi)壓力、液位、溫度等參數(shù),或?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)判斷失誤,未能及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取有效措施,可能導致工藝失控,引發(fā)安全事故。
(一)初期管控
1.車輛??浚荷巷L向、高地勢、安全距離(建議300-500米)。
2.現(xiàn)場警戒:建議1公里,盤山公路要考慮垂直落差。
3.嚴禁火源:禁絕警戒范圍內(nèi)的一切火源,消除各種可能產(chǎn)生靜電因素(防靜電衣服、防爆手臺、事故罐體接地)。
(二)災情預判
1.裝載情況:查明介質(zhì)和組分(嚴防裝載其他介質(zhì))、核查裝載量和液位。
2.罐體情況:獲取罐車出廠說明書和安檢報告,罐體的生產(chǎn)時間、安檢時間(一般設(shè)計使用年限為10年)和設(shè)計底線(充裝系數(shù)、液位和前后壓力表等信息)。
罐體外壁有無霜凍現(xiàn)象,初判罐體有無泄漏,真空有無破壞。
罐體外觀有無變形,判定設(shè)計安全壓力和真空是否存在。
氣相排泄管是否處在氣象區(qū)和排泄空間,初判安全閥可否正常起跳。
3、液位壓力:液位計和壓力表是否損壞,讀取液位(壓差液位計和充裝量對照表)和壓力時要確保截止閥處于開啟狀態(tài),確保液位和壓力均為罐內(nèi)的真實值。
(三)注意事項
1.防止凍傷,對前、后壓力表要實施不間斷檢測,一旦臨近設(shè)計值,將突破罐體本質(zhì)安全,失去救援底線。
2.盡量減少一線作業(yè)人員,滅火冷卻優(yōu)選大流量遙控炮,稀釋驅(qū)散優(yōu)先水幕水帶、水驅(qū)動排煙機;若罐體發(fā)生泄漏或真空有破損,則嚴禁向罐體射水。
3.罐體封頭兩端和以天然氣為燃料的車頭處嚴禁站人。
4.安全閥和放空管處嚴禁射水。
5.罐體或管線處發(fā)生泄漏而未著火,第一時間采取接地消除靜電。
6.若罐體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形或破損,其壓力安全底線值減低;若安全閥頻繁起跳,真空度可能失去,罐體可能失去本質(zhì)安全。
7.倒罐和放空燃燒應在工程技術(shù)人員的指導下進行。
8.特殊情況下,側(cè)滿罐可臨時泄壓。
9.真空一旦失去,建議禁絕火源,擴大警戒范圍,由工程技術(shù)人員開啟氣、液相閥,緊急泄壓放空。