一、液化天然气基本知识
液化天然气,简称LNG。先将从气田采集生产的天然气净化处理,再经超低温(-162℃)液化就形成LNG,体积约为气态时体积的1/620。
组成:甲烷占85%-95%、少量乙烷、丙烷、丁烷及氮。
物理性质:密度(液态)——0.424t/m3;燃点(气态)——650℃;爆炸极限——5%-15%;液态与气态体积比——1:625。在0℃,101.352Kpa条件下密度(气态)约为0.69Kg/m3,假设空气的密度为1,则其相对密度为0.55,约比空气轻一半。完全燃烧时,需要大量的空气助燃,1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。
化学性质:开阔空间下,低于5%不燃烧,5%-15%燃烧,高于15%不燃烧;密闭空间下,低于5%不燃烧、不爆炸,5%-15%爆炸,高于15%不燃烧、不爆炸。
二、液化天然气泄漏扩散规律
通常情况下,LNG中CH4的体积分数为92%~98%,属于中轻质气体。当LNG出现少量泄漏时会短时间内大量吸热并在大气中较快气化并被稀释,通常不会导致严重后果。但如果事故性泄漏发生后,因为大量泄漏而在地面形成LNG流淌液池,这时就需想到其低温特点与液体特征。在地面的LNG液体会逐步从地面与周围大气中吸收热量,当吸收的热量与LNG蒸发所需的热量平衡时,蒸发速度会维持在某一固定值。此时因吸收的热量不够多,LNG蒸气密度大于环境空气,会在地表层形成一个LNG蒸气和少量空气形成的混合物流动层。随时间、气温等因素变化,当地面上的LNG液体大量吸热后而温度迅速升高,大量生成的LNG蒸气密度也迅速变小,所形成的LNG蒸气空气混合物在持续升温中逐步形成密度比空气低的云团。
三、液化天然气泄漏危险性及救生要点
(一)LNG其主要危险性在于易燃易爆的特性,此外,LNG还具有翻滚与沸腾、低温冻伤、麻醉窒息、冷爆炸(快速相变)等危险。
1.燃烧爆炸。LNG的状态从液相变成气相体积会增大620倍,泄漏的可燃气体与空气混合后极易形成爆炸性混合气体(CH4含量为5%~15%)。
2.低温伤害。泄漏后的超低温LNG液体与过冷蒸气会威胁到事故现场的人员,若接触到皮肤容易导致低温冻伤。冻伤程度往往取决于接触时间的长短和皮肤与冷源之间的热传导率。除此之外,若皮肤潮湿,接触LNG后皮肤容易粘在低温物体上,处置不当会引起这部分皮肤撕裂。
3.窒息麻醉危害。若CH4在空气中含量高于40%时,吸入过量容易引起缺氧窒息。因此虽然LNG蒸汽是无毒气体,但若纯LNG蒸汽进入人体呼吸系统会导致短时间内失去知觉,几分钟死亡。如果吸入的是冷气体,会导致呼吸急促,时间过久容易引发严重疾病。
4.冷爆炸。LNG泄漏到水中会引起快速相变的现象,称为冷爆炸(快速相变),是液相爆炸类别中蒸汽爆炸的一种,属于物理爆炸。在一定情况下,当两种温差很大的液体接触时,过热液体将经过复杂的链式反应机制迅速蒸发,伴随着以爆炸速度形成蒸气。虽然未导致燃烧,但是此类现象具备爆炸的所有其他特点。
(二)LNG泄漏人员伤害的救生要点
1.烧伤炸伤处理。LNG虽然属于化学物质,但其造成的烧伤炸伤主要由爆燃的火焰或燃烧的爆炸残余物引发,因此不属于强酸强碱类的化学烧伤。将伤者转移到安全区域,拨打120急救电话尽早送医院处理的同时,应结合现场医护条件视情途中清创后选择包扎或者暴露;清创时若需水洗时应使用流动水防止感染,不得随意褪去贴身衣物;创面较大、组织液流失较多时,应及时补充含钠液体;呼吸道被灼伤,出现呼吸困难、窒息症状,还应建立呼吸通道,防止气道堵塞。
2.冻伤处理。将伤者移到暖和的地方,迅速脱去寒冷潮湿或紧缩的衣物,用毛巾、毛毯让全身保温;将冻伤部位浸入37~40℃的温水中进行快速复温,不可搓揉冻伤部位,不可用热水浸泡或火来取暖;呼吸停止时,立刻进行人工呼吸,若脉搏停止跳动,则要进行心肺复苏术;拨打120急救电话,将伤者送至医院救治。
3.中毒、窒息处理。迅速使伤者转移到空气新鲜处;视情况进行急救,对呼吸困难的立即输氧,对呼吸停止的,立即进行人工呼吸;拨打120急救电话,将伤者送至医院救治。
4.冷爆炸处理。及时将伤者转移至安全区域,远离冷爆炸后可能意外发生燃烧和爆燃的区域;拨打120急救电话,将伤者送至医院救治;区分冷爆炸冲击波震伤和中毒、冻伤等情形,采取相应前期急救措施。
四、液化天然气槽罐车泄漏事故原因与泄漏部位及区域划分
(一)事故原因:LNG槽罐车运输过程中由于追尾或者侧翻等外力因素影响有可能导致后操作箱内液位计截止阀、管路与罐体连接处、管路接口焊点处、真空阀等部位的泄漏。
(二)泄漏部位:截止阀发生泄漏;密封垫老化;安全阀起跳无法回座;接口处与焊接点或LNG罐体与管路接口处发生泄漏;真空保温失效;前置压力表管路受损。
(三)泄漏扩散区:泄漏区、密集区、可燃爆区、不可燃爆区。
五、液化天然气槽罐车泄漏处置注意事项
(一)指挥中心优先调派大功率水罐车、泡沫消防车、抢险救援车;调派喷雾水枪、水幕水带、水驱动排烟机、防冻服、防静电内衣、无火花堵漏工具、水力自摆炮等器材装备到场处置。
(二)第一时间协调交警部门到场进行双向封闭至少2000米以上。待命力量设置在上风方向2000米处,必须含厂方技术人员,配备风向标、测风仪。合理划分事故区域:300米处置操作区、1000米设置远距离观察哨、2000米区域内全部疏散。如遇大量气体外泄,无条件撤离至2000米以外安全区。
(三)必须由两人或两人以上的配合行动,应有专人监视地面情况,便于示警。
(四)做好个人防护,防止烧伤、冻伤、窒息、中毒、燃烧、闪爆等意外事故,确保抢险成功率和人员安全。穿好防冻服、防冻靴,戴好防冻手套、护目镜;严禁着穿防化服,如穿防化服,需穿防静电内衣,防止防化服内静电聚集,容易产生放电。
(五)派出侦检人员到现场核对灾情信息。询问驾驶员车辆装载具体物质、数量及罐体受损情况;成立侦查小组进入现场侦查泄露部位,及时向相关部门预警通报灾情信息。
(六)泄漏未起火时,不得用水直接喷泄漏处,人员不要直接接触泄漏物。若确需用水直接扑救,务必在专业技术人员全程指导下进行。加大安全警戒区和火源控制区距离,提高防护等级,一线处置人员着防化服和防静电服,应使用防爆无线通信和防爆摄录像工具设备。在泄漏点下风向10~20米处部署移动水炮、水幕,扇形递进喷雾水稀释控制扩散范围。
(七)泄漏起火时,处置重点是强制冷却、控制燃烧,防止罐体升温过快导致事故扩大。应在上风向部署自摆式移动水炮冷却保护罐体,严防内外罐体超压破裂,引起贮罐解体发生物理爆炸。处置过程中应严格遵守气体火灾扑救原则,关阀、封堵等切断气源措施未完全到位前,一般不宜直接扑灭燃烧火焰,可采取控制燃烧战术稳妥处置。尤其火情造成邻近管线、阀门钢材质强度下降,多处部位受损无法采取封堵措施,更是应控制燃尽为佳。如果着火部位火焰及辐射热如对其他关联管线、阀门没影响,可积极扑灭,但应使用干粉灭火器,避免使用消防水枪、开花水枪等工具而加速LNG气化。当火被成功扑灭后,可用上述工具冷却罐体、稀释空气天然气浓度,控制现场,掩护堵漏处置。
参考文献:
[1]郝伟.LPGCNGLNG公路运输罐车道路交通事故处置.2016
[2]黄森泽.浅谈LNG储运罐车灾害事故处置方法[J].工业技术,2016(8)