LNG汽車燃料罐事故處置

LNG汽車燃料罐事故處置液化天然氣(簡稱LNG)是當今世界公認的清潔能源。它熱值高、燃燒充分、價格低，運輸經(jīng)濟性及安全性好，深受廣大用戶歡迎。幾乎所有的LNG牽引車的儲氣罐都是被裝配在駕駛室后方的，后背式的儲氣罐看似是合理空間利用，但是這種利用使得駕駛室在碰撞時，駕駛室失去了后移空間，也使得LNG的燃料罐極易受到破壞，極易造成人員被困和LNG泄漏及著火事故。一、LNG汽車簡介LNG汽車是液化天然氣汽車的簡稱。LNG汽車是以低溫液態(tài)天然氣為燃料的新一代天然氣汽車，其突出優(yōu)點是LNG能量密度大(約為CNG的3倍)，汽車續(xù)駛里程長，可達400km以上，相對汽車使用柴油、汽油具有顯著的經(jīng)濟效益。1、氣耗：1升柴油=1-1.1立方天然氣（常溫狀態(tài)下的氣態(tài)）。2、供氣價格計算模式：1立方天然氣大約是1升0號柴油市場零售價的60%。3、LNG汽車每瓶氣(220方)的運程為：（1）LNG汽車按標準噸位運營，每瓶氣運程為400至500km，最高可達600km;（2）LNG汽車按80噸拉運，每瓶氣運程為200至300km，LNG的價格比汽油和柴油低，又由于LNG燃燒完全，不產(chǎn)生積碳，不稀釋潤滑油，能有效減輕零件磨損，延長汽車發(fā)動機的壽命，所以LNG的經(jīng)濟效益顯著。國家對于LNG儲氣罐的容積有相關(guān)規(guī)定，容積大于500L就是歸納為儲槽，定義為商業(yè)運輸容器；所以現(xiàn)在國內(nèi)LNG儲存罐的容積都在500L以內(nèi)。目前市面上常見的LNG儲存罐一般有三種規(guī)格，分別是495L（對外宣稱500L容量）、450L和375L。二、天然氣理化性質(zhì)天然氣經(jīng)凈化處理(脫除重烴、硫化物、CO2、水等)后，在常壓下深冷-162℃，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，稱為液化天然氣(LiquefiedNaturalGas)，簡稱LNG。主要成分是甲烷，LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/620，密度約為水的45%。1、LNG密度：0.425-0.46kg/L2、沸點：-162℃3、氣化后密度：0.6-0.7kg/m34、高熱值：41.5-45.3MJ/m35、氣液體積比：620：16、爆炸極限：5%—15%7、儲存溫度：-160~-120℃。三、LNG汽車燃氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成LNG車載氣瓶由內(nèi)膽、外殼、絕熱結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)和剛性組件等組成。內(nèi)膽用以盛裝LNG，內(nèi)部有加注噴淋管、液位探頭等。外殼和內(nèi)膽之間是密閉的真空絕熱夾套，夾套采用高真空多層絕熱，又稱超級絕熱。外殼保護內(nèi)膽并對整個瓶體起支撐作用，具有高強度及良好絕熱性能的支承系統(tǒng)將內(nèi)膽懸掛在外殼之內(nèi)；支承結(jié)構(gòu)多采用軸向支撐固定內(nèi)膽。（1）瓶口閥門組成主要有增壓閥、出液閥、放空閥、安全閥等及相應(yīng)管路組成。（2）緩沖罐：緩沖罐安裝在供氣系統(tǒng)末端，內(nèi)部承裝氣態(tài)天然氣，車輛發(fā)動機在極端用氣情況下，為了保持發(fā)動機所需的穩(wěn)定壓力，起到瞬時緩沖作用。（3）熱交換器：熱交換器工作原理，利用低溫液體特性，將液態(tài)天然氣汽化成氣態(tài)天然氣的零部件。（4）LNG燃料罐工作流程汽車要工作時，先開啟增壓閥，利用增壓液相閥從罐體底部引出少量的液體，通過水浴式的汽化器（熱交換器），將液體變成氣態(tài)，經(jīng)組合調(diào)壓閥回到氣瓶氣相空間以增加氣瓶內(nèi)壓力。在使用過程中增壓閥可以一直處于開啟狀態(tài)，其管道是否流通由組合調(diào)壓閥來控制，當氣瓶內(nèi)部壓力達到組合調(diào)壓閥設(shè)定壓力后，增壓系統(tǒng)自動關(guān)閉，使用結(jié)束后，手動關(guān)閉增壓閥。氣瓶內(nèi)的LNG由于壓力作用，通過出液閥的管路通入汽化器氣化，進入緩沖罐，穩(wěn)壓后（壓力在0.8MPa-1MPa之間）受電磁閥控制通入到發(fā)動機。在氣瓶內(nèi)形成循環(huán)，使氣瓶內(nèi)的液體不斷通入汽化器，最終通入發(fā)動機。氣瓶同時設(shè)置兩級安全閥，一級安全起跳壓力在1.6MPa左右（國外1.9左右），二級安全閥起跳壓力2.4MPa。經(jīng)濟閥：經(jīng)濟閥的起跳壓力（0.59MPa）低于一級安全閥的起跳壓力，在罐內(nèi)壓力達到經(jīng)濟閥起跳壓力時，經(jīng)濟閥打開，將罐內(nèi)的氣體直接引入出液管，通入汽化器利用，減少安全閥的起跳，減少燃料的浪費。（5）LNG燃料充裝過程：在LNG加氣站內(nèi)管路分別連接回氣口和充裝口，利用充裝口不斷向氣瓶內(nèi)充裝液體，利用回氣口回收氣瓶內(nèi)氣體，保證液體能夠有效的充裝。通過流量計將充裝液體和回收氣體的差值相抵，計算充裝量。四、事故特點1、事故的易發(fā)性。國內(nèi)的LNG運輸車的燃料罐大都安裝在駕駛室背后，在發(fā)生追尾等交通事故時，極易造成燃料箱的變形、燃料系統(tǒng)管路斷裂等現(xiàn)象，引發(fā)LNG泄漏或著火事故。2、處置的盲目性由于此燃料系統(tǒng)是近幾年來新生產(chǎn)物，在發(fā)生事故后，交通部門、消防人員、周圍群眾對此類事故的認識不足，處置措施具有一定的盲目性。3、氣瓶的特殊性此類氣瓶不同于LPG、LNG、CNG槽車結(jié)構(gòu)，為壓力低溫儲存形式。工作狀態(tài)下罐內(nèi)有一定的壓力，又是低溫液體。五、LNG汽車事故應(yīng)急處置（一）事故處置一般要求：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、危害程度等相關(guān)信息，在處置因車禍人員被困搶險救援時，涉及此類車輛要及時調(diào)集水罐消防車。2、處置隊伍應(yīng)在事發(fā)地50～100米處集結(jié)，派出偵檢人員到現(xiàn)場核對災(zāi)情信息（具體部位、災(zāi)情狀態(tài)、涉及范圍、可控程度），向相關(guān)部門預警通報災(zāi)情信息。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100米安全距離。4、根據(jù)決策方案和行動方案檢查落實防護、防凍、防靜電等級和措施，防止燒傷、凍傷、窒息、中毒、燃燒、閃爆等意外事故，確保搶險成功率和人員安全。5、指定并授權(quán)攻堅組負責人隨機指揮，嚴格遵守化學災(zāi)害事故的搶險救援規(guī)程處置作業(yè)。（二）氣體泄漏災(zāi)情1、氣瓶無泄漏、瓶體有大量霜凍災(zāi)情：瓶體、閥門、法蘭、管線無泄漏，瓶體有霜凍，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。應(yīng)及時開啟放空閥，減少瓶內(nèi)天然氣壓力，真空層遭到破壞，瓶體底部液相泄漏介質(zhì)隨時間積累，外罐高強度鋼強度逐漸下降，有可能出現(xiàn)瓶體破裂災(zāi)情，前沿處置人員應(yīng)即使撤離至安全區(qū)域。瓶體結(jié)霜處置過程中不論出現(xiàn)任何狀況，嚴禁向瓶體結(jié)霜面打水。2、氣瓶管線閥門泄漏災(zāi)情：如氣瓶撞擊、傾翻，罐體完好，出現(xiàn)管線閥門泄漏，應(yīng)實時進行瓶體排壓操作，減少瓶內(nèi)天然氣分層、渦旋、沸騰壓力，及時關(guān)閉出液閥、增壓閥，檢查放空閥是否處于關(guān)閉狀態(tài)，采取木楔封堵、纏繞滴水封凍等方法臨時堵漏。我們應(yīng)該注意一個問題，就是我們切斷了供應(yīng)氣源的所有閥門后，泄漏有時不會立刻終止，管線仍會有泄漏，這是因為增壓系統(tǒng)、緩沖罐及管線內(nèi)殘留的天然氣，存量不會太多，如果無法對管線實施堵漏，在做好防護措施的情況下，排空即可。當閥門失靈，罐體遭到破壞等緊急情況下，直接放空排險。注意的是在排空時要注意加強警戒，消除周邊一切火源。我們具體來探討一下怎么排的問題：（1）一個LNG罐有三個主要的閥門，一個出液閥，一個放空閥，一個增壓閥。增壓閥和出液閥是通液體的，相應(yīng)管路在罐的底部，放空閥管路及進液管連接罐的頂部。在發(fā)生泄漏無法堵漏時，我們排空的話，排氣還是排液呢？按照天然氣氣液體積比來看，排液體要快很多。（2）要排液態(tài)天然氣的話，首先要選擇排液的管路及閥門，在采取保護措施，確保安全的情況下，采用無火花工具對增壓閥與自增壓系統(tǒng)之間或出液閥與汽化器（熱交換器）之間的管路拆解，再打開相應(yīng)的增壓閥或者出液閥，即可排出液態(tài)天然氣。在處置氣瓶管線、閥門如出現(xiàn)局部液化天然氣泄漏時，可在擴散氣體云團下風向5米處部署水幕水槍稀釋驅(qū)趕。嚴禁直流水直接沖擊擴散云團，因為當LNG泄漏遇到水時，兩者之間出現(xiàn)非常高的熱傳遞速率，LNG將激烈地沸騰并伴隨大的響聲、噴出水霧，導致LNG蒸汽的爆炸。（三）氣瓶火災(zāi)處置：1、如LNG汽車已發(fā)生起火事故，應(yīng)在上風向部署設(shè)置水槍冷卻保護瓶體，嚴防內(nèi)外瓶體超壓破裂，引起氣瓶解體發(fā)生物理爆炸。處置過程中應(yīng)嚴格遵守氣體火災(zāi)撲救原則，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。如果駕駛室、輪胎