柴油—LNG双燃料船舶LNG泄漏事故危害性分析

胡贵成

摘 要：船舶LNG泄漏事故危害性极大，为保障柴油-LNG双燃料船舶的工作安全，在运行过程中应当建立相应的安全规章制度，应急预案和对安全设施的资金投入。

关键词：柴油-LNG双燃料船舶 储罐 LNG泄漏事故

现有内河散货船均以柴油发动机为动力装置，船舶应用柴油-LNG双燃料后，在保持原有柴油机结构和燃烧方式不变的前提下，只需增加1套LNG供气系统和柴油-LNG双燃料电控喷射系统，通过电子转换开关，即可实现单纯柴油燃料状态下和柴油-LNG双燃料状态下2种运行模式。LNG是一种高效清洁的能源，燃烧后只产生二氧化碳和水，不产生对大气危害较大的物质，符合推动低碳经济、发展绿色航运及打造低碳船舶要求。但是，柴油-LNG双燃料混合动力船舶发生突发事件时，可能会导致LNG的意外泄漏。大量易挥发、易燃的LNG进入大气，将对周围环境和人员造成巨大危害。因此，做好柴油-LNG双燃料混合动力船舶LNG泄露事故后果分析研究，是保证柴油-LNG双燃料混合动力船舶安全营运的关键。

LNG泄漏事故危害性分析

1、火灾

LNG气体的燃烧取决于两个方面： LNG气体是否有足够的时间与空气混合；是否在LNG气体与空气混合后有点火源出现。因此，点火时间在评价热辐射的类型和范围有着重要的作用。

当LNG泄漏后，由于低温，LNG最初会形成重气云（天然气温度低于-108℃时，密度大于空气，在LNG泄漏初期的饱和温度-162℃，气体密度是空气的1.5倍）。重气云在地面漂浮。当重气云与空气混合换热后，再向大气中扩散。如果没被点燃，可燃蒸气云向下风方向扩散。直至稀释到蒸气浓度低于可燃下限以下（天然气的燃烧爆炸范围为5.3%～15%）。

LNG泄漏后，形成可燃蒸气的范围与泄漏量、泄漏率以及当时的气象条件等因素有关。在可燃范围内，如果天然气遇到点火源（如发生碰撞时的点火能量，本船、附近其他船舶或是岸上的点火能量等），将发生燃烧。燃烧有不同种形式，主要有池火（Pool fires）、喷射火（Jet fires）和闪火（Flash fires）。不同的泄漏情况以及环境条件，形成的火焰形式不同。

2、 LNG爆炸

当燃烧速度过快，产生过压破坏时，即形成“爆炸”。一般情况下，LNG泄漏到大气中后，如果被点燃，将发生闪火。如果燃烧发生在非限制空间，纯甲烷不会形成过压破坏（爆炸）。但是，当可燃范围内的LNG气团横穿或绕过某一障碍物时会被剧烈的扰动，或遇到高压点火源时，将引起燃烧速率快速的提高。随着燃烧剧烈程度的增加，会造成过压损坏。但一般破坏作用只会局限在泄漏源附近，而不能造成大范围的结构破坏。

如果燃烧发生在限制空间，或是扩散到限制空间中的甲烷被点燃，则可能产生过压破坏，将会严重毁坏建筑物。因此，当LNG泄漏到船壳之间时或泄漏到船上时，一旦LNG蒸发气与空气的混合气体在爆炸极限范围之内，遇火发生爆炸，不但会导致泄漏船舶严重损坏，且对周围的建筑物或船只也会产生很大的破坏作用。

3、中毒、窒息

天然气、烃类物质也具有一定的毒性，如果操作不慎或发生泄漏，会使操作人员接触其蒸气。当发生大量泄漏事件或工作人员长期接触天然气蒸气，都有造成中毒的可能性。-162℃的液体接触到裸露的人体皮肤会导致低温灼伤，也会对工作人员造成伤害。

人员暴露在体积分数为9%的甲烷含量的环境中没有什么不良反应，当在空气中浓度增加至25%以上时，对人体产生窒息性危险，当天然气的体积分数达到50%以上，会对人体产生永久性伤害，如果吸进纯LNG蒸气，会迅速失去知觉，几分钟后死亡。

4、快速相变

快速相变是指液态LNG在与周围环境进行充分换热过程中，物质状态从液相瞬间转变为气相，由于体积的快速膨胀而造成周围环境的压力突变，形成所谓的物理爆炸。这种快速的相变会使泄漏源局部发生过压破坏，但不会造成大范围的结构损坏。

5、低温破坏

低温LNG一旦发生泄漏，会对船体、设备等造成破坏，低温LNG液体能使与其接触的低合金碳钢发生严重的脆性破裂。超低温液货和普通船体接触，由于局部冷却产生过度的热应力会使船体产生自发脆性破裂，失去延展性，从而危及整个船体结构。不管是何种类型的低碳钢，当它接触到低温LNG液体时，它的破裂韧性会降低。

LNG泄露原因分析与对策

LNG发生泄漏主要有两类模式：一类是LNG移动加液车、船用LNG储罐的管路泄漏，包括软管、各种阀门、压力表、法兰、管路等；另一类则是罐体或罐体上的设备，包括泄压阀、安全阀等的泄漏。

1、如果泄漏发生在LNG移动加液车段

加液过程中，发现移动加液车上的阀门或管路有漏气现象时，立即停止加液，关闭加液车出液阀，查出泄漏点，做好标记，上报，等待专业人员处理。

如果泄漏严重，要立即通知所有现场操作人员（包括加液车司机、押运人员），做好火灾预防、扑救准备。如有可能，将槽车转移至安全地带（必须确保不会引起火灾），派专人值守，设立警戒区，通知119、110等有关部门。

在对故障加液车进行维修时，一定要等放空后压力为零压，内罐温度升至常温，氮气置换后，方可进行维修工作，维修结束，一定要注入氮气，要进行气体充装前，用天然气置换后再进行充装。

2、 如果泄漏发生在船用LNG储罐区

补给过程中，发现船用LNG储罐上的阀门或管路有漏气现象时，立即停止加气，关闭槽车出液阀、船用LNG储罐的进液阀，等管内残余气体排完之后，卸下加气软管的对接法兰或快装接头。查出泄漏点，做好标记，上报，等待专业人员处理。

如果泄漏严重，要立即通知所有现场操作人员（包括加液车司机、押运人员），做好火灾预防、扑救准备。将槽车与软管的连接解除并转移至安全地带（必须确保不会引起火灾），关闭船上所有非防爆电器，派专人值守，设立警戒区，直到储罐内的LNG全部放空。放空过程中通知119、110等有关部门，做好现场预防措施。

发生LNG泄漏事故，现场人员在应急作业的同时，现场安全监管人员应防止群众进入作业区，组织其他无关人员向上风方向并离泄漏点50米外转移，海事部门相近航道进行航行管制，禁止其他船舶停靠或迫近。消防部门负责做好消防员灭火的引导工作；110或救护人员到达后，现场安全监管人员应做好引导和配合消防和救援人员对受伤人员、重大危险点、源的保护工作。

事故处理结束后，如果不需保留现场，经安全生产部门同意方可恢复生产。

3、船舶正常使用中出现储罐泄漏、着火

实际柴油-LNG双燃料动力船舶在航运过程中的最大风险是由于船舶碰撞、搁浅、撞击以及操作失误等各种原因而造成的LNG储罐泄漏，并由此而引发燃烧、热辐射以及爆炸等重大事故。

3.1轻微泄漏

轻微泄漏一般发生在阀门法兰间及各焊缝，当发生轻微泄漏时，操作人员应迅速切断泄漏位置的前后阀门。若无法切断泄漏位置的气源，应将故障储罐的LNG卸到备用罐上，该操作按照倒罐流程进行。

阻止泄漏时，操作人员必须使用有安全防护服和用具，在泄漏附近范围不允许有火源，以免发生爆炸。

3.2严重泄漏

当泄漏无法控制或有扩大的趋势时，操作人员须立即致电公安消防部门寻求协助，同时按照紧急事故的汇报程序进行汇报。为避免发生着火危险，熄灭船上所有火源。关闭所有非防爆电器，安排人员进行疏导。

当大量液化天然气泄漏情况不能制止，可能会引致气体与空气混合物而产生大量爆炸性气体时，所有人员及非抢险设施禁止进入现场，应疏散到安全地方。

3.3发生火灾

火警发生时，工作人员应沉着冷静，做到决策果断，措施准确，立即组织应急小组穿戴各种防护用具赶赴现场处理险情。及时用灭火器扑救初始火灾，将损失减少到最低限度。

当火势无法控制时，应向海事部门、110、 119报警求助。报警应清楚说明火灾地点、时间、火势大小及性质，并留联系电话和报告人姓名。

在消防部门到达前，由海事部门临时负责救火指挥，海事部门对附近船舶发出航行通（警）告，实施区域警戒和交通管制，组织附近船舶撤离。

船上任何地点发生自己不可扑灭的大火，必须开启消防泵喷淋储罐或通过消火栓用喷雾枪喷淋储罐，其目的是保护罐区内临近火灾的储罐不至于因受大火辐射热而升温，造成更大的危险。

在消防部门到来时，现场指挥交由交通部门负责，由工作人员提供与灭火有关的船内资料，协助救火。当大火影响运行时，应关闭紧急切断阀。甲板上人员撤离时应安静而有秩序并在安全地点集合，在未接到部门主管通知可以安全进入之前，所有人员不得重返火灾区域。

建议

目前试点船舶只绕过改装运行情况来看，具备安全航行条件。为了实现安全生产的长效机制，建议在今后的运行过程中继续做好以下工作：

对试点船舶和运行应当建立健全安全生产责任制及相应的安全规章制度、安全技术规程和作业安全规程。

按照《安全生产法》、《主产经营单位安全培训规定》（国家安全生产监督管理总局令[2006]第3号）、等法律法规规定，对试点船舶及相关船舶的作业人员进行培训、教育。特种作业和危险化学品操作等必须按照《中华人民共和国内河交通安全管理条例》等国家有关规定经专门安全作业培训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。

依据《安全生产法》、《生产经营单位安全和产事故应急预案编制导则》等有关法律法规规定，结合实际情况制定综合应急救援预案和专项应急预案，并定期进行演练。同时还应考虑将预案与地方政府有关部门的应急预案相衔接，并报相关部门备案。

保证安全投入资金的数量并确保到位，并能满足安全生产的需要，安全设施落实到实处。

（作者单位：湖州市港航管理局）