液化石油气公路运输事故救援行动过程中的安全防范
2018-12-10王慧飞张和平
王慧飞 张和平
1.中国人民警察大学 灭火救援技术公安部重点实验室 2.齐鲁石化公司消防支队防火部
液化石油气是原油炼制裂解、化工生产等过程中得到的产物,由丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等多种低沸点的气体混合物,可作为重要的燃料,也是重要的化工原料。为了方便运输和存储经常将其液化,称其为液化石油气,一般采取管道、火车、轮船、汽运槽车和厢式货车等形式运输。短途运输一般采用公路运输,集装箱货运一般运输几个或者几十个10L至几十升的气瓶,槽车一般为几吨至几十吨不等,一般不超过55t。液化石油气为易燃易爆有毒危险化学品,泄漏后与空气混合易发生火灾或者爆炸,造成人员财产损失。我国每年液化石油气公路运输量巨大,交通事故时有发生,救援过程中处置不慎易造成人员伤亡。2015年“10.6”湖北怀化液化石油气槽车侧翻后,救援过程中突然爆炸造成多人伤亡,给我们留下惨痛教训[1]。本文通过探讨液化石油气槽车交通事故救援过程中的安全问题,以期救援过程安全可靠,保障人员生命安全,提高救援效率。
1 事故的共性与特殊性
液化石油气槽车公路运输事故本质是交通事故。如图1,它有着与其他交通事故的共性,同时由于液化石油气的理化性质决定了又具有其特殊性。液化石油气槽车公路运输有规划的行车路线和行车时间,运输前一般先对行车路线进行熟悉。然而,由于司机问题而迷路、擅自更改路线、违反交规、疲劳驾驶、超载、车辆故障,道路路面宽窄变化、坡路弯道、路面硬度等路况因素,风雨雾雪冰水等气候因素,山林、河流、涵洞、桥梁、荒漠等自然环境因素,以及车流、人流、建筑、树木、标识等因素,导致车辆爆胎、刮擦、碰撞、侧翻、倾覆、连环相撞、落水、坠落、悬架等多种形式的交通事故。这些形式的事故,往往带来交通的拥堵,乘员受伤或者死亡,肇事车或者多辆车辆形变,交通设施以及周围设施损毁。在事故过程中可能引起火灾、人员挤压、溺水等紧急情况的发生。而且由于事故发生地的不确定性以及交通拥堵,救援力量往往难以及时赶到事故现场开展救援工作。
图1 液化石油气公路事故特征
液化石油气槽车一般吨位大,因惯性作用不易操控,遇到紧急情况容易冲出路面,发生追尾、倾覆、侧翻等事故[2]。液化石油气易燃易爆有毒,发生交通事故容易引起槽罐的泄漏、燃烧甚至爆炸,液化石油气比重大于空气,吸热气化后与水蒸汽结合形成白雾沉于地面并随风扩散,这就需要针对实际情况客观分析,制定应急对策开展救援行动[3]。特别是在多车碰撞,车流量比较大的情况,其事故危害性更大,增加救援难度和危险。救援过程往往需要多种消防车辆及市政车辆、起重车辆、拖车等大型救援装备。
2 救援过程存在的危险因素
2.1 出警行车安全
救援车辆及时安全抵达救援现场是救援的首要条件。预防意外事情发生保证救援人员和装备安全到达事故现场最为重要,当前消防救援要求接警1min内出动,在通往事故现场的过程中边行进,边选择行车路线,这对司机和带队队长提出较高的要求,对路况特点提前掌握,要对不同季节不同时段交通情况了然于心。虽然现在智能交通地图给行车带来很大的便利,但是对于救援车辆的行进仅仅是基本的要求,而且也只能显示行车路线的车流概况。行车安全要求司机驾驶技术娴熟,防范刮擦、追尾,避让断桥、斜坡、上方落石、过水路面等路况。天气状况是影响行车安全的重要因素,白天光线强烈、刺眼,夜间昏暗,视线不佳,路面因雨、雪、冰、水等影响而给行车带来危险。消防水罐车、抢险救援车体型庞大惯性大不易操控,控制行车速度、灵活应对路况是安全抵达事故现场开展救援行动的前提,行车安全重在平时的训练和对辖区道路路线情况的掌握,以预防意外和次生灾害的发生。
2.2 事故现场存在的危险
2.2.1 天气带来的不利因素
天气状况对救援行动的影响是巨大的,大风、雨雪、冰雹、高温、低温直接影响伤员的生理变化和心理状态,同时对消防人员的救援行动也产生不同程度的影响,风速、风向、温度、气压等影响着危险物质的扩散和火灾发展趋势。对于液化石油气来说,泄漏是一个吸热的过程,其比重比空气大,低温微风等条件不利于气体的扩散,1~1.5m/s风速有利于气体扩散,其沉积在低洼处毒性可致人麻痹窒息,浓度在1.5%~9.5%之间时遇到火源容易造成蒸气云爆炸。
2.2.2 环境安全
交通事故现场一般仅限于路面及相关公路两侧环境,村庄、建筑、林地、田地、河流、沟壑、山体、路基、桥梁、隧道等都需要注意。事故对村庄、建筑等的影响导致其超出了简单的交通事故救援,救援人员需考虑更加复杂的环境安全,有时由于爆炸殃及村庄引起火灾,气体泄漏下风方向的村落弥漫泄漏气体。在山区落石、断崖、陡坡等造成救援作业面狭窄,救援行动展开时需要实时关注和警示。在公路救援过程中穿行公路的电线、电缆造成救援人员损伤的事故偶有发生,特别是液化石油气泄漏更需要注意电火花带来的巨大危险,采取封路、断电、疏散群众、设立安全观察哨等对应的安全措施加强安全防范确保安全。
2.3 交通事故救援的一般性安全问题
交通事故现场往往受到路况的限制,事故现场一般呈点、线性分布,危险主要来源于事故车辆本身。通常情况下,确保车辆相对稳定才可以展开事故的救援。车辆碰撞后往往位置不稳定,救援人员到达现场后,需要对车辆固定,确保相对安全的情况下,开展被困人员救援,以及车辆的处置,防止货物等各种重物脱落,以及车辆部件受力不稳而引起二次伤害,救援不专业造成的储罐泄漏、着火事故时有发生。
检查轮胎情况,由于剧烈磨擦,长时间暴露在火灾、炙烤等环境下,轮胎有爆炸的危险。判断车辆动力源,判断是燃油、油电混合动力,还是锂电池、铅酸电池或氢燃料电池等纯电动力。车用电池及外部电源也需要注意,特别是新能源车的推广和使用,其电池电压高达几百伏特甚至上千伏特,需要救援人员找到并尽快切断、移除电源,避免产生电火花引燃泄漏液化石油气以及人员遭受电击的风险,另外还有电解液的强腐蚀的危险。观察油箱情况是否泄漏燃油或者引起火灾,对油箱部位采取必要的消防措施,防止油箱火灾和油料流淌,救援人员滑倒、烧伤等危险。特别是在有翻倒的车辆或有伤员的一侧,应在事故车辆旁适时布置水枪阵地或准备灭火器材,并采取适当的防护措施,尽量避免直流射水。
救援过程中,特别是破拆时形成的玻璃碎片和尖锐的金属件,需要加以遮盖保护,防止造成人员机械伤害,注意安全气囊是否已经弹开,如果没有弹开需要加以预先处理,避免救援过程中开启,以及处理安全带预紧器。尤其值得关注的是,液化石油气单车事故相对监测单一,如果是多车连环相撞,由于疏忽或者仪器的缺乏,对放射性物品、感染性生物制品等危险品的检测基本是一个空白,交通运输的物品琳琅满目,不确定性非常大,这还需要救援人员的重视,提高防范意识。目前我国对消防救援综合侦检车辆配备没有硬性规定,只有在特勤中队有所配备专业的检测器材,而且在实际应用中,由于专业技术限制,仪器校验准确性,指挥员对现场检测认识存在偏差等原因,仪器使用显著达不到充分利用。
2.4 液化石油气特有的危险
泄漏、火灾、爆炸是液化石油气槽车储罐的最大危险,其会产生爆炸抛射物体、冲击波、热辐射、有毒云团危及人员的生命。液化石油气槽车罐体没有遮阳板,无保温层和绝热层的裸式常温罐,我国的一般环境温度在-40℃~50℃,石油气在50℃的饱和蒸汽压不低于1.62MPa,据此液化石油气槽车罐体设计压力为2.16MPa,其余情况为1.77MPa,单个安全阀开启压力为罐体设计压力的1.1倍[4]。罐体的装卸操作箱一般在车辆的两侧或一侧,箱体内有压力表和温度表,装卸接口和阀门以及紧急切断阀,车尾部也有一对紧急切断阀。罐体有人孔、安全阀、液位计等单元。车辆发生事故后,不能急于靠近事故车辆,事故车辆随时都有可能发生任何危险情况,首先观察车体状态,是否是在正常停车状态,还是倾覆或侧翻。倾覆角度过大的状态下液位计、压力表、温度计将失去指示功能,这时尤其要注意环境温度的变化和罐体变形的情况[2]。
图2 LPG储罐爆炸类型分析
槽罐车发生事故后,安全警戒尤为重要,罐体泄漏一般有两种可能,瞬间泄漏和持续泄漏,如图2,由于液化石油气比空气重,泄漏气化是一个吸热反应,泄漏口温度低易结霜,泄漏量较大时很容易观察到白色雾状泄漏云团,但是没有观察到并不代表就不存在泄漏,最好采用专业的热红外成像仪器进行观察判断。虽然液化石油气闪点温度在零下几十度,但是碰撞泄漏不一定都会引起火灾,而需要足够的点火能和浓度,其与空气混合浓度在爆炸上下限范围之外不会发上爆炸,虽然美国有专家研究表明烟头并不能足以引燃液化石油气,但也应加以禁绝[5]。对于救援人员来讲不能轻易判断并下行动决策,其第一道防线就是安全距离的划定,安全距离的划定过去往往是通过经验来划定其区域,这是非常危险的事情,不论通过数值模拟还是实践证明,载荷在20t以上的车辆如果发生爆炸,其安全距离都不应小于200m,而目前消防救援安全距离明显低于这个数值[6-7]。现亟需要一个量表来指导消防救援人员安全距离的划定,确保安全。而泄漏、火灾、爆炸产生的冲击波可以通过蒸气云爆炸模型(VCE)TNT当量来换算,热辐射可以利用沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)模型、池火灾模型等计算。也可以通过PHAST(Proeess Hazard Analysis Software Tool, DNV-挪威船级社)、ALOHA等软件进行危险性分析,进行安全计算和有毒物质扩散范围估算[8]。大量的模拟计算表明,对于初战状态情况不明的情况下,利用各种软件得出的警戒范围对于处置事故的安全区域划定具有重要的现实意义和指导价值。测温仪、热红外成像仪、测距仪、易燃易爆有毒气体探测仪等设备是应急救援人员必备的装备仪器,在目前装备不足的情况下,救援人员尽量将安全警戒范围做到最大化,清理现场无关人员,禁绝任何火源,车辆停车熄火,利用开花水枪现场喷洒水雾消除静电,通知警察实施交通管制。
3 救援行动过程中的安全防范
3.1 安全防护与警戒
液化石油气槽车交通事故发生后,尽快划定警戒区域疏散无关车辆和人员,做好基本的人员安全防护。在交通管制未完成的情况下,警察到达现场前,消防指挥员指定人员进行现场警戒工作,消防车辆到达事故现场停车时车头朝向事故外侧,与公路成15~45度夹角,利用消防车辆将事故区域分割并拉起警戒带,在现场情况未明情况下,车辆不易靠得过近,应在250m以上,利用车载检测侦查器材、遥控车、无人机等装备,在喷射水雾保护情况下进入事故现场侦查,根据侦查的情况判断下一步行动。通过侦察估算车辆体积和吨位,确定事故核心区,估算最大装载量,估算事故冲击波、热辐射等可能造成的死亡半径R1、轻伤半径R2、财产损失半径R3,初步设定警戒区域,在财产损失半径外为安全区域,再根据侦检结果划定警戒区域,在整个处置过程中,不间断地监测检测,随着泄漏量大小,浓度的高低,结合现场处置实际对警戒区域进行调整。气体扩散根据泄漏量和泄漏速度估算泄漏区域,如图3、4,在警戒区域划定过程中要充分考虑泄漏和爆炸受地形地貌、温度、风速、风向等的影响。
图3 爆炸伤亡半径示意图
图4 风速对有毒气体扩散影响示意图
消防救援人员根据事故现场情况,佩戴相应的个人防护装备和防护面罩,穿戴有反光标志的消防服装,确保自身安全。在设立警戒时,必须时刻注意交通状况,消防车除开启警示灯外,必要时,事故发生后一定范围内禁止一切车辆通行。根据处置现场情况实际如有需要应持续开启警报器,以警告后方来车,并指定人员以指挥棒指示前有事故发生应就近绕行。救援结束离开现场时,直到消防救援人员及消防车全数离开现场后,警戒才可撤除。在山谷、悬崖、桥梁等危险地段救援时,防止坠落、落石与崩塌,指挥员应设安全员,注意脚边情形,慎重行动。坠河(湖、潭)车辆,救援时必须与专业的水域救援人员配合,避免因现场干扰而盲目实施救援,同时救援过程中需着救生衣、防寒衣、携带安全绳等,需要指出的是穿着消防服的人员不能下水进行水域救援。
3.2 禁绝火源稳固车辆
禁绝火源,防止车辆移动等意外情况发生,是事故现场救援展开的首要操作。将现场车辆引擎熄火,并将电瓶接头负极拔出以防触电及火灾事故发生。事故车辆档位杆及手刹必须进行定位并确认。油电混合汽车和纯电动车钥匙必须拔出,车辆感应钥匙同样必须移至5m以外防止意外启动。倾覆或侧翻在道路、山坡或溪谷中的事故车辆,为防止车辆翻落,利用垫木、楔块或支撑柱等先对车辆进行加固,人员尽量不要处于车辆下方。夜间发生事故时,出警同时派出照明车辆,准备充足的照明设施,保障抢险救援工作及时有效地进行。照明设备要满足可以照亮到最后面的救援车辆,同时照明设备的光强不会影响在道路上的操作者及驾驶员的安全。
3.3 破拆安全避免伤害
破拆作业是道路救援基本作业,在实施作业前需穿着全套个人防护装备,注意玻璃碎片、车体受损后锐利的金属边缘或尖角。操作破拆器材时,采取重心稳定的姿势,脚步站稳后展开动作。在切割或顶撑去除车辆内部塑料或其它装饰前,先检查安全气囊、安全带预紧器或任何其它潜在的危害。避免破坏供(储)油(汽油、柴油车)、供(储)气(瓦斯车)设备,以免造成可燃物外泄。遇到电动车辆或油电混合动力车辆时,破拆过程中避开主要供电线路及电池设备。破拆必要时要用防护垫或毛毯覆盖以免意外尖锐物体伤害。
当伤员受伤流血时,救援人员搬运时,应佩戴手套避免与伤员的体(血)液、黏膜、皮肤发生接触,防止病菌感染,保护他人也保护自身安全。
3.4 合理布设水枪位置科学用水
液化石油气罐体是事故处置的重点关注位置,合理布设水枪位置,科学使用水枪、水炮。不论是否发生泄漏或者火灾,避免直流水直接喷洒罐体任何部位[9]。直流水冲击力强,与金属摩擦会产生大量静电,避免不测发生。如果液化石油气罐体没有发现破损,应利用开花雾状水均匀喷洒罐体,水枪尽量避开操作箱、阀体仪表部位。一是为了消除静电,二是防范未察觉到的罐体泄漏,避免泄漏爆炸风险。如果泄漏,水枪不可直接直流对准泄漏口喷射!消防员在泄漏方向的侧面同样利用水枪或者水炮,驱散毒气云团。发生火灾一般为喷射火,利用水幕对罐体均匀降温保护,防止罐体温度升高内部形成沸腾液体扩展蒸气爆炸的发生。在处置过程中注意环境温度的影响,以及风向的变化,水枪位置尽量在上风方向和罐体两侧,避开泄漏方向和火焰喷射方向。在吊装、搬运、泄压、输转、点火等处置手段的过程中,始终注意水枪保护周边环境和罐体,相应的专业操作必须是专业的化工技术人员完成,救援人员切不可轻举妄动。
4 结束语
任何交通事故都容易造成生命和财产损失,液化石油气槽车交通事故救援是特殊车辆交通事故救援,往往伴随着其它普通车辆的事故发生,在遵循车辆交通事故救援程序和规程的同时,充分考虑液化石油气危险特性,降低风险避免危险发生。在高危环境下执行救援行动的消防救援人员,更应做好各种安全措施,保护到位,确保人民和自身的安全。因为不论是对人民群众还是消防队员,“安全”永远是回家唯一的路。