关于城市燃气泄漏事故处置的几点思考

2021-02-24夏明仁上海市静安区消防救援支队

消防界(电子版) 2021年24期

■ 夏明仁上海市静安区消防救援支队

一、绪论

（一）研究背景

近年来，全国天然气供给体系发展迅速，基础设施持续完善。截至2019年底，全国建成干线输气管道超过8．7万千米，一次输气能力超过3500亿立方米/年，年天然气表观消费量3067亿立方米[1]。至2020年底，天然气干线输气管道总里程达到10万千米，一次输气能力超过4000亿立方米/年，天然气占能源消费比重从2015年的5．9%提高到10%[2]。就上海燃气发展来看，上海外环线和郊环线，逐步分段敷设天然气高压输配管道，并与浦东地区在线运行的东海天然气高压输配管道连接，形成总长约700多千米的上海天然气主干管网，并由此发散出辐射全市的14000千米中、低压管网天然气输送管网。据《上海市能源发展“十三五”规划》计划，2020年全市天然气消费量增加到100亿立方米左右；据统计显示，2020上半年全市居民天然气消费需求已经同比上升了10%。

但是，燃气运输管道及使用设备容易受到老化、腐蚀和各种外力的影响造成燃气泄漏。在城市燃气高速发展和燃气泄漏事故不断发生的背景下，消防救援队伍如何安全高效处置燃气泄漏事故，有效确保人民群众的生命财产安全，已成为社会普遍关注的问题。

（二）研究目的及意义

随着城市燃气建设的不断推进、居民燃气消费需求不断增加，各类燃气泄漏事故也不断发生。据相关报道，2019年全国燃气事故722起，其中室内燃气事故463起，室外燃气事故259起，共造成63人死亡、585人受伤。

历年来典型燃气泄漏事故有：2010年大连市某小区煤气爆炸事故，造成2死12伤，事故发生房间的阳台墙体和地板全部被掀开，2、3、4楼被贯通[3]；2011年北京市朝阳区某小区燃气自杀警情，自杀者在点燃燃气后坠楼，造成4名消防指战员和2名群众受伤；2013年泸州市某商城燃气管道爆炸事故，造成4人死亡，40人受伤；2014年北京市某大街燃气管道泄漏起火事故，2名群众被轻度灼伤，29辆消防车辆，200余名消防指战员到场处置连续奋战10小时，成功抑爆处置[4]；2017年松原市某路段燃气管道泄漏爆炸事故，造成5人死亡、89人受伤[5]；2019年长春市某小区居民楼燃气泄漏爆炸事故，造成8人死亡，3人受伤；2020年新余市某公司燃气泄漏爆炸事故，造成1人死亡，6人受伤。

以上燃气泄漏引发的事故发人深省，灭火救援一线的战斗人员应该予以高度重视，认真妥善地做好应急救援处置工作。因此，结合近年来燃气泄漏爆炸事故消防救援处置案例，梳理分析事故的灾害特点和处置经验，进一步提高队伍安全高效处置燃气泄漏事故能力、有效确保人民群众的生命财产安全，具有十分重要的现实意义。

（三）居民燃气种类及理化特性

目前全国居民燃气主要包括天然气、液化石油气和煤气三种：

（1）天然气主要由甲烷（85%）和少量乙烷（9%）、丙烷（3%）、氮（2%）和丁烷（1%）组成，天然气与空气混合后，能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为5%～15%，遇明火即可发生爆炸，在空气中含量达到9．5%时爆炸威力最大[6]。天然管道容易实现长期、稳定、连续的供应。在一定程度上易造成持续和大量的燃气泄漏，混合气体，造成更大范围的爆炸性气体空间，使事故的波及范围扩大。

（2）液化石油气为无色气体或黄棕色液体，有特殊气味，具有易燃易爆性，主要成分丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等，气态时密度比空气大，约为空气的1．5倍，气化时体积扩大250～300倍，易在低洼处积聚形成爆炸性气体，爆炸极限2%～10%，遇明火即发生爆炸。

（3）民用煤气为无色、具有特殊气味（硫化氢臭鸡蛋气味）的气体，有毒，具有易燃易爆性，主要成分烃类、氢气和一氧化碳等，密度比空气小，能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4．5%～40%，煤气中的一氧化碳成分能与人体中的血红素结合，使血液失去送氧能力，从而造成全身组织，尤其是中枢神经系统严重缺氧，轻者产生中毒症状，重者造成死亡。

在2015年6月28日上午，上海市政府联合行业集团举办了“上海实现城市燃气天然气化”仪式，正式宣告了上海燃气步入了“全天然气化”时代。

二、城市燃气泄漏原因分析

（一）管道腐蚀老化

燃气管道腐蚀老化穿孔，其主要表现形式有：（1）长期置于潮湿及腐蚀性介质中；（2）外壁防腐由于施工质量或外来破坏等原因形成破损点后，与土壤接触形成腐蚀；（3）内壁因传输介质的腐蚀成分造成腐蚀。

（二）管道遭施工破坏

施工破坏主要是指其他单位的野蛮施工给燃气管道造成外部伤害。常见的地下燃气管道施工破坏类型有：（1）地基勘探破坏管道；（2）挖掘机挖断管道；（3）路面打夯机震断管道；（4）破坏管道地基，导致管道发生不均匀沉降断裂等。

（三）工程质量欠佳

（1）施工质量差，未严格执行规范要求，造成管道先天性缺陷，运行中发生腐蚀、断裂，形成漏气；（2）管材质量差，运行中因强度、厚度等不足而导致管道漏气发生。

（四）燃气使用不当

城市燃气事故比较多发的是居民家庭，因为居民的粗心大意，有时候操作错误和长时间不在厨房造成燃气的泄露。

三、城市燃气泄漏处置难点

（一）现场引爆源多，隔绝难度大

来自消防救援人员的主要引爆源有：通信设备的信号、消防器材金属部件摩擦产生的火花（如水带接头、消防腰带头）等。

来自社会人员的主要引爆源有：电器开关的火花、声控灯自启动、电冰箱继电器自启动（注：当冰箱内温度达到设定温度后，继电器就会切断冰箱电源；当温度高于设定温度，继电器就会接通电源启动冰箱压缩机，产生火星引起爆炸）、通信设备的信号、来往车辆的尾气、打火机或点烟器等直接火源、化纤衣物材料摩擦产生的火花、金属物件摩擦产生的火花、其他高温运转设备等。

然而，电力公司、燃气公司到场往往需要一段时间，无法第一时间断电、断气以降低爆炸风险。

（二）泄漏燃气易扩散，警戒难度大

泄漏燃气随风向扩散，影响区域较广，这就要求警戒区域设置需根据气象条件和现场浓度变化及时调整。且就日常处置经验来看，燃气泄漏事故处置往往会引起居民围观，如果是主干道路地下燃气管道泄漏事故，还容易导致道路交通拥堵。如何科学划定警戒区域，并有序疏散现场车辆及人员，是燃气泄漏事故处置的一大难点。

（三）舆论压力较大，社会影响严重

燃气具有易燃易爆特性，一旦发生爆炸，势必造成很大的社会影响。在爆炸发生后，现场群众在不了解详细情况下，通过互联网发表事故现场照片、视频，妄加议论燃气泄漏事故现场发展状态和处置进展情况，特别是人员伤亡情况，极易造成网络舆情，对社会稳定引起负面影响。

四、城市燃气泄漏处置要点

（一）计算燃气泄漏量

计算泄漏量，对把握事故危险性、辅助现场决策具有较大参考意义。

1．公式法计算泄漏量[7]

以小孔模型估算泄漏量时：

①低压天然气管道

②中压及以上压力的天然气管道

则每小时泄漏量Q=qm÷ρ

注：qm为泄漏质量流量，单位kg/h；

ρ为天然气密度，取值0．73为kg/m3；

p2为管道中点处（标号2）压力，单位Pa；

d为管道直径，单位m；

低压：＜0．1MPa；高压：0．1～0．4MPa。

2．图表法简算泄漏量

根据城镇燃气设计规范10．2．1条文规定：用户室内燃气管道的最高压力不应大于表10．2．1的规定。

表10．2．1 用户室内燃气管道的最高压力（表压MPa）

考虑商住楼情形，假设最不利情况，设燃气管道压力为0．4MPa。在管道设计压力为0．4MPa时，每小时泄漏量（Q）与泄露小孔直径(d)，对应关系满足如下曲线[7]：

图1 燃气管道泄漏口直径与泄漏瞬间提升的浓度关系图

（二）对现场实施全方位、不间断检测

消防救援力量到达现场后，应积极与泄漏事故的当事人进行有关情况的确定，并组织精干力量进入现场进行侦察，确定燃气泄漏的浓度情况、区域内被困人数和伤亡情况。同时，有效利用气象仪、可燃气体检测仪等侦检仪器对事故现场进行全方位、不间断检测，以便及时找到燃气泄漏的原因、区域、流动方向和扩散范围，为制订行动方案和救援措施提供依据。因为天然气比重轻，要特别加强对建筑顶部间隙处、竖井等燃气易积聚处的检测。

（三）合理划分警戒

到场后，车辆于上风向200米[8]处、车头向外停靠。迅速询问知情人现场具体情况，并落实个人防护。派遣一组人员进行不间断检测，由外向内依次设置安全区（上风向200米处）、轻危区、重危区（天然气爆炸下限为5%，取其爆炸下限50%～60%浓度处）。泄漏安全距离划分如图2所示。安全区为人员疏导及各参战力量集结区域，发挥现场民警、保安、居委会工作人员的作用，禁止无关人员进入轻危区；轻危区为中间缓冲地带，提供人员疏散及器材运输路径，落实个人防护；重危区为精干攻坚人员作业区，落实个人防护，严格控制自身引爆源及攻坚作业人数，全程应保持低姿状态，攻坚作业时尽量寻找掩体掩护。

图2 泄漏安全距离划分图

（四）消除引爆源头

（1）途中联系指挥中心对接电力、燃气、通讯部门，远程切断事故地点电、气及通讯信号（手机基站、有线电话、有线网络等），并要求到场协助处置。行车途中注意观察，不得盲目选择行车路线，应从上风向驶向警情地点。

（2）在燃气、电力公司没有第一时间实施断气、断电的情况下，依托小区作战信息卡相关信息，由消防救援人员实施断气断电。现阶段，静安消防救援支队已将居民燃气管道阀门位置、小区总配电间位置等内容作为日常小区调研工作的主要内容之一，如图3所示。

图3 某建筑配电间及燃气管道总阀位置图

（3）在安全区内利用车载扩音器、手持式扩音器；在重危区内使用塑料套袋封装的扩音器，对群众作疏散及防爆提示。禁绝现场一切明火，严禁危险区内穿带钉鞋和化纤衣服、使用非防爆电子产品、打开电器开关、携带金属物件等行为。

（4）所有处置人员必须着防静电内衣，佩戴阻燃头套、抢险手套，确保皮肤无裸露部位。除去身上一切可能产生火花的金属物品、化纤衣物、不防爆的电子产品，使用电台时外套封闭的塑料套袋，照明时使用防爆灯具，进行破拆时使用无火花工具。

（5）进行人员疏散时，要求现场民警、居委会人员辅助做好统计、登记，坚决做到“只出不进”。及时提醒人员疏散速度，防止人员因快速奔跑而产生静电火花。

（五）稀释现场燃气浓度

1．出水稀释浓度

先期到场力量及时铺设水幕水带、屏风水枪，架设水枪、水炮、水驱动排烟机，利用开花或喷雾射流，稀释驱散泄漏区域的燃气，加强重点区域空气流动。铺设水带时接口注意轻接轻放或下垫软衣物，有条件的情况下用布条扎紧接口处，避免水带接头在地面摩擦产生火花。必须设置不少于两路不同来源的供水线路，同时安排好应急处置小组。在已泄漏且稳定燃烧的现场，且无法关闭阀门和堵漏时，严禁盲目扑灭火焰，防止形成爆炸混合物引发爆炸。

2．通风稀释浓度

在室内燃气泄漏事故处置中，通风降低现场燃气浓度至关重要。攻坚人员需在开花或喷雾水枪掩护下展开行动，按先下风后上风的顺序打开门、窗以及通风口。考虑通风口即是泄压口，开启门窗时必须位于门窗侧方或利用实体墙、建筑构件进行掩护。

（六）攻坚作业

攻坚组人员要严格落实个人防护，并确保人员精干，每组不应超过3人，行进时脚步要轻、稳，不得随意碰撞、挪动物件。前往泄漏核心区时，应侧身贴墙行进，做好转身卧倒准备，遇到爆炸征兆来不及撤离时就近卧倒，头向外、脸向下。要事先明确紧急撤离的信号和撤离路线，在收到撤离指令后，迅速撤离核心作业区。

1．谨慎实施内攻破拆

在实施救援行动中，能不破拆的坚决不破拆，必须要强行破拆的，要使用防爆器材装备，并铺设来源不同的两路供水线路，在水枪掩护下实施破拆。严禁操作人员位于门窗等泄压口正面。

2．关阀堵漏作业

在处置燃气泄漏事故时，如果泄漏点的上一级阀门易找到且能够有效关闭，则可采取关闭阀门的措施，阻断泄漏。如果泄漏点的上一级阀门短时间内不能找到或不能有效关闭、切断气源，则应立即实施堵漏。堵漏必须在工程技术人员的指导下实施，管道的堵漏方式可以根据不同的泄漏口形状而定，当泄漏口为砂眼时，使用螺丝加黏合剂进行堵漏；当泄漏口为缝隙时，使用外封式堵漏袋、金属封套管、电磁式堵漏工具组、堵漏夹具等堵漏；当泄漏口为孔洞时，使用木楔、堵漏夹具、粘贴式堵漏密封胶等堵漏；当泄漏口为裂口时，使用外封式堵漏袋、电磁式堵漏工具组、粘贴式堵漏密封胶堵漏。也可视情采用石棉板、包扎带、垫片、橡皮塞、棉纱、纸板等无火花工具及黏合剂。在实施堵漏的过程中，必须使用开花或喷雾射流全程掩护[9]。