高速公路LNG燃气车辆事故处置关键技战术措施探究

黄中杰

摘 要：近年来高速公路上LNG燃气车辆事故频發，损失和影响巨大。通过开展典型案例分析、关键部件结构研究、危险因素剖析、结合多次参与灭火救援专题培训及基层一线调研，总结归纳了此类事故处置关键技战术措施，供各类灭火救援人员、各级监管部门及驾乘人员借鉴参考。

关键词：物料泄漏 危险辨识 侦察判断 放空排险 稀释降毒

LNG燃气车是以低温液态天然气为燃气，其突出优点是能量密度大，燃烧热值高、碳排放量低，行驶里程长，一般使用在长途运输的重卡车型上，罐体一般存放在底盘两侧或驾驶室后部，高速公路行驶时速度快，发生碰撞或倾覆时LNG燃气罐极易受到破坏，造成泄漏或燃烧爆炸事故。

1 近年来相关典型案例分析

通过以上典型案例分析得知，一是LNG燃气车辆事故高发频发，距离消防救援队伍普遍较远，消防队到场时基本处于难控状态。二是参战力量基本是一个队站独立作战，处置成败，受指挥员认知、处置经验，车辆器材装备优劣、技能水平高低，事故状态等多重因素制约。三是成攻处置需要对事故风险进行辨识、事故状态进行判定、车辆结构原理进行掌握，技战术措术进行恰当运用。

2 燃气罐车结构分析

LNG燃气车辆燃气系统其分为存储系统、供应系统和使用系统。

2.1 存储系统

存储系统气瓶采用双层真空绝热结构，由内胆、外壳、夹层绝热件及阀件舱组成。气瓶充满气公称压力为1.6MPa，使用时最小压力不低于0.65MPa。

（1）内胆用于盛装液态LNG，设有加注喷淋管、液位探头等部件，内胆还设置了两级安全阀，一级安全起跳压力为1.6MPa左右，二级安全阀起跳压力为2.4MPa左右。安全阀的作用是泄放由于由外异常因素导致的压力上升、或真空遭破坏及火灾条件下的压力上升。

（2）内胆外部缠绕玻璃纤维纸和铝箔组成的绝热材料，在夹层超压时，外壳通过环形真空塞来实现保护，当夹层压力超过0.17Mpa时，真空塞会自动打开泄压。

（3）外壳主要用于对内但实使保护，并与内胆形成夹层空间，保障内胆到达最佳绝热效果，外壳与内胆采用组合支撑结构，保证罐体在运行中不会因为颠簸发生位移和结构变形。

（4）阀件舱布置在储罐一端，并用保护罩进行防护，包括储液阀、安全阀、手动放空阀、压力调节器、压力表和液位显示器等，管路系统的设置能够满足充装和供给。

2.2 供应系统

供应系统主要由管路、汽化器、调压阀、稳压罐、电磁阀等组成。气瓶内LNG由于压力作用，通过出液阀管路通入汽化器气化，进入缓冲罐，稳压后受电磁阀控制通入到发动机。

（1）汽化器。汽化器是利用发动机循环冷却水通过热传递将LNG加热汽化，使其达到满足发动机使用温度和流量要求。

（2）调压阀。调压阀的作用是将汽化后的天然气进行减压，使之满足发动机使用压力要求，达到降压稳压作用。。

（3）稳压罐。稳压罐的作用是一方面是具备缓冲功能，另一方面是储存一定量气体备用。当汽车功率较大时，启动需要较多天然气，需在降压调节阀后配备缓冲罐，保证用气量。若车辆安装空间受限，功率不大且供气管路长度满足需要时，可以不配备缓冲罐。

（4）电磁阀。电磁阀的作用是当发动机点火开关关闭或处于次要位置、以及发动机熄火点火开关仍处于开启状态时，阀门处于关闭状态能够阻止天然气流向发动机。

2.3 使用系统

使用系统就是燃气发动机系统，通过燃烧燃气，对外输出动力。其工作原理基本与燃油发动机基本相同。

（1）电子控制节气门。电子控制节气门是通过踏板，将动力需求传给控制器，控制器接收到踏板信号后，根据发动机运行工况控制节气门的开度，调节进入气缸内混合气量，从而控制发动机转速并适应负荷变化。

（2）混合器。混合器的作用是将空气与天然气充分混合，气态天然气按比例喷入与空气，并根据空气的流入量，决定膜片的开度，进而在发动机运转工况下精确控制空燃比。

3 LNG燃气车危险辨识

LNG燃气车辆交通事故处置危险源主要有气体泄漏、爆炸燃烧，低温冻伤和窒息等。

3.1 易燃易爆

以上案例中LNG燃料罐多数安装在驾乘室背后，发生追尾交通事故时，极易造成燃料箱变形、燃料系统管路断裂等现象，极易引发LNG泄漏或着火爆炸，遇点火源后，形成喷射火。火焰温度升高导致储气瓶压力上升，会形成爆炸，一是储罐解体物理爆炸，二是达到爆炸极限后遇明火大范围化学爆炸。

3.2 气瓶特殊

气瓶为压力低温储存形式。工作状态下罐内有一定压力，又是低温液体。泄漏的LNG极少量就能转换为大量气体，1体积液相LNG能转换为600～625体积气相，形成易燃易爆蒸气云团。天然气爆炸极限是5%～15%，如果遇到点火源或者热源，就会发生冲击波强烈的蒸气云爆炸。

3.3 低温伤害

LNG气瓶存储温度约-162°Ｃ。在其常压沸点之下。一旦发生泄漏，由于汽化潜热量大，会从周围环境大量吸热，造成局部出现低温。低温还会造成罐体、阀门及管线结霜，安全阀冻结，无法正常泄压，罐体存在超压解体风险。人体长时间暴露在零下10°Ｃ以下并不佩戴个人防护进会导致身体温度下降或低温症。如果身体温度在零下27°Ｃ以下时，极易导致心脏紊乱。

3.4 窒息危害

甲烷毒害性低，但属于窒息性气体，一旦发生泄漏极易迅速蒸发汽化，人员呼吸不到足够氧气时，会引起缺氧窒息。

4 处置关键技战术措施

LNG燃气车辆事故处置中应检查落实安全防护措施，做到防静电，烧伤、窒息、中毒、燃烧和闪爆等意外事故，确保灭火救援成功和人员安全。

4.1 常规处置技术

（1）根据灾情决定出动力量和编程，接警后应迅速核对事故类型、事故等级和危害程度等相关信息。

（2）应在事发地50～100m处集结，使用可燃气体探测仪对车辆燃气系统天然气泄漏点进行检查，难以准确判断泄漏点时，可借助肥皂水检查泄漏点。

（3）封闭公路上下行线区域，以事故车为中心设置上下行线各100m安全距离。

（4）按照事故类型，到达现场后需要开展“两管控、三核查、一评估”，即管控火源、管控交通，核查瓶体结构、介质和压力，研判评估现场是否具备处置条件。

（5）上侧风方向设立指挥部，划定抢险区、工作区、安全区范围，控制抢险区、工作区火源。

（6）泄漏灾情，需要在10～15m处设置水幕水带、屏风水枪将事故车辆四周全方面保护，杜绝一切火源。

4.2 特殊灾情处置要点

4.2.1 瓶体结霜

（1）若瓶体结霜，说明内胆出现渗漏，绝热层受到破坏，气瓶已经失去真空，需尽快排液。条件许时，尽快将损坏的气瓶转移至无明火、易燃物以及无行人通过的场所开展处理。

（2）瓶体结霜时严禁向瓶体结霜面打水，若气瓶管线、阀门如出现局部泄漏，应在扩散气体云团下风向5m处设置开花水枪稀释驱散，严禁使用直流水直接冲击扩散云团。

（3）现场排空处理有两种方法：一是气相排放。应先关闭出液阀、增压阀，打开放空阀，回气口连接回气枪和延伸管线，延伸管路至下风向安全地带，就地直排或安全控烧。二是液相排放。应先将管线压力排空，取下增压阀处的过流保护阀，缓慢打开增压阀，打开时作战人员要远离液体流出方向以防冻伤，将LNG全部排出。

（4）处置过程中要做好防冻保护，优先选用排放气相，高压排液有较大风险。在事故车辆10～15m范围内设置水幕水带、屏风水枪水幕高度不低于车体高度，25m处设置移动水炮、灭火机器人稀释抑爆，隔绝周边一切火源。

4.2.2 气相泄漏

（1）管线阀门泄漏。如果车辆撞击、侧翻、仰翻，瓶体完好情况下，管线阀门出现气相泄漏，可关闭出液阀、增压阀进行排险，使安全阀复位消除泄漏，如安全阀出現冻结无法复位，采取清洁无油的温水融化解冻，对安全阀进行复位。

（2）管线断裂泄漏。要对瓶体实施排压操作，及时采取木楔封堵、缠绕滴水封冻等方法临时堵漏，也可以联系加气站技术人员，打开放空阀，在回气口连接回气枪和延长管线，延伸管路至下风向安全地带，就地直排或安全控烧，消除危险源。

（3）缓冲罐泄漏。应及时关闭出液阀、增压阀进行排险，等待缓冲罐内气体压力缓慢释放完毕，缓冲罐结霜时严禁用水流冲击，有物理爆炸风险。

4.2.3 液相泄漏

瓶体呈液相泄漏，说明气体泄放量较大，在10～15m处迅速设置水幕水带、屏风水枪对现场实施保护，禁止使用直流水冲击泄漏液体区域，防止蒸汽云爆炸，检查瓶体泄漏区域和阀门冻结情况，及时关闭出液阀、增压阀，开启放空阀，排出增压系统内压力，防止向气瓶内持续冲入压力气体，排空时要注意排除周边一切火源。

4.2.4 轮胎着火

瓶体未结霜说明瓶体未破损，真空完好，关闭出液阀、增压阀、放空阀，利用水枪扑灭轮胎火灾，并利用开花水枪冷却瓶体，关注瓶体压力表及安全阀动作情况，保证瓶体压力处于正常范围。

4.2.5 泄漏位置着火

管线、阀门泄漏着火时，1000m范围内管控火源，灭火前要核查储罐压力、真空密闭情况，最大限度的切断阀门管线，避开瓶阀和缓冲罐120°泄压面，从上风向120m以上铺设水带干线至罐车侧面，在25m以外设置车载炮、臂架炮、移动水炮分高中低三支射流侧面切封灭火，明火扑灭后人员撤离。

5 特别警示事项

（1）天然气比空气轻，所以容易扩散。在车库和隧道内有可能滞留在天花板附近可以利用送风机等从远离车辆位置进行气体扩散、排除。

（2）做好对眼睛、皮肤等部位的防护，防护服应为棉制，佩戴防护镜或面罩，严禁穿戴化纤衣物，脚部应穿战斗靴，关阀堵漏人员应着防冻服、佩戴防冻手套。

（3）严禁直流水直接冲击扩散云团，液相LNG泄漏遇水时会出现极高的热传递速率，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声或喷出水雾，导致LNG蒸汽爆炸。

（4）处置人员严禁站在气瓶阀泄压面，以及缓冲罐附近区域，避免喷射火、急性爆炸造成人员伤亡。

（5）LNG储罐发生泄漏造成瓶体结霜，处置过程中严禁向瓶体结霜面打水。

（6）一旦储气罐损坏或泄漏情况，要尽快将瓶内气体排出，在任何情况下不得使液体继续保留在损坏罐体内。

（7）处置火灾类事故时，阀门无法关闭或无法堵漏时，切忌用水直接喷射液体泄漏处，推荐使用干粉灭火器。

本文是总队级教研项目“锂离子电池产业链火灾风险评估及灭火救援技战术研究”（项目号：JG202205）的阶段性成果。

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