由“9·25”CNG运输槽.例谈CNG槽车事故应急处置_侯睿文.pdf

随着国民经济快速发展,能源需求快速增加,天然气能源作为清洁能源在社会各个领域上广泛应用,使用数量越来越庞大,在民用领域,主要采用公路运输方式运输压缩天然气,在整个运输过程中由于不可控因素,造成压缩天然气槽车一旦在运输过程中发生事故,极易威胁人民生命财产安全。本文首先对“9.25”绥满高速 CNG 运输槽车事故典型战例进行了分析,对此类槽车事故处置火灾危险性进行归纳,提出处置对策和应注意的安全防范措施。关键词:CNG 运输槽车;战例;应急处置;对策;防范措施中图分类号:D631.6 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)03-0293-03Discussion on Emergency Disposal of CNG Tanker Accident Taking“925”CNG Tanker Accident as An ExampleHOU Rui-wen(Xinjiang Changjizhou Fire Rescue Detachment,Xinjiang Changjizhou 831100,China)Abstract:With the rapid development of the national economy and the rapid increase of energy demand,natural gasenergy,as a clean energy,has been widely used in various fields of society,with a growing number of uses.In the civilfield,compressed natural gas is mainly transported by road.Due to uncontrollable factors in the entire transportationprocess,compressed natural gas tankers are very likely to threaten the safety of peoples lives and property once accidentsoccur in the transportation process.The typical cases of the“9.25”Suiman high-speed CNG transportation tank caraccident were analyzed,the fire hazards of handling such tank car accidents were summarized,and disposal strategies andsafety precautions,which should be paid attention to,were proposed.Key words:CNG transport tanker;examples;emergency disposal;countermeasures;measures to prevent压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称 CNG)是天然气加压并以气态储存在容器中,它与管道天然气的组分相同,主要成分为甲烷(CH4),CNG 可作为车辆燃料使用。主要采用CNG 长管拖车运输,在运输过程中,由于各种不可靠因素导致车辆侧翻、泄漏燃烧等事故时有发生。如 2013 年甘肃庆阳“12.31”压缩天然气槽车泄漏事故,并导致了附近森林火灾。因此,要有效处置 CNG 槽车事故,加强对 CNG 理化性质、槽车结构、处置程序和技战术方面的研究显得十分必要。1“925”绥满高速 CNG 运输槽车事故战例1.1 基本情况2021 年9 月25 日23 时43 分,黑龙江省绥满高速大庆市至至齐齐哈尔市方向距齐齐哈尔市 15 公里处,1 辆拖挂货车与 1辆压缩天然气槽车发生追尾交通事故。该 CNG 运输槽车型号为新兴 711-7 长管拖车,是目前世界上投产的存储量最大的CNG 运输车,采用断开式车架结构设计,作为承载梁,车体由7 根长管型 CNG 储气瓶组成,单管直径 0.7 m,长 11 m,是国内最大的大容积钢质气瓶,瓶组有效容积达 26.5 m3,工作压力 20 MPa,最大允许充装量为 4500 kg/5700 Nm3(标况天然气立方,1 Nm3是 20,一个大气压下的 1 个立方)。满载总质量 40 吨(GB6589 中,规定三轴半挂车满载质量上限)。发生事故时,槽车内存有天然气 4100 Nm3。货车追尾致使 CNG 槽车尾部操作舱内阀体及导管泄露起火;追尾后,货车司机为修正方向立即回舵,结果造成转向过度,与 CNG 槽车车载 CNG 燃料罐再次刮碰,导致车载燃料罐起火爆炸。1.2 事故特点(1)起火物质理化危险性较高。CNG 长管拖车罐体内压力大,起火后存在物理爆炸和化学爆炸双重风险,并且在扑救后期容易回燃发生爆炸,一旦爆炸,罐体易向正前方及正后方射出,故罐体前后两处危险性最高。(2)事故现场侦查手段受限。火灾发生在高速公路路段又处于夜间,现场照明条件极差,且事故为可燃气体起火,大型照明器材无法抵近使用。(3)人员及车辆疏散困难。事故现场为省际高速路段,车流量大,发生火灾后易造成交通拥堵,增加人员及车辆疏散难度。(4)供水保障难度较大。事故现场供水干线长,冷却时间长,灭火用水量大。火场与最近上水鹤距离达 18 公里,且事294 广 州 化 工2023 年 2 月发地为高速公路封闭路段,加水绕行时间长,一线作战用水保障比较困难。1.3 灭火救援战术应用1.3.1 坚持“先控制、后消灭”战术原则辖区救援站首先抵达灾害路段,距离事故地点 350 400 m处设置车辆集结区域,先期侦查火情发现现场 CNG 槽车中部及车尾存在两处火炬状燃烧,焰长达 6 8 m,啸叫声较大,CNG 瓶组因高温变形发出金属扭曲声响。支队全勤指挥部及各参战力量到场后,距火场 500 m 处设立现场指挥部,挑选精干指战员组成两个攻坚组,铺设两条 80 mm 水带供水干线;距事故车辆 20 30 m 处设置两门移动遥控水炮对起火罐体进行降温控火;依托高速公路旁排水渠做为掩体,距火场 100 m 处设置攻坚组观察阵地,实时监控火场态势,体现了先期控制灾情,确保不发生爆炸等恶性灾害事故。1.3.2 坚持“攻防并举、固移结合”战术原则由于处置期间灭火综合供水量达到 70 L/s,水量消耗快、运水耗时长,供水出现中断,指挥部立即命令供水小组拆除 30 m高速公路隔离带,便于大吨位水罐车调头,开辟供水车辆返程快速通道,全力保障一线作战用水,体现了充分利用运水方式,移动供水原则。命令精简攻坚组人员数量,将攻坚组观察阵地前移至相距起火槽车 50 m 处,调整水炮位置,重点保护两端瓶头阀,提高降温效果,不间断对 CNG 槽车实施冷却。同时要求火场观察人员实时监测泄漏点火焰长度及槽车罐体温度,每 10 min 向指挥部汇报监测数据,此阶段将灭火进攻和有效防止罐体发生爆炸结合起来,攻与防同步展开。1.3.3 坚持“集中兵力、准确迅速”战术原则在现场火势明显减弱,CNG 槽车瓶组压力明显降低,火焰长度仅为 1 m 左右,瓶组放空管已无火焰情况下。指挥部果断下达总攻命令,攻坚小组首先打灭槽车车头燃料罐余火,同时破拆车尾操作舱舱门,使舱内破损阀体及泄露管道完全暴露以便于进攻,随后关停 2 号水炮,利用 2 号水炮干线出 3 支直流水枪,在车辆侧方垂直火焰方向打水“切封”灭火,即水流“切割”火焰根部灭火,利用水压“封堵”泄漏点燃气逸散,并由 1 号水炮掩护,防止回火爆炸,10 min 后现场明火被成功扑灭,指挥部利用有利时机集中优势兵力,采取“切封”“切割”等战术措施快速灭掉了大火。2 CNG 运输槽车结构及火灾事故危险性分析2.1 CNG 长管拖车作为 CNG 加气子站的气源,也可为民用燃气系统运输天然气,是管道燃气输送的有效补充手段,工艺简单,占地少。具有先进的制造工艺、精良的制造设备和可行的质量保证体系;设计科学、合理的承载结构,实现与牵引车、半挂车的完美组合,保证运输的安全、平稳;与 CNG 贮气瓶组实现多种组合,可满足不同用户需求的特点。CNG 站用储气瓶组具有无缝结构,整体成型,安全系数高;大尺寸结构无需更多配管,降低了泄露的危险;结构设计简洁,现场维护方便;排污设计可方便快捷地排放积存的液体;多种组装方式,水平设计可便于安装,垂直设计可节省空间;单元式结构,灵活组合,适应不同贮存量;快速天然气装卸,方便运营的特点主要技术参数:使用环境温度为-40 60;设计温度最低-40;液压试验压力为 33.4 MPa/33.3 MPa;气密性试验压力为 20 MPa;公称工作压力为 20 MPa;单瓶水容积为1900 L/2250 L;总水容积为 19 m3/18 m3;充装天然气体积为4780 Nm3/4540 Nm3;数量为 10 支/8 支;额定载重为 3430 kg/3255 kg;额定质量为 28548 kg/29850 kg;集装箱尺寸为 1036324381960 mm/1219224381435 mm;装运介质为压缩天然气(简称 CNG);储量为 4500 m3(8 管);集装管束重量(空载)约为 25.57 吨;钢瓶重量约 2845 kg。2.2 压缩气体管束式集装箱拖车(CNG 长管拖车、长管撬车、鱼雷管车)是储存、运输CNG 的 专 用 车,它 的 设 计、制 造、检 验 及 验 收 必 须 符 合GB7258-2004 机动车运行安全技术条件,JB4185-1986 半挂车通用技术条件 及 Q/02ZYT001-2006 长管拖车 企业标准,CNG 长管拖车具有储存容量大、运输效率高、运载方便的优点。CNG 储气瓶组材质主要为钢瓶材质、复合材质(钢瓶和玻璃纤维组合);国内目前生产的管排车有 8 管、9 管、11 管几种类型。由半挂车架选用分体式双轴半挂车车架两种。天然气高压气体长管液压加气半挂车由瓶组撬车和钢瓶组成。CNG 长管拖车主要由半挂车、框架、大容积无缝钢瓶、前端安全仓、后端操作仓五大部分组成,大容积无缝钢瓶两端瓶口均加工内外螺纹,两端外螺纹与安装法兰用螺纹连接,将安装法兰用螺栓固定在框架两端的前后支撑板上;瓶口内螺纹上旋紧端塞,在端塞上连接管件,前端设有爆破片装置构成安全仓,后端设有进出气管路、排污管路、测温仪表、测压仪表、快装接头以及爆破片装置等构成操作仓。安全附件包括安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计、紧急切断装置、管接头、人孔、管道阀门、导静电装置等。2.3 CNG 槽车事故火灾事故危险性分析2.3.1 燃烧爆炸槽车在运输过程中,由于各种不可控因素,导致槽车安全阀破损、高压储气管破裂,高压天然气发生大量泄漏,泄漏可燃气体处于爆炸浓度范围内遇引火源能发生燃烧或爆炸。2.3.2 泄漏易扩散泄漏的 CNG 气体由于扩散性受气体本身密度的影响,主要成分为甲烷,密度比空气越轻,扩散性越大,同时受风向和风速的影响,会导致灾情进一步扩大。2.3.3 膨胀易发生物理爆炸压缩气体因受热膨胀,使气瓶承受压力增大,可引起气瓶破裂或爆炸,CNG 槽车一般行驶在高速公路上,由于撞击等因素,气瓶快速升温,发生物理爆炸,危害性极大。3 CNG 运输槽车事故灭火救援战术措施3.1 高压气体泄漏CNG 长管拖车发生追尾、撞击、碰擦、坠落等道路交通事故,后操作箱内管道、阀门是最易受到破损的部位,一旦这些部位受到破坏,高压气体瞬间喷出并迅速扩散高压气瓶组吸热结霜。应第一时间封闭道路,以事故车为中心划定 100 150 m警戒区,消除警戒区内火源1。上风向车辆站位,事故车两侧部署长干线移动水力自摆炮对集束管组表面强制冷却降温,事故车周边部署可部署水幕带、水幕水枪稀释扩散气体。在保证安全的前提下,关闭其他未受损集束管截止阀。如 CNG 长管拖车发动机使用该车集束管组燃料,应及时关闭连接阀门车用燃气系统集束管组处置同箱式集束管组,原则上不堵漏、不转输,不倒罐,监控将事故集束管介质泄放完为止。3.2 集束管组燃烧CNG 长管拖车集束管组着火部位一般在后操作箱各集束管第 51 卷第 3 期侯睿文:由“925”CNG 运输槽车事故战例谈 CNG 槽车事故应急处置295 阀门及管道连接处,呈带压火炬式燃烧。火焰长、辐射热强,选择上风向车辆站位,事故车两侧部署长干线移动水力自摆炮对集束管组表面强制冷却降温,力量部署到位人员应及时撤离到安全区2。控制燃烧的关键是保障水源持续供给,编程上 2台大流量车各出 2 支移动炮干线,其他车辆转运供水,控制集束管组不爆炸、不扩展即达到战术目的。3.3 呈泄放式燃烧此时瓶组安全,持续进行冷却保证罐体强度、保持稳定燃烧。CNG 瓶组首尾两处的瓶头阀位置危险性高,水炮阵地位置应设置在车体两侧,相对安全。事故发生时如果处于夜间,容易观察火焰长度,依据泄漏点火焰长度判断瓶组内气体压力比较准确。火焰大于 2 米时,瓶内压力太高不易打灭;火焰在0.5 m 左右时瓶内压力太小,容易造成回火爆炸,十分危险;火焰长度在 1 m 左右时,是灭火的最好时机。4 CNG 运输槽车事故处置应把握的几个问题4.1 加强调度指挥接到报警后,指挥中心应第一时间启动联勤联动预案,在调集消防救援专业力量到场的同时,应迅速调集政府、公安、交通、公路、医疗、应急、燃气等多部门协同力量到场协助救援,为事故处置工作的高效展开提供保障。4.2 服从现场统一指挥在响应阶段,由于 CNG 槽车事故处置的现场力量多,涉及的单位较多,协同复杂3。因此,配合协调对 CNG 槽车事故处置显得尤为重要,必须有一个综合、权威、组成精干的指挥机构实施统一指挥,参加处置任务必须服从现场统一指挥。4.3 强化现场通信作战力量到场后,应迅速构建起由侦察无人机、单兵通讯系统、布控球等组成的现场通讯网络,及时为指挥部及部局专家组提供准确、直观的现场讯息。指挥部将现场实况、专家意见等信息整合之后做出精准决策,再通过 4G 全网通对讲系统将指挥部下达的作战命令传至火场,形成通讯闭环,灵活高效地调整战斗部署。4.4 加强现场安全管控在处置过程中,攻坚组人员必须精简,严禁 CNG 长管拖车尾部停留或部署力量,防止高压气体或阀门管线等意外打击伤害4。集束管燃烧后期,火焰逐渐缩短、辐射逐渐降低,应避免直流射流直接冲击集束管口,防止集束管回火闪爆。明火熄灭后,检查确认集束管组是否带压,如仅为个别集束管燃烧,其他集束管需继续冷却至常温。5 结 语CNG 槽车事故导致液化天然气泄漏,由于液化天然气本身存在易燃易爆性,高压集束管发生泄漏后,遇明火会发生喷状式燃烧,灭火处置难度和危险性大5。本文通过典型案例介绍,火灾危险性分析、尤其对几种燃烧形式采取的战术措施进行归纳,对消防救援人员处置类似事故提供了理论和实践依据。参考文献1 李建华.灭火战术M.北京:群众出版社,2004.2 公安部消防局.中国消防手册第十卷(火灾扑救)M.上海:上海科学技术出版社,2006.3 李丙涛.消防部队 CNG 槽车事故应急救援处置对策探析J.广州化工,2018,46(23):182-183.4 徐宁,张雪琴,张浩然,等.天然气供应链整体优化J.油气储运,2020,39(11):1250-1261.5 吴昌春,张孔明.天然气的运输方式及其特点J.油气储运,2003,22(9):39-43.(上接第 292 页)参考文献1 刘家福,张昌芳.质谱仪的发明者阿斯顿J.物理,2005(9):686-691.2 魏开华,苏焕华.BCEIA 与质谱:历史、现状与未来/分析科学-创造未来 纪念北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA)创建 30 周年C.2015.3 王晓俊.三重四极杆质谱仪控制系统研究与实现D.天津:天津大学,2018.4 2021 年质谱仪行业市场规模、进出口及竞争格局,国产替代需求迫切OL.https:/ 汪生,冯蕊.医学类高校科研实验室在新冠肺炎疫情防控期间安全管理工作探讨J.卫生职业教育,2020,38(22):16-18.6 王士国,王杰,卢凡,等.新冠疫情视角下高校化学化工实验室环境管理实践J.实验室研究与探索,2021,40(8):304-308.7 武开业.气相色谱质谱联用仪的原理及分类J.科技视界,2014(26):270.8 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