實戰 | LNG汽車燃料罐事故處置
一、前言
液化天然氣(Liquefied Natural Gas，簡稱LNG)是當今世界公認的清潔能源。它熱值高、燃燒充分、價格低，運輸經濟性及安全性好，深受廣大用戶歡迎。近幾年來，以LNG為燃料的液化天然氣汽車，不但適用于城市公交車，也適用于出租車和大型貨運車輛，尤其是長途運輸車輛。我們身邊的LNG車輛和加氣站也越來越多。
相信每個看過LNG貨車的人都會發現一個特點，幾乎所有的LNG牽引車的儲氣罐都是被裝配在駕駛室后方的，后背式的儲氣罐看似是“合理”空間利用，但是這種利用使得駕駛室在碰撞時，駕駛室失去了后移空間，也使得LNG的燃料罐極易受到破壞，極易造成人員被困和LNG泄漏及著火事故。近幾年來，消防部隊處置LNG燃料罐的泄漏和著火事故也隨之增多。
LNG汽車是液化天然氣汽車的簡稱。LNG汽車是以低溫液態天然氣為燃料的新一代天然氣汽車，其突出優點是LNG能量密度大(約為CNG的3倍)，汽車續駛里程長，可達400km以上，相對汽車使用柴油、汽油具有顯著的經濟效益。
1、氣耗:1升柴油=1-1.1立方天然氣（常溫狀態下的氣態）。
2、供氣價格計算模式:1立方天然氣大約是1升0號柴油市場零售價的60%。
3、LNG汽車每瓶氣(220方)的運程為:
（1）LNG汽車按標準噸位運營，每瓶氣運程為400至500km，最高可達600km;
（2）LNG汽車按80噸拉運，每瓶氣運程為200至300km，LNG的價格比汽油和柴油低，又由于LNG燃燒完全，不產生積碳，不稀釋潤滑油，能有效減輕零件磨損，延長汽車發動機的壽命，所以LNG的經濟效益顯著。
國家對于LNG儲氣罐的容積有相關規定，容積大于500L就是歸納為儲槽，定義為商業運輸容器；所以現在國內LNG儲存罐的容積都在500L以內。目前市面上常見的LNG儲存罐一般有三種規格，分別是495L（對外宣稱500L容量）、450L和375L。
天然氣經凈化處理(脫除重烴、硫化物、CO2、水等)后，在常壓下深冷-162℃，由氣態轉變成液態，稱為液化天然氣(Liquefied Natural Gas)，簡稱LNG。
主要成分是甲烷，LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態天然氣體積的1/620，密度約為水的45%。
（一）氣瓶外觀
（二）結構組成
LNG車載氣瓶由內膽、外殼、絕熱結構、支撐系統和剛性組件等組成。內膽用以盛裝LNG，內部有加注噴淋管、液位探頭等。外殼和內膽之間是密閉的真空絕熱夾套，夾套采用高真空多層絕熱，又稱超級絕熱。外殼保護內膽并對整個瓶體起支撐作用，具有高強度及良好絕熱性能的支承系統將內膽懸掛在外殼之內；支承結構多采用軸向支撐固定內膽。
（1）瓶口閥門組成
主要有增壓閥、出液閥、放空閥、安全閥等及相應管路組成。
（2）緩沖罐:
緩沖罐安裝在供氣系統末端，內部承裝氣態天然氣，車輛發動機在極端用氣情況下，為了保持發動機所需的穩定壓力，起到瞬時緩沖作用。
（3）熱交換器:
熱交換器工作原理，利用低溫液體特性，將液態天然氣汽化成氣態天然氣的零部件。
（4）LNG燃料罐工作流程
汽車要工作時，先開啟增壓閥，利用增壓液相閥從罐體底部引出少量的液體，通過水浴式的汽化器（熱交換器），將液體變成氣態，經組合調壓閥回到氣瓶氣相空間以增加氣瓶內壓力。在使用過程中增壓閥可以一直處于開啟狀態，其管道是否流通由組合調壓閥來控制，當氣瓶內部壓力達到組合調壓閥設定壓力后，增壓系統自動關閉，使用結束后，手動關閉增壓閥。
氣瓶內的LNG由于壓力作用，通過出液閥的管路通入汽化器氣化，進入緩沖罐，穩壓后（壓力在0.8MPa-1MPa之間）受電磁閥控制通入到發動機。在氣瓶內形成循環，使氣瓶內的液體不斷通入汽化器，最終通入發動機。氣瓶同時設置兩級安全閥，一級安全起跳壓力在1.6MPa左右（國外1.9左右），二級安全閥起跳壓力2.4MPa。
經濟閥：經濟閥的起跳壓力（0.59MPa）低于一級安全閥的起跳壓力，在罐內壓力達到經濟閥起跳壓力時，經濟閥打開，將罐內的氣體直接引入出液管，通入汽化器利用，減少安全閥的起跳，減少燃料的浪費。 
（5）LNG燃料充裝過程：
在LNG加氣站內管路分別連接回氣口和充裝口，利用充裝口不斷向氣瓶內充裝液體，利用回氣口回收氣瓶內氣體，保證液體能夠有效的充裝。通過流量計將充裝液體和回收氣體的差值相抵，計算充裝量。
1、事故的易發性。
國內的LNG運輸車的燃料罐大都安裝在駕駛室背后，在發生追尾等交通事故時，極易造成燃料箱的變形、燃料系統管路斷裂等現象，引發LNG泄漏或著火事故。
2、處置的盲目性
由于此燃料系統是近幾年來新生產物，在發生事故后，交通部門、消防人員、周圍群眾對此類事故的認識不足，處置措施具有一定的盲目性。
3、氣瓶的特殊性
此類氣瓶不同于LPG、LNG、CNG槽車結構，為壓力低溫儲存形式。工作狀態下罐內有一定的壓力，又是低溫液體。
（一）事故處置一般要求：
[1]根據災情決定出動力量和編程，接警后應迅速核對事故類型、事故等級、危害程度等相關信息，在處置因車禍人員被困搶險救援時，涉及此類車輛要及時調集水罐消防車。
[2]處置隊伍應在事發地50～100米處集結，派出偵檢人員到現場核對災情信息（具體部位、災情狀態、涉及范圍、可控程度），向相關部門預警通報災情信息。
[3] 封閉公路上下行線區域，以事故車為中心設置上下行線各100米安全距離。
[4]根據決策方案和行動方案檢查落實防護、防凍、防靜電等級和措施，防止燒傷、凍傷、窒息、中毒、燃燒、閃爆等意外事故，確保搶險成功率和人員安全。
[5]指定并授權攻堅組負責人隨機指揮，嚴格遵守化學災害事故的搶險救援規程處置作業。 
（二）氣體泄漏災情
1、氣瓶無泄漏、瓶體有大量霜凍災情：
瓶體、閥門、法蘭、管線無泄漏，瓶體有霜凍，說明內膽出現滲漏，絕熱層受到破壞，氣瓶已經失去真空。應及時開啟放空閥，減少瓶內天然氣壓力，真空層遭到破壞，瓶體底部液相泄漏介質隨時間積累，外罐高強度鋼強度逐漸下降，有可能出現瓶體破裂災情，前沿處置人員應即使撤離至安全區域。
瓶體結霜處置過程中不論出現任何狀況，嚴禁向瓶體結霜面打水。
2、氣瓶管線閥門泄漏災情：
如氣瓶撞擊、傾翻，罐體完好，出現管線閥門泄漏，應實時進行瓶體排壓操作，減少瓶內天然氣分層、渦旋、沸騰壓力，及時關閉出液閥、增壓閥，檢查放空閥是否處于關閉狀態，采取木楔封堵、纏繞滴水封凍等方法臨時堵漏。
我們應該注意一個問題，就是我們切斷了供應氣源的所有閥門后， 泄漏有時不會立刻終止，管線仍會有泄漏，這是因為增壓系統、緩沖罐及管線內殘留的天然氣，存量不會太多，如果無法對管線實施堵漏，在做好防護措施的情況下，排空即可。
當閥門失靈，罐體遭到破壞等緊急情況下，直接放空排險。注意的是在排空時要注意加強警戒，消除周邊一切火源。
我們具體來探討一下怎么排的問題：
（1）一個LNG罐有三個主要的閥門，一個出液閥，一個放空閥，一個增壓閥。增壓閥和出液閥是通液體的，相應管路在罐的底部，放空閥管路及進液管連接罐的頂部。在發生泄漏無法堵漏時，我們排空的話，排氣還是排液呢？按照天然氣氣液體積比來看，排液體要快很多。
（2）要排液態天然氣的話，首先要選擇排液的管路及閥門，在采取保護措施，確保安全的情況下，采用無火花工具對增壓閥與自增壓系統之間或出液閥與汽化器（熱交換器）之間的管路拆解，再打開相應的增壓閥或者出液閥，即可排出液態天然氣。
在處置氣瓶管線、閥門如出現局部液化天然氣泄漏時，可在擴散氣體云團下風向5米處部署水幕水槍稀釋驅趕。嚴禁直流水直接沖擊擴散云團，因為當LNG泄漏遇到水時，兩者之間出現非常高的熱傳遞速率，LNG將激烈地沸騰并伴隨大的響聲、噴出水霧，導致LNG蒸汽的爆炸。
（三）氣瓶火災處置：
1、如LNG汽車已發生起火事故，應在上風向部署設置水槍冷卻保護瓶體，嚴防內外瓶體超壓破裂，引起氣瓶解體發生物理爆炸。處置過程中應嚴格遵守氣體火災撲救原則，關閥、封堵等切斷氣源措施未完全到位前，一般不宜直接撲滅燃燒火焰。
如果駕駛室、輪胎等發生火災，在冷卻控制氣瓶穩定燃燒時，果斷快速撲滅燃燒駕駛室及輪胎火災。處置后期應逐步降低冷卻強度，保持罐內LNG持續蒸發，直至燃盡，防止回火閃爆。
2、瓶體破裂燃燒，以控制燃盡處置為妥。管線閥門泄漏火災，著火部位火焰及輻射熱如對其他關聯管線、閥門沒影響，可積極撲滅并采取堵漏措施，如已造成鄰近管線、閥門鋼材質強度下降，多處部位受損無法采取封堵措施，應控制燃盡為佳。