□ 江衍煊 唐寒秋 王仙水

天然氣作為綠色能源是全世界的首選能源，許多國家和地區(qū)都進口液化天然氣 （Liquefied Natural Gas，縮寫為LNG）。它已經(jīng)成為我國城市潔凈能源的燃氣發(fā)展方向，國家自從1999年就開始LNG項目的建設(shè)，這給我國港口建設(shè)、船舶修造的發(fā)展帶來了新的機遇，同時也給船舶管理和水上安全監(jiān)督管理提出了新的挑戰(zhàn)。

1.LNG特點

LNG是一種無臭、無味、無毒、透明的燃料，主要成分為甲烷，并含有少量乙烷、丙烷、氮等成分，各成分的大約比例見表1。LNG一般在常壓、約為-162℃的低溫下儲存和運輸，在大氣壓力下LNG的沸騰溫度通常為-166℃～-157℃。任何熱量滲漏到LNG儲存罐中，都會導(dǎo)致一定量的液體氣化為氣體，氣化氣體比空氣輕。

表1 LNG的成分

2.LNG危險性

深冷的LNG泄漏會向四周散發(fā)出可燃性混合物，低溫也會給救護帶來危險。

2.1可燃性

LNG火災(zāi)危險性為甲類，燃點650℃、閃點-190℃、爆炸極限 (V%)為3.6～17，火焰溫度高、輻射熱強、易形成大面積火災(zāi)。低溫LNG容易把大氣中的水蒸氣冷凝成 “霧團”，跟空氣混合的蒸氣云一旦遇到火源就很容易起火爆炸，并且迅速向蒸發(fā)液池回火燃燒形成池火（pool fires）火災(zāi)，燃燒產(chǎn)生大量的熱容易直接破壞儲罐及相應(yīng)的設(shè)備。當(dāng)LNG泄漏后沒有被迅速點燃，揮發(fā)出的LNG蒸氣云可以飄到很遠的地方，遇到點火源就馬上燃燒，同時會回燃至泄漏點引起池火。

2.2對人體健康的危害性

LNG通常為-162℃左右的超低溫液體，與人體直接接觸時會從皮膚上吸收大量顯熱，對裸露人體造成嚴(yán)重凍傷。當(dāng)泄漏的LNG急劇汽化膨脹時置換了空氣中的氧氣，對LNG設(shè)備周邊的工作人員都有窒息危險，雖然LNG蒸氣本身無毒，但該氣體的氧含量低，當(dāng)吸入純凈LNG蒸氣而沒有迅速脫離現(xiàn)場，很快就因為缺氧窒息而失去知覺，幾分鐘后便死亡。

2.3凍裂

LNG一旦發(fā)生泄漏，低溫會對材料造成破裂和遇冷收縮，從而損壞設(shè)備并導(dǎo)致更嚴(yán)重的泄漏事故，LNG貨艙周圍壓載艙及干隔艙為特殊級別的低溫鋼，能承受通過隔熱后傳遞的低溫。但是船體外板及主甲板均為普通鋼材，接觸強低溫就會發(fā)生脆裂，從而破壞整個船體結(jié)構(gòu)。

2.4 翻滾

LNG容器儲存的液體有不同密度，當(dāng)平衡被打破時，不同密度的液體開始混合并劇烈反應(yīng)生成熱，被稱為翻滾。液化天然氣容器中注入不同密度的液化天然氣時，就很容易發(fā)生這種現(xiàn)象。

2.5物理性爆炸

LNG與相對溫度高的水接觸，LNG從液態(tài)變化到氣態(tài)發(fā)生快速相變，其體積要膨脹大約600倍，被水蒸氣圍住形成一個高壓云團，并快速膨脹，稱為物理爆炸。如果LNG船舶運輸過程出現(xiàn)貨艙破損，當(dāng)漏洞在水線以下而且LNG液位低于海面，那么海水就會倒流進貨艙，快速相變發(fā)生在貨艙內(nèi)，將會造成貨艙甚至整個船體破損。

LNG在儲槽中是處于沸騰狀態(tài)，如果外界熱量傳入會使部分LNG氣化，那么容器內(nèi)壓力迅速增大，最后導(dǎo)致容器強度無法承載其巨大的壓力，容器就發(fā)生破裂形成爆炸。

3.規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

要避免發(fā)生災(zāi)難性事故，LNG儲罐及組件的操作性能和建造設(shè)計都應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，需要有防止裝載過滿，二級安全殼、計量與流量控制、防火及防靜電等規(guī)定。執(zhí)行過程中要求定期檢測儲罐及組件的腐蝕情況和結(jié)構(gòu)完整性，并定期進行設(shè)備的維修與更換，安裝陰極保護系統(tǒng)減少腐蝕。國際海事組織及國際行業(yè)組織對LNG港口選址、船舶建造、海上運輸、LNG港內(nèi)作業(yè)、船舶培訓(xùn)等項目制定了大量的相應(yīng)法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)指南，為LNG船舶安全運輸?shù)於肆己玫幕A(chǔ)。比如SOLAS 1974及1992修正案、IWIO國際散裝運輸液化氣船舶建造和設(shè)備規(guī)則以及LNG港口作業(yè)指南等等。海事管理部門加強了規(guī)則執(zhí)行的監(jiān)管，比如有國際散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則 （IGC規(guī)則）、散裝運輸液化氣體船舶規(guī)則 （GC規(guī)則）、國際保安規(guī)則 （ISPS）等有關(guān)國際公約和LNG船舶船岸界面檢查、LNG的特殊培訓(xùn)，并加強船員和引航員的培訓(xùn)。

4.LNG船舶運輸

LNG船舶主要有貯罐式和膜式兩種類型，膜式LNG船舶的主膜屏障會受到氣體的影響，貨艙材料只能選用鎳或鋁合金，容積利用率比較高。獨立貯罐式是將柱形、筒形、球形等形狀的貯罐置于船內(nèi)，相對于膜式船舶而言對貨物裝載的限制較少。

4.1港區(qū)風(fēng)險

LNG船舶駛?cè)敫劭谝艿降乩憝h(huán)境的限制，它本身屬于淺吃水、受風(fēng)面積大、尺度大、操作性能差的船舶，而且港內(nèi)通航環(huán)境比海上通航環(huán)境更復(fù)雜。船舶的進、出港和靠、離泊以及裝卸貨時有多部門參與，同時要保證船舶本身和參與部門的安全。

LNG船舶運輸中約80%的事故是發(fā)生在港內(nèi)作業(yè)期間，當(dāng)船舶發(fā)生事故、接受站設(shè)施破損等原因會造成大量的液貨溢出，對港口會造成極大的危害。LNG溢出后產(chǎn)生的可燃性氣體如果沒有立即燃燒，會形成可燃的蒸氣層，此層氣體會向四周擴散，如果飄向居民區(qū)容易造成更大的危害。

4.2 LNG船舶進出港

LNG船舶限于白天和氣候良好時進出港，盡可能按照預(yù)計到港時間直接進港；進出港時由拖船、消防船警戒，海事巡邏艇全程護航。

4.3 靠、離泊

為保證大型LNG船舶的安全靠、離泊作業(yè)，至少應(yīng)配置3艘拖輪，并盡量選擇無流或緩流時靠、離泊，LNG船舶靠泊時，船首應(yīng)朝港外方向，并不得下錨，首尾各備應(yīng)急拖纜，泊位周圍應(yīng)設(shè)立靜止的安全區(qū)，無關(guān)船只不許進入。在無流或緩流時船舶才可以掉頭，拖輪配置在大船的首尾位置，依靠拖輪協(xié)助平拉一定橫距后迎風(fēng)掉頭。

4.4 裝卸作業(yè)

要防止意外泄漏及火災(zāi)事故的發(fā)生，必須由持證人員按正規(guī)程序進行作業(yè)。操作規(guī)程包括從LNG船舶到達港口直到它離開的所有裝卸作業(yè)內(nèi)容，并包含接地系統(tǒng)要求、軟管連接與拆卸操作的驗證、禁煙規(guī)定的遵守、禁止持裸露燈火規(guī)定等。在正常裝卸LNG貨物時，裝卸雙方必須確認(rèn)無安全隱患后開始作業(yè)，要求消防拖輪在附近警戒待命。惡劣天氣不允許進行LNG裝卸作業(yè)，必要時要求脫離卸貨臂并離開碼頭。

4.5 LNG船舶事故案例

LNG船舶最易發(fā)生的事故就是火災(zāi)和冷凍，這兩種事故的源頭就是泄漏所造成。船舶與碼頭之間的系固沒達到規(guī)范要求導(dǎo)致LNG船舶與碼頭輸液臂之間的非正常斷開會導(dǎo)致LNG泄漏。1971年一艘LNG船在利比亞港碼頭裝貨期間，因船舶與碼頭沒有系牢時遭遇強風(fēng)襲來，將船舶吹開一段距離引起輸液臂斷裂，大量LNG傾瀉到船體和甲板上，瞬時造成船體和主甲板龜裂，造成巨大的損失。2004年1月19日，阿爾及利亞SKIKDA因LNG儲罐泄漏、氣化造成的火災(zāi)事故導(dǎo)致27人死亡，56人受傷的嚴(yán)重后果。

5.防范措施

為了能夠保證LNG的運輸與裝卸，必須要有預(yù)報裝置，備齊應(yīng)急設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行LNG操作的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，并加強船員的培訓(xùn)與應(yīng)急反應(yīng)的演練。

5.1 安裝監(jiān)測裝置

在天然氣容易發(fā)生泄漏區(qū)域安裝監(jiān)測報警裝置，以便盡早采取措施。LNG碼頭應(yīng)設(shè)置固定可燃氣體檢測報警儀，并應(yīng)配備便攜式可燃氣體檢測報警儀，船舶上要裝齊氣體監(jiān)測，火焰監(jiān)測和低溫監(jiān)測設(shè)備。

5.2 滅火系統(tǒng)

當(dāng)LNG船發(fā)生火災(zāi)事故時，應(yīng)該立即關(guān)閉所有裝卸設(shè)備和相關(guān)開口，才能啟動滅火工作。撲救LNG火災(zāi)一般選用B、C類干粉滅火劑，不能用水來撲救氣體火災(zāi)，水會引起LNG發(fā)生相變并引起爆炸，但是用于冷卻設(shè)備、閥門及控制火災(zāi)的蔓延可采用噴霧水。高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)一般用于撲救LNG的流淌火災(zāi)及控制LNG的揮發(fā)，大量泡沫覆蓋在泄漏LNG上面可以有效地降低蒸氣產(chǎn)生的速率，減小可燃氣體覆蓋的范圍。

5.3 日常檢查與考核

LNG固有的危險性要求我們不僅要有合理的設(shè)計工藝和流程，同時也需要加強日常安全性檢查和考核，以便將事故處理于萌芽狀態(tài)。

5.4 專業(yè)人才的培養(yǎng)

操作事故主要是指人為事故和設(shè)備故障造成，目前操作事故是LNG船火災(zāi)的主要原因，應(yīng)根據(jù)國外LNG船船員的培訓(xùn)和評估的經(jīng)驗，結(jié)合我國船員制定出適合我國的培訓(xùn)計劃和評估程序，制訂 《LNG船舶特殊培訓(xùn)、考試、發(fā)證辦法》，并要求在該類船舶工作的人員實施強制培訓(xùn)，持證上崗。

5.5 LNG碼頭要求

LNG碼頭應(yīng)遠離人口密集區(qū)，水深必須滿足LNG船舶通航要求，LNG船泊位與其它貨物泊位的船距不應(yīng)小于400m，LNG碼頭備齊陸上和水上的消防設(shè)施。

5.6 預(yù)防操作

LNG船舶在進出港航道航行時，前方應(yīng)有海事巡邏艇清道護航，后方應(yīng)有消拖船護航。LNG船舶靠泊后，船舶與碼頭建立專用有線通信線路，并設(shè)置專用的無線對講系統(tǒng)。嚴(yán)格控制碼頭內(nèi)的所有明火火源，防雷保護接地系統(tǒng)電阻不大于10Ω，并處理好靜電防護措施。

5.7 低溫凍傷預(yù)防及急救

進行LNG泄漏堵漏作業(yè)時，應(yīng)急救援人員必須全身著防凍衣，戴上無吸收性的寬松手套，用面罩或護目鏡來保護眼睛，以免液態(tài)LNG噴濺至人體造成凍傷，并要求有人在旁協(xié)助，嚴(yán)禁單人作業(yè)。當(dāng)個體發(fā)生凍傷時應(yīng)該用大量溫水 （41℃～46℃）沖洗皮膚凍傷處，不可使用干燥加熱的方法，可將傷員移至溫暖的地方（約 22℃）。

6.結(jié)束語

LNG從表面上看是非常危險的燃料，但是典型的LNG事故卻非常少，與汽油、LPG、管道天然氣相比較卻是相當(dāng)安全的，關(guān)鍵要求是嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范去設(shè)計、施工、運行及管理。LNG船舶港內(nèi)作業(yè)是LNG船舶運輸最為關(guān)鍵、事故最易發(fā)生的階段，應(yīng)該特別注意LNG港內(nèi)作業(yè)的高風(fēng)險性，精心地規(guī)劃與安排才能很好地規(guī)避風(fēng)險。