海航 周小翔 董玉軍
液化天然氣(liquefied natural gas,LNG)罐式集裝箱(以下簡稱“罐箱”)多式聯(lián)運以宜儲宜運的罐箱為載體,集合水路、公路、鐵路多種運輸方式,為終端提供經濟、靈活、穩(wěn)定的“門到門”LNG物流服務,從而徹底改變了傳統(tǒng)的LNG儲運方式,實現(xiàn)國內沿海以及境外跨區(qū)域海陸聯(lián)運商業(yè)運營。自2017年以來,我國LNG罐箱保有量呈指數(shù)級增長,相關企業(yè)不斷探索和測試多種運輸模式;但從政策、標準、管理等角度來看,目前我國LNG罐箱多式聯(lián)運仍處于起步階段,主管部門更多地關注罐箱運輸風險及應急處理。運輸和吊裝過程中的罐箱可視為移動風險源,需要先識別各種風險才能作充分的應對準備。本文針對LNG罐箱在陸路運輸、港區(qū)和堆場裝卸、港區(qū)和堆場運輸、船舶運輸及終端現(xiàn)場卸液等過程中面臨的各類風險提出應對措施,以期為保障LNG罐箱運輸安全提供借鑒。
1 LNG罐箱多式聯(lián)運風險因素
(1)LNG罐箱自身風險因素。LNG罐箱自身面臨的風險包括內容器破損、外殼破損、安全附件(如安全閥、緊急切斷閥)失效、閥門管道泄漏、箱體變形,以及真空失效導致內容器壓力異常增高、裝卸過程中裝卸軟管脫落和破裂導致介質泄漏或引起火災和爆炸等。
(2)LNG罐箱公路運輸風險因素。LNG罐箱在公路運輸途中面臨刮擦、碰撞、側翻、甩落等風險。
(3)港區(qū)和堆場LNG罐箱裝卸作業(yè)風險因素。港區(qū)和堆場LNG罐箱裝卸作業(yè)在露天進行,容易受風浪、雨霧、雷電、照明等因素影響;此外,人員的操作、配合以及設備的安全性能也會直接影響LNG罐箱裝卸作業(yè)安全,人員操作或配合不當或設備故障可能引發(fā)LNG罐箱碰撞、墜落等安全事故。
(4)港區(qū)和堆場LNG罐箱運輸風險因素。港區(qū)和堆場LNG罐箱運輸可能存在運輸車輛狀況不佳、駕駛人員違規(guī)操作、現(xiàn)場管理不到位等問題,導致LNG罐箱面臨刮擦、碰撞、側翻、甩落等風險。
(5)LNG罐箱船舶運輸風險因素。受風浪、貨物積載和隔離不當以及其他集裝箱發(fā)生泄漏和火災等因素的影響,LNG罐箱在船舶運輸過程中面臨破損、墜落、火災等風險。
(6)LNG罐箱終端卸液風險因素。LNG罐箱終端卸液區(qū)域情況復雜,卸液點數(shù)量較多且操作和管理水平參差不齊,容易發(fā)生LNG罐箱閥門法蘭泄漏、安全閥意外開啟、軟管脫落等安全事故。
(7)其他風險因素。LNG罐箱泄漏容易引發(fā)人員凍傷、中毒、窒息等安全事故。
2 LNG罐箱多式聯(lián)運應急救援物資
LNG罐箱多式聯(lián)運應急救援物資包括:(1)干粉滅火器、泡沫滅火器等消防器材;(2)正壓式呼吸器;(3)便攜式可燃氣體(LNG)檢測儀、風向儀;(4)低溫防護服(包含安全帽、防護服、防靜電工作服、防靜電手套等);(4)防止產生火花的工作鞋或膠鞋;(5)警戒帶(繩)等警戒器材;(6)堵漏工裝夾具和設備;(7)通信聯(lián)絡及保障設備;(8)便攜式真空測量儀。針對LNG罐箱船舶運輸,還須配備若干用于緊急排氣的金屬軟管,軟管口徑不小于罐箱排放管口口徑,長度大于甲板寬度的2/3。
3 LNG罐箱多式聯(lián)運風險識別及應對措施
3.1 LNG的危險性及應對措施
3.1.1 LNG的危險性
(1)燃燒或爆炸 LNG具有易燃、易爆特性。常溫下,LNG吸熱后會迅速汽化并擴散。當天然氣體積占其與空氣混合氣體體積的5%~15%時,明火極易引發(fā)火災和爆炸。
(2)滿液膨脹 LNG的密度隨著溫度升高而變小,體積則隨著溫度升高而增大。LNG罐箱充裝溫度、初始充裝量、運輸時間及其保溫性能中的任何一項指標超出規(guī)定值,都可能造成箱內溫度升高,導致容器面臨脹裂風險。
(3)帶電性 LNG罐箱在裝卸和運輸過程中易產生靜電,尤其在介質泄漏和放空時,泄漏點和放空閥末端有較多的靜電積聚。LNG在空氣中的最小點火能量為0.28 mJ,在氧氣中的最小點火能量為0.002 7 mJ;因此,須嚴格控制靜電能量。
(4)爆炸性 在LNG泄漏遇水(如雨水)的情況下,由于水與LNG之間的熱傳遞速率非常高,LNG會劇烈沸騰并伴隨巨響和水霧,導致LNG蒸氣發(fā)生冷爆炸。天然氣從液態(tài)變成氣態(tài)后,體積增大約600倍,同時吸收大量熱量,一旦著火,LNG罐箱隨時可能爆炸。
(5)低溫灼傷與凍傷 LNG罐箱泄漏處的氣體溫度非常低,會使相關人員面臨低溫灼傷或凍傷風險。雖然短時間接觸LNG不會對面部、手部等接觸部位皮膚造成危害,但可能對眼睛等脆弱部位造成永久損傷。
(6)低溫麻醉 人員在沒有充分保護措施的情況下長時間處于低于10℃的環(huán)境下,會面臨低溫麻醉的風險。LNG罐箱泄漏可能使相關人員體溫過低,使其面臨生理功能減弱、智力下降等風險。
(7)缺氧窒息 當空氣中的氧氣濃度低于10%時,人員會缺氧窒息。泄漏的LNG劇烈汽化會造成泄漏點附近空氣中的氧氣濃度過低,導致處于此區(qū)域的人員面臨缺氧窒息的風險。
3.1.2 應對措施
(1)貫徹“先防爆、后排險”的指導思想,堅持“先控制火源、后控制泄漏”的處理原則。
(2)在LNG罐箱未發(fā)生破損泄漏的情況下,盡最大努力組織搶險;在LNG罐箱發(fā)生破損的情況下,組織非專業(yè)搶險人員撤離事故警戒區(qū)域,等待專業(yè)搶險人員處理。
(3)LNG罐箱事故處理必須堅持以人為本的原則,以確保人員安全為前提。搶險人員必須穿戴防護服和正壓呼吸器,做好個人防護。在LNG罐箱事故性質不明的情況下,搶險人員不能貿然接近罐箱,以防發(fā)生人身傷亡事故。
3.2 人員傷害及應對措施
3.2.1 人員燒傷
事故現(xiàn)象:人員近距離接觸火焰或高溫物體,造成人體組織損傷。
應對措施:(1)使傷者盡快脫離熱源,縮短燒傷時間;(2)檢查傷者呼吸、心跳情況,尤其注意有無顱腦損傷、胸腹腔內臟損傷和呼吸道燒傷,防止傷者休克、窒息;(3)在現(xiàn)場檢查和搬運傷者的過程中,注意保護創(chuàng)面,防止創(chuàng)面污染;(4)迅速組織傷者離開現(xiàn)場。
3.2.2 人員凍傷
事故現(xiàn)象:人體裸露部位觸碰低溫管路或LNG,導致低溫灼傷或凍傷。
應對措施:(1)將傷者移至溫暖場所,用毛巾、毛毯使其全身保溫,不可搓揉凍傷部位;(2)將凍傷部位浸入37~40℃的溫水中,不可用熱水浸泡或用火取暖;(3)請求協(xié)助治療,將傷者送至醫(yī)院救治。
3.2.3 人員窒息
事故現(xiàn)象:在LNG罐箱發(fā)生泄漏的情況下,處于天然氣濃度較高區(qū)域的人員因長時間缺氧而頭暈或昏迷。人員窒息可分為以下4種情況:(1)含氧量(體積含量,下同)14%~21%,呼吸、脈搏加快,并伴有肌肉抽搐;(2)含氧量10%~14%,出現(xiàn)幻覺,易疲勞,對疼痛反應遲鈍;(3)含氧量6%~10%,出現(xiàn)惡心、嘔吐、昏迷等癥狀,產生永久性腦損傷;(4)含氧量低于6%,出現(xiàn)痙攣等癥狀,呼吸停止甚至死亡。
應對措施:(1)迅速將傷者轉移至空氣流通處;(2)視情況開展急救,為呼吸困難者輸氧,為呼吸停止者實施人工呼吸;(3)請求協(xié)助治療,將傷者送至醫(yī)院救治。
4 LNG罐箱多式聯(lián)運應急處理
4.1 LNG罐箱陸運應急處理
4.1.1 超壓及處理措施
(1)LNG罐箱在真空正常的情況下出現(xiàn)超壓現(xiàn)象的應急處理措施為:設置安全警戒線;在安全可控的情況下打開放空閥泄壓,將罐箱壓力降至最高工作壓力的80%以下。
(2)LNG罐箱在真空失效的情況下出現(xiàn)超壓現(xiàn)象的應急處理措施為:設置安全警戒線,撥打火警電話;押運員向公司報告情況,并與設備廠家取得聯(lián)系,在廠家技術人員的指導下泄壓并調度空箱轉移LNG。
4.1.2 泄漏及處理措施
(1)LNG罐箱泄漏的基本處理措施為:切斷事故現(xiàn)場電源(防爆電器除外),關閉常用通信工具(災區(qū)電話除外);警戒區(qū)內禁止車輛通行,防止排氣管引發(fā)明火;使用防爆工具實施堵漏作業(yè),備好滅火器及其他消防器材;搶險人員穿戴防護用具,防止撞擊、摩擦、靜電起火。
(2)LNG罐箱根部閥泄漏的應急處理措施為: 用濕棉布包住泄漏的閥門,使之冰凍以阻止泄漏,或者采用打卡子的辦法封堵泄漏處,控制泄漏量;及時將LNG轉入相鄰空箱或空車;在倒罐增壓導致泄漏加劇的情況下,停止增壓倒罐,在確保安全的前提下,酌情實施氣相放空降壓,密切注意風向變化,控制放散量;罐箱內的LNG基本排空后,置換罐箱并檢測其是否符合安全標準,搶修泄漏的罐箱,更換相同型號的閥門或閥墊。
(3)LNG罐箱罐體泄漏的應急處理措施為:停止作業(yè),向當?shù)叵啦块T報警;押運員向公司報告情況,并與設備廠家取得聯(lián)系,在廠家技術人員的指導下操作;設置警戒線,疏散無關人員及車輛,救助受傷人員;備好干粉滅火器等消防器材,預防火災發(fā)生;當泄漏點在罐體上部且泄漏氣體時,采用木楔、夾具等工具堵漏,并開啟倒罐轉液流程,放空口間歇控制放空,以降低罐箱壓力,減少泄漏量;如果泄漏液體,則通過攔蓄設施(堤)、地形或其他方式將溢出的LNG引至安全地點,防止LNG流入下水道、排水溝或任何有蓋板的溝渠中;當LNG揮發(fā)速度過快時,用干粉滅火器覆蓋泄漏的液體,減少LNG蒸發(fā),降低空氣中的天然氣濃度;當泄漏點在罐體下部時,讓漏出的LNG蒸發(fā),同時防止低溫LNG滲入下水道、凹坑、地面,嚴禁將泄漏的LNG排至水池中,以免LNG蒸氣爆炸。
(4)LNG罐箱泄漏時的人員自我保護措施如下:若LNG泄漏引發(fā)火災,首先判斷風向,并立即用衣服包住頭部,臥地翻滾逃離火場;LNG在常溫下會迅速汽化,此時應判斷風向并使自身處于上風位,防止引起窒息或中毒;LNG泄漏時往往會噴濺而出,必須保護頭部特別是眼睛不被噴濺;陰霾天氣下,泄漏的LNG迅速汽化后與水汽結合形成氣云,此時應擴大防火隔離范圍,切斷泄漏部位上下游閥門,組織人員迅速撤離。
4.1.3 火災、爆炸及處理措施
LNG罐箱發(fā)生火災或爆炸的處理原則為:先控制,后消滅,及時報警,并根據(jù)引發(fā)LNG罐箱火災或爆炸的不同原因采取相應的應急處理措施。
(1)針對由氣體泄漏引起的LNG罐箱火災或爆炸,可以采取以下應急處理措施:設置安全警戒區(qū),組織人員利用消防水對周邊集裝箱或設備實施噴淋降溫;穿戴防護用品,關閉閥門;嚴禁在未切斷泄漏源的情況下熄滅已穩(wěn)定燃燒的火焰;在切斷泄漏源的情況下,若泄漏得到控制,溫度下降,向穩(wěn)定燃燒的火焰噴干粉,使燃燒終止。
(2)針對由液體泄漏引起的LNG罐箱火災或爆炸,可以采取以下應急處理措施:實時監(jiān)測LNG爆炸濃度及范圍,并根據(jù)擴散情況進一步擴大警戒范圍;禁止LNG汽化站周圍車輛和行人通行,禁止明火,做好現(xiàn)場維護,組織與搶險無關人員向安全地點(上風方向)撤離,組織附近居民向安全地點疏散;如果有條件,對準泄漏LNG送氮氣,以沖散可燃氣體;如果罐體發(fā)出異常響聲,則預示LNG罐箱可能發(fā)生爆炸,應迅速組織搶險人員撤離現(xiàn)場。
4.2 LNG罐箱港區(qū)堆場作業(yè)應急處理
LNG罐箱港區(qū)堆場作業(yè)應急處理基本可以參照LNG罐箱陸運應急處理方案,除此之外,LNG罐箱港區(qū)堆場作業(yè)應急處理還須特別關注以下方面。
4.2.1 LNG罐箱發(fā)生碰撞或局部變形
當LNG罐箱發(fā)生碰撞時,機駕人員必須立即熄火停機;若未能及時熄火停機,則應保持電器設施原來的狀態(tài),不得隨意開關,接近擴散區(qū)的地點須切斷電源?,F(xiàn)場指揮員應立即組織人員對事故現(xiàn)場實施LNG濃度檢測,確認無泄漏后,組織人員查看LNG罐箱變形處和外殼是否有外部物件卡壓或行進路線上是否有影響罐箱移位的障礙物,并視情況采取措施。
若沒有障礙物,則組織LNG運輸車輛載運LNG罐箱駛離或將LNG罐箱拖離事故發(fā)生地,至港區(qū)外空曠處實施專業(yè)檢查。若有障礙物,則組織人員移開障礙物:移動障礙物前,先對LNG罐箱、障礙物及所用工具實施靜電釋放處理,并確保各工件可靠接地;在移動障礙物時,盡量避免加重對LNG罐箱的損壞,同時注意不得對LNG罐體實施明火作業(yè)或敲擊、打磨等易產生火星的作業(yè);如果移動障礙物時確須動用明火,則應監(jiān)測周邊可燃氣體濃度,采用防火毯等隔離措施,在動火地點配備足夠的干粉滅火器,并指定專人監(jiān)護作業(yè)。
4.2.2 LNG罐箱發(fā)生傾翻
若LNG罐箱發(fā)生傾翻,須詳細查看傾翻情況,對周圍環(huán)境實施可燃氣體檢測,在確認未發(fā)生LNG泄漏的情況下,正確處理障礙物。若無障礙物或障礙物已被清除,應采取以下措施將LNG罐箱翻轉至正常狀態(tài):(1)盡量采用2臺吊車實施翻轉作業(yè);(2)翻轉作業(yè)應安排在足夠大的空曠地點;(3)翻轉時必須墊填緩沖物(如輪胎),且翻轉須緩慢進行,切忌大角度猛烈翻轉;(4)起吊人員應具備相應資質,用帆布包裹起吊用吊索接觸部位;(5)翻轉到位后靜置15 min以上,并監(jiān)控罐體狀況,若無異常,裝車運出港區(qū)實施專業(yè)檢查;(6)若吊車起吊能力不足,則先將發(fā)生事故的LNG罐車或罐箱內的介質輸送至備用的空車或空箱內,然后再起吊扶正事故罐箱;(7)如果LNG罐箱發(fā)生泄漏,則根據(jù)不同的泄漏情況進行處理。
4.2.3 堆碼于下層的LNG罐箱升壓或泄漏
若堆碼于下層的LNG罐箱發(fā)生異常升壓或泄漏:在操作條件允許的情況下,按前述LNG罐箱陸運應急處理措施操作;在不具備操作條件的情況下,盡快調離附近罐箱,設置隔離區(qū),在隔離區(qū)內實施應急處理。
4.3 LNG罐箱船舶運輸應急處理
4.3.1 船載LNG罐箱消防注意事項
(1)嚴禁在船舶甲板上吸煙或實施明火作業(yè)、燒焊作業(yè)或易產生火花的修理作業(yè);如確須實施上述作業(yè),須得到船長批準并采取相應安全措施,如備好消防器材、劃定隔離范圍等。
(2)罐箱在船上的堆碼位置距離生活處所應不小于3 m,罐體距離船舷的垂直水平距離應不小于1個箱位。
(3)采取防低溫損傷措施,設置具有針對性的噴淋設施,避免意外泄漏的低溫液體與甲板、艙蓋板和其他船體結構直接接觸,并配備相應的應急救護、消防和人員防護設備及器材。
(4)船舶駕駛臺配備能夠收集所載LNG罐箱壓力、溫度、剩余維持時間等實時數(shù)據(jù)信息并具備聲光報警功能的設備。船舶生活處所靠近LNG罐箱一側墻體應具備防爆、密封功能。船舶面向LNG罐箱的門窗應能緊閉,空調系統(tǒng)應能及時有效切換至內循環(huán)狀態(tài)。
(5)裝船前,對LNG罐箱的檢驗證書、外觀、壓力指示、溫度指示、剩余維持時間標識以及防低溫損傷措施等實施檢查,確保滿足相關規(guī)定,并將檢查記錄留船2年備查。
4.3.2 LNG罐箱在運輸過程中落水
如果LNG罐箱在運輸過程中落水,船方應立即報告附近海事局,由海事局發(fā)出航行警告;船方應向附近船舶發(fā)出安全警告,請求附近船舶適當遠離;船方可協(xié)助打撈,不得自行打撈。
4.3.3 LNG罐箱真空喪失、快速升壓
在船舶運輸過程中,若LNG罐箱出現(xiàn)真空喪失、快速升壓的情況,可以將罐箱排空口引出船體或實施高空排放。
4.4 LNG罐箱終端現(xiàn)場應急處理
LNG罐箱終端現(xiàn)場應急處理可參照上述LNG罐箱陸運應急處理方案,其中終端卸液作業(yè)應急處理還須特別注意以下方面。
4.4.1 非根部閥泄漏
(1)管路截止閥泄漏。若閥桿部位泄漏且泄漏量較小,可使用防爆工具將閥門、閥桿處的螺絲擰緊止漏;若仍未止漏,則原因可能是閥桿處的密封墊片損壞,可用夾具夾緊或用濕毛巾、繃帶等在泄漏處覆蓋、纏繞并固定,使其局部降溫、冷凍,從而達到止漏的目的。如果泄漏量較大,無法采用上述方法堵漏,可以采取倒罐處理方式,立即向其他空箱倒液。
(2)管路破損泄漏。關閉與泄漏管路相連通的所有閥門;若仍未止漏,可采用濕毛巾、繃帶等在泄漏處覆蓋、纏繞并固定,使其局部降溫、冷凍,從而達到止漏的目的。如果泄漏量較大,無法采用上述方法堵漏,可以采取倒罐處理方式,立即向其他空箱倒液。
4.4.2 法蘭泄漏
若法蘭泄漏,使用不易產生火花的工具緊固螺栓;若因法蘭墊圈老化而導致帶壓泄漏,可使用專用法蘭夾具堵漏,并向螺栓預留孔注射高壓密封膠堵漏。
4.4.3 LNG罐箱安全閥失效
若LNG罐箱安全閥失效,切換安全閥前的三通閥,關閉失效安全閥側通道,并更換失效安全閥;更換完畢后,將管路上閥門恢復到正常工作狀態(tài)。若安全閥起跳后不回位,及時切換三通球閥,并拆下安全閥檢查其密封面,判斷安全閥是否失效或密封面是否損壞。
4.4.4 管路安全閥失效
若管路安全閥失效,關閉安全閥前的截止閥,并更換失效安全閥;更換完畢后,將管路上閥門恢復到正常工作狀態(tài)。若安全閥起跳后不回位,及時關閉相應的底部閥門,拆下安全閥檢查其密封面,判斷安全閥是否失效或密封面是否損壞。
4.4.5 卸車過程中軟管斷裂
若卸車液相軟管斷裂,立即關閉LNG罐箱液相緊急切斷閥以及所有進出口閥門和卸車液相總管上的閥門;若卸車氣相軟管斷裂,先關閉LNG罐箱氣相緊急切斷閥以及所有進出口閥門,再關閉卸車氣相總管上的閥門;若卸車增壓器液相軟管斷裂,立即關閉LNG罐箱上所有進出口閥門,再關閉增壓器進液管道上的閥門。設置警戒區(qū)域,控制一切火源,做好消防滅火準備。待管道內LNG安全放散后,更換損壞的軟管。
(編輯:曹莉瓊 收稿日期:2021-03-01)