实战 | LNG汽车燃料罐事故处置
一、前言
液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)是当今世界公认的清洁能源。它热值高、燃烧充分、价格低，运输经济性及安全性好，深受广大用户欢迎。近几年来，以LNG为燃料的液化天然气汽车，不但适用于城市公交车，也适用于出租车和大型货运车辆，尤其是长途运输车辆。我们身边的LNG车辆和加气站也越来越多。
相信每个看过LNG货车的人都会发现一个特点，几乎所有的LNG牵引车的储气罐都是被装配在驾驶室后方的，后背式的储气罐看似是“合理”空间利用，但是这种利用使得驾驶室在碰撞时，驾驶室失去了后移空间，也使得LNG的燃料罐极易受到破坏，极易造成人员被困和LNG泄漏及着火事故。近几年来，消防部队处置LNG燃料罐的泄漏和着火事故也随之增多。
LNG汽车是液化天然气汽车的简称。LNG汽车是以低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车，其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍)，汽车续驶里程长，可达400km以上，相对汽车使用柴油、汽油具有显著的经济效益。
1、气耗:1升柴油=1-1.1立方天然气（常温状态下的气态）。
2、供气价格计算模式:1立方天然气大约是1升0号柴油市场零售价的60%。
3、LNG汽车每瓶气(220方)的运程为:
（1）LNG汽车按标准吨位运营，每瓶气运程为400至500km，最高可达600km;
（2）LNG汽车按80吨拉运，每瓶气运程为200至300km，LNG的价格比汽油和柴油低，又由于LNG燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，能有效减轻零件磨损，延长汽车发动机的寿命，所以LNG的经济效益显著。
国家对于LNG储气罐的容积有相关规定，容积大于500L就是归纳为储槽，定义为商业运输容器；所以现在国内LNG储存罐的容积都在500L以内。目前市面上常见的LNG储存罐一般有三种规格，分别是495L（对外宣称500L容量）、450L和375L。
天然气经净化处理(脱除重烃、硫化物、CO2、水等)后，在常压下深冷-162℃，由气态转变成液态，称为液化天然气(Liquefied Natural Gas)，简称LNG。
主要成分是甲烷，LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/620，密度约为水的45%。
（一）气瓶外观
（二）结构组成
LNG车载气瓶由内胆、外壳、绝热结构、支撑系统和刚性组件等组成。内胆用以盛装LNG，内部有加注喷淋管、液位探头等。外壳和内胆之间是密闭的真空绝热夹套，夹套采用高真空多层绝热，又称超级绝热。外壳保护内胆并对整个瓶体起支撑作用，具有高强度及良好绝热性能的支承系统将内胆悬挂在外壳之内；支承结构多采用轴向支撑固定内胆。
（1）瓶口阀门组成
主要有增压阀、出液阀、放空阀、安全阀等及相应管路组成。
（2）缓冲罐:
缓冲罐安装在供气系统末端，内部承装气态天然气，车辆发动机在极端用气情况下，为了保持发动机所需的稳定压力，起到瞬时缓冲作用。
（3）热交换器:
热交换器工作原理，利用低温液体特性，将液态天然气汽化成气态天然气的零部件。
（4）LNG燃料罐工作流程
汽车要工作时，先开启增压阀，利用增压液相阀从罐体底部引出少量的液体，通过水浴式的汽化器（热交换器），将液体变成气态，经组合调压阀回到气瓶气相空间以增加气瓶内压力。在使用过程中增压阀可以一直处于开启状态，其管道是否流通由组合调压阀来控制，当气瓶内部压力达到组合调压阀设定压力后，增压系统自动关闭，使用结束后，手动关闭增压阀。
气瓶内的LNG由于压力作用，通过出液阀的管路通入汽化器气化，进入缓冲罐，稳压后（压力在0.8MPa-1MPa之间）受电磁阀控制通入到发动机。在气瓶内形成循环，使气瓶内的液体不断通入汽化器，最终通入发动机。气瓶同时设置两级安全阀，一级安全起跳压力在1.6MPa左右（国外1.9左右），二级安全阀起跳压力2.4MPa。
经济阀：经济阀的起跳压力（0.59MPa）低于一级安全阀的起跳压力，在罐内压力达到经济阀起跳压力时，经济阀打开，将罐内的气体直接引入出液管，通入汽化器利用，减少安全阀的起跳，减少燃料的浪费。 
（5）LNG燃料充装过程：
在LNG加气站内管路分别连接回气口和充装口，利用充装口不断向气瓶内充装液体，利用回气口回收气瓶内气体，保证液体能够有效的充装。通过流量计将充装液体和回收气体的差值相抵，计算充装量。
1、事故的易发性。
国内的LNG运输车的燃料罐大都安装在驾驶室背后，在发生追尾等交通事故时，极易造成燃料箱的变形、燃料系统管路断裂等现象，引发LNG泄漏或着火事故。
2、处置的盲目性
由于此燃料系统是近几年来新生产物，在发生事故后，交通部门、消防人员、周围群众对此类事故的认识不足，处置措施具有一定的盲目性。
3、气瓶的特殊性
此类气瓶不同于LPG、LNG、CNG槽车结构，为压力低温储存形式。工作状态下罐内有一定的压力，又是低温液体。
（一）事故处置一般要求：
[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、危害程度等相关信息，在处置因车祸人员被困抢险救援时，涉及此类车辆要及时调集水罐消防车。
[2]处置队伍应在事发地50～100米处集结，派出侦检人员到现场核对灾情信息（具体部位、灾情状态、涉及范围、可控程度），向相关部门预警通报灾情信息。
[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100米安全距离。
[4]根据决策方案和行动方案检查落实防护、防冻、防静电等级和措施，防止烧伤、冻伤、窒息、中毒、燃烧、闪爆等意外事故，确保抢险成功率和人员安全。
[5]指定并授权攻坚组负责人随机指挥，严格遵守化学灾害事故的抢险救援规程处置作业。 
（二）气体泄漏灾情
1、气瓶无泄漏、瓶体有大量霜冻灾情：
瓶体、阀门、法兰、管线无泄漏，瓶体有霜冻，说明内胆出现渗漏，绝热层受到破坏，气瓶已经失去真空。应及时开启放空阀，减少瓶内天然气压力，真空层遭到破坏，瓶体底部液相泄漏介质随时间积累，外罐高强度钢强度逐渐下降，有可能出现瓶体破裂灾情，前沿处置人员应即使撤离至安全区域。
瓶体结霜处置过程中不论出现任何状况，严禁向瓶体结霜面打水。
2、气瓶管线阀门泄漏灾情：
如气瓶撞击、倾翻，罐体完好，出现管线阀门泄漏，应实时进行瓶体排压操作，减少瓶内天然气分层、涡旋、沸腾压力，及时关闭出液阀、增压阀，检查放空阀是否处于关闭状态，采取木楔封堵、缠绕滴水封冻等方法临时堵漏。
我们应该注意一个问题，就是我们切断了供应气源的所有阀门后， 泄漏有时不会立刻终止，管线仍会有泄漏，这是因为增压系统、缓冲罐及管线内残留的天然气，存量不会太多，如果无法对管线实施堵漏，在做好防护措施的情况下，排空即可。
当阀门失灵，罐体遭到破坏等紧急情况下，直接放空排险。注意的是在排空时要注意加强警戒，消除周边一切火源。
我们具体来探讨一下怎么排的问题：
（1）一个LNG罐有三个主要的阀门，一个出液阀，一个放空阀，一个增压阀。增压阀和出液阀是通液体的，相应管路在罐的底部，放空阀管路及进液管连接罐的顶部。在发生泄漏无法堵漏时，我们排空的话，排气还是排液呢？按照天然气气液体积比来看，排液体要快很多。
（2）要排液态天然气的话，首先要选择排液的管路及阀门，在采取保护措施，确保安全的情况下，采用无火花工具对增压阀与自增压系统之间或出液阀与汽化器（热交换器）之间的管路拆解，再打开相应的增压阀或者出液阀，即可排出液态天然气。
在处置气瓶管线、阀门如出现局部液化天然气泄漏时，可在扩散气体云团下风向5米处部署水幕水枪稀释驱赶。严禁直流水直接冲击扩散云团，因为当LNG泄漏遇到水时，两者之间出现非常高的热传递速率，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声、喷出水雾，导致LNG蒸汽的爆炸。
（三）气瓶火灾处置：
1、如LNG汽车已发生起火事故，应在上风向部署设置水枪冷却保护瓶体，严防内外瓶体超压破裂，引起气瓶解体发生物理爆炸。处置过程中应严格遵守气体火灾扑救原则，关阀、封堵等切断气源措施未完全到位前，一般不宜直接扑灭燃烧火焰。
如果驾驶室、轮胎等发生火灾，在冷却控制气瓶稳定燃烧时，果断快速扑灭燃烧驾驶室及轮胎火灾。处置后期应逐步降低冷却强度，保持罐内LNG持续蒸发，直至燃尽，防止回火闪爆。
2、瓶体破裂燃烧，以控制燃尽处置为妥。管线阀门泄漏火灾，着火部位火焰及辐射热如对其他关联管线、阀门没影响，可积极扑灭并采取堵漏措施，如已造成邻近管线、阀门钢材质强度下降，多处部位受损无法采取封堵措施，应控制燃尽为佳。