浅析液化天然气车载运输的应急策略

李永刚 李超（中国石油西气东输管道公司）

随着生态建设与环境保护成为全球性课题， 天然气作为21世纪高效、清洁的绿色能源备受瞩目。 等量的天然气在气态下的体积约是其液态体积的600 倍， 因此天然气液化后节省了大量储运空间，欧、美、日、韩都在大规模兴建LNG 接收站。 而我国为了改变以传统煤炭为主的能源结构和保障未来生态环境可持续发展，更是加大了对于LNG 的投入。 粤、闽、浙、苏、鲁、冀、辽和宁夏等地都在构建LNG 接收站与输送管网。

由于天然气长输管网的工程量大且分布有限， 只适合跨省供气或某地集中供气。 所以，灵活、机动的车载运输就成为诸多城市解决供气不足的捷径。 然而，天然气液化后的运输过程必须在密闭、低温下进行，且一旦运输途中发生漏泄就有迅速扩散并遭遇明火燃烧、爆炸的可能。 面对这种潜在的危险性，制定并能够切实执行LNG 车载运输的应急策略，对于避免重大伤亡事故、保证人民生命和财产安全有着重要意义。

一、液化天然气的特性及公路运输情况

液化天然气，就是指将原气田中以甲烷（CH4）为主成份的天然气进行净化， 再于常压下经过-162℃低温处理冷凝而成的液体。 国际上以缩写字母组合LNG（Liquefied Natural Gas）来命名并表示其成形机制。

1、LNG的物理和化学特性

LNG 主要成分是甲烷（90%以上）、乙烷、丙烷、氮气（0.5-1%） 及少量C3～C5 烷烃； 其临界温度为-82.3℃， 沸点为-162.5℃，着火点为650℃；液态密度为0.42～0.46T/m3，气态密度为0.68～0.75kg/Nm3；气态热值38MJ/m3，液态热值50MJ/kg；它与空气混合后爆炸范上限为15%，下限为5%；它冷凝后的体积约为同量气态的1/625， 重量为同体积水的45%左右。 另外，LNG 无色、无味、无毒且无腐蚀性。 由此可见，液化天然气具有清洁、高效、储运空间小、超低温、膨胀率大、燃点高、辛烷值高、抗爆性能好，燃烧效费比高，环保无毒的特性。

2、LNG的公路运输设备

LNG 作为优质的城市生活和工业生产燃料或制冷剂具有广泛的运用，其运输途径通常有管道运输、公路罐车运输和水上船舶运输三种方式。 在能源利用的500 到800 公里经济圈内，利用公路槽、罐车运输是LNG 走向用户最具效用的途径。 目前，常用的LNG 车载模式为气罐车式和罐式集装箱，二者设计的原理、结构区别不大，后者只是便于联运，方便物流过程的装卸。 采用低温罐车方式储运液化天然气的储罐分为立式和卧式两种， 储罐容积分别为30m3、100m3和150m3等。

3、LNG车载运输技术

绝热，对于LNG 运输至关重要。低温储罐绝热技术和结构直接决定了车载运输的成败。 当前，我国在槽罐车内部施用堆积绝热和真空粉末绝热两种隔热方法。 一般的低温贮槽多以真空粉末绝热为主，但在LNG 槽车中高真空多层绝热已被广泛采用，其绝热空间仅仅30～35mm， 是采用真空粉末绝热空间的1/10 左右，这样不但节省了容积，而且绝热效果好。 车载的绝热材料采用复合多层材料，并运用加热充气置换新工艺，10 个工作日内即可完成真空抽取。 在公路车载损耗上，LNG 的日蒸发率应该控制在0.46%之内，而储存周期为4 到7 天。 [1]

二、液化天然气易发事故成因

由于LNG 市场需求旺盛，2010 年中国LNG 进口超过1200万吨，我国的LNG 利用率以年约12%的速度激增。 液化天然气道路运输企业、各型运输车辆及其用气业务迅猛发展，随之而来的LNG 道路事故也呈逐年上升的势头。 根据相关统计，LNG 公路运输事故及其原因主要体现在以下几个方面：

1、泄漏的危险性分析

从LNG 的物理、化学特性中，人们容易误认为它是极其安全的气体。 它无毒、无臭、燃点高达650℃，一般的挤压和碰撞好像不易燃烧、爆炸。 但其实并非如此，LNG 是净化、冷凝的产物，一旦发生泄漏与空气混合，其危险性立即提升。

（1）极度低温的LNG 逸出，会急剧汽化为蒸汽与周围空气结合成白烟状的冷蒸汽云雾， 它可以随风飘到很远的地方并被稀释成爆炸性混合物，遇到明火就会发生火灾。 它还可能带火飘回泄漏发生地点燃蓄积在那里的池火(pool fires)的，池火火焰的能量与辐射性甚至会对2000 米外的人和事物造成严重危害。

（2）它的爆炸极限在4.7%～15%之间，而易燃、易爆的汽油爆炸极限仅在1.3%～6%之间，对比而言LNG 爆炸的域更宽广。 如果LNG 发生泄漏的地点较为狭小，空气流通不畅，则容易爆炸；或者遇到河汊、沟渠等使LNG 被水中大量的热能迅速汽化，会形成一种非燃烧性爆炸。

（3） 当LNG 急剧汽化膨胀时， 它会抽干所在地空气中的氧气，对于周围人群和工作者而言随时都有发生窒息的危险。 [2]

2、温度因素

前文提到绝热对于LNG 运输至关重要。 季节变化和地域温差都是LNG 储运环节必须慎重应对的情况。 比如， 夏季光照强烈， 公路气温尤高于周围环境， 这就容易引起LNG 罐体气压上升，从而引起事故发生。

3、设备因素

车载罐体的安全阀门、轴承等部件，因公路上的颠簸或者车体共振而出现松动不牢的现象，还有随着时间设备老化现象，都有是造成泄漏的可能因素。

4、交通因素

交通事故对于LNG 车载运输的安全威胁是个外因， 但据资料统计在我国， 这却是一个事故多发的主要原因。 交通事故本身，有车辆零件问题、有驾驶员操作问题，还有意外道路交通肇事等人力不可违的情况。 美国能源部门就把LNG 危险事故分为恐怖主义袭击、地震、海上事故和操作事故，由此可见一斑。

三、液化天然气车载运输风险的应急策略

应急， 是指为避免事故发生或减轻事故灾害而采取的超出正常工作程序的行动； 也指立即采取行动对已发生的事故进行相应的处理。 比如抗震救灾、处理动车追尾事件等。 LNG 车载运输的应急策略， 就是指针对LNG 运输存在的风险和发生的道路交通事故而设置的应急管理、指挥和救援计划等。

1、完善应急组织管理指挥系统

要建立政府与企业联动机制。 以安监、消防系统为主导、以LNG 企业为主体，在“以人为本“的原则下主抓安全运输，推行企业HSE（健康、安全、环境）管理体系，实行领导人负责制，以此来完善应急组织管理指挥系统。

2、日常危险源与风险评估

有资料显示，对于道路危险货物运输来说，人为因素占事故原因的42%，设备包装因素则占14%，车辆因素则占38%。 [3]因此，工作人员一定要从日常工作细微处着手，驾驶员、押运员要了解液化天然气的性质、危害特性及罐体的使用情况，认真检测车载设施的安全性能；同时分析LNG 运送区域内交通状况、人口分布、学校、医院等的布局，综合描述有所有途经的危险源、避险源；建立突发事故的缓冲区意识，能快捷查询最佳避难路径等。

3、有效的预防与预警

通过贮气站安检系统和车载监控系统， 实时监控LNG 危险源；能够熟练掌握预警条件，对罐车每一关键设备都应建立技术档案，对阀门、仪表维修状况等进行跟踪检查，保证罐体的阀门、机轴等关键部件在运输途中不会出现故障， 一旦出现故障征兆要对车辆及气罐等设备作出及时准确的预警。 [4]

4、应急处理并正确评估

当事故发生时， 根据泄漏情况及LNG 所在空间化学反应程度，调出专业救援人员执行应急预案，能够按照操作规程进行应急指挥、落实资源调配、指导附近居民应急避险、对伤者展开医疗救治。 及时向上级和相关媒体通报事故救援进展，评估燃烧或爆炸的可能性或破坏性，预测LNG 雾状云影响范围与大小，改进应急方案并对事故原因、过程、结果作出总体评议。

结论

综上所述，建立液化天然气公路车载运输的应急策略，不但能够降低和减少天然气交通事故的发生率， 而且在出现偶发性LNG 运输事故之时也可以做到有章可循、有法可依，并最大限度地保障人民的生命、财产安全，使清洁、高效的LNG 能在中国经济建设中真正发挥其重要作用， 从而为缓和我国以煤炭为主的传统能源结构，保障经济持续、快速、健康发展做出贡献。

参考资料：

[1] 胡龙飞．液化天然气(LNG)的运输方式及其特点研究[J]．百科论丛．2009.03.

[2] 刘玥，杨芳，王欣．浅析液化天然气的消防安全[J]．消防技术与产品信息．2008.01∶27.

[3] 王玉侠．公路危险货物运输存在问题及对策[J]．物流科技．2011.04.

[4] 田健． 液化天然气道路运输安全现状分析与对策研究[J]．交通标准化．2008(08).