LNG海运泄漏的危害性与消防要求

□ 江衍煊 唐寒秋 王仙水

天然气作为绿色能源是全世界的首选能源，许多国家和地区都进口液化天然气 （Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。它已经成为我国城市洁净能源的燃气发展方向，国家自从1999年就开始LNG项目的建设，这给我国港口建设、船舶修造的发展带来了新的机遇，同时也给船舶管理和水上安全监督管理提出了新的挑战。

1.LNG特点

LNG是一种无臭、无味、无毒、透明的燃料，主要成分为甲烷，并含有少量乙烷、丙烷、氮等成分，各成分的大约比例见表1。LNG一般在常压、约为-162℃的低温下储存和运输，在大气压力下LNG的沸腾温度通常为-166℃～-157℃。任何热量渗漏到LNG储存罐中，都会导致一定量的液体气化为气体，气化气体比空气轻。

表1 LNG的成分

2.LNG危险性

深冷的LNG泄漏会向四周散发出可燃性混合物，低温也会给救护带来危险。

2.1可燃性

LNG火灾危险性为甲类，燃点650℃、闪点-190℃、爆炸极限 (V%)为3.6～17，火焰温度高、辐射热强、易形成大面积火灾。低温LNG容易把大气中的水蒸气冷凝成 “雾团”，跟空气混合的蒸气云一旦遇到火源就很容易起火爆炸，并且迅速向蒸发液池回火燃烧形成池火（pool fires）火灾，燃烧产生大量的热容易直接破坏储罐及相应的设备。当LNG泄漏后没有被迅速点燃，挥发出的LNG蒸气云可以飘到很远的地方，遇到点火源就马上燃烧，同时会回燃至泄漏点引起池火。

2.2对人体健康的危害性

LNG通常为-162℃左右的超低温液体，与人体直接接触时会从皮肤上吸收大量显热，对裸露人体造成严重冻伤。当泄漏的LNG急剧汽化膨胀时置换了空气中的氧气，对LNG设备周边的工作人员都有窒息危险，虽然LNG蒸气本身无毒，但该气体的氧含量低，当吸入纯净LNG蒸气而没有迅速脱离现场，很快就因为缺氧窒息而失去知觉，几分钟后便死亡。

2.3冻裂

LNG一旦发生泄漏，低温会对材料造成破裂和遇冷收缩，从而损坏设备并导致更严重的泄漏事故，LNG货舱周围压载舱及干隔舱为特殊级别的低温钢，能承受通过隔热后传递的低温。但是船体外板及主甲板均为普通钢材，接触强低温就会发生脆裂，从而破坏整个船体结构。

2.4 翻滚

LNG容器储存的液体有不同密度，当平衡被打破时，不同密度的液体开始混合并剧烈反应生成热，被称为翻滚。液化天然气容器中注入不同密度的液化天然气时，就很容易发生这种现象。

2.5物理性爆炸

LNG与相对温度高的水接触，LNG从液态变化到气态发生快速相变，其体积要膨胀大约600倍，被水蒸气围住形成一个高压云团，并快速膨胀，称为物理爆炸。如果LNG船舶运输过程出现货舱破损，当漏洞在水线以下而且LNG液位低于海面，那么海水就会倒流进货舱，快速相变发生在货舱内，将会造成货舱甚至整个船体破损。

LNG在储槽中是处于沸腾状态，如果外界热量传入会使部分LNG气化，那么容器内压力迅速增大，最后导致容器强度无法承载其巨大的压力，容器就发生破裂形成爆炸。

3.规范与标准

要避免发生灾难性事故，LNG储罐及组件的操作性能和建造设计都应符合国际标准，需要有防止装载过满，二级安全壳、计量与流量控制、防火及防静电等规定。执行过程中要求定期检测储罐及组件的腐蚀情况和结构完整性，并定期进行设备的维修与更换，安装阴极保护系统减少腐蚀。国际海事组织及国际行业组织对LNG港口选址、船舶建造、海上运输、LNG港内作业、船舶培训等项目制定了大量的相应法规、行业标准和作业指南，为LNG船舶安全运输奠定了良好的基础。比如SOLAS 1974及1992修正案、IWIO国际散装运输液化气船舶建造和设备规则以及LNG港口作业指南等等。海事管理部门加强了规则执行的监管，比如有国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则 （IGC规则）、散装运输液化气体船舶规则 （GC规则）、国际保安规则 （ISPS）等有关国际公约和LNG船舶船岸界面检查、LNG的特殊培训，并加强船员和引航员的培训。

4.LNG船舶运输

LNG船舶主要有贮罐式和膜式两种类型，膜式LNG船舶的主膜屏障会受到气体的影响，货舱材料只能选用镍或铝合金，容积利用率比较高。独立贮罐式是将柱形、筒形、球形等形状的贮罐置于船内，相对于膜式船舶而言对货物装载的限制较少。

4.1港区风险

LNG船舶驶入港口要受到地理环境的限制，它本身属于浅吃水、受风面积大、尺度大、操作性能差的船舶，而且港内通航环境比海上通航环境更复杂。船舶的进、出港和靠、离泊以及装卸货时有多部门参与，同时要保证船舶本身和参与部门的安全。

LNG船舶运输中约80%的事故是发生在港内作业期间，当船舶发生事故、接受站设施破损等原因会造成大量的液货溢出，对港口会造成极大的危害。LNG溢出后产生的可燃性气体如果没有立即燃烧，会形成可燃的蒸气层，此层气体会向四周扩散，如果飘向居民区容易造成更大的危害。

4.2 LNG船舶进出港

LNG船舶限于白天和气候良好时进出港，尽可能按照预计到港时间直接进港；进出港时由拖船、消防船警戒，海事巡逻艇全程护航。

4.3 靠、离泊

为保证大型LNG船舶的安全靠、离泊作业，至少应配置3艘拖轮，并尽量选择无流或缓流时靠、离泊，LNG船舶靠泊时，船首应朝港外方向，并不得下锚，首尾各备应急拖缆，泊位周围应设立静止的安全区，无关船只不许进入。在无流或缓流时船舶才可以掉头，拖轮配置在大船的首尾位置，依靠拖轮协助平拉一定横距后迎风掉头。

4.4 装卸作业

要防止意外泄漏及火灾事故的发生，必须由持证人员按正规程序进行作业。操作规程包括从LNG船舶到达港口直到它离开的所有装卸作业内容，并包含接地系统要求、软管连接与拆卸操作的验证、禁烟规定的遵守、禁止持裸露灯火规定等。在正常装卸LNG货物时，装卸双方必须确认无安全隐患后开始作业，要求消防拖轮在附近警戒待命。恶劣天气不允许进行LNG装卸作业，必要时要求脱离卸货臂并离开码头。

4.5 LNG船舶事故案例

LNG船舶最易发生的事故就是火灾和冷冻，这两种事故的源头就是泄漏所造成。船舶与码头之间的系固没达到规范要求导致LNG船舶与码头输液臂之间的非正常断开会导致LNG泄漏。1971年一艘LNG船在利比亚港码头装货期间，因船舶与码头没有系牢时遭遇强风袭来，将船舶吹开一段距离引起输液臂断裂，大量LNG倾泻到船体和甲板上，瞬时造成船体和主甲板龟裂，造成巨大的损失。2004年1月19日，阿尔及利亚SKIKDA因LNG储罐泄漏、气化造成的火灾事故导致27人死亡，56人受伤的严重后果。

5.防范措施

为了能够保证LNG的运输与装卸，必须要有预报装置，备齐应急设备，严格执行LNG操作的规范与标准，并加强船员的培训与应急反应的演练。

5.1 安装监测装置

在天然气容易发生泄漏区域安装监测报警装置，以便尽早采取措施。LNG码头应设置固定可燃气体检测报警仪，并应配备便携式可燃气体检测报警仪，船舶上要装齐气体监测，火焰监测和低温监测设备。

5.2 灭火系统

当LNG船发生火灾事故时，应该立即关闭所有装卸设备和相关开口，才能启动灭火工作。扑救LNG火灾一般选用B、C类干粉灭火剂，不能用水来扑救气体火灾，水会引起LNG发生相变并引起爆炸，但是用于冷却设备、阀门及控制火灾的蔓延可采用喷雾水。高倍数泡沫灭火系统一般用于扑救LNG的流淌火灾及控制LNG的挥发，大量泡沫覆盖在泄漏LNG上面可以有效地降低蒸气产生的速率，减小可燃气体覆盖的范围。

5.3 日常检查与考核

LNG固有的危险性要求我们不仅要有合理的设计工艺和流程，同时也需要加强日常安全性检查和考核，以便将事故处理于萌芽状态。

5.4 专业人才的培养

操作事故主要是指人为事故和设备故障造成，目前操作事故是LNG船火灾的主要原因，应根据国外LNG船船员的培训和评估的经验，结合我国船员制定出适合我国的培训计划和评估程序，制订 《LNG船舶特殊培训、考试、发证办法》，并要求在该类船舶工作的人员实施强制培训，持证上岗。

5.5 LNG码头要求

LNG码头应远离人口密集区，水深必须满足LNG船舶通航要求，LNG船泊位与其它货物泊位的船距不应小于400m，LNG码头备齐陆上和水上的消防设施。

5.6 预防操作

LNG船舶在进出港航道航行时，前方应有海事巡逻艇清道护航，后方应有消拖船护航。LNG船舶靠泊后，船舶与码头建立专用有线通信线路，并设置专用的无线对讲系统。严格控制码头内的所有明火火源，防雷保护接地系统电阻不大于10Ω，并处理好静电防护措施。

5.7 低温冻伤预防及急救

进行LNG泄漏堵漏作业时，应急救援人员必须全身着防冻衣，戴上无吸收性的宽松手套，用面罩或护目镜来保护眼睛，以免液态LNG喷溅至人体造成冻伤，并要求有人在旁协助，严禁单人作业。当个体发生冻伤时应该用大量温水 （41℃～46℃）冲洗皮肤冻伤处，不可使用干燥加热的方法，可将伤员移至温暖的地方（约 22℃）。

6.结束语

LNG从表面上看是非常危险的燃料，但是典型的LNG事故却非常少，与汽油、LPG、管道天然气相比较却是相当安全的，关键要求是严格按标准和规范去设计、施工、运行及管理。LNG船舶港内作业是LNG船舶运输最为关键、事故最易发生的阶段，应该特别注意LNG港内作业的高风险性，精心地规划与安排才能很好地规避风险。