海上LNG泄漏事故的動(dòng)態(tài)應(yīng)急處置

張兆康，郭恩玥，李 超（.中海油能源發(fā)展股份有限公司北京安全環(huán)保工程技術(shù)研究院，天津 300450;.中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300450）

一、引言

隨著人們對(duì)清潔能源的需求不斷提升，液化天然氣（LNG）的生產(chǎn)和海上運(yùn)輸在規(guī)模和數(shù)量上呈現(xiàn)飛躍式發(fā)展。與原油一樣，LNG同樣能夠帶來安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。無論是《國際油污防備、反應(yīng)和合作公約》（OPRC公約）的補(bǔ)充條款，還是馬普爾公約對(duì)船舶危險(xiǎn)貨品泄漏事故的應(yīng)對(duì)指南，都要求作業(yè)方要有充分的應(yīng)急資源準(zhǔn)備和相應(yīng)使用方案，要求作業(yè)者熟悉和掌握應(yīng)急方法的使用和相關(guān)細(xì)節(jié)[1]。

得益于LNG運(yùn)輸船舶（以下簡稱LNG船）的精心設(shè)計(jì)，其完善的作業(yè)流程、預(yù)警系統(tǒng)、規(guī)章制度支持LNG海運(yùn)至今維持良好的安全記錄，據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)帕布拉都工業(yè)服務(wù)（PITBLADO）評(píng)估，現(xiàn)代LNG船泄漏事故發(fā)生的概率低至十萬分之一[2]。

LNG泄漏相比原油泄漏引起的關(guān)注要小得多，但并不意味著我們可以高枕無憂。即便是極低的發(fā)生概率，巨大的LNG泄出量和導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)后果，會(huì)帶來極大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)威脅到應(yīng)急人員和附近居民的安全[3]。

根據(jù)國際海事組織（IMO）的培訓(xùn)指南，除掌握所要求的基本應(yīng)對(duì)技能外，培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與船舶上的安全和防污染管理體系相匹配。只有應(yīng)急管理人員根據(jù)事態(tài)發(fā)展動(dòng)態(tài)調(diào)整應(yīng)急策略，將事故控制在可控范圍，才能將安全和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平降至最低，人員安全、環(huán)境和國家、企業(yè)財(cái)產(chǎn)才能得到充分保護(hù)。

二、 LNG性質(zhì)及LNG船結(jié)構(gòu)

天然氣的主要成分是甲烷，伴有少量的乙烷、丙烷和丁烷，也會(huì)含有少量凝析油和其他微量組分。LNG是天然氣的液化形態(tài)，天然氣冷卻到-162℃時(shí)，會(huì)成為清潔無色無味的液體。LNG交易價(jià)值主要基于它的熱值，影響熱值的組分比如氮、一氧化碳等必須清除。

20世紀(jì)30年代美國一家天然氣配送公司首次使用LNG技術(shù)用于峰值調(diào)節(jié)。世界上第一條從生產(chǎn)到配送的LNG鏈條于1964年投入運(yùn)營，使用船舶將阿爾及利亞的LNG送達(dá)法國和英國。2000年前后LNG船容積普遍提高到了14萬m3以上。至2018年底，全球大約有550艘LNG船[4]。

在運(yùn)輸過程中LNG存放于船艙為存儲(chǔ)超低溫液體設(shè)計(jì)制造的儲(chǔ)罐中，保證最小揮發(fā)的低溫環(huán)境。儲(chǔ)罐由雙層同心殼體構(gòu)成，殼體之間抽成真空以減少熱交換。接觸超低溫液體的內(nèi)殼體由合金鋼制造，外殼體用碳鋼材質(zhì)保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抵抗內(nèi)外殼體之間抽真空產(chǎn)生的吸力。內(nèi)外殼體之間還填充有如珍珠巖類的隔離層，進(jìn)一步減少熱傳導(dǎo)。LNG船舶結(jié)構(gòu)側(cè)視圖見圖1：

圖1 LNG船舶側(cè)示圖

三、 LNG船舶泄漏風(fēng)險(xiǎn)與防范措施

LNG無毒，但吸入會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)不適，出現(xiàn)頭暈、昏沉、頭痛。為方便檢測是否泄漏，通常在LNG中添加不含毒性的甲硫醇為警示劑。當(dāng)LNG溢出到開放環(huán)境中，它會(huì)快速揮發(fā)掉，不留任何殘留物。LNG對(duì)健康的風(fēng)險(xiǎn)是氧氣置換帶來的窒息和對(duì)皮膚的冷灼傷。接觸LNG或超低溫的金屬材料會(huì)損害皮膚，損害速度比暴露在LNG揮發(fā)氣體中快得多。另外，當(dāng)LNG濃度增加，達(dá)到最低可燃點(diǎn)后，起火燃燒風(fēng)險(xiǎn)將成為最大的威脅[5]。

為應(yīng)對(duì)LNG外泄引起的火災(zāi)，LNG船舶必須依照國際海上人命安全公約（SOLAS）和國際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則（IGC）的規(guī)定配置額外火災(zāi)防護(hù)設(shè)備與裝置[6]。LNG船舶還應(yīng)在主甲板上裝備足夠且性能達(dá)標(biāo)的甲板型化學(xué)干粉噴灑裝置，用以阻擋可能發(fā)生的火災(zāi)。LNG船舶依據(jù)規(guī)定應(yīng)配備足夠數(shù)量的人員安全防護(hù)器具，如防護(hù)服、保護(hù)面罩、橡皮手套、自封閉壓縮空氣呼吸器等，并保持隨時(shí)可用的狀態(tài)。

四、LNG船舶泄漏事故的應(yīng)對(duì)

LNG船舶泄漏緊急事故以起火為節(jié)點(diǎn)，分可控事故和不可控事故，兩類事故可以互相切換，處置得當(dāng)?shù)牟豢煽厥鹿蕰?huì)成為可控，到最終控制。處置不當(dāng)，可控事故會(huì)變得不可控，甚至導(dǎo)致棄船，以及造成急速反式反應(yīng)（RPT）爆炸類的災(zāi)難性后果[7]。

LNG船舶如果在港口發(fā)生泄漏，且甲板泄漏遇到火源起火，通常會(huì)造成高于一般油氣火焰的溫度，將對(duì)港口造成嚴(yán)重破壞，影響范圍達(dá)直徑數(shù)公里，其結(jié)果是災(zāi)難性的。不僅容易波及或引燃其他船舶和港口設(shè)備，而且可能發(fā)生沉船并造成港口航道堵塞，對(duì)港口或裝卸泊位造成巨大損失。

因此LNG泄漏事故處置的重點(diǎn)是防止起火，必須將事故穩(wěn)定在可控范圍之內(nèi)?？煽睾筒豢煽厥鹿实牡湫头诸愒斠姳?：

表1 可控緊急事故和不可控緊急事故

在正常工況下，儲(chǔ)罐主次隔離空間連續(xù)用氮?dú)獬涔?。少量的甲烷氣體從隔膜泄漏出來會(huì)被探知。如果主要隔離區(qū)甲烷濃度突然升高，需要引起警覺，大多是因?yàn)榧淄闅怏w通過隔離區(qū)焊接部位的孔隙進(jìn)入主隔離空間。這種情況一般通過注入氮?dú)獗３旨淄楹吭谧畹蜐舛取Ｈ绻屏寻l(fā)生在主隔膜艙的液面以下，甲烷濃度會(huì)緩慢增加；如果發(fā)生在主隔膜艙的液面以上，揮發(fā)氣體會(huì)直接流入主隔離區(qū)，對(duì)罐體和船舶產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。

需要防止泄漏氣體竄到船上的生活區(qū)、動(dòng)力區(qū)和工作區(qū)。避免使用可能引起火焰的點(diǎn)火設(shè)備，例如裸線、無保護(hù)的照明燈具、電動(dòng)工具和磨具。盡量讓泄漏的液化氣體揮發(fā)。即使穿戴保護(hù)工服，也要盡量避免直接接觸液化氣體。此時(shí)的事故仍屬可控。在船體不同位置發(fā)生的、可控的LNG泄漏事故處置方法和注意事項(xiàng)詳見表2：

表2 可控事故（未起火或者火已撲滅）應(yīng)對(duì)場景注意事項(xiàng)

無論LNG溢出多少，只要沒有發(fā)生火災(zāi)或者火已撲滅且控制了泄漏源，經(jīng)評(píng)估后滿足表3各項(xiàng)要求，可宣布應(yīng)急結(jié)束，經(jīng)請示可恢復(fù)卸載作業(yè)。

表3 可控事故應(yīng)對(duì)成功評(píng)估要件

LNG在液態(tài)時(shí)不會(huì)燃燒。要達(dá)到燃燒條件，天然氣在空氣中的濃度必須達(dá)到5%~15%之間，此時(shí)附近有引火源則會(huì)起火燃燒。因此首先要禁絕任何引火源，其次是封堵源頭和控制LNG揮發(fā)氣體的走向。如果做不好這兩點(diǎn)，將面臨不可控風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)急策略必須動(dòng)態(tài)調(diào)整。

如果不慎引發(fā)了火災(zāi)，如船在碼頭，管路輕微破裂，泄漏少量LNG引發(fā)的小型火災(zāi)，LNG船人員接警之后，應(yīng)立即采取調(diào)整措施，詳見表4：

表4 事故LNG船初始應(yīng)對(duì)措施

LNG船利用汽笛信號(hào)通知其他船只與港口機(jī)構(gòu)人員進(jìn)入緊急狀態(tài)，采取必要的應(yīng)急準(zhǔn)備。若碼頭吹著向岸風(fēng)，致使船上火焰逐漸向岸方設(shè)施或附近靠泊的其他船舶蔓延，此時(shí)應(yīng)急管理人員包括港口、消防、公安各方人員，應(yīng)全力防止事故發(fā)展為不可控事故，推薦的應(yīng)對(duì)步驟詳見表5：

表5 可控事故朝不可控事故發(fā)展過程中（起火）應(yīng)對(duì)方法和注意事項(xiàng)

如果火焰如期撲滅，經(jīng)評(píng)估滿足表3各項(xiàng)要求，可宣布應(yīng)急結(jié)束，請示直接恢復(fù)卸載作業(yè)。如果火焰沒有撲滅而且有所發(fā)展，并出現(xiàn)更糟糕的場景可能導(dǎo)致極速反式反應(yīng)（RPT）閃爆可能，應(yīng)急指揮人員應(yīng)就現(xiàn)場形勢和火勢對(duì)駕駛艙人員做出說明，應(yīng)在火場位置尋找救援失蹤人員，開辟人員撤離通道。組織噴灑水霧冷卻火場周邊環(huán)境，主要應(yīng)急力量在火場位置繼續(xù)處置滅火事宜，技術(shù)小組為支持隊(duì)伍。應(yīng)對(duì)基本考慮事項(xiàng)詳見表6：

表6 不可控事故應(yīng)對(duì)應(yīng)考慮事項(xiàng)

對(duì)應(yīng)急管理者而言，應(yīng)急現(xiàn)場事無巨細(xì)不容疏漏，全力以赴阻止事故發(fā)展成不可控是最主要的任務(wù)。

五、結(jié)語

與溢油應(yīng)對(duì)相比，LNG 泄漏事故應(yīng)對(duì)呈現(xiàn)出不一樣的特征，應(yīng)將防止起火作為應(yīng)急策略的重點(diǎn)。影響此策略實(shí)施的因素繁多，對(duì)應(yīng)急能力的要求更加嚴(yán)格，需要考慮：

（1） LNG 泄漏量的多少；

（2） 事故發(fā)生地點(diǎn)；

（3） 是在封閉、半封閉還是開放環(huán)境；

（4） 當(dāng)?shù)厝丝诿芏纫约爱?dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和周邊引火助火源等因素。

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》和《整船載運(yùn)液化天然氣可移動(dòng)罐柜安全運(yùn)輸要求》等法律法規(guī)強(qiáng)調(diào)在LNG船舶上任職的船員，除接受LNG安全專項(xiàng)培訓(xùn)，掌握船舶載運(yùn)危險(xiǎn)貨物的國際規(guī)則、相關(guān)法律法規(guī)外，還必須掌握LNG泄漏事故應(yīng)急處置方法和流程。

天然氣作為清潔能源已經(jīng)成為我國大中城市燃?xì)獾闹鲗?dǎo)氣源。我國成為使用船舶運(yùn)輸LNG較多的國家，也是世界上少有的幾個(gè)第四代LNG船舶生產(chǎn)國，這在給LNG海運(yùn)行業(yè)帶來機(jī)遇與繁榮的同時(shí)，也帶來安全、環(huán)保方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。對(duì)身處能源安全第一線的應(yīng)急人員來說，應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)責(zé)無旁貸，也無上榮光。