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天然气泄漏及火灾时消防处置成都专题培训引言一切燃气引发的火灾与爆炸皆始于燃气泄漏。燃气泄漏本身只会带来的财物和环境的损失以及人员窒息的潜在危险，而燃气火灾与爆炸将给人员、财物和环境带来难以接受的破坏。目前天然气泄漏及发生火灾时的消防处置存在一些不合理、不科学甚至错误的技术手段和消防理念，本文将以天然气泄漏以及火灾为研究对象，探讨消防处置的有效性和科学性。引言燃气一旦泄漏，我们将努力追求四个目标：一是严格控制一切可能存在或产生的点火源，使泄漏的燃气不发生火灾与爆炸，消防抢险不发生人身伤害；二是提高最小点火能量以及使爆炸极限范围收窄，使其难以发生火灾与爆炸；三是降低燃气泄漏强度或泄漏速率，掌控燃气扩散范围及方向，使得因火灾与爆炸造成的损失最小化；四是一旦发生火灾，控制火势的发展，并采取安全有效的灭火方式。一、国家消防机构的责任与义务天然气泄漏及火灾的消防处置是指公安机关消防机构和燃气经营企业消防机构单独或联合进行降低危险事故发生概率和减少人身伤害、财产和环境损失所采用的必要技术手段及方案。《中华人民共和国消防法》第一条表述了立法目的：为了预防火灾和减少火灾危害，加强应急救援工作，保护人身、财产安全，维护公共安全。第四十四条消防队接到火警，必须立即赶赴火灾现场，救助遇险人员，排除险情，扑灭火灾一、国家消防机构的责任与义务第四十五条公安机关消防机构统一组织和指挥火灾现场扑救，应当优先保障遇险人员的生命安全。火灾现场总指挥根据扑救火灾的需要，有权决定下列事项：（二）截断电力、可燃气体和可燃液体的输送，限制用火用电；（三）划定警戒区，实行局部交通管制；（六）调动供水、供电、供气、通信、医疗救护、交通运输、环境保护等有关单位协助灭火救援。一、国家消防机构的责任与义务从《中华人民共和国消防法》、《中华人民共和国消防法实施条例》以及《消防技术标准》和相关“管理规定”中可知，公安机关消防机构的技术手段、消防器材和工作流程主要是针对扑灭火灾而制定，缺少针对燃气泄漏的消防处置技术手段，若处置不当时不但不能削弱潜在的风险，反而有可能增加了现实危险性。二、目前天然气泄漏时的消防处置现状1、气态天然气泄漏消防处置方式一旦天然气设施受损发生大规模泄漏，目前公安消防机构和燃气经营企业是采用对泄露点和已形成的易燃易爆气团进行喷洒，通过水枪喷水来稀释、驱散及吸收天然气。然后由燃气经营企业关闭相关阀门，切断天然气供应，逐步减少直至停止天然气的外泄。同时设置警戒区，并指派专人进行安全监护。警戒区内严禁一切可能的点火源进入，严防火灾和爆炸事故发生。非防爆车辆、工具以及非工作人员严禁进入警戒区。二、目前天然气泄漏时的消防处置现状和田一天然气管道泄漏消防处置二、目前天然气泄漏时的消防处置现状2、液化天然气（LNG）泄漏消防处置方式根据中国消防在线报道：新奥系、港华系等大型燃气运营商与消防官兵联合开展的LNG站消防应急救援演练。消防人员均采用水枪对燃气泄漏点（LNG储罐根部阀发生泄漏）及周围带气区进行喷射，驱散稀释泄漏的燃气等措施，很快泄漏得到控制。二、目前天然气泄漏时的消防处置现状港华燃气LNG站泄漏消防应急救援演练三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨1、气态天然气泄漏消防处置方式1）喷水是否可以稀释、驱散天然气水枪对燃气泄漏点及周围带气区进行喷射时，作为呈毫米级水滴状的液相水对呈气态状分子的气相天然气的稀释和驱散能力与效果微乎其微。局部的稀释和驱散对小规模泄漏的漏点短时间有一定的积极作用。对于天然气中高压管线或储存容器受损而泄漏事故，从泄漏到接警再抵达事故现场需要经历一段较长时间，此时环境中已经形成较大体积的天然气和空气混合而成的易爆气团。由于天然气无色而透明，天然气扩散边界难以通过目测迅速框定，局部的稀释和驱散对整个危险区域无积极意义，还可能因此威胁到抵近操作的消防人员人身安全。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨2）喷水是否可以吸收天然气天然气非常难以溶于水。常温常压下（103.36KPa、20℃时）溶解度约为0.0028%（质量比），即一吨水中可以溶解甲烷约为28克。向天然气喷水时，散射的水滴瞬间吸收天然气能力应远小于在水中的饱和溶解度。从宏观上来看，采用消防水枪喷水几乎不吸收天然气。故，天然气泄漏时打算以水吸收天然气是极不科学的方式。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨台湾高雄燃气泄漏处置不当发生猛烈爆炸三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨台湾高雄燃气泄漏处置不当发生猛烈爆炸3）喷水是否可以降低天然气发生火灾和爆炸的危险性（1）是否提高最小点火能量点火是着火在局部发生并向外部传播而引发燃烧或爆炸的过程。最小点火能量，是指能引起一定浓度可燃物燃烧或爆炸所需要的最小能量。所以最小点火能量也是一个衡量可燃气体、蒸气、粉尘燃烧爆炸危险性的重要参数。对于释放能量很小的撞击摩擦火花、静电火花，其能量是否大于最小点火能量，是判定其能否作为火源引发火灾和爆炸事故的重要条件。适当提高最小点火能量，有利于降低发生火灾和爆炸的危险性。液相水气化成为水蒸气时吸收大量汽化潜热而降低了环境温度，同时也降低氧含量，最终导致最小点火能量提高。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨水蒸气可使天然气分子和氧分子隔离，在它们之间形成一层阻碍相互撞击的有效屏障。这层屏障可以吸收天然气分子和氧分子运动能量，使游离基消失，链锁反应中断，抑制氧化、燃烧的持续性，大大降低点火成功率。提高最小点火能量的关键是水快速气化成为水蒸气融入泄漏点周边环境中，而不是直接向泄漏点喷水或洒水。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨（2）是否消除抢险过程中的点火可能性通过以上分析可知，喷水不能从根本上起到防范泄漏天然气燃烧或爆炸的作用，但也能起到防止抢险工具碰撞或跌落产生火花而意外点火。不利的是喷水或洒水过多会使得有些地面过于泥泞妨碍抢险工作进行。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨（3）是否使爆炸极限范围收窄倘若在天然气与空气的混合气体中加入水蒸气等“惰性气体”（注1），可有效地降低燃烧速度，使爆炸极限范围收窄。当惰性气体的浓度增加到某一数值时，使爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。当氧分子冲击惰性气体时，活化分子失去活化能量，使反应键中断。若在某处已经着火，则放出热量被惰性气体吸收，热量不能积聚，火焰不能蔓延到可燃气分子上去，可起到抑制作用。在一般情况下，爆炸性混合物中惰性气体含量增加，对其爆炸上限的影响比对爆炸下限的影响更为显著。只有泄漏环境中加入大量的水蒸气而不是喷水或洒水，才能使爆炸极限范围有所收窄。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨4）是否影响泄漏燃气的扩散范围目前我国主要城市的天然气气态密度为0.74～0.76kg/m3，小于空气。在地面上泄漏后受到大气夹带进行被动扩散并得到稀释，扩散过程中表现出上升的趋势，适用于高斯扩散模型。影响泄漏扩散范围的主要因素很多，与天然气压力、泄漏面积、地面风速、大气稳定度、风向等主要参数有关。风向决定泄漏气体的扩散方向，风速决定泄漏气体扩散速度。直接用水枪向泄漏点及周边环境中喷洒出的水量与泄漏天然气的体积比极小，对一般规模的天然气泄漏扩散范围的影响不大，只有对天然气泄漏规模极小时，方可产生较有利的影响。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨2、液化天然气（LNG）泄漏消防处置方式LNG储罐或管道泄漏时，液体从漏点喷射而出，起初会发生猛烈沸腾蒸发，随后蒸发率将迅速衰减至一个固定值，蒸气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量并逐渐上升和扩散，同时将周围的空气冷却至露点以下，形成一个可见云团。1）是否可以用喷水方式来稀释、驱散和吸收天然气“液化天然气气化站泄漏着火后，严禁用水灭火。在灭火的同时还应对未着火的储罐、设备和管道进行隔热、降温处理。”三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨当LNG泄漏或已着火时，严禁用水灭火或喷洒水，是因为当LNG与水接触时，会发生快速相变现象。水与LNG之间有非常高的热传递速率，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声并形成水雾，导致LNG蒸气爆炸，有时也可称之为冷爆炸。当LNG大规模泄漏时，采用水枪喷水方式来稀释、驱散和吸收天然气，是极其错误的消防处置手段和方式，必将导致灾难性的严重后果。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨2）为何消防应急救援演练LNG泄漏时经常采用喷水方式（1）未设定真实的事故状态目前消防应急救援演练并没有人为制造真实的LNG大规模泄漏实战状况，而是模拟泄漏，缺乏真实性和科学性。大多数是为了演练应急预案流程，只为“看”不为“战”，过多追求场面的恢宏气势和表演效果。（2）编制应急预案时存在思维惯性这类LNG泄漏消防应急救援演练只是错误地拷贝了常温储存液化石油气（LPG）储罐发生泄漏的消防应急预案的处置办法。完全忽略了常温储存的LPG与低温储存的LNG理化特性有着巨大的差异。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨3、防止天然气泄漏对人体伤害的处置方式1）天然气引起的窒息伤害实验证明，救援人员如果吸入过量的天然气会引起缺氧窒息。当空气中天然气的体积浓度高于50%时，氧气的体积浓度将低于10.5%，将对人体会产生永久性伤害。如果吸入纯天然气几十秒钟，很快就会失去知觉，几分钟后便死亡。即使天然气浓度不是很高，长时间吸入也可能发生缓慢窒息。三、天然气泄漏时的消防处置方式优劣性探讨2）目前一般的处置方式在本省十几家燃气公司安评报告中，个人特种劳动保护用品均要求配备一定数量的自吸过滤式防毒面具，实地安全检查中也发现了数量众多的该类型防毒面具。以高效活性炭药剂为载体的自吸过滤式防毒面具不能防范一氧化碳中毒，一氧化碳是燃气燃烧恶化时烟气中的主要有害成分，除非是针对吸收一氧化碳制作的防毒面具。自吸过滤式防毒面具不能在空气中氧含量低于18%环境内使用，即不能防范天然气泄漏时引起的缺氧窒息伤害。四、天然气泄漏发生火灾时的消防处置现状1、目前气态天然气泄漏发生火灾时一些错误的处置方法根据报道，部分消防人员针对管道天然气泄漏发生火灾时，采用高压喷水车和移动水炮对着火点进行强制灭火。当燃烧的大火熄灭后，将会有大量的天然气外泄。由于气体在多维方向扩散能力极强，受风向影响很大，对灾难的控制十分不利。一旦失控，发生爆炸几率极高，更加危险，破坏性更大。既然水不能稀释和吸收天然气，为何还顽固的采用此方法呢？推测应该是受到氨气泄漏处置流程的影响。氨气具有毒性和燃烧、爆炸能力，与空气形成的混合气体爆炸极限范围15.7%～27.4%，在常温常压下1体积水能溶解近500体积氨。氨气一旦的溶于水称为氨水，不再具有燃烧和爆炸能力，毒性也大大降低。当氨气泄漏时，采用水来吸收不失为最佳选择。四、天然气泄漏发生火灾时的消防处置现状2、液化天然气（LNG）泄漏发生火灾时一般处置办法目前没有扑灭LNG新疆广汇哈密分公司开展加气站火灾应急演练大规模火灾的报道，只有针对LNG大规模火灾的消防演练报道，演练模拟LNG泄漏并发生火灾，处置方法与LNG泄漏类似，以水来灭火和驱散了泄漏的天然气。四、天然气泄漏发生火灾时的消防处置现状1）较小规模LNG火灾扑灭当容器或管道裂口较小时，LNG发生泄漏后就会立即蒸发，在压差作用下形成亚音速喷射到大气中。如发生火灾，视同气态天然气着火，此刻若错误地采用水枪喷水灭火，或采用喷射泡沫灭火，若火焰熄灭而泄漏没有制止，LNG蒸气与空气的混合物形成一个比空气轻的“气云”，爆炸危险性陡然而至。2）中等规模LNG火灾扑灭当容器或管道裂口中等时，LNG将以喷射流的方式喷洒到大气中，若被点燃，则发生喷射火灾。此刻若采用水枪灭火，水与LNG之间有剧烈地热交换，引发LNG强烈汽化，体积迅速膨胀，产生爆炸性效果，火势难以控制，必将导致灾难性结果。四、天然气泄漏发生火灾时的消防处置现状3）大规模LNG火灾扑灭当容器或管道裂口很大时，LNG大量泄漏积聚并流向低洼处或围堰内形成液池，若延迟点燃或远处点燃，则回燃至泄漏点将引起池火。池火是LNG火灾中最严重、最危险的类型，其热辐射会对相当远距离的人和设施造成损害。