随着城市经济建设的飞速发展,城市燃气(液化石油气、管道煤气、天然气)作为清洁高效的新型能源,已广泛地应用于工农业生产和人民群众的日常生活,极大地改善了城乡居民的生活质量,降低了空气污染,改善了环境;但随之而来的城市燃气泄漏事故和燃气爆炸、火灾等事故也逐年上升,给国家财产和人民生命财产造成了巨大损失。如何有效地控制和科学地处置城市燃气安全与事故处置,是我们必须认真研究解决的一个新课题。在此,结合我们天津实际,就城市燃气安全与灾害事故处置对策进行探讨。
一、天津市燃气基本情况
(一)天津市燃气气源情况
1.天然气气源
至2004年底,天津市共有天然气气源6-8亿立方米/年。
(1)大港油田
天津南部大港油田蕴藏着一定的资源,从1974年开始向天津供气,大港油田供我市天然气年计划量为1.65亿立方米/年。
(2)渤西油田
渤西油田位于渤海西部海域,距塘沽39km,天然气通过39.5km海底管线送到塘沽油气处理厂,处理后的燃气供给塘沽区,日供气量30万立方米,供天津地区日供气量4—5万立方米。
(3)陕甘宁气田
陕甘宁盆地天然气气田,是我国目前陆上最大的整装气田,陕甘宁气田从1998年7月1日开始向我市供气,年供气量达4-6亿立方米。
2.煤制气
煤制气区域供应的主要是第二煤制气的焦炉煤气。
(二)天津市燃气管线分类
1.按管线材质
用作输送城市燃气管道的材料常用的管材有钢管、铸铁管和塑料管。
2.按管线压力
城市燃气管道根据输送压力可以分为高压管、中压管和低压管。
3.按管道口径、用途
根据管道口径大小,敷设的目标、用途,又可分为干管、支管、引入管、室外管、室内管、用气管等。
(三)天津市燃气管线情况
截止2005年4月份,天津市共有天然气高压管线228km,中压管线550km以及低压庭院管线3725km,低压储气罐站3座,高压球罐站3座,高调站8座,调压站、柜、箱共计1181个,日调峰能力近80万立方米。煤制气中压管线120km,低压及庭院1307km。
(四)天津市燃气用户情况
1.现有燃气用户情况
目前,天津市天然气管网系统用户共有58家工业企业,6361家商业用户和近116万居民用户,煤制气居民用户30万。
2.“十一五”发展规划
(1)燃气用户
“十一五”期间,天津市将新建燃气高中压及庭院管道4100 km,积极发展市区和包括武清、宝坻、静海、蓟县等新城区天然气居民用户,到2010年全市天然气居民用户将达到256万户,“十五”末增长一倍多,城镇居民燃气气化率达100%。
(2)燃气车辆
“十一五”期间,天津市公交行业将启动“燃改气”工程,力争在5年内使60%的运营车辆实现“燃改气”,建设天然气汽车加气站30座。
(3)燃气空调
“十一五”期间,天津市将在海河沿岸推广以天然气为能源,能够发电、制冷、供热阶梯利用的天然气空调系统。按规划,未来五年海河沿岸新增的热电连产燃气空调使用面积将达到1500万平方米。
二、燃气的特性
(一)液化石油气
1.物理性质
液化石油气确切来讲是石油炼制过程中产生的一种副产品,主要成分是含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等低分子烃。精炼加工的液化石油气无色无臭,泄漏时难以发觉,商用液化石油气一般都加入一些臭味的硫化物。气态时,密度大,约比空气重1.5—2倍;液态时,密度小,约为水的1/2,由液态挥发成气体时,其体积扩大250—300倍。
2.危险性
液化石油气燃点低,点火能量为万分之几毫焦耳,闪点为-73.5℃,爆炸极限为2%—10%,爆速为2000—3000m/s;热值大,是城市煤气的6倍;有一定毒性,轻度吸入能使人产生头晕、心跳、恶心以及虚脱,当吸入浓度较高时会使人窒息死亡;空气中含有10%液化石油气时,人在该气体中有五分钟就会被麻醉。
(二)天然气
1.物理性质
天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类混合气体的总称。它在不同的地质条件下生成、运移,在一定的温度、压力下储集在地下构造层中。天然气的主要成份是甲烷(约95%以上),并含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以上的烃类,还含有少量的二氧化碳、氢气、硫化氢等非烃组分。其特点是:①热值高(平均热值为8000千卡/立方米),燃烧稳定;②安全性高,天然气的燃爆浓度范围为5—15%,而煤气为4—35%,液化石油气为2—10%;③性能优良,价格又比煤气和液化石油气低;④方便、卫生。
2.危险性
天然气成份决定它是一种火灾危险性较大的可燃气体,属一级可燃气体。输气及应用过程中稍有不慎或管道破裂漏气就会逸散到空气中,遇到火源就可能发生火灾爆炸事故,甚至造成重大伤亡。
(三)城市煤气
城市煤气一般是以煤炭为原料而制取的煤制气,主要成分为烷烃、烯烃、芳烃以及一氧化碳、氢气等,具有易燃易爆的性质。其比重比空气略轻,一旦从设备或管道中泄漏后易在空气中飘散,在空气中的爆炸极限为6.6—55%,遇明火、高温等火源,有燃烧爆炸的危险。煤气有毒,其中含有一氧化碳、芳烃等,能与人体中的血红蛋白结合,造成缺氧,使人昏迷不醒甚至死亡,在低浓度下也能使人产生头晕、心跳、恶心及虚脱。
三、事故类型及其原因
城市燃气由于它本身具有的易燃、易爆、有毒等特性,其危害主要包括毒害性和易燃易爆两个方面,且极易造成重大的人员伤亡和财产损失。据统计1997年至今,天津市共发生有人员伤亡和重大影响的燃气事故12起。综合分析,其事故类型主要分为泄漏和爆炸两个方面。
(一)泄漏
城市燃气泄漏事故随着城市燃气的日益普及而增多,发生燃气泄漏的形式和成因也日趋多样化。
1.贮气设备老化,贮罐、管道锈蚀,居民灶具连结管老化等造成的气体泄漏。2005年1月28日上午6:50河西区解放南路瑞江花园梅苑十三号楼2门501号发生燃气泄漏并爆炸事故造成1人死亡,房屋财产损毁,相邻房屋遭到毁坏。
2.在城市公共设施改造、施工中因作业不慎,造成地下管道破损,造成气体泄漏爆炸。1998年5月15日晚10许,河东区广宁路由于道路施工,将低压管线铲弯达80公分,造成引入口断开,由于引入口被违章占压,造成大量泄漏的燃气进入室内遇明火造成爆燃,致使两人烧伤,部分财产损失。99年8月19日下午4点左右在南开区水上西路水上公寓1号楼2门101室发生爆炸事故,造成101室门窗及室内部分物品损失,造成该事故的主要原因为101室进行室内厨房改造,将通气烟道打通后用装修材料封堵,且燃气管道位于其下面。日前该小区人员在楼顶作业时将重物从该通风管道掉落,并将燃气管道砸裂,致使燃气泄漏造成爆燃。
3.燃气公司违反安全规程或用户使用不慎(居民在煮饭烧水时会因遗忘或时间掌握不好,致使沸水或稀饭将火扑灭等)造成气体泄漏甚至爆炸。
4.人为造成泄漏。如战争、恐怖分子的破坏,甚至有人使用煤气、液化气制造事故或自杀等。
5.自然灾害,如台风、地震等。
(二)爆炸
城市燃气一旦泄漏,与空气混合即形成爆炸性混合气体,在爆炸极限内一旦遇到火源,将会引起猛烈的爆炸。城市燃气爆炸必须满足两个条件:一是形成爆炸混合气体并达到爆炸极限;二是有足够的点火(引爆)能量。(详细数据见下表)
常见城市燃气危险指数
名称 气体爆炸极限
(%) 最小点火能量
(mJ) 燃爆浓度
(%)
液化石油气 2—10 0.2-0.3 4-24
天然气 5—15 5—15
城市煤气 6.6—55 4-35
燃气爆炸从性质上可分为两种:一是燃气受热体积膨胀,造成容器爆炸,如火场中液化气罐爆炸、贮气球罐受热爆炸等;二是燃气泄漏后与空气混合形成爆炸性混合物达到爆炸极限遇到火源发生爆炸。
四、事故处置
(一)泄漏场所未出现火情时的对策
当接到燃气事故报警时,应向煤气公司和电力公司通报,并要求紧急出动。煤气公司应关闭煤气阀门,切断气源;电力公司应尽可能切断泄漏场所相关电源,防止电火花的出现;公安部门应配合消防部门疏散泄漏现场人员,并划分外围警戒区,实行交通管制。
1.侦检泄漏情况
接警后应尽量从上风或侧上风处进入泄漏现场,消防车辆宜停靠在离泄漏点约200米处,车头向外。侦检人员应在上风阵地寻找知情者(责任人、工程技术人员、值班人员等),了解相关情况,如泄漏原因、泄漏部位、泄漏口大小以及周围有无相关消防设施等。
2.警戒区的划定
我国一般是用可燃气体浓度探测仪对现场的可燃气体浓度进行检测,确定可燃气体浓度低于爆炸下限50%以内的范围为警戒区。在使用可燃气体浓度探测仪进行检测时,应根据附近建筑物的构造、密集程度和当时的风向、风速影响,再对警戒区范围予以扩大或缩小。
3.警戒区划分时的注意事项
在用可燃气体浓度检测仪对泄漏现场燃气浓度测量时,一定要用两个以上的测量仪,并考虑泄漏燃气的特征及风向,从安全地带逐步向危险地带测量。范围宜大不宜小,在整个过程中实施动态检测。
根据煤气比重比空气轻的特性,测量时应重点测量泄漏场所的下风向、建筑物的上方、室内的上部、天井等处。
当警戒区划定后,应设立警戒标志,布置警戒人员,严格控制人员进入。在警戒区内须严禁烟火,严禁使用非防爆的照明灯、照相机、摄像机、手机、对讲机,严禁穿化纤服装和带铁钉的鞋进入警戒区。不准携带铁质工具进入警戒区参加抢险救援活动,以防止撞击产生火花。
4.加强个人防护
警戒区内的消防队员应着隔热服,佩戴空气呼吸器。在条件许可的情况下应尽可能利用开花射流与喷雾射流稀释和驱散空气中的燃气,避免使用直流水枪,以防密集射流与空气磨擦产生静电火花。
在警戒区铺设水带时接口部位须用布条扎紧,以防水带在拖拉过程中与地面撞击摩擦产生火花。
此外,当燃气进入地下设施时,消防队员不必考虑风向,因为这与风向无关,而应用人工通风方法驱散和排除燃气,此时使用的通风电气设备须为防爆电气。
5.堵漏措施
在采取上述措施的同时,要认真查找泄漏点,采取安全有效的堵漏措施。可使用专用的堵漏器材,也可采用石棉板、木塞、包扎带、垫片、橡皮塞、棉纱、纸板等无火花工具及粘合剂,视情况进行堵漏。堵漏过程中一定要用喷雾射流和开花射流实施保护,防止爆炸事故的发生。
6.警戒区的解除
当险情排除后,应利用检测仪器检测事故现场的可燃气体浓度。当可燃气体浓度确已低于爆炸下限的2%时,才可恢复活动,解除警戒。
(二)泄漏场所着火时的对策
当燃气泄漏部位已经起火时,不宜盲目轻易去灭火,以防止更多燃气喷出,与空气混合形成爆炸性混合物,发生更大的灾害。
如果是居民区燃气管道发生泄漏并已着火时,会面临两种情况:一是泄漏部位已着火,而堵漏工作较难实施(如地下管道泄漏起火),这时可关闭着火部位两端的阀门切断气源,用冷却水冷却相邻部位,让管道中的燃气燃尽为止;二是泄漏点较多,有些部位已着火而有些部位只发生泄漏,这种情况相对比较危险,应防止泄漏出的燃气与空气形成的爆炸性混合物遇着火部位的火源而发生爆炸。因此,在冷却着火管道切断气源的同时,须用喷雾射流或开花射流稀释现场可燃气体。
(三)泄漏场所发生爆炸的对策
当燃气泄漏并发生爆炸时,往往会引起建筑物倒塌,并产生次火灾。公安消防部队应加强同公安、医疗救护、燃气、水、电、交通、民政等部门合作,共同实施抢险救援行动。同时加强行动安全,加强现场的监护工作,严防倒塌事故的再次发生。具体行动程序为:
1.现场询情
消防人员到场后应详细询问事故建筑的高度、层数、面积、平面布局、使用性质;建筑内人员数量、在位率;事故埋压人员的数量、大致位置等情况。
2.侦察检测
利用生命探测器、警犬等,立即搜寻遇险和被困人员;利用检测仪器检测事故现场可燃气体的浓度等。
3.设立警戒
封锁事故路段的交通,隔离围观群众,严禁无关车辆及人员进入事故现场,若事故造成化学危险品外泄,现场警戒的范围需据侦检情况确定。
4.救生排险
(1)迅速在现场清除障碍,开辟出一块空阔地和进出通道,确保现场拥有一个急救平台和一条供救援车辆进出的通道。
(2)立即疏散建筑结构受到影响、并可能倒塌的建筑内部的人员。
(3)协助供水、供电、供气部门切断倒塌建筑的水、电、气供应;使用开花或喷雾水扑灭事故次生的火灾。
(4)救援初期,使用扩张、切割、起重等小型工具排除障碍,全力搜寻遇险和被埋人员,并组织营救和疏散;对发现,但一时无法解救的幸存者,应提供饮食和药品。
(5)被埋人员清理结束后,使用大型铲车、吊车、推土机等施工机械车辆清除建筑废墟。
5.现场急救
对事故现场抢救出的窒息、休克、出血的重、危急伤员,应立即进行现场急救,初步处理后,利用救护车或现场车辆迅速转送医院救治。
六、处置要求
(一)科学施救,着力提高救援人员素质,严防蛮干
化学、燃气类事故抢险救援,绝不同于一般的抢险救灾,专业技术性很强。我们平时应认真进行研究,掌握化学事故及救援行动的特点,积极探索科学、有效的技术手段和组织指挥方法。执行抢险救援任务时,一定要尊重专家组和事故单位技术人员的意见,周密计划,严密组织,量灾用兵,严防打“人海战术”。遇到疑难问题或情况突变,应冷静分析,听取专家和有关专业技术人员的意见,防止鲁莽从事。
(二)整合资源,发挥优势,统一指挥,密切协同
社会抢险救援工作涉及到众多的政府部门和单位,较大的事故甚至需要全社会动员,必须实施统一组织指挥,密切协同配合,制定应急抢险救援的程序,明确统一指挥要求。平时无法进行必要的合成训练和演练,以致在大型灾害事故抢险时,相互之间难以取得联系、难以协调配合,以致形成投入高、整体效益低的局面,因此有待于进一步探索。只有这样才能使我们这支队伍从整体素质有所提高。