不可轻视！商用天然气车辆给应急处置带来的新挑战——阀门TPRD降温可能无法泄放_复合材料_燃烧_消防_材料

不可轻视！商用天然气车辆给应急处置带来的新挑战——阀门TPRD降温可能无法泄放

壹伴科技大学

你可能见过一辆车，但没意识到，也没意识到如果那辆车着火会带来多么严重的后果。下面我将介绍天然气的特性;识别商用压缩天然气车辆;如何、在哪里以及何时加油;CNG系统如何构建和安装在不同商用车辆上;最重要的是，如果商业压缩天然气车辆起火，该做什么、不该做什么，基于行业和政府机构的建议。

PART 01

天然气

天然气是一种可燃的碳氢化合物混合物。虽然天然气主要是甲烷，但它也可以包括乙烷、丙烷、丁烷和戊烷。在最纯净的形式下，比如送达您家中的天然气，它几乎是纯甲烷。甲烷（CH4）由一个碳原子和四个氢原子组成。天然气独特的“臭鸡蛋味”是硫醇，这是一种在送达给用户之前添加的气味剂，以帮助检测泄漏。天然气的比重为0.55到0.64（空气=1.00），比空气轻。根据联邦环境保护署的数据，与汽油驱动车辆相比，CNG驱动车辆的一氧化碳排放减少了90%到97%，二氧化碳排放减少了25%。氮氧化物排放可减少35%至60%，其他非甲烷烃排放可减少50%至75%。

PART 02

压缩天然气车辆

中重型商用CNG车辆包括自卸车、水泥车、垃圾车、公交车、半挂牵引车、送货卡车，甚至消防车。即使远距离也能辨认，且通常仅供本地使用。这类车辆在驾驶室后方或车顶建造了一个气瓶齿条系统，周围还设有外壳。该箱体侧面或背面钻有孔，方便维护人员作罐阀门开关。车辆可能配有标有“CNG”的细长气瓶。如今采用CNG的公交车完全包裹气瓶，使其外观更流畅且美观

PART 03

加气

商用CNG车辆可在其营业场所进行加注;这些站点有一个长长的加油岛，车辆在此停放并加油。车队的CNG车辆可能会在夜间加注燃料，因为外部环境温度较低，可以将更多燃油压缩进气瓶。类似于填充自给式呼吸器（SCBA）瓶，过快注入CNG气瓶会产生热量，减少填满气瓶的产品量。公司还可以“快速加注”气瓶，只需几分钟。加油接口可能位于车辆前保险杠、侧面（常规燃油盖所在位置）、驾驶员车门与后轮之间标有“CNG”的盒子，或是在后部。车辆上的CNG系统是为客户设计的，通常能容纳相当于该车辆柴油油箱的容量。

PART 04

CNG垃圾车

一家领先的废弃物服务提供商在一个部门内将425辆车辆改装为CNG，每年节省约三百万加仑柴油。公司平均每加仑节省90美分的CNG，仅燃料成本就节省了270万美元。该公司目前拥有超过5,000辆CNG和LNG燃料车辆。这些车辆更安静，排放的空气颗粒物和颗粒物也更少。从现在起，我将重点介绍CNG垃圾车。大多数商用CNG车辆系统通常建在三到五个气瓶的机架上。行业最常用的气缸是IV型无金属结构。碳纤维或混合碳/玻璃纤维复合材料由缠绕在热塑性聚合物衬里上的丝材组成;碳纤维和树脂包裹的强度是圆筒强度的100%。气瓶一端，有时两端都装有一个内置热压释放装置（TPRD）的阀门。气缸结构和TPRD阀起着重要作用。这些带阀门的气缸随后被绑在车辆顶部的齿条系统上（见图1，照片3），或水平堆叠在驾驶室后方的齿条中。鞍式水箱式气瓶被绑在安装在车辆车架上的货架上。金属护罩覆盖齿条，以保护气缸免受损坏。通常，货架底部与车顶之间会有大约三到四英寸的间隙，但并非总是如此。车辆驾驶室后方的齿条系统除门孔（如有）外均密封。

金属燃油管线很可能从卡车顶部延伸到箱体底部导轨，然后向前延伸到标有“CNG”的箱子，箱内有一个加油口、一两个压力表，以及一个四分之一圈阀门，用于切断油箱到发动机的气体。请注意，车辆气瓶上的气门仍然打开着。该箱子还可能有连接装置，用于清理罐体进行维护。

PART 05

印第安纳波利斯垃圾车事件

CNG垃圾车起火是非常严重的情况。在这类车辆中，三到五个压缩天然气瓶被封装在一个金属箱中，箱子能保持热量;它通常位于火灾地点正上方。一位气缸制造商表示：“复合材料、贴纸、阀门或其他附件的烧焦或熔化是火灾损害的证据......火焰冲击可能导致树脂从圆筒外部燃烧流失，留下松散的碳纤维。”垃圾收集行业主要使用IV型气瓶，其中碳纤维包裹材料构成了气瓶强度的100%。如果发生热或火焰冲击，气缸可能会失效;产品将会发布;而一个圆柱体也可能变成弹丸，就像2015年1月27日印第安纳波利斯的事件一样。

火灾发生在一辆垃圾车的垃圾箱内，没有火焰影响到气缸。然而，据信火灾及金属覆盖层内热量的封闭导致复合材料和气瓶上的纤维包裹物破裂。两个气缸失效，发生了严重的破裂。天然气释放未引发火灾。一个气瓶飞了四分之一英里，落在一所中学的前院。

你可以看到气缸失效时造成的极大损伤。注意垃圾车上的10号钢板被撕裂，垃圾箱被弯曲，主支撑被弯曲。还要注意火灾位置（卡车侧面有黑色焦痕）与卡车顶部罐体的位置

这些气瓶所用的TPRD在212°F至220°F的温度范围内启动。如果冷却，它们不会启动。TPRD设计用于释放气瓶内的全部气体。但为了响应者安全，假设所有气瓶均已加压。有些气瓶可能没有排气，或者TPRD可能没有激活。

事件发生后，我与一家商业燃料系统制造商的代表进行了交谈。他们意识到了这个系统的缺陷。他们不制造气瓶，但与制造商保持联系;两者都在寻求提高系统安全性的方法。提及的选项包括使用最小III型气瓶，即铝制罐体，包覆碳纤维，能将热量传导到TPRDs;在卡车驾驶室内安装紧急系统排气按钮，允许司机快速释放油箱中的气体;以及重新设计TPRD本身

那么，如果这些垃圾车里的东西着火了，你该怎么办？第一道防线从调度员开始。他们必须指示司机立即释放垃圾，无论在停车场、街上还是田野里——无论他们身处何地。接线员需要询问卡车是否装有CNG，并将这些信息传达给响应单位，以便他们能远程评估情况。

如果司机无法清空货物，那该怎么办？我们是按照这些年被教导的那样冷却气瓶吗？根据垃圾收集行业、燃油系统制造商和清洁车辆教育基金会的说法，如果垃圾料斗直接在气瓶壳下方着火，或者驾驶室后方有垂直气瓶箱的卡车发动机起火，不要冷却油箱——让车辆燃烧！这违背了我们作为消防员所学到的一切。 2012年应急响应指南指出，最初应向所有方向疏散330英尺的区域，如有需要则进一步撤离下风处。如果我们尝试向气瓶喷水，水永远不会弄湿气瓶，因为有金属外壳。此外，如果我们向气瓶喷水，可能会冷却TPRDs，破坏其作用，极大增加局势的波动性。这部分被认为是印第安纳波利斯发生的情况。

印第安纳波利斯消防局使用高架主水流喷洒气瓶，但他们认为所有人员可能只是冷却TPRDs，而TPRD未启动。因此，气瓶外部因机舱内积聚的热量而损坏;终于，一个气瓶破裂了。如果你让火势继续燃烧，TPRDs希望能正常工作，激活并控制燃气和火灾，不会发生事故。切勿试图关闭气瓶上的阀门！

商用压缩天然气车辆非常安全，显著减少排放和污染。然而，当火灾发生时，必须采取特殊预防措施和调整消防技术以确保所有人安全。作为消防员，我们受过用水扑灭火灾的培训，但在这种情况下我们做不到。花时间布置现场，疏散现场，并在上述情况下让车辆燃烧。我们的工作是拯救生命和财产——生命是首要任务。这确实能挽救生命，并显著减少在这些情况下可能暴露于伤害或死亡的风险。知道如何识别这些车辆是保护自己和公众的第一步。废物管理公司邀请任何当地消防部门到其现场进行CNG车辆和加油站的培训。

本文来源： Fire Engineering magazine

来源：气瓶设计的小工程师

明确:无人机用储氢气瓶并不适用于《中华人民共和国特种设备安全法》

目前无人机用储氢气瓶对于气瓶行业来说是缺少详细的标准。针对这个问题，专门咨询了国家市场监督管理总局，关于《中华人民共和国特种设备安全法》第一百条于是查询了《安全生产法》第二条，适用的。当然，由于无人机用气瓶属于航空，可能会纳入这些监管，当然，关于航空相关的法律规范，有懂的小伙伴给讲一下。来源：气瓶设计的小工程师