加氣站安全要求是什么?

【專家解說】：隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和車輛保有量的增加，汽車尾氣的排放對(duì)大氣環(huán)境的污染也進(jìn)一步加劇。隨著天然氣資源的開發(fā)利用，為改善汽油、柴油燃燒后對(duì)環(huán)境造成的污染，壓縮天然氣(CNG)汽車得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，壓縮天然氣(CNG)汽車加氣站也隨之建立，以滿足天然氣汽車燃料的需要。然而，天然氣具有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，尤其是高壓運(yùn)載與儲(chǔ)存、油氣雙燃料站等安全技術(shù)問題，必須引起高度重視。

一、CNG汽車加氣站的工作原理及類型

1．壓縮天然氣加氣站的工作原理

加氣站的工作原理是將通過管線輸送到加氣站的天然氣，先進(jìn)行凈化處理，再通過壓縮系統(tǒng)使其壓力達(dá)到25MPa，最后由高壓儲(chǔ)氣瓶組和售氣機(jī)將壓縮天然氣加入車輛儲(chǔ)氣瓶。壓縮天然氣加氣站通常由六個(gè)系統(tǒng)組成，即調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)，凈化干燥系統(tǒng)，氣體壓縮系統(tǒng)，氣體儲(chǔ)存系統(tǒng)，設(shè)備控制系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)。

2．類型

壓縮天然氣汽車加氣站按其使用功能，通常分為：天然氣汽車加氣站，油氣混加站，子、母加氣站等幾種形式。單一的天然氣加氣站只能為汽車加天然氣燃料，油氣混加站可加注油、氣兩種燃料。子母站設(shè)計(jì)，母站是與輸氣管道相連的站，在母站內(nèi)完成天然氣的凈化、壓縮等主要工作，天然氣被增壓至25MPa，給氣瓶或氣瓶拖車充氣；子站不需要連接供氣管線，依靠母站來的氣瓶拖車供氣；子、母站都可以完成給汽車加氣的工作。子、母加氣站式節(jié)省建站資金和土地，有利于母站集中凈化，子站的火災(zāi)危險(xiǎn)性較低，可建在交通樞紐附近，便于使用。 從設(shè)備結(jié)構(gòu)上來分，加氣站可分為開放式結(jié)構(gòu)和撬裝式結(jié)構(gòu)。開放式結(jié)構(gòu)是將加氣站所有設(shè)備安裝在廠房?jī)?nèi)，按工藝流程高低壓管道和各種閥門將這些設(shè)備組裝起來，形成一個(gè)開環(huán)工藝系統(tǒng)；撬裝式結(jié)構(gòu)是將加氣站的主要設(shè)備(凈化、壓縮、冷卻、控制、儲(chǔ)氣等)集中在一個(gè)撬裝的底座上，形成一個(gè)可閉環(huán)控制的整體設(shè)備系統(tǒng)。從安全性上講，撬裝式結(jié)構(gòu)要優(yōu)于開放式結(jié)構(gòu)。

二、CNG汽車加氣站的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

1．天然氣具有危險(xiǎn)性

天然氣的主要成分甲烷屬一級(jí)可燃?xì)怏w，甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性，爆炸極限為5％—15％ (V／V)，最小點(diǎn)火能量?jī)H為0．28mJ，燃燒速度快，燃燒熱值高(平均熱值為33440kJ／m3)，對(duì)空氣的比重為0．55，擴(kuò)散系數(shù)為0．196，極易燃燒、爆炸，并且擴(kuò)散能力強(qiáng)，火勢(shì)蔓延迅速，一旦發(fā)生火災(zāi)難以施救。

2．泄漏引發(fā)事故

站內(nèi)工藝過程處于高壓狀態(tài)，工藝設(shè)備容易造成泄漏，氣體外泄可能發(fā)生地點(diǎn)很多，管道焊縫、閥門、法蘭盤、氣瓶、壓縮機(jī)、干燥器、回收罐、過濾罐等都有可能發(fā)生泄漏；當(dāng)壓縮天然氣管道被拉脫或加氣車輛意外失控而撞毀加氣機(jī)時(shí)會(huì)造成天然氣大量泄漏。泄漏氣體一旦遇引火源，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸。1995年9月29日，四川自貢富順華油公司壓縮天然氣加氣站因鋼瓶泄漏燃燒發(fā)生爆炸，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故。

3．高壓運(yùn)行危險(xiǎn)性大

壓縮天然氣加氣站技術(shù)要求充裝站的壓縮機(jī)必須加壓至25MPa以上，才能將天然氣壓縮到鋼瓶?jī)?nèi)，這是目前國(guó)內(nèi)可燃?xì)怏w的最高壓力貯存容器。若鋼瓶質(zhì)量或加壓設(shè)備不能滿足基本的技術(shù)要求，稍有疏忽，便可發(fā)生爆炸或火災(zāi)事故。1995年10月7日，四川省遂寧市壓縮天然氣加氣站因鋼瓶質(zhì)量問題發(fā)生噴射燃燒，火焰柱高達(dá)20余米，造成直接經(jīng)濟(jì)損失18萬(wàn)余元。
系統(tǒng)高壓運(yùn)行容易發(fā)生超壓，系統(tǒng)壓力超過了其能夠承受的許用壓力，最終超過設(shè)備及配件的強(qiáng)度極限而爆炸或局部炸裂。

4．天然氣質(zhì)量差帶來危險(xiǎn)

在天然氣中的游離水未脫凈的情況下，積水中的硫化氫容易引起鋼瓶腐蝕。從理論上講，硫化氫的水溶液在高壓狀態(tài)下對(duì)鋼瓶或容器的腐蝕，比在4MPa以下的管網(wǎng)中進(jìn)行得更快、更容易。從以往事故被炸裂鋼瓶的檢查情況看，瓶?jī)?nèi)積存伴有刺鼻氣味的黑水，有的達(dá)到了2．5-5kg，其中積水里的硫化氫含量超過了8．083mg／L。1995年8月12日，四川綿陽(yáng)地方天然氣公司壓縮天然氣加氣站，因脫水工序處理不凈，在給鋼瓶充氣時(shí)而發(fā)生爆炸并起火成災(zāi)。

5．存在多種引火源

商業(yè)性汽車加氣站絕大多數(shù)建立在車輛來往頻繁的交通干道之側(cè)，周圍環(huán)境較復(fù)雜，受外部點(diǎn)火源的威脅較大，如鄰近建筑煙囪的飛火，鄰近建筑的火災(zāi)，頻繁出入的車輛，人為帶人的煙火、打火機(jī)火焰、手機(jī)電磁火花、穿釘鞋摩擦、撞擊火花、化纖服裝穿脫產(chǎn)生的靜電火花，燃放鞭炮的散落火星，雷擊等，均可成為加氣站火災(zāi)的點(diǎn)火源。

操作中也存在多種引火源，加氣站設(shè)備控制系統(tǒng)是對(duì)站內(nèi)各種設(shè)備實(shí)施手動(dòng)或自動(dòng)控制的系統(tǒng)，潛在著電氣火花；售氣系統(tǒng)工作時(shí)，天然氣在管道中高速流動(dòng)，易產(chǎn)生靜電火源；操作中使用工具不當(dāng)，或因不慎造成的摩擦、撞擊火花等。

6．安全培訓(xùn)不規(guī)范

新建CNG加氣站的操作人員因不熟悉CNG新技術(shù)和未經(jīng)過必要的培訓(xùn)就上崗操作，或沒有定期復(fù)訓(xùn)，容易出現(xiàn)違章作業(yè)或違反安全操作規(guī)程，對(duì)安全知識(shí)尤其是消防知識(shí)知之甚少，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患和沒有處理突發(fā)事故的能力。隨著燃?xì)庑袠I(yè)多種經(jīng)營(yíng)體制的發(fā)展，部分經(jīng)營(yíng)不規(guī)范的中小型企業(yè)，嚴(yán)重忽視操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

三、CNG汽車加氣站的火災(zāi)預(yù)防

1．防火間距符合要求

壓縮天然氣加氣站內(nèi)壓縮機(jī)組和貯氣瓶組與周圍建、構(gòu)筑物等的防火間距，不應(yīng)小于(汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范)GB50156—2002的規(guī)定。加氣站內(nèi)的總平面布置應(yīng)按照(建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《城市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，除儲(chǔ)氣瓶(儲(chǔ)氣井)、生產(chǎn)建筑和必要的輔助設(shè)施外，不宜布置其他建筑。加氣站生產(chǎn)、辦公室應(yīng)分區(qū)設(shè)置。加氣站區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)氣瓶組(儲(chǔ)氣井)、壓縮機(jī)間、調(diào)壓間、加氣機(jī)等應(yīng)有明顯分隔，并符合規(guī)范規(guī)定的間距。

2．保證天然氣儲(chǔ)存安全

儲(chǔ)氣瓶應(yīng)選用符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。加氣站宜選用同一種規(guī)格型號(hào)的大容積儲(chǔ)氣瓶，大容積儲(chǔ)罐具有瓶閥少、接口少、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。目前我國(guó)加氣站采用較多的是國(guó)產(chǎn)60L鋼瓶。當(dāng)選用小容積儲(chǔ)氣瓶時(shí)，每組儲(chǔ)氣瓶的總?cè)莘e不宜大于4m3，且瓶數(shù)不宜大于60個(gè)。在城市建成區(qū)內(nèi)總?cè)莘e不應(yīng)超過16m3。

小容積儲(chǔ)氣瓶應(yīng)固定在獨(dú)立支架上，臥式存放，便于布置管道及閥件，方便操作保養(yǎng)，易于外排除積液。根據(jù)安裝、檢修、保養(yǎng)、操作等工作需要，臥式瓶組限寬為1個(gè)儲(chǔ)氣瓶的長(zhǎng)度，限高1．6m，限長(zhǎng)5．5m。同組儲(chǔ)氣瓶之間凈距離不應(yīng)小于0．03m，儲(chǔ)氣瓶組間距不應(yīng)小于1．5m。
儲(chǔ)氣井的設(shè)計(jì)、建造和檢驗(yàn)應(yīng)符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高壓氣地下儲(chǔ)氣井》SY／T6535的有關(guān)規(guī)定。儲(chǔ)氣井的建造應(yīng)由具有天然氣鉆井資質(zhì)的單位進(jìn)行。

加氣站的儲(chǔ)氣瓶(儲(chǔ)氣井)間宜采用開敞式或半開敞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，有利于可燃?xì)怏w擴(kuò)散和通風(fēng)，并增大建筑物的泄壓比，屋面應(yīng)采用非燃燒輕質(zhì)材料制作。儲(chǔ)氣瓶組(儲(chǔ)氣井)與壓縮機(jī)、調(diào)壓器間、變酉己電間，在不能滿足相應(yīng)防火間距要求時(shí)，應(yīng)采用鋼筋混凝土防火隔墻隔開，隔墻頂部應(yīng)比儲(chǔ)氣瓶組(儲(chǔ)氣井)頂部高1m及以上，隔墻長(zhǎng)度應(yīng)為儲(chǔ)氣瓶組(儲(chǔ)氣井)總長(zhǎng)，并在兩端各加2m及以上，隔墻厚度不應(yīng)小于o．2m，可防止事故時(shí)相互影響。防火墻應(yīng)能抵抗一定的爆炸壓力。

3．天然氣質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)站天然氣的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《天然氣》GBl7820—1999中規(guī)定的Ⅱ類氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和壓縮機(jī)運(yùn)行要求的有關(guān)規(guī)定。增壓后進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置及出站的壓縮天然氣的質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮天然氣》GBl8047的規(guī)定。若進(jìn)入加氣站的天然氣硫化氫含量大于20ms／m3時(shí)，站內(nèi)應(yīng)設(shè)置脫硫裝置，脫硫塔設(shè)在壓縮機(jī)前可保護(hù)壓縮機(jī)組，選用雙塔輪換使用，有利于裝置運(yùn)行和維護(hù)。當(dāng)進(jìn)站天然氣需脫水處理時(shí)，脫水可在天然氣增壓前、增壓中或增壓后進(jìn)行，脫水裝置設(shè)雙塔。

4．設(shè)置安全保護(hù)裝置

在遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)的天然氣進(jìn)站管道上應(yīng)設(shè)緊急手動(dòng)截?cái)嚅y，一旦發(fā)生火災(zāi)或其他事故，自控系統(tǒng)失靈時(shí)，操作人員可靠近并關(guān)閉截?cái)嚅y，切斷氣源，防止事故擴(kuò)大。手動(dòng)緊急截?cái)嚅y的位置應(yīng)便于發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)切斷氣源。

鍺氣瓶組(儲(chǔ)氣井)進(jìn)氣總管上應(yīng)設(shè)安全閥及緊急放散管、壓力表及超壓報(bào)警器。每個(gè)儲(chǔ)氣瓶(井)出口應(yīng)設(shè)截止閥。以保證儲(chǔ)氣設(shè)備的安全運(yùn)行及發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)切斷氣源。為防止進(jìn)站加氣汽車控制失誤撞上儲(chǔ)氣設(shè)施造成事故，儲(chǔ)氣瓶組或儲(chǔ)氣井與站內(nèi)汽車通道相鄰一側(cè)，應(yīng)設(shè)安全防撞攔或采取其他防撞措施。

壓縮機(jī)出口與第一個(gè)截?cái)嚅y之間應(yīng)設(shè)安全閥，安全閥的泄放能力不應(yīng)小于壓縮機(jī)的安全泄放量；壓縮機(jī)進(jìn)、出口應(yīng)設(shè)高、低壓報(bào)警和高壓越限停機(jī)裝置；壓縮機(jī)組的冷卻系統(tǒng)應(yīng)設(shè)溫度報(bào)警及停車裝置；壓縮機(jī)組的潤(rùn)滑油系統(tǒng)應(yīng)設(shè)低壓報(bào)警及停機(jī)裝置。

加氣機(jī)應(yīng)設(shè)安全限壓裝置；加氣機(jī)的進(jìn)氣管道上宜設(shè)置防撞事故自動(dòng)切斷閥；加氣機(jī)的加氣軟管上應(yīng)設(shè)拉斷閥，拉斷閥在外力作用下分開后，兩端應(yīng)自行密封，當(dāng)加氣軟管內(nèi)的天然氣工作壓力為20MPa時(shí)，拉斷閥的分離拉力范圍宜為400-600N。加氣機(jī)附近應(yīng)設(shè)防撞柱(欄)，防止進(jìn)站汽車失控撞上加氣機(jī)。

加氣站內(nèi)的天然氣管道和儲(chǔ)氣瓶組應(yīng)設(shè)置泄壓保護(hù)裝置，以便迅速排放天然氣管道和儲(chǔ)氣瓶組中需泄放的天然氣。在儲(chǔ)氣瓶組事故時(shí)緊急排放的氣體，火災(zāi)或檢修設(shè)備時(shí)排放系統(tǒng)氣體，一次泄放量大于500m3(基準(zhǔn)狀態(tài))，很難予以回收，只能通過放散管迅速排放。壓縮機(jī)停機(jī)卸載的天然氣量，一般太于2m3(基準(zhǔn)狀態(tài))，并且泄放次數(shù)平均每小時(shí)2—3次以上，排放到專用回收罐較為妥當(dāng)。因?yàn)樘烊粴獗戎匦∮诳諝?，能很快擴(kuò)散，拆修儀表或加氣作業(yè)時(shí)一次泄放量小于2m3(基準(zhǔn)狀態(tài))的氣體可排人大氣。泄壓保護(hù)裝置應(yīng)采取防塞和防凍措施。

加氣站不同壓力級(jí)別系統(tǒng)的放散管宜分別設(shè)置，放散管管口應(yīng)高出設(shè)備平臺(tái)2m及以上，且應(yīng)高出所在地面5m及以上。

5．選擇適當(dāng)材質(zhì)的設(shè)備

增壓前的天然氣管道應(yīng)選用無(wú)縫鋼管，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《輸送流體用無(wú)縫鋼管》GB8163的有關(guān)規(guī)定。增壓后的天然氣管道應(yīng)選用高壓無(wú)縫鋼管，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》GB5310或《不銹鋼無(wú)縫鋼管》GB／T14976的有關(guān)規(guī)定。對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的室外架空管道選材還要考慮環(huán)境溫度的影響。由于天然氣內(nèi)含有硫化氫、二氧化碳、殘存凝析油等腐蝕性介質(zhì)，加氣站內(nèi)與壓縮天然氣接觸的所有設(shè)備、管道、管件、閥門、法蘭、墊片等的材質(zhì)應(yīng)具備抗腐蝕、耐老化等能力。

加氣站內(nèi)的所有設(shè)備、閥門、管道、管件的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)比最大工作壓力高10％，且在任何情況下不應(yīng)低于安全閥的起始工作壓力。

埋地管道防腐設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕控制工程設(shè)計(jì)規(guī)范》SY0007的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)采用最高級(jí)別防腐絕緣保護(hù)層。

6．控制和消除引火源

加氣站內(nèi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)范圍劃分應(yīng)按(汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156—2002確定。按照(爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)范》GB50058的規(guī)定，使用高于或等于相應(yīng)作業(yè)區(qū)域氣體級(jí)別的防爆電氣設(shè)備。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域慎用移動(dòng)式和便攜式電器，禁止私拉亂接，違章用電。

加氣站的站房和罩棚按建(構(gòu))筑物的防雷考慮，一般都采用避雷帶(網(wǎng))保護(hù)。天然氣儲(chǔ)氣瓶組必須進(jìn)行防雷接地，接地點(diǎn)不少于2處。儲(chǔ)氣瓶組、管道、法蘭及其他金屬附件均進(jìn)行電氣連接并接地。雷雨天氣應(yīng)停止加氣作業(yè)。

嚴(yán)格控制修理用火，嚴(yán)禁煙火和明火，防止摩擦撞擊打火，作業(yè)時(shí)不得使用電氣焊、割。

7．采取通風(fēng)措施

為了防止爆炸性混合物的形成，加氣站爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的房間應(yīng)采取通風(fēng)措施，以防止發(fā)生中毒和爆炸事故。采用自然通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)口總面積不應(yīng)小于300cm；／m·(地面)，通風(fēng)口不應(yīng)少于2個(gè)，且應(yīng)靠近可燃?xì)怏w易積聚的部位設(shè)置，盡可能均勻，不留死角，以便可燃?xì)怏w能夠迅速擴(kuò)散。對(duì)于可能泄漏天然氣的建筑物，以上排風(fēng)為主。采用強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)能力在工藝設(shè)備工作期間應(yīng)按每小時(shí)換氣15次計(jì)算，在工藝設(shè)備非工作期間應(yīng)按每小時(shí)換氣5次計(jì)算。

8．設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警裝置

為了能及時(shí)檢測(cè)到可燃?xì)怏w非正常超量泄漏，以便工作人員盡快進(jìn)行泄漏處理，防止或消除爆炸事故隱患，加氣站應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。壓縮天然氣儲(chǔ)氣瓶間(棚)、天然氣泵和壓縮機(jī)房(棚)等場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)器。報(bào)警器宜集中設(shè)置在控制室或值班室內(nèi)，操作人員能及時(shí)得到報(bào)警?？扇?xì)怏w檢測(cè)器和報(bào)警器的選用和安裝，應(yīng)符合國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3063的有關(guān)規(guī)定?？扇?xì)怏w檢測(cè)器報(bào)警(高限)設(shè)定值應(yīng)小于或等于可燃?xì)怏w爆炸下限濃度(WV)值的25％。

9．提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)

對(duì)于目前加氣站內(nèi)工作人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊的現(xiàn)象，應(yīng)加大安全培訓(xùn)和考核的力度，嚴(yán)格崗前培訓(xùn)、定期培訓(xùn)制度，并進(jìn)行考核。熟悉加氣站各類設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)等生產(chǎn)專業(yè)知識(shí)和操作規(guī)程，了解天然氣的火災(zāi)危險(xiǎn)性，掌握防火、滅火的基礎(chǔ)知識(shí)，提高處理突發(fā)事故的能力。