CNG加氣站安全隱患與評價研究

陳容（武漢中油壓縮天然氣有限公司，湖北　武漢 430024）

CNG加氣站安全隱患與評價研究

陳容（武漢中油壓縮天然氣有限公司，湖北武漢 430024）

針對CNG加氣站天然氣易燃、易爆、危險性極高等工作特點(diǎn)，首先從加氣站安全隱患方面著手，從加氣車、售氣車、儲氣井和壓縮機(jī)等四個方面詳細(xì)分析CNG加氣站安全運(yùn)行影響因素，隨后，根據(jù)相關(guān)影響安全因素建立評價體系，該套評價體系可以對影響加氣站運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定量評價，并給出影響權(quán)值，最后，根據(jù)評價結(jié)果，有針對性地提出預(yù)防措施和方案，應(yīng)從如下四個方面加強(qiáng)安全建設(shè)：加強(qiáng)安全監(jiān)管、加強(qiáng)加氣站布局合理性、提高管理水平以及完善安保系統(tǒng)，確保加氣站安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行。

CNG加氣站；安全隱患；評價體系

天然氣是CNG加氣站的工作介質(zhì)，其具有易燃、易爆等特點(diǎn)，爆炸極限范圍在5%～15%之間，當(dāng)天然氣在爆炸極限范圍內(nèi)遇到火源會發(fā)生爆炸，事故非常嚴(yán)重，屬甲類危險氣體。加氣站工作運(yùn)行過程中，天然氣在高壓條件下經(jīng)過壓縮、脫水、加氣工藝流程運(yùn)行作業(yè)，并且CNG加氣站一般建立在車流量較大、人口較多的城鎮(zhèn)上，無形中給生活在周邊的人們帶來了巨大的安全隱患，在確保CNG加氣站安全、平穩(wěn)運(yùn)行的同時，加強(qiáng)CNG安全隱患分析與研究顯得十分重要［1-3］。建立加氣站安全評價體系，針對具體的運(yùn)行情況，制定相應(yīng)的防范措施顯得迫在眉睫。

1　CNG加氣站安全隱患來源

1.1加氣車

（1）目前最常用的儲氣瓶有兩種，分別是鋼質(zhì)氣瓶（CNG-1）和金屬內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶（CNG-2）。倘若儲氣瓶材質(zhì)較差，在加氣站運(yùn)行過程中會發(fā)生碰撞、腐蝕等現(xiàn)象，可能因承受不了高壓而發(fā)生爆炸事件。

（2）在連接各條管路的連接件應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，如果連接件連接不牢，因?yàn)檫\(yùn)行發(fā)生振動而松動，導(dǎo)致CNG中高壓氣流自動破裂卸壓泄漏天然氣［2-3］。一般來講，儲氣瓶置于后備箱或置于乘客箱后部，天然氣泄漏達(dá)到爆炸極限，由于空間小，接觸明火將發(fā)生爆炸。

1.2售氣車

（1）售氣機(jī)接頭一般采取卡套連接，工作壓力一般在20～25MPa范圍內(nèi)，因?yàn)槭蹥廛嚱宇^較多，機(jī)內(nèi)部空間較小，發(fā)生漏氣的概率相對其他設(shè)備要高，倘若機(jī)內(nèi)發(fā)生泄漏，導(dǎo)致機(jī)內(nèi)壓力異常升高，帶來發(fā)生爆炸的危險［3-4］。

（2）售氣機(jī)的拉斷閥是一種預(yù)防裝置，在加氣過程中軟管發(fā)生斷裂時可以采用拉斷閥防止大量天然氣泄漏。如果駕駛員在加氣未進(jìn)行完畢、便啟動汽車離開，拉斷閥將自動斷開并采取封閉處理；當(dāng)拉斷閥工作失效，這時加氣軟管將被拉壞、拉斷，天然氣將從破裂的軟管裂口向四周泄漏，發(fā)生天然氣泄漏事件，一般這種事件主要發(fā)生在司機(jī)未下車或者注意力不集中，加氣工作應(yīng)提高警惕。

（3）售氣機(jī)還有1個關(guān)鍵部件電磁閥，在發(fā)生意外事件時，會主動截?cái)鄽饬鞯墓δ?。但?dāng)電磁閥在工作過程中，應(yīng)該保持閥內(nèi)無污染物、無結(jié)冰現(xiàn)象，否則電磁閥將不能閉合。在異常的條件下直充，會使售氣機(jī)計(jì)量出現(xiàn)問題，嚴(yán)重時限壓功能失效而發(fā)生危險。

1.3儲氣井

目前，采用儲氣井儲氣比較普遍。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)劃分，儲氣井屬于Ⅲ類壓力容器，同時也是CNG加氣站危險發(fā)生的主要來源。發(fā)生事故主要是由于筒體上串、地下井體天然氣泄漏和井管爆裂等原因。筒體上串主要是由于井筒與井壁間的環(huán)形空間封固質(zhì)量差而引起的；管件連接處螺紋不牢、管壁裂紋、穿孔等會發(fā)生地下井體天然氣泄漏危險；在加氣站日常工作中，井管長期使用未經(jīng)替換、維修發(fā)生腐蝕、“氫脆”事故而發(fā)生危險，同時固井質(zhì)量未達(dá)標(biāo)，在運(yùn)行高壓條件下井筒會竄出地面，發(fā)生危險［2-3］。

1.4壓縮機(jī)

（1）壓縮機(jī)組安裝設(shè)置地基下沉、基礎(chǔ)澆筑質(zhì)量不好，以及附屬設(shè)備、配管材質(zhì)不達(dá)標(biāo)都會給壓縮機(jī)運(yùn)行帶來障礙，導(dǎo)致附屬設(shè)備、裝置、管段發(fā)生劇烈振動，連接處出現(xiàn)松動發(fā)生氣體泄漏，造成危險。

（2）冷卻水管路中有天然氣竄入，或者氣管路有冷卻水竄入，都會發(fā)生爆裂危險。當(dāng)換熱管與連接管板處發(fā)生裂紋，導(dǎo)致天然氣竄入冷卻水系統(tǒng)，有可能發(fā)生冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障；或者氣管路有冷卻水竄入，壓縮機(jī)會受到較大的液擊，使得附屬氣閥、管線發(fā)生破裂變形，影響壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)［1-3］。

（3）冷卻水含有的鈣、鎂離子，在流經(jīng)冷卻器換熱管時，未及時將過剩的鈣、鎂離子進(jìn)行軟化處理，會附著在管壁形成結(jié)垢物，堵塞流經(jīng)通道，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率低下，壓縮機(jī)氣缸進(jìn)排氣頻率加快，附屬器件運(yùn)行壽命降低。如果灰塵、雜物進(jìn)入開式空冷器，未經(jīng)及時清除，可能會導(dǎo)致水箱、冷卻水管線、壓縮機(jī)冷卻器殼程、換熱管內(nèi)壁表面附著雜基，降低換熱效果。

（4）附屬設(shè)備、電器及電纜管線破損、連接處松動，均為影響防爆功能，導(dǎo)致天然氣泄漏產(chǎn)生火花，造成危險。

2　CNG加氣站安全評價體系

2.1評價指標(biāo)

根據(jù)目前CNG加氣站工作運(yùn)行流程，影響CNG加氣站安全故障主要因素有甲烷氣質(zhì)問題、設(shè)備材質(zhì)、施工質(zhì)量、加氣站布局、員工綜合素質(zhì)、管理技能、環(huán)境保護(hù)以及其他方面的因素。將以上主要因素進(jìn)行展開，構(gòu)建加氣站安全評價指標(biāo)體系，由此，CNG加氣站安全評價指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1　CNG加氣站安全評價體系

2.2評語集

根據(jù)相關(guān)安全評價研究，將CNG加氣站的安全等級劃分為5類，建立評語集為C=｛安全，較安全，一般，較危險，危險｝，CNG加氣站安全等級及值域如見表1所示［4］。

表1　CNG加氣站安全等級及值域

2.3各指標(biāo)權(quán)值

假設(shè)評價指標(biāo)體系中有m個影響因素，m個影響因素集合U=｛u1，u2，…ur…um｝。n個專家進(jìn)行各項(xiàng)打分，因此，集合P=｛p1，p2，…pr…pn｝。任意一個影響指標(biāo)ui，專家綜合給出的值域?yàn)椋踑1i，b1i］，［a2i，b2i］，［a3i，b3i］，…［ari，bri］…［ani，bni］，根據(jù)評價體系原則，對集合中每個指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并給出值域，采用集值統(tǒng)計(jì)法確定各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)值。

3防范CNG加氣站事故措施

（1）安全監(jiān)控需加強(qiáng)［4-5］。預(yù)防CNG加氣站事故的有效方法是加強(qiáng)安全監(jiān)控。監(jiān)控主要內(nèi)容包括①對運(yùn)行過程中氣質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，即實(shí)時監(jiān)控運(yùn)行過程中天然氣壓力、溫度、濃度，含硫量、含水量等；②對附屬儀器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，即實(shí)時監(jiān)控各環(huán)節(jié)儀器、設(shè)備、附件腐蝕度、管線有無裂痕等。

（2）布局的安全性、科學(xué)性。設(shè)計(jì)CNG加氣站以及布局上應(yīng)充分考慮合理性、科學(xué)性、安全性。①總體布局上，加氣站位置不能僅僅考慮加氣的便捷性，更多地是要考慮加氣站通風(fēng)性。②加氣站內(nèi)部布局上，壓縮、儲氣、售氣系統(tǒng)各自的防火間距及與四周建筑的防火間距應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）提高人事管理水平。根據(jù)石油化工行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，根據(jù)加氣站運(yùn)行情況，制定合理、可靠的安全管理辦法以及操作流程，并加強(qiáng)員工職業(yè)水平的培訓(xùn)，提高管理技能。

（4）完善安保系統(tǒng)。CNG加氣站內(nèi)設(shè)安全保護(hù)系統(tǒng)，預(yù)防和避免潛在安全事故發(fā)生。

［1］張琳.CNG加氣站安全評價方法及應(yīng)用研究［D］.成都:西南石油大學(xué)，2007.

［2］譚金會，何太碧，楊菡，等.CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險評價的關(guān)鍵問題［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（11）:117-120.

［3］陳杰，李求進(jìn)，吳宗之.100起CNG加氣站事故的統(tǒng)計(jì)分析及對策研究［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2009，5（1）:71-75.

［4］何太碧，黃海波，朱小華，等.CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險評價指標(biāo)體系［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（4）:118-119.

［5］龐建軍，楊志波.汽車加油加氣站爆炸原因分析及預(yù)防措施［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2008，34（6）:26-27.

陳容（1988-），女，湖北省荊州市人，2009年畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程學(xué)院油氣儲運(yùn)專業(yè)，從事壓縮天然氣加氣站安全管理。