如何保证CNG加气站的运行安全.doc

如何确保CNG加气站的运行安全
一、加气站的安全综述
⒈安全是确保加气站正常运行的关键
天然气是一种可燃气体，在特定的条件下有发生爆炸的危险。在加气站系统运行过程中，天然气又总是处于高压状态，压力高达25Mpa。这种苛刻的条件，对系统设备的质量及四周环境，都提出了很高的要求。一旦发生不安全事故，必将对人民的生命财产造成重大损失，同时也会对天然气汽车产业的健康发展产生不良影响。关于气、柴油，液化石油气和CNG的混合加气站，移动式加气站等，安全防范措施的强化还必需提升一个等级。因此安全是确保CNG汽车加气站正常运行的关键，决不能有丝毫的松懈和大意。
⒉天然气是最安全的可燃气体
⑴天然气比空气轻
天然气密度为0.7kg/m3左右，对干空气的相对密度为0.58－0.62〔甲烷的含量不同该数值不尽相同〕，几乎是空气的一半，即使有泄漏，在空气中会迅速扩散，很难形成遇火燃烧的浓度，不易形成可燃性混合气体，也就不易发生火灾。
相比之下，汽油有很强的挥发性，极易和空气形成可燃性混合性气，遇微小火花即燃。因此，在汽车漏油后发生火灾是常见的事故。
⑵天然气的燃点高
天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点427℃高出223℃，显然遇火天然气比汽油更难于点燃。所以天然气比汽油更安全。
⑶天然气的爆炸极限高
相对空气的含量，天然气的爆炸极限是4.7%～15%，在自然环境中形成这一条件十分困难；而汽油的爆炸极限是1%～5%，天然气比汽油高达2.5～4.7倍，即在同样条件下天然气比汽油更难于爆炸了。
⑷压缩天然气释放时激烈吸热
压缩天然气释放过程是一个强吸热过程，当压缩天然气从容器或管路中泄漏时，泄孔四周会迅速形成一个低温区，甚至结冰，使天然气燃烧困难。
通过以上分析可知，天然气虽是可燃气体，但是只要掌握了它的物理特性，科学使用、规范操作就不会发生意外事故。
⒊CNG加气站是在完全封闭的条件下运行
在CNG加气站上，压缩天然气的生产、储存和加注都是在系统严格密封的条件下进行，泄漏的可能性很小。相反，加油站中汽油的储存和加注，虽是常压状态，但其油罐、油箱和加油枪并无严格的密封措施，皆与大气相通。由于汽油的高挥发性，尤其在汽车加油时，在油箱四周容易和空气形成可燃性混合气，遇火即燃，发生火灾。
⒋加气站的储气瓶组质量可靠
加气站的储气瓶虽然工作压力高达25Mpa，但在制造要求和质量确保上比汽油罐和汽油箱要严格的多。CNG储气瓶属于高压容器，它的制定制造必必需严格按照国家有关的压力容器标准进行，生产厂必必需取得制造许可证，每批产品必必需经过压力容器监检部门认可的十余种试验合格后方可出厂。
⒌施行证实CNG汽车系统是最安全的
依据国外报道，意大利在推广使用压缩天然气汽车的30年历史中，不曾发生过因压缩天然气而引起的任何伤亡事故。美国曾从1970年以后的汽车事故中抽样调查了1300起碰撞事故，没有一起爆炸事故与天然气系统有关。在180次车辆尾部碰撞事故中，也没有因储气瓶而产生过伤亡的纪录。这个安全指标覆盖面超过2400辆车，总行驶里程约3亿公里。荷兰在试验中以每小时70公里的速度碰撞被加压的储气瓶，容器未破坏。大量施行已经证实CNG汽车比汽油汽车安全。
⒍确保加气站安全的方法和途径
这在国内外的熟悉上是有差距的。国内是通过距离来确保安全的，国外先进国家则是用技术来保安全。这可从下面的标准比较中清楚的看出：

项       目         美国标准       新西兰标准      我国行业标准
⒈防火间距
明火花地点              ≮3m           ≮3m            30m
重要公共建筑            ≮3m           ≮           30m          
主要道路街道            ≮3m           ≮5m            20m
⒉站内设备安全距离*
压缩机房－低压配电间                                     5m
压缩机房－储气瓶棚                                       3m
低压配电间－储气瓶棚                                     5m
压缩机房－售气机棚       ≮3m            ≮4m           3m
低压配电间－售气机棚                     ≮4m            5m
调压系统－压缩机房                       ≮6m           
售气机棚－储气瓶棚       ≮1m           ≮           3m

*国外的指标中皆不包括建筑物，如房和棚，仅指设备与设备之间的直接距离，所以远远小于国标距离。

我们从四川等地所建的国产加气站可以见到，由于加气站的设备之间以及和四周的建筑物间的距离很长，占地面积很大；但从国外CNG加气站的多次视察中，却给我们留下了极为深入的印象，他们所建的加气站不但占地面积十分小，几乎没有建筑，设备全部露天放置。产生这一现象的原因，自然是由于国内工业基础相对落后，技术水平低，加之CNG汽车产业的发展滞后所造成的。现正在逐步发生变化。
⒎自动化程度较高的橇装式压缩机站是加气站的最正确选择
通过对国内外许多CNG加气站设备制造商的视察和调研，我们选择了美国安吉国际公司〔ANGI international ,LLC〕的加气站设备作为我们推广的样机。其中的橇装式压缩机站技术先进，自动化程度较高。经过几年的推广应用，我们认为该设备确实名不虚传，性能优异、安全可靠，是CNG加气站设备的理想选择。
二、安吉公司橇装站的安全监控和保护措施
设备与系统在制定以及制造过程中所采纳的安全措施，是确保CNG加气站安全运行的先决条件，加气站所选设备首先必必需满足安全可靠的基本要求。我们现就美国安吉公司橇装式压缩机站的安全监控系统和保护措施予以分析。
⒈橇装结构，使主要设备都集中在一个封闭的金属箱体〔类似集装箱〕中，该箱体具有防雨、降噪、和便于运输等优点，在发生危险时还具有隔爆作用。
⒉防爆制定，橇装内和售气机中所有电机、控制箱、阀门、仪表、管线等均采纳了防爆元器件和防爆措施。仅有电机起动器不防爆，但装在远离压缩机站的地方。
⒊集中排空系统，压缩机停机后滞留在系统中的气体；各气动阀门的回位气体；安全阀释放的气体；压缩机润滑系统所泄漏的气体；各级凝集过滤器所排出的气体；以及售气机软管中的剩余气体等，皆集中通过压缩机站顶部的排空系统，排放到大气中去〔部分在未超过安全压力之前，先进入回收罐〕。
⒋紧急关闭阀，在压缩机入口前，压缩机和气瓶组与售气机之间，安装了两组紧急自动关闭阀，在系统中多处安装了单向截止阀，一旦系统出现异常状况〔如局部泄漏使该处压力下降；管路或系统堵塞，造成压力升高，以及突然断电等〕，机组会自动关闭，确保天然气封闭在系统中，不会泄漏，也不会倒流。
⒌手动紧急制动阀〔ESD按钮〕，系统在压缩机站主控制屏上，橇装外墙壁上，以及售气机旁分别安装了三组手动紧急制动阀，一旦出现异常状况，自动控制系统未动作或者失灵时，可确保人工能及时切断电源和气路。
⒍强劲的风冷系统，可在橇装内产生8级以上的强风，确保机组运行时，即使系统有天然气泄漏，也会马上被排出到大气中，决不会产生爆炸的危险。
⒎橇装内天然气泄漏报警器，确保在停机时一旦有天然气泄漏可马上报警〔一般设定为天然气在空气中的含量等于爆炸下限的20%时〕。
⒏露天安装的橇装结构，即使出现一些泄漏也会马上扩散到空气中，可确保机组是安全的。
⒐安全阀，整个系统共设置了16个安全阀，分别确保压缩机各级出口压力、回收罐最高压力、储器瓶组压力、高压管路、以及售气机压力等关键环节不会超压，否则安全阀会自动泄压，确保系统安全。
⒑控制系统的重点在确保运行安全。在关键环节和重点部位都设置了各种传感器，以确保某部位出现异常，如压缩机入口压力过高、润滑油压过低、压缩机出口温度过高等，都可使控制系统及时感知，并马上紧急停机。
⒒计算机远程监控功能，可使管理人员在远离压缩机站的营业室，甚或公司的集中控制室里，即时发现加气站的工作异常状况，并采纳紧急措施。
⒓售气机的自动关闭阀，售气机加气软管和售气机之间采纳特别连接方式，如果司机忘记仓促开车，加气枪和软管被汽车带走时，该软管能自动和售气机脱开，并自动关闭出气管道，确保天然气不会泄漏。