CNG汽车加气站火灾危险性分析与预防

    随着汽车工业的不断发展和车辆保有量的增加，汽车尾气的排放对大气环境的污染也进一步加剧。随着天然气资源的开发利用，为改善汽油、柴油燃烧后对环境造成的污染，压缩天然气(CNG)汽车得到了广泛的推广和应用，压缩天然气(CNG)汽车加气站也随之建立，以满足天然气汽车燃料的需要。然而，天然气具有火灾爆炸危险性，尤其是高压运载与储存、油气双燃料站等安全技术问题，必须引起高度重视。
        一、CNG汽车加气站的工作原理及类型
        1．压缩天然气加气站的工作原理
        加气站的工作原理是将通过管线输送到加气站的天然气，先进行净化处理，再通过压缩系统使其压力达到25MPa，最后由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。压缩天然气加气站通常由六个系统组成，即调压计量系统，净化干燥系统，气体压缩系统，气体储存系统，设备控制系统和售气系统。
        2．类型
        压缩天然气汽车加气站按其使用功能，通常分为：天然气汽车加气站，油气混加站，子、母加气站等几种形式。单一的天然气加气站只能为汽车加天然气燃料，油气混加站可加注油、气两种燃料。子母站设计，母站是与输气管道相连的站，在母站内完成天然气的净化、压缩等主要工作，天然气被增压至25MPa，给气瓶或气瓶拖车充气；子站不需要连接供气管线，依靠母站来的气瓶拖车供气；子、母站都可以完成给汽车加气的工作。子、母加气站式节省建站资金和土地，有利于母站集中净化，子站的火灾危险性较低，可建在交通枢纽附近，便于使用。    从设备结构上来分，加气站可分为开放式结构和撬装式结构。开放式结构是将加气站所有设备安装在厂房内，按工艺流程高低压管道和各种阀门将这些设备组装起来，形成一个开环工艺系统；撬装式结构是将加气站的主要设备(净化、压缩、冷却、控制、储气等)集中在一个撬装的底座上，形成一个可闭环控制的整体设备系统。从安全性上讲，撬装式结构要优于开放式结构。
        二、CNG汽车加气站的火灾危险性分析
        1．天然气具有危险性
        天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体，甲类火灾危险性，爆炸极限为5％-15％  (V／V)，最小点火能量仅为0．28mJ，燃烧速度快，燃烧热值高(平均热值为33440kJ／m3)，对空气的比重为0．55，扩散系数为0．196，极易燃烧、爆炸，并且扩散能力强，火势蔓延迅速，一旦发生火灾难以施救。
        2．泄漏引发事故
        站内工艺过程处于高压状态，工艺设备容易造成泄漏，气体外泄可能发生地点很多，管道焊缝、阀门、法兰盘、气瓶、压缩机、干燥器、回收罐、过滤罐等都有可能发生泄漏；当压缩天然气管道被拉脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机时会造成天然气大量泄漏。泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。1995年9月29日，四川自贡富顺华油公司压缩天然气加气站因钢瓶泄漏燃烧发生爆炸，造成重大经济损失和人员伤亡事故。
        3．高压运行危险性大
        压缩天然气加气站技术要求充装站的压缩机必须加压至25MPa以上，才能将天然气压缩到钢瓶内，这是目前国内可燃气体的最高压力贮存容器。若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求，稍有疏忽，便可发生爆炸或火灾事故。1995年10月7日，四川省遂宁市压缩天然气加气站因钢瓶质量问题发生喷射燃烧，火焰柱高达20余米，造成直接经济损失18万余元。
        系统高压运行容易发生超压，系统压力超过了其能够承受的许用压力，最终超过设备及配件的强度极限而爆炸或局部炸裂。
        4．天然气质量差带来危险
        在天然气中的游离水未脱净的情况下，积水中的硫化氢容易引起钢瓶腐蚀。从理论上讲，硫化氢的水溶液在高压状态下对钢瓶或容器的腐蚀，比在4MPa以下的管网中进行得更快、更容易。从以往事故被炸裂钢瓶的检查情况看，瓶内积存伴有刺鼻气味的黑水，有的达到了2．5-5kg，其中积水里的硫化氢含量超过了8．083mg／L。1995年8月12日，四川绵阳地方天然气公司压缩天然气加气站，因脱水工序处理不净，在给钢瓶充气时而发生爆炸并起火成灾。
        5．存在多种引火源
        商业性汽车加气站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道之侧，周围环境较复杂，受外部点火源的威胁较大，如邻近建筑烟囱的飞火，邻近建筑的火灾，频繁出入的车辆，人为带人的烟火、打火机火焰、手机电磁火花、穿钉鞋摩擦、撞击火花、化纤服装穿脱产生的静电火花，燃放鞭炮的散落火星，雷击等，均可成为加气站火灾的点火源。
        操作中也存在多种引火源，加气站设备控制系统是对站内各种设备实施手动或自动控制的系统，潜在着电气火花；售气系统工作时，天然气在管道中高速流动，易产生静电火源；操作中使用工具不当，或因不慎造成的摩擦、撞击火花等。
        6．安全培训不规范
        新建CNG加气站的操作人员因不熟悉CNG新技术和未经过必要的培训就上岗操作，或没有定期复训，容易出现违章作业或违反安全操作规程，对安全知识尤其是消防知识知之甚少，不能及时发现火灾隐患和没有处理突发事故的能力。随着燃气行业多种经营体制的发展，部分经营不规范的中小型企业，严重忽视操作人员的业务培训。
        三、CNG汽车加气站的火灾预防
        1．防火间距符合要求
        压缩天然气加气站内压缩机组和贮气瓶组与周围建、构筑物等的防火间距，不应小于(汽车加油加气站设计与施工规范)GB50156-2002的规定。加气站内的总平面布置应按照(建筑设计防火规范》和《城市燃气设计规范》进行，除储气瓶(储气井)、生产建筑和必要的辅助设施外，不宜布置其他建筑。加气站生产、办公室应分区设置。加气站区内的储气瓶组(储气井)、压缩机间、调压间、加气机等应有明显分隔，并符合规范规定的间距。