浅析天然气加气子站危险有害因素分析及安全设施

    论文关键词:压缩天然气加气子站;环保节能新能源;危险有害因素分析;安全设施
    摘要:对压缩天然气加气子站的主要工艺技术特点、主要危险有害因素及安全设施设置情况进行了介绍与分析。
    车用压缩天然气(以下称CNG)是一种高质清洁型能源，是理想的环保燃料之一。压缩天然气加气子站主要设备设施一般为成套定型产品，而工艺上采用国内外较为先进的液压式工艺系统。
　　1、工艺流程
　　1.1工艺特点
    液压式压缩天然气加气子站的工艺系统主要由储气瓶拖车、子站撬体及加气机(加气机可置于子站撬体内，也可设于室外罩棚下的加气岛上)几个部分组成。其工艺特点是以自动控制的方式，运用成套定型专用设备，将特殊性质的液体以高压注人储气瓶拖车的CNG储气瓶中(储气设施工作压力约为25 MPa )，以便将CNG储气瓶中的CNG推出，再通过设有拉断阀的加气机(工作压力约为20MPa )，将CNG注入汽车储气罐内。
    该工艺系统具有设备集成化程度高、加气过程自动控制、占地面积小、安全可靠性高、安装维护简便、撬装结构灵活、便于移动、使用方便等特点。整套加气装置在运行时，除更换储气瓶拖车时由人工操作外，所有环节均由控制系统自动控制。
　　1.2流程简介
    首先，将储气瓶拖车停至站内固定停车位，并利用液压系统将储气瓶拖车框架顶升起(仰角10°左右)，为系统运行做好准备。然后，将储气瓶拖车固定停车位处管路与储气瓶拖车连接好，由系统自动控制打开换向阀组的相应气动阀门及储气瓶拖车上的第1个储气瓶的进出液阀门、输出CNG阀门，利用液压系统将高压液体注人储气瓶拖车上的第1个储气瓶内;其液压系统设有压力控制阀(压力范围一般为19.5~21.5 MPa )、压力传感器，当液压系统压力达到高限时，压力控制阀即停止向高压系统供液;当系统压力降至低限，液压系统重新开始工作;同时CNG被推出储气瓶，输至位子站撬体内的缓冲罐缓冲后，经带有拉断阀的加气机将CNG注入汽车储气罐内。当储气瓶拖车上的第1个储气瓶内大约95%的CNG被推出后，系统自动发出指令停止注液，并利用第1个储气瓶内的余压使高压液体返回位于子站撬体内的液体储槽中，同时由系统自动控制打开储气瓶拖车上的第2个储气瓶的相应阀门开始注液。同样的工作原理和过程直至将CNG储气瓶拖车上8个储气瓶依次排空后，返回其母站进行CNG的充装作业。
　　2、主要危险有害因素分析
    压缩天然气子站的主要危险有害因素为:易燃易爆、电危害、车辆伤害、中毒窒息等。
　　2.1易燃易爆
    a)储气瓶拖车、液压式CNG子站撬体等处。CNG属易燃气体，危险货物编号21007，火灾危险性分类为甲类，与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限5%一14%。储气瓶拖车、子站撬体、加气场地等处均存在有CNG，故火灾爆炸是压缩天然气子站的主要危险有害因素。储气瓶拖车上的CNG储气瓶、子站撬体内的缓冲罐和高压液体储槽等属压力容器，而连接储气瓶拖车、子站撬体、加气机的管道属压力管道，压力容器及压力管道最重要的参数是温度和压力，如发生安全阀、压力表失灵或泄漏、阀门外漏、法兰面之间泄漏、液压泵泄漏、设备材质质量不合格、焊接质量较差等原因造成CNG泄漏，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热、雷电或静电火花会引起燃烧爆炸，容易引发火灾爆炸等事故。此外，压力容器以及压力管道亦存在物理爆炸危险。爆炸能产生巨大的冲击波，其破坏力与杀伤力极大。
    CNG体积质量比空气小，如发生泄漏,CNG在子站撬体内部、罩棚下等处积聚，一旦遇明火、机械火星、静电火花、雷电、烟囱飞火等点火源，非常容易发生火灾爆炸。
    b)加气场地。加气场地是使用加气机专为以CNG为燃料的汽车加注CNG的作业区域。由于人员、车辆流动频繁，不安全因素较多，是加气站事故多发高发的危险场所。如:未熄火加气、机动车储气罐漏气、加气机漏气、电器故障、作业过程中因修车或机械碰撞产生火花、加气时泄漏、加气时流速过快积聚静电荷等均容易引发火灾爆炸事故。如加气站未设置防撞柱(栏)，车辆意外失控而撞毁CNG加气机，则会造成大量CNG泄漏，可能引发火灾爆炸。此外，加气场地也可能因外来加气车辆违章驾驶、路面沉积油污、路面积雪积冰，以及场地照明不好等原因造成建(构)筑物车辆及人员伤害或燃爆事故等。
    C)控制室、站房作为加气站必不可少的重要建筑物，其耐火等级和站内设施之间的防火距离是至关重要的。如有CNG窜人控制室、站房，遇到明火，随意吸烟，以及电气设备过载、短路、断线、接点松动、接触不良、绝缘下降等故障会产生电热和电火花，引燃CNG或周围可燃物，都有可能发生火灾或爆炸事故。
　　2.2电危害

    a)触电伤害。电气伤害事故以触电伤害最为常见，如果与加气设施配套的各类电气设施、电器开关、电缆敷设的接地或接零或屏护措施不完善、耐压强度低、耐腐蚀性差，都会造成漏电，导致触电伤人事故。
    b)静电危害。静电电荷产生的火花，是石油化工业发生火灾爆炸的一个根源。在设备内部，以及输送管线内都有产生静电电荷积累的可能性。尤其在CNG输送与付出等作业过程中，更容易产生静电火花引起火灾爆炸。如输送流速过快，以及无防静电设施或防静电设施未起作用和不按规定穿着防静电劳动保护护具等都极易产生静电，并积聚形成引爆(燃)源，或因其不能迅速泄放，其静电火花将导致火灾爆炸。
    c)雷击。建构筑物如防雷装置失效，在雷雨天存在着被雷击的危险。由于雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强的特点，一旦被雷电击中，不但可能损坏生产设备和设施，而且还会导致火灾和爆炸，造成人员伤亡事故。

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    根据危险有害因素分析，CNG有一定的毒性，且大量泄漏时会降低空气中的氧分压造成人体窒息。压缩天然气加气子站毒性物质一般在密闭管道内运行，正常作业情况下，作业场所的毒性物质污染较少。但有部分工序还需手工操作完成(如:更换储气瓶拖车、连接相关管线等)及各种原因引起的跑、冒、漏气等现象，可使作业场所受到一定的污染。GNG主要经呼吸道和皮肤进人体内，亦可经消化道进人。对人体的危害主要可引起呼吸道系统、神经系统、血液系统、消化系统、循环系统、泌尿系统等的损伤。
　　2.4车辆伤害
    当储气瓶拖车进站、汽车进站加气时，罩棚支柱、CNG加气机、站内设备设施和作业人员可能受到车辆的碰撞，造成财产损失和人员伤害。
　　3、安全设施设置情况
    通过分析可知，CNG加气子站的主要危险有害因素为火灾爆炸和中毒窒息，对此，其设置有相应的安全设施及防范措施，见表1。

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