壓縮天然氣加氣站的安全設計研究

伴隨人們生活水平的提高，車輛數量也逐漸增多，世界性的油價上漲使得石油供需矛盾愈加突出，買得起車加不起油的尷尬情況也越來越多。一直作為節能資源的天然氣則有效地緩解了這一矛盾，人們從天然氣身上看到清潔、高效、價格低廉等諸多優點，是天然氣迅速成為有車一族的新寵。天然氣加氣站也應運而生，因天然氣自身易燃易爆等特性，使壓縮天然氣加氣站在設計和建設上受到格外的重視，應采取措施將危險因素消滅在源頭。本文將對天然氣加氣站的安全設計提出合理化建議。

天然氣在石油供需矛盾激烈的時機，走入大眾視野，并憑靠自身優越性受到人們的青睞。不僅運用于汽車運行，做飯、生產等也同樣有天然氣的參與。需求產生，供給必須跟上，壓縮天然氣站便開始出現。如何保證天然氣站的安全及險情出現如何處理則是人們應面對的問題，這就要求在天然氣站的設計上加入更多安全要素，將危險幾率將至最低。

壓縮天然氣站的現行情況

壓縮天然氣的運用量增加使得天然氣站隨之增多，國家的調控對于天然氣的發展與推行來說是一個重大機遇。將有新增氣源加入輸送行列，原本各省份供氣不均問題會隨之得到解決。行業報告出具的數據顯示，到今年中旬，全國使用中的壓縮天然氣站將達285座，還有至少73座新的壓縮天然氣站將投入使用。這大大緩解了天然氣的供給壓力，被高價汽油所綁架的車主也可舒一口氣，且天然氣汽車市場也會成為新的投資熱門。

壓縮天然氣潛在的危險因素

1. 屬易燃易爆氣體：擁有化學常識的人都知道，天然氣的主要成分是甲烷，是一級可燃氣體，燃燒蔓延的速度很快，且會產生約38KJ/M3的高熱值。天然氣空氣密度小，因而在空氣中極易擴散，強大的擴散能力使得火勢極難控制，一旦著火很難撲救。天然氣也屬易爆炸氣體，如果濃度達到5%-15%，就會有爆炸危險，爆炸所帶來的后果是不堪設想的。

2. 有泄漏危險：天然氣對于壓縮工藝有很高要求，本身所處的高壓狀態就容易使設備發生泄漏，設備部件包括閥門、氣瓶、壓縮機、過濾罐等等，一旦其中一環出現問題，泄漏就不可避免。在加氣站內，如果缺少必要的保護措施，使得天然氣管道損毀或是加氣機受到撞擊破壞，都會發生泄漏。泄漏氣體遇到火源，會引起火災或爆炸，由此帶來的財產損失和人員傷亡都是不可估量的。

3. 質量不純有潛在危險：天然氣要加以運用必須保證脫水完全，因其組成部分除了甲烷，還有硫化氫等。而硫化氫對儲存天然氣的鋼瓶會有腐蝕作用，如果在高壓狀態下腐蝕速度會進一步加快。因而脫水工序必須嚴謹，從而保證天然氣的質量。

4. 壓縮技術缺少保障：壓縮天然氣對技術和設備都有很高要求，最基本的就是，壓縮機必須對天然氣施加25M Pa的壓力才能將其充入鋼瓶內，這種壓力要求屬國內最高，如若加壓設備達不到要求或是鋼瓶質量沒有保障，就會有巨大的安全隱患，一旦疏忽也會引來火災或爆炸的重大險情。

5. 引火源難把控：天然氣極易被點燃，火花或是靜電都可能成為點燃天然氣的引火源，存在把控難度。加氣站多建于交通主路旁側，環境復雜，加氣車主或是工作人員稍不留意就可能產生明火，遇天然氣后也會產生上述可怕后果。

設計天然氣站的注意事項

1. 安全儲存

儲存天然氣的儲氣瓶必須符合國家標準，同一規格的儲氣瓶更適合加氣站的要求，容積大、安全性高都是選擇標準。如果要使用小型儲氣瓶，則要控制容積和數量，容積不超過4立方米，個數則在60個之內。小型儲氣瓶需要平臥并在支架上固定好，儲氣瓶之間應保持至少3厘米的距離，組與組之間則要保持至少1.5米的距離。儲氣庫的建造也有很多要求，施工單位必須有天然氣鉆井資質，建造的儲氣庫要保證通風，在放置儲氣瓶組時，要保證防火間距或用墻體進行隔離，以免一處失火殃及其他瓶組，勢必將危險性降至最低。

2. 保證質量

壓縮天然氣的質量不僅影響天然氣站的安全，同樣對加氣車主來說也是一大安全隱患。壓縮天然氣的質量必須符合GB 18047—2000所規定的標準，含硫量不能超過20MG/M3，如果不能保證，那么在天然氣站內應設有脫硫裝置。在天然氣增壓的前、中、后全過程都要保證有脫水處理，以使壓縮天然氣達到最高純度。

3. 材質選用

參與天然氣壓縮、輸送的設備所用的材質也有相應標準。增壓前應使用無縫鋼管，增壓后要選用高壓無縫鋼管，前者要符合國家《輸送流體用無縫鋼管》GB8163的規定，后者要符合《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB5310的相關規定。這些鋼材必須能應對嚴寒酷暑的考驗，還要有耐腐蝕、抗老化的特性，只有具備這些特點的材質才能被應用到輸送天然氣管道的打造中。同樣儲氣瓶和天然氣泵也應具備這些素質，且要預留10%的空間，也就是超過安全值10個百分點來進行設備的加工和應用。

4. 報警系統

壓縮天然氣站應該設有檢測系統，一旦問題出現，能及時提醒工作人員進行處理。在放有儲氣瓶的儲氣室內、壓縮天然氣的機房還有放置天然氣泵的廠房等工作場地都要放入天然氣檢測器，出現非正常量泄漏，及時提醒。要經常查看檢測器，保證其一直處于正常工作狀態。在工作人員觸手可及的地方要安置報警器，以便及時報警處理險情。

5. 預防明火

整個加氣站要根據規定進行區域劃分，劃定出危險區域，進行相應防范。要設立防雷、防靜電的接地系統，將可能產生的電量和火花導入大地，并有效避免靜電累積帶來的雷擊傷害。輸送管道兩端采用金屬線連接，避免不良接觸產生的靜電。除了設備和區域方面的硬性防范，人為制造明火也不可忽視，要求工作人員在嚴格自律的同時做好加氣車主的監督，加氣站內及周圍區域嚴禁吸煙、燃放鞭炮等產生明火的行為，為站內安全保駕護航。

結束語

天然氣的運用勢不可擋，壓縮天然氣站的建設也在調控中穩步進行。在此過程中，必須將安全問題作為重中之重，這是所有天然氣站投建的保證。在天然氣站的建設中，建設者必須按照國家相關規定，做好天然氣的存放、運輸、壓縮工作，一步都不可有所疏漏。只有建立起安全的天然氣供給站，才能使人們在使用天然氣時減少顧慮，天然氣的發展之路也會更加暢通。

（作者單位：信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司）