CNG加氣站設備安全風險評價研究

趙蕾蕾+任星宇

摘要：隨著城市加氣站的數(shù)量越來越多，CNG汽車加氣站及設備的數(shù)量呈現(xiàn)直線上升的狀態(tài)，安全隱患也隨之增加，這使得對加氣站設備安全風險評價變得十分重要。設備的安全風險評價可以通過統(tǒng)計所有發(fā)生過事故的加氣站進行分析，利用廣義方差極小法對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行遴選，建立CNG加氣站設備安全風險評價指標體系通用層次模型。通過對模型分解，可以發(fā)現(xiàn)加氣站各大系統(tǒng)的安全性存在的缺陷，從而可以針對性地建立有關CNG加氣站設備安全風險評價指標體系及評價標準。

關鍵詞：CNG加氣站；設備安全；風險評價；爆炸危險區(qū)域；在線檢測

中圖分類號：U473文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）21-0004-02

由于在我國加氣站設備安全風險評價尚處于起步階段，因此目前我國建立起來的評價指標體系以及評級標準并不完善和成熟。近幾年，由于CNG加氣站發(fā)生了多起安全事故，國家科技部重點開展對CNG汽車加氣站安全性研究，為完善評價指標體系以及評級標準提供了有利的條件。本文主要分析研究了加氣站設備安全風險中存在的幾個比較嚴重的問題。

1加氣站安全事故表現(xiàn)形式及爆炸危險區(qū)域

1.1表現(xiàn)形式

如果加氣站發(fā)生安全事故，會導致爆炸、爆燃、泄漏、爆脫、環(huán)境性損傷、機件解體或飛濺、設備內腐蝕、設備外腐蝕等各種后果。很多事故都是由于天然氣的泄漏，當天然氣泄漏量達到爆炸極限，同時恰好遇到明火，就會造成更大的災害性事故。此時風險評價就體現(xiàn)出了自身的價值，它之所以非常關鍵是因為它可以預防和減少重特大事故的發(fā)生和蔓延，在2006年頒布的《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》（GB50156-2002），將爆炸危險區(qū)域的標準進行了劃分，只要能夠嚴格遵守該標準，加氣站的主動安全性以及被動安全性都是可以得到保障的，另外標準中還詳細地劃分了加氣機、儲氣瓶（井）、壓縮機組及相關法蘭、閥件發(fā)生爆炸的危險區(qū)域。

1.2爆炸危險區(qū)域劃分

實際情況是，2002年之后修建的加氣站有很大一部分是沒有遵照上述標準修建，導致劃分的爆炸危險區(qū)域非常不合理，安全距離也是遠遠不夠的，這在一定程度上加劇了加氣站的安全隱患，同時也沒有充分利用好有限的土地資源。因此在劃分CNG加氣機的爆炸危險區(qū)域時應遵照以下幾點原則：（1）將加氣機殼體的內部空間劃分作為1區(qū)；（2）以加氣機中心線為中心做一個圓柱形空間，該空間的高度要保證大于加氣機頂部0.5m，另外該圓柱底面的直徑為9m，這個圓柱形空間就是2區(qū)。如果CNG儲氣瓶組是用于室外以及棚內時，那么它在劃分爆炸危險區(qū)域時也不能太過隨意，它也需要遵照一定的規(guī)定：以放散管管口為中心，作一個半徑為3m的球形空間，從儲氣瓶組到殼體4.5m的空間都劃為2區(qū)。

2評價應考慮的關鍵系統(tǒng)及部件

由于加氣站設備安全風險評價體系是非常復雜的，不能盲目地發(fā)展，必須根據(jù)實際運行的情況進行重點發(fā)展同時又要規(guī)劃一個較為長久的發(fā)展計劃，評價的周期是以各系統(tǒng)、各部件的一個產品壽命的時間為標準。加氣站安全運行與設備的幾大組成系統(tǒng)都有著密切的聯(lián)系，但一般加氣站發(fā)生事故主要集中在儲氣設備、售氣設備、天然氣增壓設備，因此這幾個設備是評價系統(tǒng)的關鍵，如果能夠保證這幾個設備的安全性，那么加氣站發(fā)生事故的概率就會降低很多。同時，也要合理使用控制系統(tǒng)，它有一個監(jiān)控的功能，如果加氣站中的設備出現(xiàn)了溫度壓力偏大或者偏小，振動烈度不正常，潤滑油位偏低或偏高等瞬間，控制系統(tǒng)就會馬上運作起來，它會迅速關閉氣源跟電源，同時將壓縮機等運動設備立即關閉。另外，加氣站必須嚴禁攜帶易燃易爆物品，容易產生靜電的物品也不能攜帶。

3評價中容易忽略的危險因素

3.1氣質問題

通過采訪CNG汽車駕駛員和到公交公司咨詢以及將氣瓶送到氣瓶檢測站檢測之后發(fā)現(xiàn)，許多氣瓶報廢不是因為使用壽命已經結束，相當大一部分是因為內部腐蝕、積水導致雜質慢慢沉積或者脫硫的程度不夠導致了很多意想不到的理化反應，可能會讓氣瓶的瓶底變薄。另外還發(fā)現(xiàn)如果脫水不凈，CNG會出現(xiàn)節(jié)流制冷效應，導致高壓管線發(fā)生冰堵現(xiàn)象或者壓力上升，如果加氣站安裝了前置的除塵裝置，而裝置在正常運行后沒有徹底除塵，會堵塞高壓管或者閥門，這些都會造成安全隱患。

3.2在線檢測及報警系統(tǒng)

在線水分析儀、在線H2S檢測儀都是在線檢測設備常用設備。在大部分加氣站都已經配備了這兩種常用設備，但是它們的檢測記錄都不是很完整，氣質成分不是每一天都公布，另外一個比較嚴重的問題是很多加氣站報警系統(tǒng)都有所損壞，這不僅是設備上的問題，更在一定程度上反映出管理上的問題。

3.3輔助電加熱（保溫）、降溫及強制通風設備

在凈化設備循環(huán)再生過程中會發(fā)生節(jié)流制冷效應，因此如果天氣偏冷的時候，并且恰好天然氣本身帶有少量的水分，就會使天然氣馬上結冰，產生冰堵，增大了整個管道的壓力，安全隱患堪憂，要避免這種情況的發(fā)生可以在管件或者閥門處使用輔助電加熱或者保溫設計；另外氣體的壓力會隨著溫度的增大而上升，如果儲存瓶組在高溫地區(qū)下或者天氣下使用，應設置相應的降溫措施（最簡單的方法就是采用噴淋的方式），這樣不僅能夠有效提高儲氣的效率，同時又能使儲氣瓶組的最高儲氣壓力能夠滿足安全的要求。

天然氣的密度遠遠小于空氣，發(fā)生機械爆炸（如壓縮機機體爆裂、機件解體等）的概率非常低，如果能保證足夠的空間和良好的通風條件，完全可以消除發(fā)生惡性事故，

因此儲氣棚還必須具備通風系統(tǒng)，但對于儲氣井是例外。

4結語

在對加氣站設備進行安全風險評價時，首先應在評價指標體系及評價標準基礎上，嚴格劃分出爆炸的危險區(qū)域、核心系統(tǒng)及核心設備、容易發(fā)生損傷的設備，研究它們的安全可靠性以及它們的使用壽命、氣質、站外因素、不同的儲氣型式，這樣得到的評價結果才會是客觀公正的。在這個基礎才能真正獲得加氣站設備整體的安全風險水平，并對加氣站安全風險關鍵控制點進行分析和解剖，從而提出相應的安全風險削減措施，而這也將會是未來的發(fā)展方向。

參考文獻

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作者簡介：趙蕾蕾（1986-），女，遼寧海城人，山東中曼石油天然氣有限公司助理工程師，研究方向：CNG加氣站設備安全。