CNG加氣站運(yùn)行中的安全隱患與防范措施

顏錄通

（無(wú)錫華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰?，江蘇 無(wú)錫 214024）

0 引言

CNG加氣站的工作介質(zhì)是天然氣。天然氣是易燃易爆氣體，屬甲類危險(xiǎn)氣體，爆炸極限為5%～15%，在此范圍內(nèi)遇見(jiàn)火源就會(huì)發(fā)生爆炸。在加氣站工藝流程中，除調(diào)壓計(jì)量外從天然氣壓縮、脫水到最后的加氣各流程都在高壓條件下作業(yè)，且CNG加氣站又大多建立在人口稠密的城鎮(zhèn)和車流量大的交通樞紐地區(qū)。為確保CNG加氣站的安全運(yùn)行，須認(rèn)真分析存在的安全隱患并采取相應(yīng)的防范措施。

1 安全隱患分析

1.1 加氣車

1）儲(chǔ)氣瓶。目前最常用的儲(chǔ)氣瓶有鋼質(zhì)氣瓶（CNG-1）和金屬內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶（CNG-2）兩種。如果氣瓶制造質(zhì)量不好，使用過(guò)程中瓶體發(fā)生嚴(yán)重腐蝕或嚴(yán)重碰撞造成瓶體缺陷而又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則有可能因承受不住壓力而爆炸［1-2］。

2）連接件。儲(chǔ)氣瓶連接管路的接頭因振動(dòng)等原因松動(dòng)，或因超量充裝CNG導(dǎo)致保護(hù)裝置自動(dòng)破裂卸壓都會(huì)大量漏氣。對(duì)于小型加氣車，儲(chǔ)氣瓶一般置于后備箱或直接安裝在乘客箱后部，箱體空間小，一旦天然氣泄漏達(dá)到爆炸極限，遇火源就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。

1.2 售氣機(jī)

1）接頭。售氣機(jī)接頭多，采用卡套連接，工作壓力很高，范圍通常為20～25 MPa，漏氣的幾率相對(duì)加氣站其他設(shè)備要高。售氣機(jī)內(nèi)部空間較小，一旦漏氣就會(huì)被迅速充滿并使機(jī)內(nèi)壓力升高帶來(lái)危害。某加氣站曾出現(xiàn)過(guò)接頭卡套開(kāi)裂，泄漏出大量天然氣將售氣機(jī)兩側(cè)蓋板沖脫飛出的事故。

2）拉斷閥。售氣機(jī)的拉斷閥可防止加氣軟管因意外情況斷裂發(fā)生天然氣大量外泄事故。如加氣車司機(jī)在加氣正在進(jìn)行、加氣槍頭未拔出時(shí)就啟動(dòng)汽車離開(kāi)，拉斷閥就會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)并自動(dòng)封閉兩個(gè)斷口。當(dāng)拉斷閥失效不能自動(dòng)分離時(shí)，如果司機(jī)未等槍頭拔出就將加氣車駛離，會(huì)發(fā)生售氣機(jī)加氣軟管被拉壞、加氣車上的氣管被拉斷等情況，此時(shí)加氣車和售氣機(jī)里的天然氣就會(huì)向外泄漏，這種情況主要出現(xiàn)在公交車加氣過(guò)程中，其原因主要是由于司機(jī)沒(méi)有下車或注意力不集中導(dǎo)致。

3）電磁閥。作為售氣機(jī)的1個(gè)關(guān)鍵部件，起到通過(guò)或截?cái)鄽饬鞯淖饔茫?dāng)電磁閥內(nèi)有雜質(zhì)或天然氣含水量超標(biāo)結(jié)冰時(shí)，電磁閥就不能正常閉合，一旦發(fā)生直充，即售氣機(jī)計(jì)量、限壓功能不起作用，天然氣氣瓶將出現(xiàn)超壓的危險(xiǎn)。

1.3 儲(chǔ)氣井

現(xiàn)在普遍采用儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣。儲(chǔ)氣井屬于Ⅲ類壓力容器，是加氣站的主要危險(xiǎn)源。儲(chǔ)氣井事故主要包括：

1）筒體上串。這種情況多數(shù)是因?yàn)榫才c井壁間的環(huán)形空間封固質(zhì)量差而引起的，筒體在高壓作用下，會(huì)發(fā)生彈性拉伸變形，而封固面的摩擦阻力不足以抵抗筒體彈性變形產(chǎn)生的作用力，井筒就會(huì)串出地面，造成儲(chǔ)氣井的天然氣進(jìn)出管路、放空管路發(fā)生變形，密封面被破壞，焊縫開(kāi)裂，大量高壓氣體噴出，如不及時(shí)處理，則會(huì)釀成重大事故。

2）地下井體天然氣泄漏。這種泄漏一般出現(xiàn)在螺紋連接處，當(dāng)管壁出現(xiàn)裂紋、穿孔時(shí)也會(huì)發(fā)生泄漏。

3）井管爆裂。井管在使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)楦g、“氫脆”現(xiàn)象而發(fā)生爆裂，若固井質(zhì)量達(dá)標(biāo)，爆裂后僅會(huì)發(fā)生氣體泄漏現(xiàn)象，若固井質(zhì)量未達(dá)標(biāo)，井筒會(huì)在高壓天然氣的作用下竄出地面，發(fā)生嚴(yán)重事故。

1.4 壓縮機(jī)

1）壓縮機(jī)振動(dòng)。壓縮機(jī)組基礎(chǔ)澆筑質(zhì)量不好或地基下沉，設(shè)備安裝、配管質(zhì)量不好都會(huì)造成壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)設(shè)備、管路的劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致管路連接件密封處氣體泄漏，甚至焊縫開(kāi)裂。

2）天然氣竄入冷卻水管路或冷卻水進(jìn)入氣管路。冷卻器中的換熱管與管板焊接處穿孔，換熱管受腐蝕穿孔會(huì)導(dǎo)致天然氣竄入冷卻水系統(tǒng)或冷卻水進(jìn)入氣管路中，如果天然氣竄入冷卻水系統(tǒng)有可能導(dǎo)致冷卻器、冷卻水管爆裂；如果冷卻水進(jìn)入氣管路則會(huì)造成壓縮機(jī)的液擊，使壓縮機(jī)的氣閥變形、破裂，直接損壞壓縮機(jī)，同時(shí)天然氣氣質(zhì)降低，水露點(diǎn)升高。

3）冷卻水系統(tǒng)故障。冷卻水中的鈣、鎂離子含量過(guò)高未經(jīng)軟化處理會(huì)在冷卻器換熱管表面結(jié)垢，影響換熱效果，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)氣缸進(jìn)排氣頻率升高，易損件使用壽命降低。開(kāi)式空冷器容易進(jìn)入灰塵、雜物，長(zhǎng)久下去水箱、冷卻水管路、壓縮機(jī)冷卻器殼程、換熱管表面存在大量淤泥，嚴(yán)重降低換熱效果。

4）電器設(shè)備及電纜故障。防爆電器防爆功能失效，電纜破損，電器與電纜接頭脫落、松動(dòng)可能產(chǎn)生電火花，釀成事故。

1.5 高壓脫水裝置

脫水裝置干燥塔屬于Ⅲ類壓力容器，在吸附作業(yè)時(shí)工作壓力高、溫度低，再生作業(yè)時(shí)工作溫度很高，壓力很低。處于長(zhǎng)期壓力溫度交變條件下的閥門(mén)、管接頭容易損壞、漏氣。一旦分子篩吸附能力降低未及時(shí)更換，天然氣含水量就會(huì)升高，加劇設(shè)備管路的腐蝕，造成管路冰堵，售氣機(jī)不能加氣或直充。

1.6 設(shè)備與管路

天然氣中的微量硫化氫、二氧化碳與水結(jié)合后生成的酸性物質(zhì)會(huì)對(duì)設(shè)備管路產(chǎn)生腐蝕；室外設(shè)備、管路受日曬雨淋的影響，如不進(jìn)行防護(hù)其表面會(huì)發(fā)生銹蝕。

1.7 安全管理

1）加氣站操作和維修人員未經(jīng)崗前培訓(xùn)，未取得特種作業(yè)人員操作許可證就上崗作業(yè)。

2）工作人員對(duì)進(jìn)站加氣用戶不進(jìn)行安檢。對(duì)加氣車加氣前后安全檢查走過(guò)場(chǎng)，對(duì)司乘人員不下車視而不見(jiàn)，對(duì)加氣車不關(guān)閉電源不制止等等。

3）工作人員對(duì)崗位工藝流程、設(shè)備工作原理和性能了解不夠，未熟練掌握崗位操作規(guī)程違規(guī)操作。如未穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品；設(shè)備加載/卸載、排污速度過(guò)快；未定時(shí)檢查設(shè)備工藝參數(shù)；壓縮機(jī)組排污時(shí)同時(shí)打開(kāi)幾只排污閥，致高壓側(cè)氣體串至低壓側(cè)的管路、容器和氣缸內(nèi)，造成設(shè)備、管路爆裂；壓力容器超溫超壓運(yùn)行未及時(shí)停機(jī)檢修；帶壓維修、電氣設(shè)備維修未切斷電源、維修時(shí)未掛警示牌、使用能產(chǎn)生火花的鐵器等工具進(jìn)行敲擊作業(yè)；設(shè)備維修動(dòng)火作業(yè)未按規(guī)定執(zhí)行等。

4）定時(shí)巡檢不認(rèn)真，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。設(shè)備發(fā)出異常聲響、異常振動(dòng)不注意，工藝參數(shù)異常變化不檢查，跑冒滴漏現(xiàn)象不及時(shí)處理，不檢查防雷、防靜電接地是否完好，電纜是否破損，接頭是否脫落等。

5）工作人員未掌握消防知識(shí)及應(yīng)急搶險(xiǎn)方法，甚至不會(huì)使用滅火器。

1.8 加氣站和加氣車存在多種火源隱患

主要分為：① 靜電。包括人體皮膚上的靜電、穿脫衣服時(shí)產(chǎn)生的靜電、氣體流動(dòng)產(chǎn)生的靜電；②摩擦火花。包括金屬與地面、金屬與金屬摩擦產(chǎn)生的火花；③ 電火花。電氣設(shè)備、電纜線損壞產(chǎn)生的火花，雷電產(chǎn)生的火花，加氣車上的電源產(chǎn)生的火花；④ 電磁火花。接打手機(jī)、使用電子設(shè)備產(chǎn)生的火花；⑤ 周邊環(huán)境產(chǎn)生的明火，如吸煙、煙花爆竹燃放產(chǎn)生的火源等。

2 防范措施

2.1 加氣車

1）鋼瓶應(yīng)選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，最好采用GB17258汽車用壓縮天然氣鋼瓶或GB24160車用壓縮天然氣鋼制內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶。鋼瓶應(yīng)定期校驗(yàn)。瓶體存在嚴(yán)重腐蝕、裂紋、鼓包、凹坑等缺陷的鋼瓶禁止使用。

2）CNG加氣站應(yīng)加強(qiáng)對(duì)加氣車輛加氣前后氣瓶的安全檢查。主要檢查鋼瓶外觀是否存在缺陷、固定是否牢靠，燃?xì)夤苈酚袩o(wú)松動(dòng)、有無(wú)漏氣，對(duì)存在上述現(xiàn)象的加氣車嚴(yán)禁加氣，嚴(yán)禁超壓充裝［3］。

3）加氣車司機(jī)應(yīng)保證做到加氣前車輛熄火，關(guān)閉加氣車所有電源，司乘人員下車；司乘人員不準(zhǔn)在加氣區(qū)域使用明火、接打通訊設(shè)備。同時(shí)司機(jī)應(yīng)掌握以下安全用氣知識(shí)：① 嚴(yán)禁在加氣車燃?xì)庀到y(tǒng)有故障和存在漏氣的情況下加氣或行駛；② 不得私自或請(qǐng)無(wú)資質(zhì)單位拆裝鋼瓶和燃?xì)夤苈罚虎?嚴(yán)禁用明火檢查燃?xì)庀到y(tǒng)是否漏氣；④ 氣瓶禁止與油脂、化學(xué)品、硬件等物質(zhì)接觸，嚴(yán)禁劃傷、磕碰、腐蝕和擠壓；⑤ 鋼瓶?jī)?nèi)天然氣不得用盡，需留0.1 MPa以上余壓；⑥ 加氣車發(fā)生交通事故后，須請(qǐng)有資質(zhì)的檢驗(yàn)單位對(duì)氣瓶、瓶閥及其他附件進(jìn)行檢查或者檢驗(yàn)，合格后方可加氣。

2.2 售氣機(jī)

1）定時(shí)查漏。用甲烷查漏儀或發(fā)泡劑對(duì)售氣機(jī)所有接頭進(jìn)行查漏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣點(diǎn)并予以修理，如采用發(fā)泡劑查漏應(yīng)用純棉布隨時(shí)將發(fā)泡劑擦除，以防管路生銹。另外，卡套的質(zhì)量很重要，質(zhì)量差的卡套密封效果不佳并容易開(kāi)裂。

2）拉斷閥定期保養(yǎng)。對(duì)拉斷閥定期維護(hù)保養(yǎng)，確保其功效，防止銹死。經(jīng)常檢查售氣機(jī)加氣軟管，發(fā)現(xiàn)表皮破損應(yīng)立即更換。

3）定期檢查干燥塔進(jìn)出壓差的變化，或用水分析儀檢測(cè)脫水后天然氣的水露點(diǎn)，以確定是否需要更換分子篩，確保脫水后的天然氣水露點(diǎn)滿足GB18047車用壓縮天然氣的規(guī)定［4］。隨時(shí)檢查售氣機(jī)是否有直充現(xiàn)象，如有表明電磁閥已失效，應(yīng)立即停止加氣，對(duì)電磁閥進(jìn)行修理，防止鋼瓶超壓充裝。

2.3 儲(chǔ)氣井

1）每日檢查儲(chǔ)氣井地面部分是否漏氣，有無(wú)腐蝕，管線有無(wú)變形，水泥地面有無(wú)突變，井身有無(wú)上冒或下沉現(xiàn)象。

2）對(duì)儲(chǔ)氣井進(jìn)行定期檢測(cè)，包括強(qiáng)度試壓、嚴(yán)密性試驗(yàn)、井體厚度監(jiān)測(cè)、井體腐蝕情況檢查等。

3）定期對(duì)儲(chǔ)氣井進(jìn)行排污，排污時(shí)井內(nèi)壓力不宜超過(guò)10 MPa。如果儲(chǔ)氣井就地排污，禁止在大霧或打雷時(shí)進(jìn)行排污作業(yè)。

2.4 壓縮機(jī)

1）建站時(shí)應(yīng)探明場(chǎng)地地質(zhì)情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件采取應(yīng)對(duì)措施，確?；A(chǔ)不會(huì)出現(xiàn)下沉、傾斜或開(kāi)裂。投運(yùn)前應(yīng)重新緊固設(shè)備的地腳螺母。運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定期檢查設(shè)備、管路有無(wú)劇烈振動(dòng)，如振動(dòng)嚴(yán)重，可采取增加支撐的方法解決。

2）定期檢查水冷卻系統(tǒng)。通過(guò)氣水分離器排污量、冷卻水水壓的變化可以判定水冷卻系統(tǒng)是否存在氣水互串現(xiàn)象，如果排污量突然增多、水壓突然升高，很可能出現(xiàn)了氣水互串，應(yīng)立即停機(jī)檢查。

3）定期檢查水質(zhì)，確保冷卻水潔凈。通過(guò)比對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)、出水溫差的變化，天然氣冷卻效果的變化來(lái)確定是否需要對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清洗。

4）定期檢查電纜功能。檢查電纜有無(wú)破損，電纜接頭有無(wú)松動(dòng)、脫落。對(duì)破損電纜應(yīng)立即停機(jī)更換，固定松動(dòng)、脫落的電纜接頭并用防爆膠泥包裹。

2.5 高壓脫水裝置

裝置再生泄壓時(shí)不能太快，以防壓降過(guò)大造成分子篩粉化降低吸附能力，同時(shí)對(duì)容器產(chǎn)生危害。此外，應(yīng)保證再生氣流暢通，再生溫度穩(wěn)定。設(shè)備操作人員應(yīng)定時(shí)巡檢，通過(guò)觀察壓力、溫度的變化判定設(shè)備運(yùn)行是否正常，及時(shí)排除故障。

2.6 定期巡檢設(shè)備及管路

定期對(duì)設(shè)備、管路、閥門(mén)等進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；定期檢查設(shè)備、管路有無(wú)天然氣泄漏，有無(wú)劇烈振動(dòng)，有無(wú)嚴(yán)重銹蝕；定期記錄運(yùn)行工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即查明原因并及時(shí)處理；定期對(duì)壓力容器、壓力管道、安全附件、燃?xì)鈭?bào)警器、防雷防靜電接地和消防器材進(jìn)行校驗(yàn)。

2.7 消除點(diǎn)火源

加氣站員工上班期間應(yīng)穿戴純棉工作服，穿鞋底不帶鐵釘?shù)男?；設(shè)備的泄壓、排污不宜過(guò)快，以防止管道內(nèi)靜電聚集；雷電天氣應(yīng)暫停加氣，特別是遇到直擊雷時(shí)，應(yīng)關(guān)閉加氣站所有電源，防止雷電破壞加氣站的用電設(shè)備。

2.8 加強(qiáng)員工安全教育培訓(xùn)

1）員工上崗前需經(jīng)單位三級(jí)安全教育培訓(xùn)，考核合格后方可上崗。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括：天然氣基本知識(shí)、加氣站工藝流程和危險(xiǎn)因素及應(yīng)急措施、崗位工作職責(zé)和操作規(guī)程、防火滅火知識(shí)、勞動(dòng)防護(hù)用品穿戴要求。工作過(guò)程中還應(yīng)定期組織員工進(jìn)行安全生產(chǎn)教育。

2）特種作業(yè)人員上崗前須經(jīng)培訓(xùn)并取得特種作業(yè)證以后才能從事相關(guān)作業(yè)，如壓力容器操作人員須取得壓力容器操作許可證，氣瓶充裝人員須取得氣瓶充裝許可證等。

3）定期組織工作人員進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)演練，使員工掌握消防器材的使用方法，提高面對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)急應(yīng)變能力。

2.9 加強(qiáng)安全監(jiān)管

加氣站單位領(lǐng)導(dǎo)和管理人員應(yīng)深入加氣站，對(duì)員工的作業(yè)行為進(jìn)行檢查，對(duì)違章指揮、違章作業(yè)、違反勞動(dòng)紀(jì)律的員工進(jìn)行教育和處罰，對(duì)遵章守紀(jì)的員工進(jìn)行表彰。

3 結(jié)束語(yǔ)

CNG加氣站作為高危作業(yè)場(chǎng)所，工作壓力高，介質(zhì)易燃易爆，安全工作是重中之重。各崗位工作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，做好自身工作，防止違章指揮、違章作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患，以確保加氣站安全、正常地運(yùn)行。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB17258-2011汽車用壓縮天然氣鋼瓶［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB24160－2009車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSGR0009-2009車用氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［S］.北京：新華出版社，2009.

［4］國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB18047-2000車用壓縮天然氣［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.