CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(shè)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(duì)加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)變得十分重要。設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可以通過統(tǒng)計(jì)所有發(fā)生過事故的加氣站進(jìn)行分析，利用廣義方差極小法對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遴選，建立CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系通用層次模型。通過對(duì)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(duì)性地建立有關(guān)CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：CNG加氣站；設(shè)備安全；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域；在線檢測(cè)

中圖分類號(hào)：U473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）21-0004-02

由于在我國(guó)加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)尚處于起步階段，因此目前我國(guó)建立起來的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)家科技部重點(diǎn)開展對(duì)CNG汽車加氣站安全性研究，為完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提供了有利的條件。本文主要分析研究了加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)中存在的幾個(gè)比較嚴(yán)重的問題。

1加氣站安全事故表現(xiàn)形式及爆炸危險(xiǎn)區(qū)域

1.1表現(xiàn)形式

如果加氣站發(fā)生安全事故，會(huì)導(dǎo)致爆炸、爆燃、泄漏、爆脫、環(huán)境性損傷、機(jī)件解體或飛濺、設(shè)備內(nèi)腐蝕、設(shè)備外腐蝕等各種后果。很多事故都是由于天然氣的泄漏，當(dāng)天然氣泄漏量達(dá)到爆炸極限，同時(shí)恰好遇到明火，就會(huì)造成更大的災(zāi)害性事故。此時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就體現(xiàn)出了自身的價(jià)值，它之所以非常關(guān)鍵是因?yàn)樗梢灶A(yù)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(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（GB50156-2002），將爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了劃分，只要能夠嚴(yán)格遵守該標(biāo)準(zhǔn)，加氣站的主動(dòng)安全性以及被動(dòng)安全性都是可以得到保障的，另外標(biāo)準(zhǔn)中還詳細(xì)地劃分了加氣機(jī)、儲(chǔ)氣瓶（井）、壓縮機(jī)組及相關(guān)法蘭、閥件發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域。

1.2爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分

實(shí)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(biāo)準(zhǔn)修建，導(dǎo)致劃分的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域非常不合理，安全距離也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這在一定程度上加劇了加氣站的安全隱患，同時(shí)也沒有充分利用好有限的土地資源。因此在劃分CNG加氣機(jī)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)應(yīng)遵照以下幾點(diǎn)原則：（1）將加氣機(jī)殼體的內(nèi)部空間劃分作為1區(qū)；（2）以加氣機(jī)中心線為中心做一個(gè)圓柱形空間，該空間的高度要保證大于加氣機(jī)頂部0.5m，另外該圓柱底面的直徑為9m，這個(gè)圓柱形空間就是2區(qū)。如果CNG儲(chǔ)氣瓶組是用于室外以及棚內(nèi)時(shí)，那么它在劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)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(gè)半徑為3m的球形空間，從儲(chǔ)氣瓶組到殼體4.5m的空間都劃為2區(qū)。

2評(píng)價(jià)應(yīng)考慮的關(guān)鍵系統(tǒng)及部件

由于加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系是非常復(fù)雜的，不能盲目地發(fā)展，必須根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展同時(shí)又要規(guī)劃一個(gè)較為長(zhǎng)久的發(fā)展計(jì)劃，評(píng)價(jià)的周期是以各系統(tǒng)、各部件的一個(gè)產(chǎn)品壽命的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)。加氣站安全運(yùn)行與設(shè)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(chǔ)氣設(shè)備、售氣設(shè)備、天然氣增壓設(shè)備，因此這幾個(gè)設(shè)備是評(píng)價(jià)系統(tǒng)的關(guān)鍵，如果能夠保證這幾個(gè)設(shè)備的安全性，那么加氣站發(fā)生事故的概率就會(huì)降低很多。同時(shí)，也要合理使用控制系統(tǒng)，它有一個(gè)監(jiān)控的功能，如果加氣站中的設(shè)備出現(xiàn)了溫度壓力偏大或者偏小，振動(dòng)烈度不正常，潤(rùn)滑油位偏低或偏高等瞬間，控制系統(tǒng)就會(huì)馬上運(yùn)作起來，它會(huì)迅速關(guān)閉氣源跟電源，同時(shí)將壓縮機(jī)等運(yùn)動(dòng)設(shè)備立即關(guān)閉。另外，加氣站必須嚴(yán)禁攜帶易燃易爆物品，容易產(chǎn)生靜電的物品也不能攜帶。

3評(píng)價(jià)中容易忽略的危險(xiǎn)因素

3.1氣質(zhì)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(cè)站檢測(cè)之后發(fā)現(xiàn)，許多氣瓶報(bào)廢不是因?yàn)槭褂脡勖呀?jīng)結(jié)束，相當(dāng)大一部分是因?yàn)閮?nèi)部腐蝕、積水導(dǎo)致雜質(zhì)慢慢沉積或者脫硫的程度不夠?qū)е铝撕芏嘁庀氩坏降睦砘磻?yīng)，可能會(huì)讓氣瓶的瓶底變薄。另外還發(fā)現(xiàn)如果脫水不凈，CNG會(huì)出現(xiàn)節(jié)流制冷效應(yīng)，導(dǎo)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(yùn)行后沒有徹底除塵，會(huì)堵塞高壓管或者閥門，這些都會(huì)造成安全隱患。

3.2在線檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)

在線水分析儀、在線H2S檢測(cè)儀都是在線檢測(cè)設(shè)備常用設(shè)備。在大部分加氣站都已經(jīng)配備了這兩種常用設(shè)備，但是它們的檢測(cè)記錄都不是很完整，氣質(zhì)成分不是每一天都公布，另外一個(gè)比較嚴(yán)重的問題是很多加氣站報(bào)警系統(tǒng)都有所損壞，這不僅是設(shè)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(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備

在凈化設(shè)備循環(huán)再生過程中會(huì)發(fā)生節(jié)流制冷效應(yīng)，因此如果天氣偏冷的時(shí)候，并且恰好天然氣本身帶有少量的水分，就會(huì)使天然氣馬上結(jié)冰，產(chǎn)生冰堵，增大了整個(gè)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(shè)計(jì)；另外氣體的壓力會(huì)隨著溫度的增大而上升，如果儲(chǔ)存瓶組在高溫地區(qū)下或者天氣下使用，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的降溫措施（最簡(jiǎn)單的方法就是采用噴淋的方式），這樣不僅能夠有效提高儲(chǔ)氣的效率，同時(shí)又能使儲(chǔ)氣瓶組的最高儲(chǔ)氣壓力能夠滿足安全的要求。

天然氣的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣，發(fā)生機(jī)械爆炸（如壓縮機(jī)機(jī)體爆裂、機(jī)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(fēng)條件，完全可以消除發(fā)生惡性事故，

因此儲(chǔ)氣棚還必須具備通風(fēng)系統(tǒng)，但對(duì)于儲(chǔ)氣井是例外。

4結(jié)語(yǔ)

在對(duì)加氣站設(shè)備進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，首先應(yīng)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，嚴(yán)格劃分出爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域、核心系統(tǒng)及核心設(shè)備、容易發(fā)生損傷的設(shè)備，研究它們的安全可靠性以及它們的使用壽命、氣質(zhì)、站外因素、不同的儲(chǔ)氣型式，這樣得到的評(píng)價(jià)結(jié)果才會(huì)是客觀公正的。在這個(gè)基礎(chǔ)才能真正獲得加氣站設(shè)備整體的安全風(fēng)險(xiǎn)水平，并對(duì)加氣站安全風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行分析和解剖，從而提出相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)削減措施，而這也將會(huì)是未來的發(fā)展方向。

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作者簡(jiǎn)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(shè)備安全。