天然氣加氣站的消防安全分析

甄 珍

(太原市公安消防支隊(duì)，山西 太原 030009)

天然氣加氣站的消防安全分析

甄 珍

(太原市公安消防支隊(duì)，山西 太原 030009)

對(duì)山西太原加氣站的基本情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，闡述了天然氣加氣站的分類及工藝流程，并通過(guò)對(duì)天然氣加氣站火災(zāi)危險(xiǎn)性的分析，研究了加氣站應(yīng)采取的消防安全措施，以確保天然氣加氣站的安全運(yùn)營(yíng)。

天然氣，加氣站，防火間距，消防設(shè)施

近年來(lái)，霧霾天氣經(jīng)常會(huì)不同程度的出現(xiàn)在各個(gè)城市，其中以中東部尤為嚴(yán)重。交通污染是霧霾形成的一個(gè)重要原因，因此，控制機(jī)動(dòng)車的尾氣排放成了當(dāng)務(wù)之急。以天然氣為燃料的汽車能有效避免汽車尾氣污染城市環(huán)境。天然氣汽車具有清潔、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，已成為汽車工業(yè)發(fā)展的重要方向。在國(guó)家能源環(huán)保政策的引導(dǎo)下，加氣站也在眾多城市中如雨后春筍般的建立起來(lái)，但由于天然氣是易燃易爆甲類氣體，本身具有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性，加氣站的消防安全問(wèn)題就顯得越來(lái)越重要。筆者根據(jù)自己工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)加氣站常見(jiàn)的消防設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 太原加氣站的基本情況

雖然山西省沒(méi)有天然氣資源，但有陜京一線、陜京二線、西氣東輸共3條國(guó)家級(jí)天然氣主干管線過(guò)境，到“十二五”末，全省省級(jí)天然氣長(zhǎng)輸管網(wǎng)要達(dá)到3 500 km，年輸氣能力達(dá)到200億m3。按照《太原市加油加氣站布點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃方案(2010—2020年)》的規(guī)劃，太原將在3年內(nèi)建成15座公交車加氣站，出租車、市政環(huán)保車等其他加氣站39座，共計(jì)54座。太原市將有近4 000輛公交車、9 500輛出租車、400輛市政環(huán)保車和1 500輛社會(huì)車輛改裝成加氣運(yùn)行。

2 天然氣加氣站的分類及工藝流程

天然氣加氣站可分為CNG加氣站和LNG加氣站。CNG加氣站是指以壓縮天然氣(Compressed Natural Gas)形式向天然氣汽車(Natural Gas Vehicle)和大型CNG子站車提供燃料的場(chǎng)所。LNG加氣站是為L(zhǎng)NG汽車儲(chǔ)氣瓶充裝車用LNG的場(chǎng)所，LNG是液化天然氣英文Liquefied Natural Gas的縮寫(xiě)。CNG常規(guī)加氣站工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1，LNG加氣站工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。

3 天然氣加氣站火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

3.1 介質(zhì)的危險(xiǎn)性

天然氣的主要成分甲烷屬一級(jí)可燃?xì)怏w，甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性，爆炸極限為5%～15%，最小點(diǎn)火能量?jī)H為0.28 mJ，燃燒速度快，燃燒熱值高(平均熱值為33 440 kJ/m3)，對(duì)空氣的比重為0.55，擴(kuò)散系數(shù)為0.196，極易燃燒、爆炸，并且擴(kuò)散能力強(qiáng)，火勢(shì)蔓延迅速，一旦發(fā)生火災(zāi)難以施救。

3.2 工藝管道的危險(xiǎn)性

CNG加氣站的管道為高壓管道，管道壓力達(dá)到25 MPa以上，是目前國(guó)內(nèi)可燃?xì)怏w最高的儲(chǔ)存容器。工藝設(shè)備和管道都需要長(zhǎng)時(shí)間在高壓狀態(tài)下運(yùn)行，一旦壓力超過(guò)其承受能力，發(fā)生氣體泄露或局部炸裂，便可發(fā)生爆炸或火災(zāi)事故。LNG加氣站的管道壓力雖不高，但管道為低溫深冷管道，采用絕熱材料絕熱保溫，但當(dāng)絕熱材料絕熱性能下降時(shí)，管道壓力會(huì)劇增，會(huì)引起管道的爆裂。

3.3 生產(chǎn)運(yùn)行中的危險(xiǎn)性

生產(chǎn)運(yùn)行中，頻繁出入的車輛，打火機(jī)火焰、手機(jī)電磁火花、穿釘鞋摩擦、撞擊火花、化纖服裝穿脫產(chǎn)生的靜電火花，雷擊等，可造成加氣站火災(zāi)。加氣系統(tǒng)工作時(shí)，天然氣在管道中高速流動(dòng)，易產(chǎn)生靜電火源，操作中使用工具不當(dāng)，或因不慎造成的摩擦、撞擊火花等也可造成加氣站火災(zāi)。加氣站設(shè)備控制系統(tǒng)潛在著的電氣火花也會(huì)造成加氣站火災(zāi)。

4 天然氣加氣站消防重點(diǎn)問(wèn)題分析

1)加氣站設(shè)備與站外建(構(gòu))筑物的防火間距。首先，GB 50156—2012汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范要求在城市中心區(qū)內(nèi)不應(yīng)建一級(jí)加氣站和CNG加氣母站，在城市建成區(qū)不宜建一級(jí)加氣站和CNG加氣母站。其次，規(guī)范對(duì)加氣站設(shè)備距重要性質(zhì)的公共建筑以及明火地點(diǎn)或散發(fā)火花地點(diǎn)提出較高要求，主要考慮如若發(fā)生泄露事故，可控制擴(kuò)延量或在10 min內(nèi)能熄滅周圍明火的安全距離。最后，規(guī)范對(duì)其他民用建筑、廠房、庫(kù)房、室外變配電室、道路、架空電力線路也作出了明確的要求。在實(shí)際工作中，某些設(shè)計(jì)院和建設(shè)單位對(duì)加氣站外的建筑隨便定性，認(rèn)為幾百平米的平房為三類保護(hù)物，實(shí)際這些建筑已出租變?yōu)閹?kù)房，導(dǎo)致防火間距不滿足規(guī)范要求。

2)加氣站內(nèi)建筑物及平面布置。站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距應(yīng)滿足《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》要求。某加氣站不按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)施工，根據(jù)自己需要擴(kuò)建站房面積，導(dǎo)致放散管口和天然氣調(diào)壓器距站房防火間距不足，并且使用聚苯乙烯彩鋼板作為站房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)?！镀嚰佑图託庹驹O(shè)計(jì)與施工規(guī)范》第12.2.1條規(guī)定：“加油加氣作業(yè)區(qū)內(nèi)的站房及其他附屬建筑物的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。”

站內(nèi)平面布置還應(yīng)注意消防泵房和消防水池取水口與站內(nèi)設(shè)施之間的距離，以一級(jí)LNG加氣站為例，消防泵房和消防水池取水口距LNG儲(chǔ)罐要求20 m，距加氣機(jī)15 m，距放散管管口12 m。這是因?yàn)槿绻託庹景l(fā)生事故，確保消防泵房和消防水池與危險(xiǎn)部位有足夠的安全距離，消防泵房和水池能正常使用。

3)消防設(shè)施的設(shè)置。加氣站的工藝裝置區(qū)(儲(chǔ)罐、儲(chǔ)氣瓶、壓縮機(jī)、泵)和加氣作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)器，報(bào)警器宜集中設(shè)置在控制室或值班室內(nèi)，當(dāng)探測(cè)區(qū)域天然氣泄漏濃度達(dá)到爆炸下限的20%(即甲烷濃度達(dá)到1%)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)和控制室聲光報(bào)警，控制器上顯示報(bào)警點(diǎn)位置和報(bào)警時(shí)間，操作人員可緊急切斷管道上的閥門，防止氣體繼續(xù)泄露。

對(duì)于地上LNG儲(chǔ)罐的一、二級(jí)LNG加氣站應(yīng)設(shè)消防給水系統(tǒng)，對(duì)于三級(jí)LNG加氣站和CNG加氣站可不設(shè)消防給水系統(tǒng)。設(shè)置消防給水系統(tǒng)的一、二級(jí)LNG加氣站應(yīng)注意消防水池的容量應(yīng)滿足連續(xù)給水時(shí)間不少于2 h,并且消防泵采用自動(dòng)起泵、泵房手動(dòng)控制和控制室控制三種控制方式。LNG加氣站內(nèi)的室外消火栓是不能用來(lái)?yè)錅缯緝?nèi)火災(zāi)的，主要用于撲救、冷卻相鄰建構(gòu)物的危險(xiǎn)部位。液化天然氣遇水只會(huì)加速液化天然氣的氣化,加快其燃燒速度，水對(duì)站內(nèi)的火災(zāi)控制只會(huì)起到相反的作用。

滅火器材的配置應(yīng)按照《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》第10.1.1條的規(guī)定。每2臺(tái)加氣機(jī)應(yīng)配置不少于2具4 kg手提式干粉滅火器，加氣機(jī)不足2臺(tái)應(yīng)按2臺(tái)配置；加氣站的儲(chǔ)氣設(shè)施應(yīng)配置2臺(tái)不少于35 kg推車式干粉滅火器；LNG泵和壓縮機(jī)應(yīng)按建筑面積每50 m2配置不少于2具4 kg手提式干粉滅火器。

4)緊急切斷系統(tǒng)和防雷、防靜電設(shè)計(jì)。加氣站應(yīng)設(shè)置緊急切斷系統(tǒng)，在事故發(fā)生初期，迅速切斷泵和壓縮機(jī)的電源，關(guān)閉管道閥門，阻止事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大?？刂剖液同F(xiàn)場(chǎng)均應(yīng)設(shè)置各緊急切斷閥的緊急切斷功能，在緊急事故狀態(tài)下，按下緊急切斷按鈕，連鎖切斷所有緊急氣動(dòng)閥。

站內(nèi)的防雷及接地設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)標(biāo)規(guī)范《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)程》及《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。所有電氣設(shè)備全部外殼一律接地，防止人身觸電；按規(guī)范對(duì)儲(chǔ)氣設(shè)施、管道、鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防雷接地，防止雷電引起火災(zāi)和爆炸事故；工藝管道設(shè)計(jì)防靜電接地，防止靜電火花引起火災(zāi)和爆炸事故。

5 結(jié)語(yǔ)

天然氣被認(rèn)為清潔、廉價(jià)的汽車燃料，由于國(guó)家政策大力扶持，天然氣加氣站發(fā)展速度極快。但天然氣仍為易燃易爆的甲類氣體，有較大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生事故會(huì)造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，在天然氣加氣站的設(shè)計(jì)、施工、消防審核驗(yàn)收環(huán)節(jié)，均需嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

[1] GB 50156—2012，汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[2] GB 50028—2006，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50016—2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[4] GB 50057—2010，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] 劉海燕.天然氣加氣站安全評(píng)價(jià)[D].成都：西南石油大學(xué)，2007.

[6] 吳 偉,王 璐,劉晅亞.煤制天然氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防范措施探討[J].消防科學(xué)與技術(shù),2013,32(3):319-322.

Fire safety analysis of gas stations

Zhen Zhen

(TaiyuanPoliceFireBrigade,Taiyuan030009,China)

This paper simply introduced the basic situation of Shanxi Taiyuan gas station, elaborated the classification and process of natural gas station, and through the analysis on fire risk of natural gas station, researched the fire safety measures of gas station, to ensure the safety operation of natural gas station.

natural gas, gas station, fire prevention space, fire protection facility

2015-01-20

甄 珍(1983- )，女，工程師

1009-6825(2015)09-0245-02

TU998.1

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