加气站安全常识
第一部分 天然气安全技术特性
天然气加气站生产过程中使用和产生的主要危险化学品为天然气,天然气为甲类火灾危险物质,具有易燃易爆危险性。天然气组分以甲烷为主(含量为96.16%左右);运输至我们加气站的天然气已脱过硫,硫的含量极低,此外还含有极少量的二氧化碳、氮气等气体,亦不会对人产生危害。由此可见,天然气的危险性主要表现为甲烷的危险性,其具体分析如下:
(1)甲烷的理化性质
主要成分:纯品
外观与性状:无色无臭气体
熔点:(℃):-182.5
沸点:(℃):-161.5
相对密度(水=1):0.42(-164℃)
相对空气(空气=1):0.55
饱和蒸气压(kPa):53.32(-168.8℃)
燃烧热(kJ/mol):889.5
临界温度(℃):-82.6
临界压力(MPa):4.59
溶解性:微溶于水,溶于醇、乙醚。
(2)甲烷的燃爆特性
燃烧性:易燃
闪点(℃):-188
爆炸下限(%):5.3
爆炸上限(%):15
引燃温度(℃):538
最小点火能(mJ):0.28
最大爆炸压力(MPa):0.717
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
(3)健康危害
侵入途径:吸入。
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、供给失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。皮肤接触液化品,可致冻伤。
第二部分 天然气加气站存在的主要危害因素
随着CNG加气站的快速发展,CNG加气站的安全问题也日益突出。近年来CNG加气站已发生了多起爆炸事故。
2011年5月,哈尔滨市道里区某公交车停车场加气站发生爆炸,爆炸和燃烧造成两处平房及临近民工宿舍部分过火,共有6台大客车及1台货车被烧毁。据调查爆炸为公交车在加气环节操作不慎引起。 2010年8月宁夏青铜峡市某加气站一辆皮卡车在加气过程中发
生爆炸,造成1名加气员当场死亡,4名驾乘人员受伤。
2007年10月16日,山东省东营市黄河路一CNG加气站的汽车加气罐爆炸,造成两亡三伤;
1997年7月,泸州一加气站某汽车加气时,由于驾驶员未关闭加气阀,使天然气在车内泄漏,遇乘客点火吸烟闪燃起火,烧伤18人。
有关专家对近年来百余起CNG加气站事故案例进行统计分析,得出CNG加气站事故主要集中在加气(售气)系统(56%)、高压储气系统(22%)和天然气压缩系统(12%),这三个系统发生的事故占事故总数的90%,其中加气系统发生的事故就占到了事故总数的一半以上,所以我们就必要分析一下可能造成生产安全事故的原因。
1、加气系统的主要危险和有害因素(事故原因)
①加气系统的管线进入含有微量油污和杂质的气体,造成电磁阀泄漏,由于某高、中或低压阀关闭不严,阀门损坏漏气,遇明火都会引起火灾爆炸事故。
②加气柱、售气机接地线连接不牢或松动断开,电阻严重超标,使接地电阻时大时小,甚至无穷大,产生放电,遇泄漏的气体易发生火灾爆炸事故。
③加气员不按规定对加气车辆的储气瓶仪表、阀门、管道进行安全检查,查看其是否在使用期限内,特别是对改装车辆,加气前加气员没有要求驾驶员打开车辆后盖,没有检查气瓶是否在使用期内以
及贴有规定的标签。
④加气员不按规定,为无技术监督部门检验合格证的汽车储气瓶加气,为加气汽车储气瓶以外的燃气装置、气瓶加气。
⑤加气员在加气时没有观察流量,在加气过程中发生气体严重泄漏时,没有及时关闭车辆气瓶阀和现场紧急关闭按钮,没有把气体泄漏控制在最小范围内。
⑥加气作业事故
a、加气作业中加气枪与输气胶管内金属导电丝连接不好。 b、加气作业过程中,若遇明火或其他高温热源会发生火灾爆炸事故。
c、机动车辆(如:CNG拖车、出租车、公交车等)进站加气不熄火,排气管喷出火星等不安全因素。
d、加气站工作人员,穿戴易产生静电的化纤衣物产生静电放电,引发燃烧、爆炸事故。
2 高压储气容器安全问题
储气容器分为瓶储式、罐储式和井储式。从应用范围看,地下储气井应用范围最广;从发生故障概率看,储气瓶组发生故障概率最高,储气罐次之,储气井组最低。无论是哪种形式的储气容器,其内部压力都在20-25MPa,均属高压容器。储气容器中存在的问题主要是储存的天然气气质不佳;储存容器的材料不符合相应的技术标准;地下储气井的无损探伤和缺陷补救问题尚未解决;大部分储气容器内没有安全阀,地面没有监测系统。
统计的100起CNG加气站事故中,站内气瓶发生事故4起,地下储气井事故l8起。
3 CNG汽车气瓶问题
虽然国家规定新装钢瓶第一次检测周期为2年,以后每年检测一次,但实际上,全国许多CNG汽车气瓶使用已超过4-5年,最长时间超过l0年,还没有进行过检测,问题相当严重。根据检测站调查,出租车气瓶使用两年以后,在检测时往往能倒出约0.5~1L的油水混合液。另外,由气瓶材质和制造工艺问题导致气瓶质量不合格,引发的安全事故也很多。
统计的100起CNG加气站事故中,共发生出租车气瓶爆炸事故4起,造成的损失和社会影响巨大。
4 压缩机问题
统计的100起CNG加气站事故中,卡套脱落引发CNG泄漏导致压缩机燃烧事故1起,压缩机报废、冰堵等事故11起。
气体压缩系统是天然气汽车加气站的核心部分,该系统主要是通过压缩机进行多级压缩,将天然气的压力提高至20MPa,然后通过管线送至储气设施或加气机。气体在压缩时,处于受压、受热状态,工艺管网易造成泄漏,遇火源就会发生火灾和爆炸。
压缩机存在的主要问题是:级间泄漏量较大;润滑油泄漏量较大,在对车用气瓶检测过程中,发现不少气瓶中有润滑油残留物;排气温度高,在有的压缩机上未设置超温报警停机装置。
5 CNG气质问题
我国输气管道中天然气含硫量和含水量较高,所以,进入加气站的天然气在压缩前或压缩后必须经过净化和干燥处理,即要经过脱硫、脱烃和脱水过程。脱硫是指脱除天然气中的硫化氢等酸性气体,以防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆”现象。(氢脆是溶于钢中的氢,聚合为氢分子,造成应力集中,超过钢的强度极限,在钢内部形成细小的裂纹)。
脱水是指脱除天然气中的水分,以防止CNG在减压膨胀过程中出现冰堵 。
统计的100起CNG加气站事故中,由CNG气质问题严重损伤售气机关键部件,诱发事故4起,高压管线腐蚀报废4套。目前,CNG气质存在的主要问题如下:
(1)出站CNG的含水量过高。
(2)出站CNG的硫化氢含量过高。
(3)气质在线监测装置问题。据有关调研结果,45%的加气站没有安装微量水分分析仪等监测设备;42% 的加气站没有安装硫化氢在线监测设备。有些加气站即使安装了在线检测仪,由于没有法定监测单位,没有明确规定的监测周期,不少装置建站时候装上后,就再也没有校验标定过,形同虚设。
了解了加气站引发事故的原因后,我们再来看一下提高CNG加气站安全运行的对策建议。
1 提高加气机安全
(1)加气软管管路应设置安全拉断阀,保证在不大于400N的分
离拉力作用下可以分开,分离的两段立即密封,同时可以重新连接,以便加气机正常使用。加气软管不能有泄漏及裂痕;
(2)检查电磁阀工作稳定可靠,无泄漏;
(3)检查质量流量计无泄漏,固态开关工作稳定可靠;
(4)必须设置减压阀,进气管道上设置防撞事故自动截断阀、加气截断阀等。
2坚持十不充装制度
(1)证卡和加气车辆车牌号码不相符不充装。
(2)不是天然气气瓶,或者气瓶钢印标记、颜色标记不符合规定、附件不全、损坏的不充装。
(3)气瓶表面存在严重损坏、气瓶支架有松动、连接胶管老化、管线接口处有泄漏的不充装。
(4)CNG气瓶首次充装,事先未经过置换的不充装。
(5)改装不符合规定或用户自行改装的不充装。
(6)瓶内剩余压力低于0.3Mpa的不充装。
(7)气瓶超过检测期限的不充装。
(8)车辆未熄火、未关闭音响设施或有严重故障的不充装。
(9)无证、无照车辆不充装。
(10)车内人员不下车不充装。