压缩天然气加气站的安全设计

46·油气储运2005年opec经验交流压缩天然气加气站的安全设计黄郑华·李建华张良(中国人民武装警察学院消防工程系)黄郑华李建华等:压缩天然气加气站的安全设计,油气储运,2005,24(6)46~49。摘要介绍了压缩天然气加气站类型及其工作原理,分析了压缩天然气加气站天然气易燃易爆、易泄漏、高压运行、质量差和站内多种引火源的火灾危险性,并从站的总体布局、天然气储存和质量、站内安全保护装置、设备材质、房间通风、可燃气体检测报警和预防电火花、静电、雷击等方面指出了压缩天然气加气站在消防安全设计中应注意的事项。主题词压缩天然气汽车加气站消防安全设计天然气具有燃烧完全、污染少、费用低等优点,气体压缩、气体储存、设备控制和售气6个系统组已广泛地应用在生产和生活各个领域。随着我国天成。压缩天然气加气站的工作原理是,通过管道输然气的开发利用和汽车业对压缩天然气的需求量日至加气站的天然气先送入调压计量系统和净化干燥益增长,近年来我国相继建成并投运了一批压缩天系统进行净化处理,再经压缩系统使天然气压力达然气(CNG)加气站,在满足车用天然气燃料的同到25MPa后,由高压储气瓶组和售气机将压缩天时,又对压缩天然气加气站的消防安全技术提出了然气加入车辆储气瓶更高的要求,尤其是高压运载与储存、油气双燃料站2、类型等安全技术问题。压缩天然气加气站按使用功能分为天然气汽车加气站、油气混合加气站和子、母加气站三种类型。压缩天然气加气站工作(1)天然气加气站仅提供单一的天然气燃料原理及其类型12)的加注服务。(2)油气混合加气站可加注油、气两种燃料。1、工作原理(3)子、母加气站子站无需供气管道,依靠母压缩天然气加气站通常由调压计量净化干燥、站的气瓶拖车供气;母站与输气管道相连完成天然心心心心心心.心心心.·心心自心心心心心心心心心心心心心心心·心心,心较大。定系统的严密性进行检查和必要的试验,被检流量(4)采用流量计出口检定阀调节检定点流量,会计出口阀及其它未检流量计的检定阀都必须关严,造成此阀的前后压差较大,破坏了检定系统所需的四通阀无渗漏,流程切换需专人负责,统一指挥;通压力场。过理论推导和分析,得出修正所需的温度、压力参数记录偏差与示值误差之间的内在联系,流量计检定五、结束语所需的各类参数必须准确可靠。否则还可能引入新的误差。流量计检定的目的是为了发现误差并及时进行器差调整,消除误差,从而保证油品公正、准确计量(收稿日期:200409为获得可靠检定结果,在流量计检定之前,必须对检编辑:盂凡强第24卷第6期黄郑华等:压缩天然气加气站的安全设计47气的净化和压缩,使天然气增压至25MPa,给气瓶系统高压运行容易发生超压,当系统压力超过或气瓶拖车充气;子、母站都可以提供天然气燃料的了其能够承受的最大许用压力时,必将导致设备及加注服务。子、母加气站可节省建站资金和土地,有配件的强度超限发生爆炸或局部炸裂。利于母站集中净化,子站的火灾危险性较低,可建在4、天然气的质量交通枢纽附近,便于使用。在天然气中的游离水未脱净的情况下,积水中3、结构的硫化氢容易引起钢瓶腐蚀。从理论上讲,含有硫加气站可分为开放式和撬装式两种结构化氢的水溶液在高压状态下对钢瓶或容器的腐蚀速(1)开放式结构按照工艺流程,在厂房内将加度比在4MPa以下的管网中腐蚀得更快、更容易气站的高、低压管道和各种阀门等设备组装起来,形1995年8月12日,某压缩天然气加气站因脱水工序成一个开环工艺系统。处理不净,在给钢瓶充气时发生爆炸而引起火灾(2)撬装式结构将加气站的净化、压缩、冷却、5、多种引火源的存在控制和储气等主要设备集中在一个撬装的底座上,商业性汽车加气站绝大多数建在车辆来往频繁形成一个可闭环控制的整体设备系统。从安全性上的交通干道一侧,周围环境较复杂,受外部点火源的讲,撬装式结构优于开放式结构。威胁较大。操作中也存在多种引火源,加气站设备控制系统是对站内各种设备实施手动或自动控制的二火灾危险性3分析系统,潜在着电气火花;售气系统工作时,天然气在管道中高速流动,易产生静电火源等。1、易燃易爆天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体,甲类三消防安全设计中应火灾危险性,爆炸浓度极限为5%~15%,最小点火注意的事项能量仅为0.28mJ,燃烧速度快,燃烧热值高(平均热值为33440kJ/m3),对空气的密度为0.55,扩散加气站的总体布局系数为0.196,极易燃烧、爆炸,且扩散能力强,火势压缩天然气加气站内压缩机组和储气瓶组与周蔓延迅速。一旦发生火灾难以施救。围建、构筑物的防火间距,应严格按照GB501562、天然气的泄漏2002《汽车加油加气站设计与施工规范》的规定。加站内工艺过程处于高压状态,很容易造成工艺气站内的总平面布置应按照《建筑设计防火规范》和设备泄漏,如管道焊缝、阀门、法兰盘、气瓶、压缩机、《城市燃气设计规范》执行,除储气瓶(储气井)、生产干燥器、回收罐及过滤罐等,当压缩天然气管道被拉建筑和必要的辅助设施外,不宜布置其他建筑。加脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机时会造成天然气站的生产、办公室应分区设置。加气站区内的储气大量泄漏。泄漏气体一旦遇到引火源,就会发生气瓶组(储气井)压缩机间、调压间、加气机等应有灾和爆炸。1995年9月29日,某压缩天然气加明显分隔,并符合规范的规定。气站因钢瓶泄漏燃烧发生爆炸,造成重大经济损失2、天然气储存和人员伤亡事故。储气瓶应选用符合国家有关规定和标准的产3、高压储存容器品。加气站宜选用同一种规格型号的大容积储气压缩天然气加气站技术要求充装站的压缩机必瓶,该储气瓶具有瓶阀少,接口少,安全性高等优点。须加压至25MPa以上,才能将天然气压缩到钢瓶目前我国加气站普遍采用国产60L钢瓶。当选用内,这是目前国内可燃气体的最高压力储存容器。小容积储气瓶时,每组储气瓶的总容积不宜大于若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求,4m3,且瓶数不宜大于60个。在城市建成区内总容稍有疏忽,便可发生爆炸或火灾事故。例如,1995积不应超过16m3年10月7日,某压缩天然气加气站因钢瓶质量问题小容积储气瓶应固定在独立支架上,卧式存放,发生喷射燃烧,火焰高达20m,造成经济损失超过便于布置管道及阀件,方便操作保养,易于外排除积油气储运2005年组限宽为一个储气瓶的长度,限高1.6m,限长置;压缩机组的冷却系统应设温度报警及停车装置;5.5m同组储气瓶之间净距离不小于0.03m,储气压缩机组的润滑油系统应设低压报警及停机装置瓶组间距不小于1.5m。加气机应设安全限压装置;加气机的进气管道地下储气库的设计、建造和检验应符合国家上应设置防撞事故自动切断阀;加气机的加气软管SY/T6535《高压气地下储气井》标准中的有关规定,上应设拉断阀,拉断阀在外力作用下分开后,两端应其建造施工过程中必须有天然气钻井资质的单位自行密封,当加气软管内的天然气工作压力为20参与。MPa时,拉断阀的分离拉力范围为400~600N。加加气站的储气瓶(储气井)间,宜采用开敞式或气机附近应设防撞柱(栏),防止进站汽车失控撞上半开敞式钢筋混凝土结构或钢结构,有利于可燃气加气机体的扩散和通风,并增大建筑物的泄压比,采用非燃加气站内的天然气管道和储气瓶组应设置泄压烧轻质材料制作屋面。储气瓶组(储气井)与压缩保护装置,以便迅速排放天然气管道和储气瓶组中机、调压器间、变配电间,在不能满足相应防火间距需泄放的天然气。在储气瓶组发生事故时紧急排放要求时,应采用钢筋混凝土防火隔墙隔开,隔墙顶部的气体,火灾或检修设备时排放系统气体,一次泄放应比储气瓶组(储气井)顶部高出1m以上,隔墙长量大于500m3(基准状态),很难予以回收,只能通度应为储气瓶组(储气井)总长,并在两端各加2m、过放散管迅速排放。压缩机停机卸载的天然气量厚度大于0.2m的隔墙,可防止发生事故时相互影般大于2m3(基准状态),并且泄放次数约2~3响。防火墙应能抵抗一定的爆炸压力。次/h以上,排放到专用回收罐较为妥当。因为天然3、天然气质量气密度小于空气,能很快扩散,拆修仪表或加气作业进站天然气的质量应符合GB17820《天然气》时一次泄放量小于2m3(基准状态)的气体可排入中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行要求的有关规大气。泄压保护装置应采取防塞和防冻措施。定。增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质加气站不同压力级别系统的放散管宜分别设量必须符合GB18047《车用压缩天然气(CNG)》的置,放散管管口应高出设备平台2m以上,且应高规定。若进入加气站的天然气硫化氢含量大于20出所在地面5m以上。mg/m3,则站内应设置脱硫装置,脱硫塔设在压缩机5、设备材质前可保护压缩机组,选用双塔轮换使用,有利于装置增压前的天然气管道应选用符合GB8163《输运行和维护。站内脱水装置设双塔,进站天然气脱送流体用无缝钢管》的无缝钢管。增压后的天然气水处理应在天然气增压前、增压中或增压后进行管道应选用符合GB5310《高压锅炉用无缝钢管》或4、安全保护装置GB/T14976《不锈钢无缝钢管》的高压无缝钢管。在远离作业区的天然气进站管道合适位置上应对严寒地区的室外架空管道,其选材应考虑环境温设紧急手动截断阀,一旦发生火灾或其它事故,自控度的影响。由于天然气内含有硫化氢、二氧化碳、残系统失灵时,操作人员可靠近并关闭截断阀,切断气存凝析油等腐蚀性介质,因此加气站内与压缩天然源,防止事故扩大。气接触的所有设备、管道、管件、阀门、法兰、垫片等储气瓶组(储气井)进气总管上应设安全阀及紧材质应具备抗腐蚀、耐老牝的特点。急放散管、压力表及超压报警器。每个储气瓶(井)加气站内的所有设备、阀门、管道、管件的设计出口应设截止阀,以保证储气设备的安全运行或发压力要比实际最大工作压力高10%,且在任何情况生事故时能及时切断气源下不应低于安全阀的起始工作压力。储气瓶组或储气井与站内汽车通道相邻一侧,埋地管道防腐设计应符合SY0007钢质管道及应设安全防撞拦或采取其它防撞措施,防止进站加储罐腐蚀控制工程设计规范》的有关规定,并采用最气汽车控制失误撞上储气设施造成事故。高级别防腐绝缘保护层。压缩机出口与第一个截断阀之间应设安全阀6、房间通风安全阀的泄放能力不应小于压缩机的安全泄放量为了防止爆炸性混合物的形成,加气站爆炸危第24卷第6期黄郑华等:压缩天然气加气站的安全设计爆炸事故。采用自然通风时,通风口总面积不应小保护钢管两端的接地装置的接地电阻不应大于10于300cm2/m2(地面),通风口不应少于2个,设置;保护接地电阻不应大于4Ω;天然气管道始、末端在靠近可燃气体易积聚的部位,尽可能均匀,不留死和分支处的接地装置的接地电阻不应大于30角。对于可能泄漏天然气的建筑物,以上排风为主。防静电接地装置单独设置时,接地电阻小于1009采用强制通风时,通风设备的通风能力在工艺设备就可以消除静电荷积聚,防止静电火花。工作期间应按换气15次/h计算,在工艺设备非工地上或管沟敷设的天然气管道的始、末端和分作期间应按换气5次/h计算支处应设防静电和防感应雷的联合接地装置,将天7、可燃气体检测报瞀然气在输送过程中产生的静电和感应雷通过接地装加气站应设置可燃气体检测报警系统,以便及置泄入大地,避免管道上聚集大量的静电而发生静时检测到可燃气体非正常超量泄漏,使工作人员尽电事故和雷击事故,其接地电阻不大于309。在爆快进行泄漏处理,防止或消除爆炸事故隐患。压缩炸危险区域内的天然气管道上的法兰及胶管两端接天然储气瓶间(棚)、天然气泵和压缩机房(棚)等场处采用金属线跨接,防止法兰及胶管两端连接处由所应设置可燃气体检测器。于连接不良(接触电阻大于0.039)而发生静电或可燃气体检测器、报警器的选用和安装,应符合雷电火花。SH3063《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报加气站的站房和罩棚一般采用较经济可靠的避警设计规范》的有关规定。报警器宜集中设置在控雷带(网)保护。制室或值班室内,使操作人员能及时报警。电火花、静电、雷击的预防参考文献加气站的爆炸危险区域应按照GB-50156《加1,宋晓琴:国内外CNG加气站的发展趋势,油气储运,2003,油加气站设计与施工规范》划分,根据爆炸危险区域22(8的分区、防爆结构的要求进行电气设备的选型、安罗予红:天然气汽车及天然气加气站,煤气与热力,2000,20(6)装、电力线路敷设等,应符合GB50058《爆炸和火灾3,黄郑华李建华:汽车加油加气站消防安全培训读本,中国劳动危险环境电力装置设计规范》的规定社会保障出版社(北京),2004加油、加气站的防雷接地、防静电接地、电气设4,GB50156-2002,汽车加油加气站设计与施工规范备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等共用个接地装置,既经济又安全,但接地电阻不应大于(收稿日期:20040809)4Q。当各自单独设置接地装置时,储气瓶组的防编辑:仇斌雷接地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和《油气储运》广告征订《油气储运》杂志是经国家科委和新闻出版暑批准出版,由中国石油天然气股份有限公司管道公司主办,是目前国内唯一专门报道油气储运学科科研成果、向国内外公开发行的科技期刊。国内统一刊号为CN13-1093/TE;国际标准刊号为ISSN1000-8241;邮发代号为18-89;广告经营许可证号为1310004000002。开本尺寸为210mm×277mm本刊可为您的企业提供及时、准确、精美的广告服务。充分利用本刊的信息渠道,可使您的企业多一种展示形象的屏幕、多一条联系用户的途径。优惠事项1,封面、封二、邻封二、邻目次页、封三、封底广告连登3期以上,九五折优惠;6期以上,九折优惠。2,彩色插页及单色插页广告连登3期以上,九折优惠;6期以上,八折优惠。