[防火研究] 上海市消防局化工區(qū)支隊 丁義江 (查閱次數(shù)：13)
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和車輛數(shù)量增加，汽車尾氣的排放對大氣環(huán)境的污染也進一步加劇。隨著天然氣***的開發(fā)利用，為最大限度的減少汽油、柴油燃燒后對環(huán)境所造成的污染，壓縮天然氣（CNG）汽車在世界上許多國家都得到了廣泛的推廣和應用。
一、壓縮天然氣汽車加氣站的類型及其工作原理
1、壓縮天然氣汽車加氣站的類型。
壓縮天然氣汽車加氣站按其使用功能，通常分為：天然氣汽車加氣站，油氣混加站，子、母加氣站等幾種形式。加氣站即單一的天然氣加氣站，它只能為汽車加天然氣燃料。 從設備結構上來分，加氣站可分為開放式結構和撬裝式結構。開放式結構是將加氣站所有設備安裝在廠房內，按工藝流程將高低壓管道、各種閥門等設備組裝起來，形成一個開環(huán)工藝系統(tǒng)；撬裝式結構是將加氣站的主要設備（凈化、壓縮、冷卻、控制、儲氣等）集中在一個撬裝的底座上，形成一個可閉環(huán)控制的整體設備系統(tǒng)。從安全性上講，撬裝式結構要優(yōu)于開放式結構。
2、壓縮天然氣加氣站的工作原理。
加氣站的工作原理是將天然氣通過管線輸送到加氣站，然后經過濾、調壓、計量后經緩沖穩(wěn)壓后進入壓縮機；天然氣壓縮機將天然氣壓縮加壓至25MPa，進入高壓脫水裝置，除去剩余水分，脫水后經程序控制器選擇安排，進高壓儲氣瓶組或高壓儲氣管束；分不同壓力儲氣，不同高壓天然氣又在程序售氣控制器下經天然氣售氣機向燃氣汽車售氣。當高壓儲氣系統(tǒng)存氣不足時，經程序控制器天然氣可經壓縮機加壓直接供給售氣機，經計量向燃氣汽車售氣，其流程見圖1。母站－子站式工藝流程如圖2、圖3。
二、壓縮天然氣汽車加氣站及其各系統(tǒng)的火災危險性分析
（一）天然氣的火災危險性分析
天然氣是以甲烷為主要成分的氣體混合物，同時含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烴，還含有二氧化碳、氧、氮、硫化氫、水分等。天然氣的主要成分甲烷屬一級可燃氣體，甲類火災危險性，爆炸濃度極限為5～15％，最小點火能量僅為0。28mJ，燃燒速度快，燃燒熱值高（平均熱值為33440kJ/m3），對空氣的比重為0。55，擴散系數(shù)為0。196，極易燃燒、爆炸，并且擴散能力強，火勢蔓延迅速。一旦發(fā)生火災難以施救。
（二）壓縮天然氣汽車加氣站的火災危險性
1、易發(fā)生泄漏。站內工藝過程處于高壓狀態(tài)，工藝管網容易造成泄漏，氣體外泄可能發(fā)生地點很多，管道、閥門、氣瓶、壓縮機、干燥器、回收罐、過濾罐等都有可能發(fā)生泄漏，一遇火源就會發(fā)生火災和爆炸。1995年9月29日，四川自貢富順華油公司壓縮天然氣加氣站因鋼瓶泄漏發(fā)生爆炸燃燒，造成重大經濟損失和人員傷亡事故。
2、高壓運行危險性大。壓縮天然氣要求充裝站的壓縮機必須加壓至25MPa以上，才能將天然氣壓縮到鋼瓶內，這是目前國內可燃氣體的最高壓力貯存容器。若鋼瓶質量或加壓設備不能滿足基本的技術要求，稍有疏忽，便可發(fā)生爆炸或火災事故。1995年10月7日，遂寧壓縮天然氣加氣站因鋼瓶質量問題發(fā)生噴射燃燒，火焰柱高達20余米，造成直接經濟損失18萬余元。
系統(tǒng)高壓運行容易發(fā)生超壓，一旦系統(tǒng)壓力超過了其能夠承受的允許壓力和設備的強度極限，將最終導致爆炸或局部炸裂。
3、天然氣質量差帶來的危險。在天然氣中的游離水未脫凈的情況下，積水中的硫化氫容易引起鋼瓶腐蝕。從理論上講，硫化氫的水溶液在高壓狀態(tài)下對鋼瓶或容器的腐蝕，
比在4MPa以下的管網中進行得更快、更容易。從以往事故被炸裂鋼瓶的檢查情況看，瓶內積存伴有刺鼻氣味的黑水，有的達到了2。5——5kg，其中積水里的硫化氫含量超過了8。083mg/L。
4、工藝設備連續(xù)，事故影響大。站內工藝設備都是相互聯(lián)系的，若某個部位發(fā)生故障，就會影響整套裝置的安全生產?；馂暮苋菀籽刂O備管線蔓延開來。1995年8月12日，綿陽地方天然氣公司壓縮天然氣加氣站，因脫水工序處理不凈，在給鋼瓶充氣時而發(fā)生爆炸并起火成災。
5、火災撲救不利，導致災害擴大。發(fā)生氣體燃燒的設備如不能迅速的進行冷卻降溫，將會導致氣站容器的加溫，氣壓迅速升高，如安全裝置一時排氣不暢，即有可能發(fā)生爆炸。此種情況一般不易發(fā)生，因為氣瓶等容器在設計試驗時，作過類似的實驗。但如火勢過大，加熱過快，造成壓力上升過快，也可能發(fā)生。另一種情況，由于燃燒加溫，容器內的天然氣通過安全閥外泄，與空氣形成爆炸性混合物時，一旦接觸火源，即有可能發(fā)生爆燃。
6、培訓不規(guī)范、從業(yè)人員專業(yè)素質不高。首先，從業(yè)人員的規(guī)范操作是杜絕人為事故的關鍵。隨著燃氣行業(yè)多種經營體制的發(fā)展，出現(xiàn)了兩頭重的現(xiàn)象：一是規(guī)范經營的大型企業(yè)，對操作人員的培訓較為嚴格，二是部分經營不規(guī)范的中小型企業(yè)，嚴重忽視操作人員的業(yè)務培訓。其次，從事燃氣經營的作業(yè)人員專業(yè)素質還有待于提高。有些人員并未經過必要的培訓就上崗操作，或沒有定期復訓，對安全知識尤其是消防知識知之甚少，沒有能力發(fā)現(xiàn)隱患，更不要說處理突發(fā)事故。
（三）壓縮天然氣汽車加氣站各系統(tǒng)的火災危險性
CNG汽車加氣站通常有五部分組成，即氣體處理系統(tǒng)，氣體壓縮系統(tǒng)，氣體儲存系統(tǒng)，設備控制系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)。
1、氣體處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要包括調壓、除塵、脫硫、脫水、干燥等工序。氣體在處理過程中應預防閥門、法蘭盤及焊縫處出現(xiàn)泄漏。
2、氣體壓縮系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過壓縮機進行多級壓縮，將天然氣的壓力提高至25MPa，然后通過管線送至儲氣瓶。氣體在壓縮時，處于受壓、受熱狀態(tài)，相應地增加了火災危險性。
3、氣體儲存系統(tǒng)。無論是那種形式的儲氣系統(tǒng)都屬于高壓容器，因此，氣瓶的質量問題就非常重要，目前我國現(xiàn)有的壓縮天然氣加氣站的儲氣瓶基本上都是鋼質耐壓瓶，由于受腐蝕或存在先天性缺陷，如不按時檢查維修，極易造成氣瓶或零部件損壞，以至于引起爆炸和火災事故。
4、設備控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要是對站內各種設備實施手動或自動控制。因此，加氣站內存在著潛在的點火源。
5、售氣系統(tǒng)。售氣系統(tǒng)工作時，易產生靜電，此外違章操作也容易造成安全事故。
三、壓縮天然氣汽車加氣站的火災預防。
（一）CNG汽車加氣站的站址的選擇。
1、壓縮天然氣汽車加氣站選址的基本要求。
壓縮天然氣加氣站站址的選擇和分布與加油站相仿，應符合城市的總體規(guī)劃，符合環(huán)境保護和安全防火的要求。市區(qū)內的加氣站，應靠近城市交通干道或設在出入方便的次要干道上。市區(qū)公交車專用加氣站宜靠近停***（場）。郊區(qū)的加氣站宜靠近公路或設在靠近市區(qū)的交通出入口附近。大型運輸企業(yè)的加氣站由企業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃，宜靠近***（場）或車輛出入口。
壓縮天然氣加氣站宜靠近天然氣高、中壓管線或儲配站。供氣參數(shù)應符合加氣站設置的壓縮機性能要求。新建加氣站不應影響管網其他用戶正常使用。
2、壓縮天然氣加氣站設施與站外建、構筑物的防火間距。
加氣站內壓縮機組和貯氣瓶組與周圍建、構筑物等的防火間距，不應小于GB50156-2002的規(guī)定。
（二）加氣站內壓縮天然氣儲存注意事項
儲氣瓶應選用符合國家有關規(guī)定和標準的產品。加氣站宜選用同一種規(guī)格型號的大容積儲氣瓶，大容積氣瓶具有瓶閥少，接口少，安全性高等優(yōu)點。目前我國加氣站***用較多的是國產60L鋼瓶。當選用小容積儲氣瓶時，每組儲氣瓶的總容積不宜大于4m3，且瓶數(shù)不宜大于60個。在城市建成區(qū)內總容積不應超過16m3。
儲氣井的設計、建造和檢驗應符臺國家現(xiàn)行標準《高壓氣地下儲氣井》SY/T6535的有關規(guī)定。儲氣井的建造應由具有天然氣鉆井資質的單位進行。
為了防止進站加氣汽車控制失誤撞上儲氣設施造成事故，儲氣瓶組或儲氣井與站內汽車通道相鄰一側，應設安全防撞攔或***取其它防撞措施，儲氣瓶組據(jù)站內汽車通道間距不應小于5m。
（三）加氣站內安全保護裝置的設置
在遠離作業(yè)區(qū)的天然氣進站管道上應設緊急手動截斷閥，一旦發(fā)生火災或其它事故，自控系統(tǒng)失靈時，操作人員可靠近并關閉截斷閥，切斷氣源，防止事故擴大。手動緊急截斷閥的位置應便于發(fā)生事故時能及時切斷氣源。
為了保證儲氣設施的安全運行及事故時能及時切斷氣源，儲氣瓶組(儲氣井)進氣總管上應設安全閥及緊急放散管、壓力表及超壓報警器。每個儲氣瓶(井)出口應設截止閥。儲氣瓶組(儲氣井)與加***之間設設置的儲氣瓶組(儲氣井)截斷閥、主截斷閥、緊急截斷閥和加氣截斷閥如圖4所示。
1。儲氣瓶組(儲氣井)；2。 儲氣瓶組(儲氣井)截斷閥；3。主截斷閥；4。輸氣管道；5。緊急截斷閥；6。供氣軟管；7。加氣截斷閥；8。加***。
壓縮機組運行的安全保護應符合下列規(guī)定：壓縮機出口與第一個截斷閥之間應設安全閥，安全閥的泄放能力不應小于壓縮機的安全泄放量；壓縮機進、出口應設高、低壓報警和高壓越限停機裝置；壓縮機組的冷卻系統(tǒng)應設溫度報警及停車裝置；壓縮機組的潤滑油系統(tǒng)應設低壓報警及停機裝置。
加氣機的安全保護應符合下列規(guī)定：加氣機應設安全限壓裝置；加氣機的進氣管道上宜設置防撞事故自動切斷閥；加氣機的加氣軟管上應設拉斷閥，拉斷閥在外力作用下分開后，兩端應自行密封，當加氣軟管內的天然氣工作壓力為20MPa時，拉斷閥的分離拉力范圍宜為400～600N。
加氣站內的天然氣管道和儲氣瓶組也應設置泄壓保護裝置，加氣站不同壓力級別系統(tǒng)的放散管宜分別設置，以便迅速排放天然氣管道和儲氣瓶組中需泄放的天然氣。
（四）加氣站內相關材質的設置要求
增壓前的天然氣管道應選用無縫鋼管，并應符合現(xiàn)行國家標準《輸送流體用無縫鋼管》GB8163的有關規(guī)定。增壓后的天然氣管道應選用高壓無縫鋼管，并應符合現(xiàn)行國家標準《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB5310或《不銹鋼無縫鋼管》GB/T14***6的有關規(guī)定。對嚴寒地區(qū)的室外架空管道選材還要考慮環(huán)境溫度的影響。由于天然氣內含有硫化氫、二氧化碳、殘存凝析油等腐蝕性介質，加氣站內與壓縮天然氣接觸的所有設備、管道、管件、閥門、法蘭、墊片等的材質應具備抗腐蝕、耐老化等能力。
加氣站內的所有設備、閥門、管道、管件的設計壓力應比最大工作壓力高10％，且在任何情況下不應低于安全閥的起始工作壓力。
埋地管道防腐設計應符合國家現(xiàn)行標準《鋼質管道及儲罐腐蝕控制工程設計規(guī)范》SY0007的有關規(guī)定，并應***用最高級別防腐絕緣保護層。
（五）提高加氣站內工作人員的專業(yè)素質
對于現(xiàn)在汽車加氣站內工作人員專業(yè)素質參差不齊的現(xiàn)象，我認為在國家有關部門還未制定出相關政策時應該從兩個方面入手。首先，對于相關各崗位操作人員在上崗前由專業(yè)消防部門進行培訓和考核，對考核通過者發(fā)放上崗證，才允許其上崗。其次，對于通過考核并已上崗的工作人員，專業(yè)消防部門應建立一套相應的定期復訓考核制度。
隨著近年來天然氣的大力開發(fā)以及在汽車行業(yè)的運用，越來越多的壓縮天然氣汽車加氣站出現(xiàn)在我們的生活中，但是與此同時越來越多的加氣站安全事故的發(fā)生也為我們敲響了加氣站消防安全的警鐘，所以對于加氣站的消防安全我們必須嚴格按照相關規(guī)定來操作。
誰能告訴我國內外做天然氣壓縮機，加氣機，槽車，卸氣柱的各個廠家？不勝感激！?。?/h3>
加氣機適用的汽車有：LNG/LPG/CNG類型 LPG汽車是以液化石油氣為燃料，目前在全世界所有替代汽、柴汽車中應用最為廣泛的。
與傳統(tǒng)汽車燃料--汽油相比，汽車燃用LPG具有以下優(yōu)越性：
1）排放量明顯降低。
2） 有害排放物的毒性比燃用汽油時低。這里主要指碳氫化合物(HC)排放，燃用LPG時的HC排放中不含芳香烴等危害較大的成分。
LPG的氫/碳原子比2.5~2.7，汽油約為2.25，燃用LPG時的CO2排放較低，考慮各種化合物形成臭氧的可能性，LPG的排放肯定優(yōu)于汽油。
3）由于燃用LPG不會在發(fā)動機進氣歧管或進氣道壁面形成油膜，不需要象汽油那樣進行冷態(tài)加濃，因此，在測試循環(huán)中起動后40s內以及暖機過程中的排放優(yōu)于汽油。對于未來即將實施的歐洲III號排放標準而言，適應性更好。
CNG 即壓縮天然氣（Compressed Natural Gas,簡稱CNG）是天然氣加壓并以氣態(tài)儲存在容器中。壓縮天然氣除了可以用油田及天然氣田里的天然氣外，還可以人工制造生物沼氣（主要成分是甲烷）。
壓縮天然氣與管道天然氣的組分相同,主要成分為甲烷（CH4）。CNG可作為車輛燃料使用。CNG可以用來制作LNG（Liquefied Natural Gas），這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV（NaturalGasVehicle）。液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas,簡稱LPG）經常容易與LNG混淆，其實它們有明顯區(qū)別。LPG的主要組分是丙烷（超過95%），還有少量的丁烷，LPG在適當?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲存在儲罐容器中，被用作民用燃料和車輛燃料 1、節(jié)約燃料費用，降低運輸成本。
1立方米天然氣相當于1.1-1.3升汽油。
2、比燃油安全性高。
CNG自燃溫度為732℃，汽油自燃溫度為232~482 ℃。同時天然氣相對空氣的比重僅為0.6~0.7。一旦泄漏，可在空氣中迅速擴散，不易在戶外聚集達到爆炸極限。
同時CNG是非致癌、無毒、無腐蝕性的。未發(fā)生過重大燃燒和爆炸事故。從國內使用十多年CNG的經驗來看，天然氣汽車比燃油汽車更安全。
3、CNG燃料抗暴性能好。
CNG的抗暴性相當于汽油的辛烷值在130左右，而目前使用的汽油辛烷值最高僅在96左右，所以CNG作為汽車燃料不需添加劑。如像鉛等抗爆劑。
4、CNG汽車具有很好的環(huán)保效果。
使用CNG替代汽油作為汽車燃料，可使CO排放量減少***%，CH化合物減少72%，NO化合物減少39%，CO2減少24%，SO2減少90%，噪音減少40%。而且CNG不含鉛、苯等制癌的有毒物質。所以，CNG是汽車運輸行業(yè)解決環(huán)保問題的首選燃料。
5、燃氣用CNG可延長汽車發(fā)動機的維修周期。
汽車發(fā)動機以CNG為燃料，發(fā)動機運行平穩(wěn)，噪音低。無重烴可減少積碳，可延長汽車大修理時間20%以上，潤滑油更換周期延長到1.5萬km。
加氣機檢定周期一般不超過多久
壓縮機：國產的有：自貢通達、重慶壓縮氣體有限公司、四川金星、武漢齊達康（液壓式）、山東萬泰（液壓式）、無錫壓縮機廠等；
進口的有：美國艾里爾ARIAL、英國賽弗SAFE、加拿大的克勞斯、美國安吉ANJI、意大利的FORNOV***AS等
加氣機：一般都是國產的：重慶四聯(lián)、華氣厚普、北京長空；
槽車：石家莊氣體機械廠、中集安瑞科。
卸氣柱：重慶四聯(lián)、華氣厚普、北京長空；
加氣島和加氣機區(qū)別
加氣機的檢定周期一般不超過一年。詳細論述如下：
1、加氣機是一種對天然氣進行壓縮增壓的設備，其工作原理是將天然氣在高壓下壓縮，使其體積縮小，以便儲存和運輸。加氣機在使用過程中，由于磨損、老化等因素，其性能會逐漸下降，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并修復，可能會導致設備故障，甚至引發(fā)安全事故。
2、根據(jù)《壓縮天然氣加氣機檢定規(guī)程》，加氣機的檢定周期為不超過一年。這是因為在長期使用過程中，加氣機的性能會逐漸下降，可能會導致氣體壓縮效率降低、泄漏等問題。為了確保加氣機的安全和正常運行，必須對其進行定期檢定，以便及時發(fā)現(xiàn)并修復潛在的問題。
3、加氣機的檢定包括以下內容：外觀檢查：檢查加氣機的外觀是否完好，各部件是否齊全、正常。性能測試：測試加氣機的性能參數(shù)，如壓縮效率、氣體泄漏量等。安全防護檢查：檢查加氣機的安全防護裝置是否完好，如安全閥、壓力表等。
4、加氣機的檢定主要包括電器系統(tǒng)檢查：檢查加氣機的電器系統(tǒng)是否正常，如電源、控制電等。軟件系統(tǒng)檢查：檢查加氣機的軟件系統(tǒng)是否正常，如數(shù)據(jù)傳輸、存儲等。
5、加氣機檢定的注意事項，在進行加氣機檢定時，檢定時需要斷開電源和氣源，以確保檢定過程的安全性。檢定時需要按照規(guī)定的程序和標準進行測試，不得隨意改動設備的工作參數(shù)。
6、加氣機檢定的注意事項，檢定時需要做好記錄，包括設備的外觀、性能參數(shù)、故障部位等。檢定時需要對設備進行全面檢查，不得漏檢任何一個部件。檢定周期可以根據(jù)設備的實際情況進行調整，如果設備存在故障或安全隱患，需要及時進行維修和更換。
壓縮天然氣（CNG）有什么優(yōu)點？
加氣島是平臺，加氣機是設備。
加氣島主要安裝加氣機，供?？吭诩託廛囄惶幍娜細馄囘M行充裝操作的平臺。加氣機是指以指以壓縮天然氣形式向天然氣汽車和大型CNG子站車提供燃料的加氣設備。
汽車加氣指的就是給車子添加壓縮天然氣、液化天然氣，這種情況一般出現(xiàn)在專門的天然氣汽車、油改氣的出租車等車子上，此類車子都搭載了一套專門使用天然氣的燃料系統(tǒng)。
壓縮天然氣的主要成分是甲烷,其余為乙烷、丙烷、丁烷及少量其他物質,其特點與液化石油氣類似,熱值高、抗爆性能好、著火溫度高。另外,還有混合氣發(fā)火界限高,適于稀燃的性能。CNG可作為車輛燃料使用.LNG(LiquefiedNaturalGas)可以用來制作CNG,這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV(NaturalGasVehicle)。
天然氣汽車優(yōu)缺點主要有以下幾種情況
（1）天然氣汽車是清潔燃料汽車。天然氣汽車的排放污染大大低于以汽車為燃料的汽車，尾氣中不含硫化物和鉛，一氧化碳降低80%，碳氫化合物降低60%，氮氧化合物降低70%。因此，許多國家已將發(fā)展天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段。
（2）比汽油汽車更安全
首先與汽油相比，壓縮天然氣本身就是比較安全的燃料。這表現(xiàn)在：
燃點高。天然氣燃點在650。c以上，比汽油燃點（427。c）高出223。c，所以與汽油相比不易點燃。
密度低。與空氣的相對密度為0.48，泄漏氣體很快在空氣中散發(fā)，很難形成遇火燃燒的濃度。
辛烷值高?？蛇_130，比目前最好的96號汽車辛烷值高得多，抗爆性能好。爆炸極限窄。僅5~15%，在自然環(huán)境下，形成這一條件十分困難。釋放過程是一個吸熱過程。當壓縮天然氣從容器或管路中泄出時，泄孔周圍會迅速形成一個低溫區(qū)，使天然氣燃燒困難。
其次，壓縮天然氣汽車所用的配件比汽油車要求更高。表現(xiàn)在：
國家頒布有嚴格的天然氣汽車技術標準。從加氣站設計、儲氣瓶生產、改車部件制造到安裝調試等，每個環(huán)節(jié)都形成了嚴格的技術標準。
設計上考慮了嚴密的安全保障措施。對高壓系統(tǒng)使用的零部件，安全系數(shù)均選用1.5~4以上，在減壓調節(jié)器、儲氣瓶上安裝有安全閥，控制系統(tǒng)中，安裝有緊急斷氣裝置。
儲氣瓶出廠前要進行特殊檢驗。氣瓶經常規(guī)檢驗后，還需充氣作火燒、爆炸、墜落、槍擊等試驗，合格后，方能出廠使用。
中外發(fā)展天然氣60年來，從未出現(xiàn)過因天然氣爆炸、燃燒而導致車毀人亡的事實證明，壓縮天然氣汽車是十分安全可靠的。
（3）天然氣汽車有顯著的經濟效益。
可降低汽車營運成本。目前天然氣的價格比汽油和柴油低得多，燃料費用一般節(jié)省50%左右，使營運成本大幅降低。由于油氣差價的存在，改車費用可在一年之內收回。
可節(jié)省維修費用。發(fā)動機使用天然氣做燃料，運行平穩(wěn)、噪音低、不積炭，能延長發(fā)動機使用壽命，不需經常更換機油和火花塞，可節(jié)約50%以上的維修費用。
（4）cng汽車的動力性略有降低。燃用天然氣時，動力性略下降5~15%。
（5）改裝一次性投資大。目前，改裝一輛cng汽車大約需1萬元左右。
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