天然氣加氣子站危險(xiǎn)的設(shè)施探索

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論文關(guān)鍵詞:壓縮天然氣加氣子站;環(huán)保節(jié)能新能源;危險(xiǎn)有害因素分析;安全設(shè)施

論文摘要:對(duì)壓縮天然氣加氣子站的主要工藝技術(shù)特點(diǎn)、主要危險(xiǎn)有害因素及安全設(shè)施設(shè)置情況進(jìn)行了介紹與分析。

車用壓縮天然氣(以下稱CNG)是一種高質(zhì)清潔型能源，是理想的環(huán)保燃料之一。壓縮天然氣加氣子站主要設(shè)備設(shè)施一般為成套定型產(chǎn)品，而工藝上采用國內(nèi)外較為先進(jìn)的液壓式工藝系統(tǒng)。

1、工藝流程

1.1工藝特點(diǎn)

液壓式壓縮天然氣加氣子站的工藝系統(tǒng)主要由儲(chǔ)氣瓶拖車、子站撬體及加氣機(jī)(加氣機(jī)可置于子站撬體內(nèi)，也可設(shè)于室外罩棚下的加氣島上)幾個(gè)部分組成。其工藝特點(diǎn)是以自動(dòng)控制的方式，運(yùn)用成套定型專用設(shè)備，將特殊性質(zhì)的液體以高壓注人儲(chǔ)氣瓶拖車的CNG儲(chǔ)氣瓶中(儲(chǔ)氣設(shè)施工作壓力約為25MPa)，以便將CNG儲(chǔ)氣瓶中的CNG推出，再通過設(shè)有拉斷閥的加氣機(jī)(工作壓力約為20MPa)，將CNG注入汽車儲(chǔ)氣罐內(nèi)。

該工藝系統(tǒng)具有設(shè)備集成化程度高、加氣過程自動(dòng)控制、占地面積小、安全可靠性高、安裝維護(hù)簡便、撬裝結(jié)構(gòu)靈活、便于移動(dòng)、使用方便等特點(diǎn)。整套加氣裝置在運(yùn)行時(shí)，除更換儲(chǔ)氣瓶拖車時(shí)由人工操作外，所有環(huán)節(jié)均由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。

1.2流程簡介

首先，將儲(chǔ)氣瓶拖車停至站內(nèi)固定停車位，并利用液壓系統(tǒng)將儲(chǔ)氣瓶拖車框架頂升起(仰角10°左右)，為系統(tǒng)運(yùn)行做好準(zhǔn)備。然后，將儲(chǔ)氣瓶拖車固定停車位處管路與儲(chǔ)氣瓶拖車連接好，由系統(tǒng)自動(dòng)控制打開換向閥組的相應(yīng)氣動(dòng)閥門及儲(chǔ)氣瓶拖車上的第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶的進(jìn)出液閥門、輸出CNG閥門，利用液壓系統(tǒng)將高壓液體注人儲(chǔ)氣瓶拖車上的第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶內(nèi);其液壓系統(tǒng)設(shè)有壓力控制閥(壓力范圍一般為19.5~21.5MPa)、壓力傳感器，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到高限時(shí)，壓力控制閥即停止向高壓系統(tǒng)供液;當(dāng)系統(tǒng)壓力降至低限，液壓系統(tǒng)重新開始工作;同時(shí)CNG被推出儲(chǔ)氣瓶，輸至位子站撬體內(nèi)的緩沖罐緩沖后，經(jīng)帶有拉斷閥的加氣機(jī)將CNG注入汽車儲(chǔ)氣罐內(nèi)。當(dāng)儲(chǔ)氣瓶拖車上的第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶內(nèi)大約95%的CNG被推出后，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出指令停止注液，并利用第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶內(nèi)的余壓使高壓液體返回位于子站撬體內(nèi)的液體儲(chǔ)槽中，同時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)控制打開儲(chǔ)氣瓶拖車上的第2個(gè)儲(chǔ)氣瓶的相應(yīng)閥門開始注液。同樣的工作原理和過程直至將CNG儲(chǔ)氣瓶拖車上8個(gè)儲(chǔ)氣瓶依次排空后，返回其母站進(jìn)行CNG的充裝作業(yè)。

2、主要危險(xiǎn)有害因素分析

壓縮天然氣子站的主要危險(xiǎn)有害因素為:易燃易爆、電危害、車輛傷害、中毒窒息等。

2.1易燃易爆

a)儲(chǔ)氣瓶拖車、液壓式CNG子站撬體等處。CNG屬易燃?xì)怏w，危險(xiǎn)貨物編號(hào)21007，火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為甲類，與空氣能形成爆炸性混合物，爆炸極限5%一14%。儲(chǔ)氣瓶拖車、子站撬體、加氣場地等處均存在有CNG，故火災(zāi)爆炸是壓縮天然氣子站的主要危險(xiǎn)有害因素。儲(chǔ)氣瓶拖車上的CNG儲(chǔ)氣瓶、子站撬體內(nèi)的緩沖罐和高壓液體儲(chǔ)槽等屬壓力容器，而連接儲(chǔ)氣瓶拖車、子站撬體、加氣機(jī)的管道屬壓力管道，壓力容器及壓力管道最重要的參數(shù)是溫度和壓力，如發(fā)生安全閥、壓力表失靈或泄漏、閥門外漏、法蘭面之間泄漏、液壓泵泄漏、設(shè)備材質(zhì)質(zhì)量不合格、焊接質(zhì)量較差等原因造成CNG泄漏，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱、雷電或靜電火花會(huì)引起燃燒爆炸，容易引發(fā)火災(zāi)爆炸等事故。此外，壓力容器以及壓力管道亦存在物理爆炸危險(xiǎn)。爆炸能產(chǎn)生巨大的沖擊波，其破壞力與殺傷力極大。

CNG體積質(zhì)量比空氣小，如發(fā)生泄漏,CNG在子站撬體內(nèi)部、罩棚下等處積聚，一旦遇明火、機(jī)械火星、靜電火花、雷電、煙囪飛火等點(diǎn)火源，非常容易發(fā)生火災(zāi)爆炸。

b)加氣場地。加氣場地是使用加氣機(jī)專為以CNG為燃料的汽車加注CNG的作業(yè)區(qū)域。由于人員、車輛流動(dòng)頻繁，不安全因素較多，是加氣站事故多發(fā)高發(fā)的危險(xiǎn)場所。如:未熄火加氣、機(jī)動(dòng)車儲(chǔ)氣罐漏氣、加氣機(jī)漏氣、電器故障、作業(yè)過程中因修車或機(jī)械碰撞產(chǎn)生火花、加氣時(shí)泄漏、加氣時(shí)流速過快積聚靜電荷等均容易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。如加氣站未設(shè)置防撞柱(欄)，車輛意外失控而撞毀CNG加氣機(jī)，則會(huì)造成大量CNG泄漏，可能引發(fā)火災(zāi)爆炸。此外，加氣場地也可能因外來加氣車輛違章駕駛、路面沉積油污、路面積雪積冰，以及場地照明不好等原因造成建(構(gòu))筑物車輛及人員傷害或燃爆事故等。

C)控制室、站房作為加氣站必不可少的重要建筑物，其耐火等級(jí)和站內(nèi)設(shè)施之間的防火距離是至關(guān)重要的。如有CNG竄人控制室、站房，遇到明火，隨意吸煙，以及電氣設(shè)備過載、短路、斷線、接點(diǎn)松動(dòng)、接觸不良、絕緣下降等故障會(huì)產(chǎn)生電熱和電火花，引燃CNG或周圍可燃物，都有可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。

2.2電危害

a)觸電傷害。電氣傷害事故以觸電傷害最為常見，如果與加氣設(shè)施配套的各類電氣設(shè)施、電器開關(guān)、電纜敷設(shè)的接地或接零或屏護(hù)措施不完善、耐壓強(qiáng)度低、耐腐蝕性差，都會(huì)造成漏電，導(dǎo)致觸電傷人事故。

b)靜電危害。靜電電荷產(chǎn)生的火花，是石油化工業(yè)發(fā)生火災(zāi)爆炸的一個(gè)根源。在設(shè)備內(nèi)部，以及輸送管線內(nèi)都有產(chǎn)生靜電電荷積累的可能性。尤其在CNG輸送與付出等作業(yè)過程中，更容易產(chǎn)生靜電火花引起火災(zāi)爆炸。如輸送流速過快，以及無防靜電設(shè)施或防靜電設(shè)施未起作用和不按規(guī)定穿著防靜電勞動(dòng)保護(hù)護(hù)具等都極易產(chǎn)生靜電，并積聚形成引爆(燃)源，或因其不能迅速泄放，其靜電火花將導(dǎo)致火災(zāi)爆炸。

c)雷擊。建構(gòu)筑物如防雷裝置失效，在雷雨天存在著被雷擊的危險(xiǎn)。由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強(qiáng)的特點(diǎn)，一旦被雷電擊中，不但可能損壞生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)施，而且還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸，造成人員傷亡事故。

2.3中毒窒息

根據(jù)危險(xiǎn)有害因素分析，CNG有一定的毒性，且大量泄漏時(shí)會(huì)降低空氣中的氧分壓造成人體窒息。壓縮天然氣加氣子站毒性物質(zhì)一般在密閉管道內(nèi)運(yùn)行，正常作業(yè)情況下，作業(yè)場所的毒性物質(zhì)污染較少。但有部分工序還需手工操作完成(如:更換儲(chǔ)氣瓶拖車、連接相關(guān)管線等)及各種原因引起的跑、冒、漏氣等現(xiàn)象，可使作業(yè)場所受到一定的污染。GNG主要經(jīng)呼吸道和皮膚進(jìn)人體內(nèi)，亦可經(jīng)消化道進(jìn)人。對(duì)人體的危害主要可引起呼吸道系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等的損傷。

2.4車輛傷害

當(dāng)儲(chǔ)氣瓶拖車進(jìn)站、汽車進(jìn)站加氣時(shí)，罩棚支柱、CNG加氣機(jī)、站內(nèi)設(shè)備設(shè)施和作業(yè)人員可能受到車輛的碰撞，造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷害。

3、安全設(shè)施設(shè)置情況

通過分析可知，CNG加氣子站的主要危險(xiǎn)有害因素為火災(zāi)爆炸和中毒窒息，對(duì)此，其設(shè)置有相應(yīng)的安全設(shè)施及防范措施，見表1。