CNG车用气瓶使用及加气站安全分析

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　伴随着燃气车辆的广泛应用，压缩天然气（CNG）汽车用气瓶在充装、运输、使用等过程中是极其重要的组成部分，它已经成为核心角色。CNG汽车的车用高压气瓶是汽车关键零部件之一，汽车的安全运营受到气瓶的安全可靠性直接影响。对目前车用气瓶的安全使用、监管和检验以及对加气站安全运行的认识也显得尤为重要。
　　1 气瓶及加气站潜在的危险性
　　1.1 天然气具有的危险性
　　天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体，甲类火灾危险性。爆炸极限为5%～15%，最小点火能量仅为0.28mJ，燃烧速度快，燃烧热值高（平均热值为33440kJ/m3），对空气的比重为0.55，扩散系统为0.196，极易燃烧、爆炸，并且扩散能力强，火势蔓延迅速，一旦发生火灾难以施救。
　　1.2 气瓶爆炸的危险性
　　气瓶破裂时，气体外泄，瞬间膨胀释放出大量能量，气瓶碎片会造成人员设备等伤亡损坏，天然气立即释放与周围空气形成可爆炸混合气体遇明火发生二次爆炸，迅速引起火灾，造成灾难性危害。
　　1.3 气站泄漏因素
　　站内工艺过程处于高压状态，工艺设备容易造成泄漏。气体外泄可能发生点很多，管道焊缝、阀门，法兰盘、气瓶、压缩机、LNG储罐等都有可能发生泄漏；天然气管道被拉脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机都会造成天然气大量泄漏。泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。
　　1.4 高压运行危险性
　　站内压缩天然气加气站技术要求，充装站的压缩机必须加压至25MPa以上，才能将天然气压缩到钢瓶内，这是目前国内可燃气体的最高压力贮存容器。若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求，稍有疏忽，便可发生爆炸或火灾事故。系统高压运行容易发生超压，系统压力超过了其能够承受的许用压力，最终超过设备及配件的强度极限而爆炸或局部炸裂。
　　1.5 低温冻伤危险性
　　由于许多加气站都是LNG-CNG，LNG储存温度约为-162℃，泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害，喷溅的液体会使所接触的一些材料变脆易碎。材料脆性断裂和冷收缩，会对加气站设备如储罐、潜液泵、LNG高压柱塞泵、加注机、加注车造成危害，特别是LNG储罐和LNG槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形，导致真空失效，保冷性能降低失效，从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。
　　1.6 存在的多种火源
　　商业性汽车加气站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道之侧，周围环境较复杂，受外部点火源的威胁较大，如邻近建筑的火灾，频繁出入的车辆，手机电磁火花、雷击等，均可成为加气站火灾的点火源。操作中也存在多種引火源，加气站设备控制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；操作中使用工具不当，化纤服装穿脱产生的静电火花；穿钉鞋摩擦、撞击火花等。
　　2 气瓶使用安全控制措施分析
　　2.1 从运行使用确保气瓶的安全性
　　①出车前的例检。与前一次停车时气瓶储气压力观察压力表所示是否一致，从而更准确的确定气瓶是否漏气。高压手动阀和天然气储气瓶阀开启，管路和接头组件漏气检查（在开、关阀时，阀门正面不得站立人）；检查置于“点火”位置点火开关，气量指示灯、转换燃料开关是否工作正常。
　　②充装CNG。车上的乘客下车远离后再加气，要挂空档、拉手刹、关闭点火开关，燃料转换开关将置于汽油位置或中间位置。由加气站充气专业人员操作，充装压力不得超过国家标准规定的20MPa。定期校验压力表和传感器。充装后检查供气系统是否泄漏，确定无异常后方可启动、行驶。
　　③行驶中发生意外事故的妥善处理。在行驶中如发生CNG泄漏、火灾、撞车等意外事故，应根据实际情况立即按以下程序做出应急处理：开启应急灯，紧急停车→关闭电源，切断油、气路→疏散乘客→关闭储气瓶阀→隔离现场→待泄漏气体扩散或扑灭火灾，联系有资质的CNG汽车定点改装厂及有关部门到现场处理。
　　3 加气站安全控制措施分析
　　3.1 保证天然气储存安全
　　储气瓶应选用符合国家有关规定和标准的产品。加气站宜选用同一种规格型号的大容积储气瓶，大容积储罐具有瓶阀少、接口少、安全性高等优点。进站天然气的质量应符合现行国家标准《天然气》GB17820中规定的Ⅱ类气质标准，增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量必须符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的规定。
　　3.2 设置安全保护装置
　　在远离作业区的天然气进站管道上应设紧急手动截断阀，紧急截断阀的位置应便于发生事故时能及时切断气源。储气瓶组进气总管上应设安全阀及紧急放散管、压力表及超压报警器。储气瓶组、储气井和加气机与站内汽车通道相邻一侧，应设安全防撞拦或采取其他防撞措施。压缩机进、出口应设高、低压报警和高压越限停机装置；压缩机组的冷却系统应设温度报警及停车装置；压缩机的润滑油系统应设低压报警及停机装置。加气机的加气软管上应设拉断阀，拉断阀在外力作用下分开后，两端应自行密封，当加气软管内的天然气工作压力为20MPa时，拉断阀的分离拉力范围宜为400～600N。加气站不同压力级别系统的放散管宜分别设置，放散管管口应高出设备平台2m及以上，且应高出所在地面5m及以上。
　　3.3 控制和消除引火源
　　使用高于或等于相应作业区域气体级别的防爆电气设备。爆炸危险区域慎用移动式和便携式电器，禁止私拉乱接，违章用电。天然气储气瓶组必须进行防雷接地，接地点不少于2处。储气瓶组、管道、法兰及其他金属附件均进行电气连接并接地。雷雨天气应停止加气作业。严格控制修理用火，严禁烟火和明火，防止摩擦撞击打火，充装时不得使用电气焊、割。
　　3.4 提高工作人员专业素质
　　应加大安全培训和考核的力度，严格岗前培训、定期培训制度，并进行考核。熟悉加气站各类设备的原理、结构等生产专业知识和操作规程，了解天然气的火灾危险性，掌握防火、灭火的基础知识，提高处理突发事故的能力。
　　3.5 佩戴防护设施
　　避免高浓度吸入，佩带供气呼吸器，高浓度接触时可戴化学安全防护眼睛，穿防静电工作服，必要时戴防护手套，工作现场禁止吸烟，。进入罐和其他高浓度作业时，须有人监护。
　　综上所述，车用CNG气瓶及加气站影响安全因素很多，安全无小事，安全问题已不容忽视。加强检查监察管理，经常分析安全隐患发生原因，掌握安全事故规律性，把安全隐患消除在萌芽状态中。
　　参考文献
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　　[3] GB50160-2012汽车加油加气站设计与施工规范