天然氣加氣子站危險有害因素分析及安全
論文關鍵詞:壓縮天然氣加氣子站;環保節能新能源;危險有害因素分析;安全設施
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論文摘要:對壓縮天然氣加氣子站的主要工藝技術特點、主要危險有害因素及安全設施設置情況進行了介紹與分析。
車用壓縮天然氣(以下稱CNG)是一種高質清潔型能源，是理想的環保燃料之一。壓縮天然氣加氣子站主要設備設施一般為成套定型產品，而工藝上采用國內外較為先進的液壓式工藝系統。
1、工藝流程
1.1工藝特點
液壓式壓縮天然氣加氣子站的工藝系統主要由儲氣瓶拖車、子站撬體及加氣機(加氣機可置于子站撬體內，也可設于室外罩棚下的加氣島上)幾個部分組成。其工藝特點是以自動控制的方式，運用成套定型專用設備，將特殊性質的液體以高壓注人儲氣瓶拖車的CNG儲氣瓶中(儲氣設施工作壓力約為25 MPa )，以便將CNG儲氣瓶中的CNG推出，再通過設有拉斷閥的加氣機(工作壓力約為20MPa )，將CNG注入汽車儲氣罐內。
該工藝系統具有設備集成化程度高、加氣過程自動控制、占地面積小、安全可靠性高、安裝維護簡便、撬裝結構靈活、便于移動、使用方便等特點。整套加氣裝置在運行時，除更換儲氣瓶拖車時由人工操作外，所有環節均由控制系統自動控制。
1.2流程簡介
首先，將儲氣瓶拖車停至站內固定停車位，并利用液壓系統將儲氣瓶拖車框架頂升起(仰角10°左右)，為系統運行做好準備。然后，將儲氣瓶拖車固定停車位處管路與儲氣瓶拖車連接好，由系統自動控制打開換向閥組的相應氣動閥門及儲氣瓶拖車上的第1個儲氣瓶的進出液閥門、輸出CNG閥門，利用液壓系統將高壓液體注人儲氣瓶拖車上的第1個儲氣瓶內;其液壓系統設有壓力控制閥(壓力范圍一般為19.5~21.5 MPa )、壓力傳感器，當液壓系統壓力達到高限時，壓力控制閥即停止向高壓系統供液;當系統壓力降至低限，液壓系統重新開始工作;同時CNG被推出儲氣瓶，輸至位子站撬體內的緩沖罐緩沖后，經帶有拉斷閥的加氣機將CNG注入汽車儲氣罐內。當儲氣瓶拖車上的第1個儲氣瓶內大約95%的CNG被推出后，系統自動發出指令停止注液，并利用第1個儲氣瓶內的余壓使高壓液體返回位于子站撬體內的液體儲槽中，同時由系統自動控制打開儲氣瓶拖車上的第2個儲氣瓶的相應閥門開始注液。同樣的工作原理和過程直至將CNG儲氣瓶拖車上8個儲氣瓶依次排空后，返回其母站進行CNG的充裝作業。
2、主要危險有害因素分析
壓縮天然氣子站的主要危險有害因素為:易燃易爆、電危害、車輛傷害、中毒窒息等。
2.1易燃易爆
a)儲氣瓶拖車、液壓式CNG子站撬體等處。CNG屬易燃氣體，危險貨物編號21007，火災危險性分類為甲類，與空氣能形成爆炸性混合物，爆炸極限5%一14%。儲氣瓶拖車、子站撬體、加氣場地等處均存在有CNG，故火災爆炸是壓縮天然氣子站的主要危險有害因素。儲氣瓶拖車上的CNG儲氣瓶、子站撬體內的緩沖罐和高壓液體儲槽等屬壓力容器，而連接儲氣瓶拖車、子站撬體、加氣機的管道屬壓力管道，壓力容器及壓力管道最重要的參數是溫度和壓力，如發生安全閥、壓力表失靈或泄漏、閥門外漏、法蘭面之間泄漏、液壓泵泄漏、設備材質質量不合格、焊接質量較差等原因造成CNG泄漏，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱、雷電或靜電火花會引起燃燒爆炸，容易引發火災爆炸等事故。此外，壓力容器以及壓力管道亦存在物理爆炸危險。爆炸能產生巨大的沖擊波，其破壞力與殺傷力極大。
CNG體積質量比空氣小，如發生泄漏,CNG在子站撬體內部、罩棚下等處積聚，一旦遇明火、機械火星、靜電火花、雷電、煙囪飛火等點火源，非常容易發生火災爆炸。
b)加氣場地。加氣場地是使用加氣機專為以CNG為燃料的汽車加注CNG的作業區域。由于人員、車輛流動頻繁，不安全因素較多，是加氣站事故多發高發的危險場所。如:未熄火加氣、機動車儲氣罐漏氣、加氣機漏氣、電器故障、作業過程中因修車或機械碰撞產生火花、加氣時泄漏、加氣時流速過快積聚靜電荷等均容易引發火災爆炸事故。如加氣站未設置防撞柱(欄)，車輛意外失控而撞毀CNG加氣機，則會造成大量CNG泄漏，可能引發火災爆炸。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)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，其耐火等級和站內設施之間的防火距離是至關重要的。如有CNG竄人控制室、站房，遇到明火，隨意吸煙，以及電氣設備過載、短路、斷線、接點松動、接觸不良、絕緣下降等故障會產生電熱和電火花，引燃CNG或周圍可燃物，都有可能發生火災或爆炸事故。
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，如果與加氣設施配套的各類電氣設施、電器開關、電纜敷設的接地或接零或屏護措施不完善、耐壓強度低、耐腐蝕性差，都會造成漏電，導致觸電傷人事故。
b)靜電危害。靜電電荷產生的火花，是石油化工業發生火災爆炸的一個根源。在設備內部，以及輸送管線內都有產生靜電電荷積累的可能性。尤其在CNG輸送與付出等作業過程中，更容易產生靜電火花引起火災爆炸。如輸送流速過快，以及無防靜電設施或防靜電設施未起作用和不按規定穿著防靜電勞動保護護具等都極易產生靜電，并積聚形成引爆(燃)源，或因其不能迅速泄放，其靜電火花將導致火災爆炸。
c)雷擊。建構筑物如防雷裝置失效，在雷雨天存在著被雷擊的危險。由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強的特點，一旦被雷電擊中，不但可能損壞生產設備和設施，而且還會導致火災和爆炸，造成人員傷亡事故。
2.3中毒窒息
根據危險有害因素分析，CNG有一定的毒性，且大量泄漏時會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一般在密閉管道內運行，正常作業情況下，作業場所的毒性物質污染較少。但有部分工序還需手工操作完成(如:更換儲氣瓶拖車、連接相關管線等)及各種原因引起的跑、冒、漏氣等現象，可使作業場所受到一定的污染。GNG主要經呼吸道和皮膚進人體內，亦可經消化道進人。對人體的危害主要可引起呼吸道系統、神經系統、血液系統、消化系統、循環系統、泌尿系統等的損傷。
2.4車輛傷害
當儲氣瓶拖車進站、汽車進站加氣時，罩棚支柱、CNG加氣機、站內設備設施和作業人員可能受到車輛的碰撞，造成財產損失和人員傷害。
3、安全設施設置情況
通過分析可知，CNG加氣子站的主要危險有害因素為火災爆炸和中毒窒息，對此，其設置有相應的安全設施及防范措施.
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