CNG加气站设备安全风险评价的关键问题(三)
责任编辑：cnlng 浏览：30594次 时间： 2010-07-29 04:56:13
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摘要: 四、评价中容易忽略的危险因素 1.主要易损件的安全可靠性及使用寿命 主要易损件包括各大系统常用的各类阀、环、弹簧、密封圈，如安全阀、球阀、压缩机填函、活塞环、易熔塞、气阀弹簧、压缩机主进气阀、加气枪单向阀、减压阀等以及管网过滤器、压缩机的级间分离器..
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四、评价中容易忽略的危险因素
1. 主要易损件的安全可靠性及使用寿命
主要易损件包括各大系统常用的各类阀、环、弹簧、密封圈，如安全阀、球阀、压缩机填函、活塞环、易熔塞、气阀弹簧、压缩机主进气阀、加气枪单向阀、减压阀等以及管网过滤器、压缩机的级间分离器、机后除油过滤器、脱水装置前、后过滤器、再生系统气液分离器等。调研中发现国产易损件的安全可靠性及使用寿命有待进一步提升。这些配件虽价格较低，但对安全性影响很大，应引起高度重视。
2. 气质问题
通过走访CNG汽车驾驶员、公交公司、气瓶检测站等发现，许多气瓶报废是由于内腐蚀，积水、杂质沉积及脱硫不净导致复杂的理化作用，使气瓶在瓶底或局部壁厚偏小或脆化[4]。在加气站调研中还发现，由于脱水不净，当CNG节流制冷效应时，高压管线产生冰堵，导致压力升高，增加了安全隐患。一些加气站前置除尘装置除尘不净，使高压管线或阀门组件堵塞或失效，也是一大安全隐患。
3. 在线检测及报警系统
在线检测设备主要指在线水分析仪、在线H2S检测仪。调研的加气站大多虽已配备，但很多没有完整的检测记录或记录不全，未坚持每天公布气质成分。调研还发现一些加气站报警系统(此指甲烷探测报警装置)年久失修或未配备。必须引起足够重视，这既是设备问题，更是管理问题。
4. 辅助电加热(保温)、降温及强制通风设备
由于净化设备循环再生过程中的节流制冷效应，在寒冷地区天然气中含有微量水分也会很快产生冰堵，从而导致整个管道压力急剧升高，形成安全隐患，因此管件或阀门应采用辅助电加热或保温设计；由于气体压力随温度变化有近似线性同比增长的关系，故温度升高，压力会迅速增加，因此在高温高热地区，储气瓶组应有降温设施(如喷淋)，这既提高了储气效率，又能保证储气瓶组的最高储气压力符合安全要求。
由于天然气的密度比空气小，机械爆炸(如压缩机机体爆裂、机件解体等)发生的几率极低，通常情况下，只要有足够的空间和良好的通风条件，就能避免恶性安全事故的发生。储气棚必须设置强制通风系统(储气井可不做此要求)。
5. 含油率问题
《车用压缩天然气》(GB 18047—2000)对气质总含硫量、H2S质量分数和固体颗粒直径作了明确规定，但国家对含油量还没有相关标准。通过实地调研燃气汽车驾驶员、加气站、检测测试站等，发现含油率偏高是普遍问题。解决CNG气体带油问题的根本办法是采用无油润滑压缩机，因为压缩机组除油器只能过滤直径大于1μm的油雾滴，不可能除尽气体中的全部油雾。
CNG专用压缩机在高压、高温、高转速和轻质气体条件下运行，限于国内现有技术和材料，采用无油润滑技术并非易事。国内压缩机仍多采用有油润滑，且油耗较高，并已对后续设备和汽车发动机造成损害。但有关加气站和燃气汽车的法规、标准中均未对天然气中的含油量指标做出限定。而压缩气体的过滤除油技术早已成熟，过滤设备安装、使用、维护甚为方便，性价比令人满意。从维护消费者权益出发，应对CNG含油量立法树规，推广普及。
因此，对含油量的安全风险评价有待于进一步研究。但一个可以定性的做法是参照《汽车加气站用天然气压缩机》(JB/T 10298—2001)，根据表1之规定考察压缩机组的润滑油消耗量[4]。
表1 不同驱动机功率匹配压缩机的润滑油消耗量表
6. 风险评价应从站内拓展到站外
站内因素包括设备安全、管理到位、制度落实、排放达标等。设备是导致安全事故的源头，管理是杜绝和减少事故的保障。而站外设备(如车用气瓶)是加气站安全的潜在风险，近几年国内加气站的恶性爆炸事故大多是由车用气瓶爆炸危及加气站安全。再如加气站所处地区的地方性安全标准及相应的安全管理政策环境等，也是评价时应当考虑的因素。
五、慎重选择储气型式
目前，国内加气站的储气型式主要有3种：储气瓶组、储气罐、地下储气井。从国内的技术研究及加气站的发展趋势可以看出，由于储气瓶组接头多，高压管线错综复杂，安装调试及检验相对繁琐，随着早期站点设备更新改造步伐加快，这种储气型式呈下降趋势。国家“十五”科技攻关项目“我国加气站设备技术水平评价、改进建议及应用推广分析”研究成果表明，国内的加气站现在大多选用储气罐和地下储气井，两者的市场占有率几乎相等。
由于地下储气井具有使用寿命长、占地面积小、省空间、防火间距小、检测周期长、且能节约一些辅助设施，故目前国内一些专家和加气站从业人员在加气站储气型式上首推地下储气井。笔者广泛的实地调研表明，地下储气井的安全隐患正日益显现，即固井问题一直解决不好，储气井套管时有窜动，排污问题也不是想象的那么完善和可靠，更值得关注的是地下储气井的检测问题始终没有解决。但与此形成比较的是，储气罐的广泛采用也面临新问题，尽管其外部腐蚀及应力损坏及裂纹可以通过外观检查及磁力探伤发现，但是其内部裂纹检测依然是个难题。
在国内目前尚未有其他更好的储气型式情况下，各加气站在储气型式的选择上还是应从实际出发，因地制宜。
笔者推荐的做法是：在用地紧张的繁华闹市应以地下储气井为主，但要随时注意检测储气井的外观，注意固笋水泥是否有裂纹或松脱、储气井套管是否有窜动。建议使用寿命年限定为12a(国家标准规定最大使用寿命25a)；在用地不太紧张的较繁华地带或城郊结合部，推荐采用储气罐。除生产规模较小的加气站外，不推荐采用储气瓶组；更不能在同一个加气站采取多种储气型式混合储气的方式。
在进行加气站风险评价时，不能先人为主，应根据加气站所处地理环境及生产规模，以受评加气站现有储气型式为基础，参照对应的评价指标体系，对照评价标准与不同储气型式失效和缺陷的不同表现表征，结合目测进行具体判定。
六、结论
加气站设备安全风险评价涉及环境工程学、机械学、电子学、技术经济学等多门学科，所需数据量大面广，数据采集和处理及评价是个庞杂的系统工程。在加气站设备安全风险评价时，应在评价指标体系及评价标准基础上，重点关注和考察爆炸危险区域划分、关键系统及关键设备、主要易损件的安全可靠性及使用寿命、气质、在线检测及报警系统、辅助电加热(保温)、降温及强制通风设备、含油率及站外因素，并针对不同储气型式，以保证评价结果客观公正。
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