加气站cng储气装置的安全评价及事故预防与处置技术

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1、加气站CNG储气装置的安全评价及事故预防与处置技术1、CNG储气装置及CH4介质的燃爆特性　　1.1　加气站储气装置与技术。　　在各种CNG加气站里，通过压缩机加压压缩，强行将天然气储存在固定场所设置的特制容器内，专供汽车加气的备用装置或系统，称为储气装置或储气技术。该装置因具有25-30MPa的高压以及介质易燃易爆的危险性质，所以储气装置在CNG加气站当属特别重要的核心部位，尤其是对储气设施设备布置方式的选择、安全可靠性评价、工艺制造以及材质等方面的安全技术考虑，都有许多特殊要求。　　我国的CNG加气站，经历了较

2、长时间的开发研究，迄今储气瓶、储气罐和储气井技术工艺，目前正在逐步趋于成熟与完善，有的已初具规模。现将三类不同装置的加气站简介如下：　　①瓶储加气站。是将若干储气瓶按不同压力分级布置的加气站，单瓶水容积通常为60L或80L居多，材质采用无缝优质钢或具有防火功能的树脂纤维缠绕技术制造。储气瓶的优点是经济，灵活，建设成本较低。缺点是供气系统阻力大，管阀连接处泄漏点多，增加了不安全因素。此外，每年支付的维护费用多，增加了后期供气成本。　　②罐储加气站。是将压缩天然气储存在球型或园柱型储气罐中的加气站，其储罐水容积主要有2

3、m3、3m3、4m3或6m3的几种规格，一般每站设置3～6罐为宜。这种储气罐是90年代后期较为广泛使用的CH4（甲烷）高压储存容器，其优点主要是：气体集中储存，管阀连接点较少，泄漏因素降低，恰好弥补了储气瓶的不足，具有较好的安全性。缺点是：爆炸事故发生时，地面冲击波的辐射范围大、强度大等。是较受欢迎的储气装置。　　③井储加气站。顾名思义，是将压缩天然气储存在地下储气井的加气站，储气井是四川石油管理局自80年代中期开始在不断实践探索的基础上，研究开发的新型储气技术。这种储气装置是在加气站一定位置开钻3～6口地下井，每

4、口井的深度约100m，上小下大口径不等，单井水容积为2m3左右，采用进口材质的套管和钢筋混凝土固井技术，具有安全牢固、节约维护费用、节约土地资源以及减少地面冲击波放射范围和强度等许多优点，是很受欢迎、安全可靠的高压CH4储气装置。以上三种储气装置的基本情况现列表如下：表--1CNG加气站储气设施布置概览序号项目储气瓶储气罐储气井1单个容量规格50L或80L/瓶2000-4000L2000L/井2单组布置数量80-230瓶3-6罐3-8井3容器水容积(m3)6-126-126-124标准储气量（Nm3）1500-30

5、001500-30001500-30005占地面积（m3）3060106建设投资概算(万元/站)66.094.096.57检验维护费(万元/年)1.250.75——8四川省2001年12月31日截止分类统计数(站)1968361.2CH4介质的理化质及燃爆参数我国车用压缩天然气主要分为"干气"和"湿气"两大类，气质状况视CH（甲烷）4产地不同而有区别，四川、重庆、海南、陕西、新疆等地的气田气通常为干气，CH4含量一般在95%以上；而河北、吉林、辽宁、甘肃、湖北、山东等地的油田伴生气通常为湿气，CH4含量一般在80%

6、左右。实际应用结果证明，"干气"不仅有利于安全，而且更有益于作为CNG汽车的燃料介质使用。处于高压状态下的CH4，无论管理人员或操作人员，都要对其性质、技术参数和特殊要求作全面了解和掌握。现将对CH4研究测试及查验的主要理化性质及燃爆参数列于表-2：表--2　CH4主要理化性质及燃爆参数序号参数名称单位数据序号参数名称单位数据1爆炸浓度下限％5.013分子量——16.042爆炸浓度上限％15.014凝固点℃-183.23化学计量浓度％9.4615熔点℃-182.54最大爆压浓度％9.816沸点℃-161.55最大爆

7、炸压力MPa0.71717闪点℃-1906最小引爆能量Mj0.2818自燃点℃5407最小报警浓度(LEL下限1/3)％≤1.719气体密度（空气）G/10.558燃烧热值Kcal/m3950020液体密度（水）-164℃0.429燃烧温度℃183021临界温度℃-82.610燃烧空气量m3/m39.5222临界压力MPa4.5811燃烧热Kj/mol889.523CH4中的H2S允许浓度（民用）mg/m3≯2012气化热Kj/mol122.024CH4中的H2S允许浓度（汽车用）mg/m3≯15除以上重要参数外，

8、按照国家有关技术规范的规定，CH4生产储存场所的火灾危险性确定为甲类，一级易燃气体；火灾爆炸危险度为：H=(R-L)/L=(15-5)/5=2；危险货物统一名称编号煤矿：21007。　　2、高压容器的爆炸冲击波及其危害　　2.1　爆炸冲击波及特性。　　CNG加气站储气装置由于高压和介质可燃爆两大事故因素，无论发生何种事故，都可能引发泄漏、火灾、化学爆炸和物理