摘　要：介紹CNG液壓式加氣子站的組成及工作原理，分析其火災(zāi)危險(xiǎn)性，探討其火災(zāi)事故的成因，提出了防范火災(zāi)事故發(fā)生的措施。

關(guān)鍵詞：消防安全；  CNG液壓式加氣子站；  火災(zāi)危險(xiǎn)性；  火災(zāi)成因；  防范措施

Discussion on Fire Safety of CNG Hydraulic Gas Filling Substation

Abstract：The composition and working principle of CNG hydraulic gas filling substation are introduced．The fire hazard is analyzed．the causes of fire accidents are discussed，and the measures to prevent fire accidents are put forward．

Keywords：fire safety：CNG hydraulic gas filling substation；fire hazard；fire causes；prevention measure

隨著我國(guó)大部分城市霧霾天氣頻現(xiàn)，未來治理空氣污染仍將呈高壓態(tài)勢(shì)。利用天然氣這一高效清潔能源替代傳統(tǒng)的汽車燃料汽柴油，是治理空氣污染、減少汽車尾氣排放的有效方法。目前，國(guó)內(nèi)許多城市興建了一批壓縮天然氣(CNG)汽車加氣站，而其中的CNG液壓式加氣子站，由于其具有“高度集成、占地面積小、建站速度快、自動(dòng)化水平高、運(yùn)行成本低、相對(duì)安全可靠”等諸多優(yōu)點(diǎn)，尤其得到廣泛應(yīng)用。為此，如何確保CNG液壓式加氣子站的消防安全，就成為當(dāng)前消防業(yè)內(nèi)人士急需研究的新課題之

1　CNG液壓式加氣子站工作原理

CNG液壓式加氣子站設(shè)備由液壓式加氣子站增壓橇體、控制柜、儀電風(fēng)氣源設(shè)備、CNG氣瓶車、加氣機(jī)等通過管道連接組成。

液壓式加氣子站增壓橇體給CNG氣瓶車提供20～22MPa的恒定壓力，利用特殊性質(zhì)的液壓油，以高壓(不超過22MPa)直接將液壓油充入CNG氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶中，將CNG氣瓶車儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的天然氣推出，輸入到增壓橇體緩沖罐后，經(jīng)高壓管道輸送至站內(nèi)的單線雙槍加氣機(jī)，再注入到汽車的CNG車用氣瓶?jī)?nèi)，達(dá)到給汽車加氣的目的。當(dāng)CNG氣瓶車的第1個(gè)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的天然氣卸完時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出指令，第1個(gè)儲(chǔ)氣鋼瓶?jī)?nèi)的液壓油在氣體壓力和自身重力作用下自動(dòng)返回橇體內(nèi)的液壓油儲(chǔ)罐中，再以高壓充入第2個(gè)儲(chǔ)氣瓶，如此往復(fù)循環(huán)，直到把CNG氣瓶車的所有儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的天然氣卸完。

液壓式加氣子站設(shè)備在運(yùn)行時(shí)由控制系統(tǒng)的可編程控制器PLC按程序自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)多個(gè)儲(chǔ)氣瓶依次工作^[1]。除更換CNG氣瓶車時(shí)由人工操作外，整套設(shè)備的所有動(dòng)作均由設(shè)備自帶的PLC程序控制，無需人工干預(yù)。

2　CNG液壓式加氣子站的火災(zāi)危險(xiǎn)性

①CNG液壓式加氣子站經(jīng)銷儲(chǔ)存的產(chǎn)品是20MPa左右的壓縮天然氣，主要成分為甲烷(CH4)，常溫常壓下相對(duì)密度約為0.65，比空氣輕，在空氣中爆炸下限≤5％，其顯著特性是遇明火即燃燒；此外，儲(chǔ)存壓力為20MPa左右的壓縮天然氣，還具有遇火星或靜電火花即可產(chǎn)生轟燃、爆炸的特性，危險(xiǎn)性極大。

②壓縮天然氣壓力高，極易泄漏。如果對(duì)泄漏不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置，加氣子站即具有發(fā)生火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)。

③電氣系統(tǒng)是加氣子站運(yùn)行的動(dòng)力和照明來源。電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中若產(chǎn)生火花、短路放電等現(xiàn)象，易引發(fā)火災(zāi)和爆炸。

④對(duì)液壓式加氣子站增壓橇體等設(shè)備管理不當(dāng)，可能發(fā)生超壓、超溫運(yùn)行，易導(dǎo)致儲(chǔ)氣瓶等發(fā)生爆炸；儲(chǔ)氣瓶超期限使用，容易產(chǎn)生疲勞、應(yīng)力腐蝕等，或CNG氣瓶車本身受機(jī)械碰撞而傷及儲(chǔ)氣瓶，均會(huì)導(dǎo)致耐壓失效，引發(fā)爆炸和火災(zāi)。

⑤CNG加氣子站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，熱輻射性強(qiáng)，易加快爆炸性混合物的擴(kuò)散速度，蔓延迅速；燃燒與爆炸交替發(fā)生，產(chǎn)生的高壓、高溫和強(qiáng)烈的震動(dòng)與沖擊波，易破壞周圍建筑物和設(shè)備，造成人員傷亡，且救援困難。

3　CNG液壓式加氣子站火災(zāi)事故成因

對(duì)造成CNG液壓式加氣子站火災(zāi)事故的成因進(jìn)行分析可知，此類事故可分為：設(shè)計(jì)缺陷事故、違規(guī)操作事故、管理事故、意外事故。

①設(shè)計(jì)缺陷事故，是指CNG液壓式加氣子站在建設(shè)時(shí)，違反國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，導(dǎo)致存在先天性設(shè)計(jì)缺陷而引發(fā)的事故。如：選址不當(dāng)，平面布局不合理，防火間距不足，爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)和范圍劃分不正確，電氣設(shè)備選型不當(dāng)，防雷、防靜電設(shè)計(jì)不合理，報(bào)警器設(shè)置不合理，等等。

②違規(guī)操作事故，是指操作人員在日常操作過程中，違反作業(yè)規(guī)程而引發(fā)的事故。如：操作人員相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)不夠，操作設(shè)備不當(dāng)導(dǎo)致超壓而引發(fā)天然氣泄漏，CNG氣瓶車違規(guī)停車，未按規(guī)程正確連接防靜電接地裝置而導(dǎo)致產(chǎn)生靜電，遇到安全事故不能冷靜和正確地處理，等等。

③管理事故，是指消防安全管理制度落實(shí)不到位而引發(fā)的事故。如：可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)未定期檢測(cè)導(dǎo)致失效，電氣設(shè)備未定期進(jìn)行安全檢測(cè)導(dǎo)致產(chǎn)生漏電、靜電或防雷失效，CNG氣瓶車牽引車頭排氣管端部未安裝防火帽或失效，非操作人員攜帶火種和移動(dòng)通信設(shè)備進(jìn)入操作區(qū)域，等等。

④意外事故，是指因突發(fā)性和不可預(yù)見的因素而引發(fā)的事故。其具有一定的偶然性，如：地震、意外機(jī)械撞擊，等等。

4　CNG液壓式加氣子站火災(zāi)事故防范措施

為確保CNG液壓式加氣子站的消防安全，預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生，在防火設(shè)計(jì)審核、施工與竣工驗(yàn)收、操作運(yùn)行管理、應(yīng)急狀況處置等環(huán)節(jié)，應(yīng)制定具體的防范措施。

4.1　防火設(shè)計(jì)審核

①CNG加氣子站的等級(jí)劃分。按照GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱GB 50156—2012)第3．0．11條和3．0．14條，加油與CNG加氣合建站劃分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，共三個(gè)等級(jí)。獨(dú)立建設(shè)的CNG加氣子站，當(dāng)站內(nèi)設(shè)置有不超過18m³的固定儲(chǔ)氣設(shè)施時(shí)，只允許停放l輛CNG氣瓶車；當(dāng)站內(nèi)無固定儲(chǔ)氣設(shè)施時(shí)，站內(nèi)最多可停放2輛CNG氣瓶車。與加油站合建時(shí)，只允許停放1輛CNG氣瓶車。確定CNG氣瓶車數(shù)量后，將固定儲(chǔ)氣設(shè)施與CNG氣瓶車儲(chǔ)氣瓶組的容積相加，計(jì)算得出站內(nèi)儲(chǔ)氣設(shè)施總?cè)莘e，合建時(shí)再考慮油品儲(chǔ)罐總?cè)莘e，按照GB 50156—2012相關(guān)規(guī)定，確定CNG加氣子站或合建站的等級(jí)。

②站址選擇。按照GB 50156—2012第4．0．2條，在城市中心區(qū)不應(yīng)建設(shè)一級(jí)CNG加氣站、一級(jí)加油加氣合建站。對(duì)在原加油站基礎(chǔ)上增設(shè)CNG液壓式加氣子站設(shè)備的情況，尤其要引起重視，必須重新校核CNG和油品儲(chǔ)罐的總?cè)莘e，審核其是否存在廠站等級(jí)提高的情形。為保證道路通行能力，減少車輛擁堵，站址位置應(yīng)避開城市干道的交叉路口，選擇在靠近城市干道的兩側(cè)建設(shè)。同時(shí)，要加強(qiáng)與當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃部門的溝通協(xié)調(diào)，掌握城市中遠(yuǎn)期規(guī)劃的相關(guān)情況，綜合考慮當(dāng)前和未來周邊規(guī)劃道路、建筑物對(duì)加氣站選址的影響。

③平面布置。審核內(nèi)容包括：站內(nèi)設(shè)備與站外建(構(gòu))筑物的安全間距、站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距、油氣充卸作業(yè)區(qū)、輔助服務(wù)區(qū)、變配電設(shè)施、停車位和道路等的布置情況，應(yīng)符合GB 50156—2012的相關(guān)要求。

④防爆要求。正確劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)的等級(jí)和范圍，是防爆設(shè)計(jì)審核的關(guān)鍵。以CNG氣瓶車儲(chǔ)氣瓶組為例，按照GB 50156—2012附錄C第C．0．11條，距CNG氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶組殼體4.5m以內(nèi)并延至地面的空間，應(yīng)劃分為2區(qū)。在其爆炸危險(xiǎn)2區(qū)內(nèi)靠近CNG氣瓶車儲(chǔ)氣瓶組且天然氣易積聚的合理位置處，應(yīng)設(shè)計(jì)安裝檢測(cè)天然氣泄漏的可燃?xì)怏w報(bào)警器，且必須選用相應(yīng)類型、級(jí)別的照明燈具等防爆型電氣設(shè)備。按GB 50156—2012第8．2．5條和第5．0．11條，CNG氣瓶車儲(chǔ)氣瓶組的管道接口端不宜朝向辦公區(qū)、加氣島和臨近的站外建筑物；不可避免時(shí)，應(yīng)在CNG氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶組的管道接口端與辦公區(qū)、加氣島和臨近的站外建筑物之間設(shè)置厚200mm的鋼筋混凝土實(shí)體墻隔墻，其高度應(yīng)高于氣瓶車1m以上，長(zhǎng)度不小于車寬兩端各加1m及以上；并確保爆炸危險(xiǎn)區(qū)域不超出站區(qū)圍墻和可用地界線。

⑤接地設(shè)計(jì)。按照GB 50156—2012的第11．2．1條，CNG氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶組、油品儲(chǔ)罐必須進(jìn)行防雷接地，接地點(diǎn)不應(yīng)少于2處。按GB 50156—2012第11．2．11條和第11．2．15條，CNG氣瓶車的卸氣場(chǎng)地，應(yīng)設(shè)卸氣時(shí)專用的防靜電接地裝置，并應(yīng)設(shè)置能檢測(cè)跨接線及監(jiān)視接地裝置狀態(tài)的靜電接地儀，接地電阻不應(yīng)大于100W。當(dāng)防雷接地、防靜電接地、電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地及報(bào)警、數(shù)字計(jì)量等信息系統(tǒng)的接地共用接地裝置時(shí)，按GB 50156—2012第11．2．2條，其接地電阻應(yīng)按其中要求最小的接地電阻確定。

⑥消防設(shè)施。CNG液壓式加氣子站及其加油加氣合建站，以配置干粉滅火器、滅火毯和沙子為主，有條件者可考慮利用市政消火栓作為火災(zāi)時(shí)的輔助冷卻設(shè)施。

4.2　施工與竣工驗(yàn)收

①資質(zhì)與資格。承建CNG液壓式加氣子站、加油加氣合建站建筑工程和設(shè)備安裝工程的施工單位，應(yīng)具有相應(yīng)資質(zhì)；焊工、站內(nèi)設(shè)施和CNG液壓式加氣子站設(shè)備的檢測(cè)人員，應(yīng)取得相應(yīng)資格，并持證上崗。

②材料和設(shè)備。材料和設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求，并具有有效的質(zhì)量證明文件，尤其是CNG氣瓶車的儲(chǔ)氣瓶組等壓力容器，應(yīng)有相應(yīng)資質(zhì)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的《鍋爐壓力容器產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)證書》。

③施工與竣工資料。施工前，施工單位應(yīng)編制施工方案；工程全部完成后，應(yīng)及時(shí)組織竣工驗(yàn)收，并整理和移交全套竣工資料。

4.3　操作運(yùn)行管理

①制度與培訓(xùn)。要制定完善的操作運(yùn)行作業(yè)規(guī)程、設(shè)備維修保養(yǎng)制度和?肖防安全管理制度，認(rèn)真組織好員工的教育培訓(xùn)，切實(shí)增強(qiáng)員工的工作責(zé)任心，提高其消防安全素質(zhì)。

②崗位與職責(zé)。要確定消防安全責(zé)任人和消防安全管理人，確定消防安全重點(diǎn)部位及相關(guān)責(zé)任人，明確職責(zé)，持證上崗，落實(shí)制度。

③安全警示。要設(shè)置消防安全警示標(biāo)志，電氣設(shè)備開關(guān)處要掛牌警示或安排專人值守。

④控制火源。嚴(yán)禁非操作人員進(jìn)入CNG液壓式加氣子站設(shè)備操作區(qū)域；嚴(yán)禁攜帶火種進(jìn)入加氣站操作區(qū)域和售氣區(qū)域；進(jìn)入操作區(qū)域必須關(guān)閉移動(dòng)通信設(shè)備；在設(shè)備操作區(qū)域內(nèi)，嚴(yán)禁使用易產(chǎn)生火花的工具和物品，照明時(shí)應(yīng)使用有橡膠防爆外殼的照明燈具。

⑤規(guī)范操作。CNG氣瓶車換車作業(yè)時(shí)，牽引車頭應(yīng)先將空瓶氣瓶車掛連并駛出卸氣區(qū)域后，實(shí)瓶氣瓶車方可進(jìn)場(chǎng)停車；待實(shí)瓶氣瓶車分離且其牽引車頭駛出卸氣區(qū)域后，方可進(jìn)行實(shí)瓶氣瓶車與子站增壓橇體的連接；向新更換的實(shí)瓶氣瓶車充液增壓時(shí)，操作人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)看護(hù)，觀察壓力變化情況，防止出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。

⑥日常監(jiān)測(cè)。要定期檢測(cè)可燃?xì)怏w報(bào)警器、靜電接地儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)響應(yīng)閾值出現(xiàn)偏差、靈敏度降低的設(shè)備，應(yīng)及時(shí)報(bào)廢并更換，確保監(jiān)測(cè)設(shè)備處于正常有效狀態(tài)；CNG氣瓶車每次進(jìn)場(chǎng)前均應(yīng)經(jīng)全面檢查并合格，嚴(yán)禁帶病作業(yè)。

4.4　應(yīng)急狀況處置

①CNG泄漏處置預(yù)案。換車作業(yè)時(shí)向?qū)嵠繗馄寇嚦湟涸鰤旱沫h(huán)節(jié)，是導(dǎo)致超壓泄漏的主要情形。當(dāng)管道發(fā)生CNG泄漏時(shí)，應(yīng)立即按下“緊急停機(jī)”按鈕，停止作業(yè)；關(guān)閉所有氣、液閥門，切斷電源。其他情形下的CNG泄漏，也應(yīng)制定相應(yīng)處置預(yù)案。

②停電應(yīng)急處置預(yù)案。考慮到加氣子站供電負(fù)荷等級(jí)只要求滿足三級(jí)即可，臨時(shí)停電狀況偶有發(fā)生。加油加氣站發(fā)生停電時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)；開啟應(yīng)急照明燈；關(guān)閉所有氣、液閥門，切斷電源；警戒現(xiàn)場(chǎng)；疏散非操作人員。

③緊急狀況處置預(yù)案。凡出現(xiàn)雷擊、地震和火災(zāi)等情況時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)；關(guān)閉所有氣、液閥門；迅速向上級(jí)主管部門和消防部門報(bào)警；疏散人群和車輛；組織初期火災(zāi)撲救，控制火災(zāi)蔓延。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳國(guó)光，李連成，楊俊杰．CNG液壓加氣子站與常規(guī)加氣子站方案比選[J]．煤氣與熱力，2008，28(1)：B29-B32．

本文作者：張振球

作者單位：南昌市消防支隊(duì)