分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析

分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析（精选3篇）

分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析 篇1

分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析

【摘 要】在车用燃料中，柴油和汽油的使用人群较多、使用范围较广，但是这两种燃料都会给环境造成较大污染，与当前提倡的生态环保和可持续发展等理念相悖。基于此种背景，天然气资源逐渐得到普遍认可，而且以压缩天然气为燃料的CNG汽车也颇受大众青睐。考虑到这类型用户的需求，我国大部分地区都相继创建了CNG加气站。但由于天然气泄漏后极易燃烧、爆炸，会给人们的生命安全带来极大威胁，因此，有必要加强有关天然气泄漏的研究，并制定切实可行的防范策略。

【关键词】CNG加气站；天然气泄漏；防范策略

作为一种混合气体，天然气无色无味，其重量轻于空气，主要用来作燃料，极易燃烧、爆炸。因此，压缩天然气的易燃、易爆特点也十分鲜明。如果CNG加气站管理疏忽，致使天然气泄漏，遇到火源以后，天然气很容易就燃烧起来，严重地还可能出现爆炸情况，加之天然气无色无味，一般情况下人们很难察觉，也加大了危险系数。所以，关于CNG加气站的天然气泄漏和防范是一个值得探讨的现实问题。

一、天然气的泄漏因素分析

影响天然气泄漏的因素较多，主要集中体现在加气站的管路设备、加气车和管理等几个方面。接下来，将对这些泄漏因素进行细致分析。

1.在加气站管路和设备上来看（1）受管路和设备的压力变化影响

就加气站管路和设备方面来说，首要影响因素就是管路和设备的压力变化情况。管路和设备有较大的压力变化范围，这样很可能使螺纹接头出现松动，进而增加天然气泄漏的几率。例如，用来脱水的再生塔和干燥塔，其压力通常会在一天之内变化两次，而且变化范围非常大，具体数值是0~25Mpa。类似的情况还有售气机和压缩机，由于每天都要反复卸载、加载售气机和压缩机，也会提高螺纹接头的松动几率。

（2）受温度变化的影响

频繁的温度变化也是加大天然气泄漏可能性的重要原因[1]。例如，售气机的温度变化范围一般是25~60度，压缩机通常是25~150度，再生塔大约是25~180度。当这些设备温度出现多次跳跃性变化，很容易损伤当中的密封件和接头，加快其老化、松动速度，进而可能致使天然气泄漏[2]。

（3）受振动频率的影响

振动过大也是造成天然气泄漏的重要影响因素。当压缩机进入工作状态时，其振动频率往往很大，这可能会导致管路中的螺母、法兰、焊缝等出现接头松动和开裂的情况。加气车反复作业时，也容易导致卡套出现裂缝、接头出现松动。如果地基下沉亦或是安装管路和设备的时候没有合理布局都会加大振动，从而会增加天然气泄漏风险。

（4）硫化氢的腐蚀作用影响

硫化氢的腐蚀作用也是出现天然气泄漏的一大影响因素。硫化氢是天然气组成成分之一，它可能会腐蚀管路和设备，一旦腐蚀情况严重，超过临界点，就可能造成天然气泄漏。

（5）安装材料的质量及技术影响

管路和设备材料本身的质量及其焊接和安装的技术也是不容忽视的影响因素。材料质量较差或焊接不到位、安装不合理都会在不同程度上妨碍管路和设备正常运作，稍有不慎，便可能会导致天然气泄漏。

2.从加气车漏气角度来看

（1）加气车运行时受振动频率影响

从加气车漏气角度来看，天然气的泄漏首先受到加气车运行时的振动频率影响。在加气车处于运行状态时会出现不同频率的振动，当振动频率过大时，气管路的接头容易松动，从而可能漏气。加气车使用时间一长，密封圈等部件会损坏、老化，因而会增加漏气风险。

（2）气瓶的安全泄压装置出现泄气现象

气瓶的安全泄压装置泄气也是加气车出现漏气的重要原因。如果售气机出现破损，不能够有效限压。当气瓶出现较大充装压力时，售气机不能发挥原有的控制作用，那么安全泄压装置就会破裂，从而可能会泄气。如果脱水装置出现损伤、老化现象，天然气中的水分将超过正常范围。在开关电磁阀的时候，通常会有较大压力差，此时多余的水分会凝结成冰，致使电磁阀门无法有效运转，继而可能导致直冲，引发泄气现象[3]。3.在日常维护工作方面

第一，就日常的保养维护工作来看，如果没有及时检查、维修相关的管路和设备，将加大漏气风险。第二，倘若没有遵照巡检制度开展维护工作，检修不到位，也会遗留诸多漏气隐患。第三，工作人员素质不高且培训力度不大。如此一来，工作人员将很难熟练掌握工艺流程，也不清楚使用加气站设备有哪些注意事项，从而可能会因工作疏忽而造成天然气泄漏。

二、天然气泄漏的防范策略介绍

1.确保加气站设备是否牢靠

要加强天然气泄漏的防范，首先就要确保加气站主要设备的基础牢固可靠，以免地基出现倾斜、下沉等现象引起天然气泄漏。为此，在实施土建工程的过程中，严格遵照有关规章制度进行施工设计。

2.提升管道及设备的材料质量

天然气泄漏的重要影响因素就是材料质量本身的问题，所以避免天然气泄漏，必须要保证管路和设备的材料质量达标，并以有关设计标准和要求为依据有序进行焊接、安装作业。在做好基本的焊接、安装工作之后，还应当进行检测，进一步确认焊接和安装效果。

3.安装加气站警报器

通过安装警报器进行必要防范，并在加气站进行分区安装报警器。加气站要在售气区、储气区、脱水区和压缩区等日常工作区域都配备报警装置，同时，应当保证这些报警器是可以正常使用的。为了确保工作人员可以及时做出反应，有必要集中安装报警装置，具体位置可以在值班室和控制室附近。

4.增强工作人员的防范意识（1）加强对工作人员的培训

要对工作人员进行培训，增强其安全防范意识。要做好员工的岗前培训和日常培训工作，使其能够掌握设备的结构、工作原理和使用注意事项，了解基本的操作规程，认识到天然气泄漏的危险，自觉树立安全意识，主动提升技术操作技巧和处理实际问题的能力[4]。

（2）加强对加气站的巡检

工作人员要按照加气站规章制度开展巡检工作，及时查漏补缺，做到防微杜渐。例如，要定期检查设备与管路，及时排查漏气点，并采取有效措施进行处理。

（3）规范工作人员的工作行为

要加强对工作人员作业行为的规范。当工作人员在卸载、加载设备的时候，要保持匀速，以免因为设备的温度和压力产生过大变化而加大漏气风险。

（4）注意售气机的运行情况

要保证售气机能够正常工作。如果出现直冲情况，工作人员要马上结束加气工作，将阀门全部关闭，以免气瓶出现过大充装压力，引发漏气。

（5）增强对加气车的安全检查

在加气车进出加气站的时候，工作人员要做好必要的安全检查工作。

结束语

管路和设备问题是影响天然气泄漏的最主要因素，其中焊缝、螺纹和法兰的连接部位最容易出现漏气现象。为了确保CNG加气站正常运作，避免天然气泄漏，要从漏气源头抓起，做好设备的基础浇筑作业，确保管路和设备质量达标、焊接有效、安装科学合理。同时，工作人员要认真遵守工作制度和操作规程，适时对管路和设备进行巡检，做好日常保养维护工作。参考文献

[1]邹笃国.浅谈CNG汽车加气站安全管理[J].现代物业(上旬刊),2013(12):44-45.[2]王湘宁,张连彬,张姝,宋海宁.CNG加气站预先危险性分析法评价与防范措施[J].煤气与热力,2013(11):18-20.[3]谢寒梅,徐金印.浅谈CNG压缩天然气加气站的风险识别分析[J].江西化工,2014(01):278-279.[4]安春晖.某CNG加气站的火灾爆炸危险性评价[J].消防科学与技术,2014(07):828-832.

分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析 篇2

关键词：CNG加气站,天然气泄漏与防范

1 CNG加气站工艺流程

调压计量→压缩→脱水→顺序控制→气体储存→售气→用户

2 加气站主要设备

(1) 调压计量系统:该系统气体压力≤0.4M p a, 由过滤器、流量计、调压器和气管路等组成;气管路与阀门之间、气管路和设备之间采用法兰连接。

(2) 压缩系统:压缩系统由两套以上压缩机组构成, 每套均能独立运行。每套压缩机组的气路由一台压缩机、冷却器、气液分离器和气管路等组成。该系统压力在进气压力和2 5 M p a之间。气管路与设备之间采用法兰连接, 气管路与阀门之间采用螺纹连接。

(3) 脱水系统:脱水系统分为低压脱水和高压脱水。低压脱水工作压力低, 基本不存在天然气泄漏现象。高压脱水由两个吸附塔/再生塔、加热器、冷却器、过滤器和气管路等组成。气管路与设备、阀门之间采用螺纹连接。吸附塔接收经压缩机压缩的天然气, 工作压力通常在2 0~2 5 M p a之间;再生塔对吸附剂进行脱水, 工作压力在0.5~0.8 M p a之间。

(4) 顺序控制系统:主要由顺序控制阀、单向阀、球阀及气管路组成。气管路与阀门之间采用螺纹连接。工作压力≤25 Mpa。

(5) 储气系统:储气系统由储气设备、阀门、压缩天然气进/出管路等组成。工作压力≤25 M p a。气管路与设备、阀门之间采用螺纹连接。

(6) 售气系统:售气系统的主要设备是售气机。售气机主要由流量计、电磁阀、拉断阀、加气枪和气管路等组成, 相互之间采用螺纹连接。工作压力≤25 Mpa。

(7) 用户 (加气车) :加气车燃气系统主要由钢瓶、高压管线、压力传感器、阀门等组成, 钢瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保护装置, 当气瓶温度超过100℃或压力超过33.3MPa时, 保护装置会自动破裂卸压。钢瓶最高充装压力不得超过20 Mpa。

3 天然气泄漏原因

对2011年~2012年某公司加气站天然气泄漏的统计结果, 设备、管路天然气泄漏居于首位, 约占全部隐患的47%。 (如表1所示)

3.1 加气站设备、管路漏气因素

(1) 设备、管路压力变化幅度大, 容易造成螺纹接头松动。如脱水装置干燥塔/再生塔, 每天2次压力变化, 幅度从0Mpa到25M p a, ;又如压缩机频繁加载、卸载;售气机气压变化幅度也较大;

(2) 温度变化大且频繁:压缩机从常温到150℃, 脱水装置再生塔从常温到180℃, 售气机从常温到60℃。这容易造成接头松动, 密封件老化损坏;

(3) 振动大:压缩机开机时有很大振动, 容易造成压缩机组管路焊缝、法兰、螺母开裂, 接头松动;加气岛上加气车来往频繁, 易造成加气机接头松动、卡套开裂。地基下沉、布置不合理、设备和管路安装水平低会加剧设备、管路的振动。

(4) 腐蚀:设备、管道遭受天然气中微量H2S的腐蚀。

(5) 制造质量差:包括设备、管路选材不当, 焊接质量差, 安装不规范等。

3.2 加气车漏气因素

(1) 因为加气车开行过程中振动的原因, 导致气管路接头松动。密封圈长期使用也容易老化、破损;

(2) 气瓶的安全泄压装置泄气。售气机限压功能失效导致无法控制气瓶的充装压力;天然气脱水效果不好, 水分超标, 电磁阀开启后前后压差过大, 会在电磁阀处结冰, 电磁阀不能正常关合, 此时会产生直充现象, 即钢瓶的充装压力会大大超过规定的20 M p a。上述两种情况结合安全泄压装置制造质量、气体热胀效应就有可能发生气瓶的安全泄压装置破裂泄压。

3.3 管理因素

(1) 未做好设备、管路的维护保养工作, 未定期检修设备, 直到出现隐患才进行处理。

(2) 未严格执行巡检制度, 不能及时发现潜在的隐患。

(3) 员工培训不到位, 不熟悉工艺流程, 对设备的工作原理、作用及危险因素不了解。

4 防范措施

(1) 设备基础应稳固, 防止地基下沉、倾斜等情况的发生。土建工程设计、施工应严格执行SH 3510《石油化工设备混凝土基础工程施工及验收规范》。

(2) 设备安装、管路焊接严格按设计要求和相关标准进行。定期对设备、管路进行检测。

(3) 为了能及时检测到可燃气体非正常超量泄漏, CNG加气站应在压缩区、脱水区、储气区和售气区设置可燃气体检测报警器并确保可燃气体检测报警装置完好、有效。报警器宜集中设置在控制室或值班室内, 工作人员能及时听到报警。

(4) 提高工作人员安全意识

(1) 严格岗前培训、定期培训制度。工作人员应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, 提高处理突发事故的能力。

(2) 工作人员应加强巡检, 定时查漏, 对发现的漏气点要及时处理;定时检查设备、管路是否有剧烈振动。

(3) 设备加载 (升压、升温) 和卸载 (降压、降温) 时, 速度不宜过快, 要防止压力或温度在短时间内急剧变化对设备产生不良影响。

(4) 确保售气机各项功能正常。发现直冲现象立即停止加气并关闭相应阀门, 防止气瓶超压充装。

(5) 对加气车辆进行加气前后安全检查。

5 结论

C N G加气站高压设备、管路容易发生天然气泄漏, 在法兰连接处、螺纹连接处和焊缝都有可能出现。抓好源头, 把好设备制造、设备基础浇筑、管路施工质量关;配备检测设备;工作人员严格执行操作规程, 发现泄漏点及时予以整改。通过这些措施可以有效的减少或消除泄漏点。

分析CNG加气站的天然气泄漏以及防范分析 篇3

关键词：天然气；LNG；CNG汽车；LCNG；加气站

随着人类城市居住环境的日益恶化，环境问题越来越为人民所关注，汽车尾气对城市环境的污染越来越严重。为了减少污染，使用清洁环保燃料便是解决方法之一。CNG汽车的使用对城市的大气污染减轻能起到一定的作用，为了促使CNG汽车在我国快速发展，解决其加气站依赖天然气管网气源的问题，在有LNG卫星站或LNG瓶装气供应的城市建设LCNG加气站解决CNG汽车的用气是行之有效的方法。

天然气(NG)是一种清洁、高效、优质能源，在世界各国得到广泛的利用。液化天然气(LNG)是将天然气在-162℃常压下转成液态，其液化后的体积为常压下气态的1/600～625,小于压缩天然气(CNG)的体积；而CNG是将常温常压下的天然气压缩到20～25MPa后的高压天然气，其体积为常温常压下气态的1/200～250,是LNG体积的2.5～3.0倍。

由于CNG具有体积较小、储存效率较高和运输较方便等优势；既可以将其作为民用、工业和城市燃气调峰，也可作为汽车燃料，即CNG汽车。目前，我国CNG汽车在四川成都、重庆、郑州、北京、开封、济南等城市得到了迅猛发展，全国天然气汽车的拥有量已超10万辆。但是天然气和汽油、柴油相比更易燃易爆，对天然气气源和天然气管网的依赖性较强，必须建天然气管道或在有天然气管网的地点才能建CNG加气站等相应的基础设施。

由于城市建设用地紧张、建站成本高、对远离天然气气源的城市敷设天然气管道较困难等,影响了部分城市的CNG汽车的快速发展；为此在有LNG卫星站的城市或在有LNG资源的城市建设LCNG汽车加气站便可以快速推进CNG汽车的发展。由LNG增压汽化后获得的CNG便是最常用的汽车燃料之一。

一、LCNG汽车加气站

LCNG汽车加气站是将低压(0～0.8MPa)、低温(-162℃～145℃)的LNG转变成常温、高压(20～25MPa)天然气的汽车加气站。其主要设备包括：LNG储罐(钢瓶)、LNG低温高压泵、高压汽化器、CNG储气库(井、瓶组)、顺序控制盘、售气机、自控系统等。

该工艺是利用LNG低温高压泵将LNG增压到25.0MPa来完成低压变高压的过程。过程中LNG增压泵的控制及操作中增压泵的超压停、低压开泵、流体计量等都由控制台自动完成；经高压强制汽化器吸收空气中的热能加热LNG汽化，使其变成高压天然气(CNG)，完成由低温变成常温的过程,然后经由顺序控制盘进行储气与售气。该过程不使用天然气压缩机，仅使用小功率高压低温泵，无需冷却水，这样大大降低了噪声污染，节约了大量的电能。其工艺流程示意框图如图一所示：

1、LNG储罐

LNG储罐是LNG的储存容器。在已建LNG卫星站中，可利用现有的LNG储存设施，在移动LCNG加气站中可选小型LNG储罐(一般16～20m3)，也可以用LNG储气钢瓶作储气设施，解决其储气问题。小型储气罐一般为双层真空隔热结构。设计工作压力取决于内层罐的工作压力，一般为0.8～1.OMPa。由于LNG储罐是连续供气，其日蒸发率要求不高，一般小于0.3％即可。

2、LNG低温高压泵

LNG低温高压泵是整个LCNG站将LNG转变成CNG加气站的必要设备，其可靠性要求非常高，既要求能够耐低温(-162℃)，又要求能够升压且承受高压(出口压力达25.0MPa)。为了保证设备的使用寿命和生产安全，一般均使用国外进口的5GPM～20GPM(191～761/min)低温高压泵。

3、高压气化器

气化器是将液化天然气气化成气态天然气的设备，要求耐温范围广(-162℃～50℃)，耐高压(32.0MPa)，气化器采用空温式，通过吸收周围大气中的热量来完成LNG的气化过程。为增大与周围大气环境的换热效率，其主体采用耐低温的铝合金纵向翅片管，其气化量根据工程的实际状况进行设计：一般气化能力选择1．0～1.5×104Nm3/d，在空温式气化器的气化工程中，基本不需要其他能量,系统的稳定强，运行成本低。

4、顺序控制盘

顺序控制盘是保证高压储气瓶(井)的充气按一定顺序进行的设备。给高压储气瓶(井)充气的顺序是从高压到低压。在对外无售气时,气化器将高压钢瓶组(井)充满到高压(25MPa)后，再向压力较低的气瓶充气，直至全部充满到高压。

5、售气机

售气机是对CNG汽车进行加气、计量的设备。加气时售气机自动先开启低压钢瓶组(井)充气，待气流速度较慢时，切换到高压钢瓶组(井)进行充气，直到CNG汽车气瓶压力达20．0MPa方结束充气。

二、工程应用

1、LNG卫星站增加CNG汽车加气功能

在有LNG卫星站的情况下，增加CNG汽车加气功能时，只需将原有LNG储罐的液相出口管与低温高压泵进口相连，回液管与罐顶气相管相连，进行适当改造即可。这样免建LNG储罐,同时增加了LNG卫星站的功能，可为CNG汽车加气，且储量大,加气能力强，其工艺图如图二：卫星站增压气化工艺流程示意图所示：

2、LNG移动钢瓶转为LCNG加气站

原理同上，只是将LNG储罐变为LNG移动钢瓶,如图三：钢瓶式增压气化工艺流程示意图所示，这样加气更灵活、更方便、适用。也可将高压低温泵、高压气化器、高压储气瓶组、顺序控制盘、售气机等组装在撬装底座上成一机动灵活的LCNG加气站。若与LNG罐车配套，可广泛用于公交车停车场、出租车等CNG加气站：也可置于条件较好的加油站内，使加油站增加CNG站功能。

3、撬装式LCNG加气装置

它是将小型(16～20m3)的LNG储罐与LNG增压、气化装置组装在一起的移动式LCNG加气站，可独立完成LNG的储存、增压、气化、储气、销售工作，适用于CNG汽车的先期发展需求。

三、经济分析与市场前景

1、经济分析

发展天然气汽车必须具有相应数量的加气站,以满足天然气汽车的加气。通常一座日供气量为1.0～1.5×104Nm3国产设备的加气站，建站费用约需500万元(不含征地费)；若在LNG卫星站内增加LCNG功能或在建LNG卫星站时考虑LCNG站功能，其建设(增加)费用不足200万元。而且储量大，耗电省，管理成本低。若采用撬装式LCNG加气装置，则更机动、灵活，适应性广，具有非常好的经济与社会效益。

2、市场前景

在有LNG资源的地区,在LNG卫星站内增加LCNG站功能或在建站时同时考虑LCNG站功能或者建设LCNG撬装站；其适用性非常广泛，可适用于城市CNG汽车前期市场开发，市场前景好。

四、结论