摘　要：對(duì)CNG加氣站進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)先危險(xiǎn)性分析法評(píng)價(jià)，分析CNG加氣站常見(jiàn)事故發(fā)生的原因，提出了CNG加氣站安全管理技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：CNG加氣站  風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別　預(yù)先危險(xiǎn)性分析  防范措施

Assessment and Preventive Measures of Preliminary Hazard Analysis for CNG Filling Stations

Abstract：Risk identification and preliminary hazard analysis assessment of CNG filling stations，analysis of CNG filling stations are performed．Common causes of accidents in CNG filling stations are analyzed．The production safety management measures of CNG filling stations are put forward．

Key words：CNG filling station：risk identification；preliminary hazard analysis；preventive measure

1　CNG加氣站風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

CNG加氣站具有易燃、易爆、高壓的特點(diǎn)，一旦發(fā)生泄漏，會(huì)引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故，經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響較大。

1.1　天然氣的危險(xiǎn)性

CNG常規(guī)加氣站和加氣母站是以天然氣為氣源，其氣質(zhì)應(yīng)符合GB l7820—2012((天然氣》中的Ⅱ類氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。天然氣具有易燃、易爆、易擴(kuò)散和可壓縮等性質(zhì)，其與空氣混合的爆炸極限范圍為5％～15％。按GB 50183—2004《石油和天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，天然氣的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲B類。天然氣能以任何比例與空氣混合，如果在溝渠、廠房死角等窩風(fēng)處長(zhǎng)時(shí)間積聚，遇到火源可能燃燒或爆炸。泄漏到空氣中的天然氣如果遇到點(diǎn)火源可能發(fā)生燃燒，產(chǎn)生較強(qiáng)的熱輻射。如果泄漏的天然氣形成可爆云團(tuán)后遇點(diǎn)火源，則發(fā)生爆炸。CNG加氣站的壓縮天然氣工作壓力一般為20～25MPa，危險(xiǎn)性可能表現(xiàn)為物理爆炸或機(jī)件飛出。

1.2　裝置和工藝的危險(xiǎn)性

CNG常規(guī)加氣站主要包括調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、天然氣增壓系統(tǒng)、高壓儲(chǔ)氣系統(tǒng)、高壓管道系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)和加氣系統(tǒng)。各系統(tǒng)的設(shè)備、閥件、連接件、安全附件可能因質(zhì)量問(wèn)題、氣質(zhì)、安裝不合格等因素發(fā)生天然氣泄漏，均可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。

①高壓儲(chǔ)氣設(shè)施不合格

高壓儲(chǔ)氣系統(tǒng)因材質(zhì)、施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)，可能造成天然氣泄漏，發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。儲(chǔ)氣井或儲(chǔ)氣瓶組因儲(chǔ)存的氣質(zhì)不合格，如水露點(diǎn)過(guò)高、H2S含量超標(biāo)或除塵不凈等，使高壓管道或閥件堵塞或失效，儲(chǔ)氣井或儲(chǔ)氣瓶組排污管道堵塞(積液)。

②防雷、防靜電設(shè)施不合格

接地電阻達(dá)不到要求，雷擊、靜電聚積可能成為泄漏事故的點(diǎn)火源。設(shè)備控制系統(tǒng)的安全連鎖部分，可能因報(bào)警、連鎖、截?cái)?、放空環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)不合理或維護(hù)不到位，在事故突發(fā)時(shí)不能起作用而無(wú)法有效制止事故的擴(kuò)大。

③加氣系統(tǒng)的安全防護(hù)裝置設(shè)置不合理

加氣工人或汽車司機(jī)誤操作將加氣機(jī)拉倒或?qū)⒏邏汗艿览瓟?，發(fā)生天然氣泄漏，可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。天然氣增壓系統(tǒng)內(nèi)的閥件、連接件由于長(zhǎng)期承受壓力的變化，發(fā)生疲勞損傷，導(dǎo)致天然氣泄漏，可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。

1.3　人員與環(huán)境的危險(xiǎn)性

在裝置安全的情況下，操作人員違章作業(yè)成為事故發(fā)生的主要原因。大部分CNG加氣站均建在城市或近郊，附近有較多的居民區(qū)和單位，一旦發(fā)生事故，會(huì)有較多的人員傷亡，還會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失和較嚴(yán)重的社會(huì)影響。

2　CNG加氣站事故統(tǒng)計(jì)分析^[1]

①事故案例

1995年8月12日，綿陽(yáng)天然氣公司CNG加氣站，在給鋼瓶充氣時(shí)，因脫水處理不凈發(fā)生爆炸并造成火災(zāi)。

1995年9月29日，自貢富順華油公司CNG加氣站，因鋼瓶泄漏燃燒發(fā)生爆炸，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故。

1995年10月7日，遂寧CNG加氣站，因鋼瓶質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生噴射燃燒，火焰柱高逾20m，造成直接經(jīng)濟(jì)損失逾18×10⁴元。

②事故原因分析

a．CH4的最小點(diǎn)火能僅為0.28mJ，天然氣極易燃燒、爆炸并且擴(kuò)散能力強(qiáng)，火勢(shì)蔓延快。這是CNG加氣站發(fā)生燃燒爆炸的根本原因，是燃燒爆炸形成的必備條件。

b．CNG處于高壓狀態(tài)。若鋼瓶存在質(zhì)量缺陷或加壓、加氣設(shè)備不能滿足基本的技術(shù)要求，便可能發(fā)生物理爆炸。

c．天然氣泄漏。工藝裝置及天然氣管道因質(zhì)量缺陷、腐蝕、控制失靈、機(jī)械作用(如震動(dòng)、敲擊)等產(chǎn)生破裂使天然氣泄漏，與空氣形成爆炸性混合物。天然氣泄漏是形成火災(zāi)爆炸事故的主要原因。

d．引發(fā)燃燒、爆炸的能源稱為點(diǎn)火源，如撞擊、摩擦、明火、高溫表面、自燃發(fā)熱、絕熱壓縮、靜電火花、雷電火花、光或射線等，點(diǎn)火源是引起燃燒爆炸的要素之一。

e．操作人員違章作業(yè)，防護(hù)不當(dāng)，安全意識(shí)薄弱。這是燃燒爆炸事故形成的直接原因。

3　CNG加氣站定性評(píng)價(jià)^[2]及防范措施

從CNG加氣站的工藝和裝置特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)安全工程的原理，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法對(duì)CNG加氣站的生產(chǎn)裝置進(jìn)行分析，從事故后果找出原因，提出相應(yīng)的防范措施。

3.1　預(yù)先危險(xiǎn)性分析法

預(yù)先危險(xiǎn)性分析(Preliminary Hazard Analysis，縮寫為PHA)是在某項(xiàng)工程(包括設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn))開(kāi)始之前，對(duì)系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)因素出現(xiàn)的條件和事故可能造成的后果，進(jìn)行宏觀、概略分析的系統(tǒng)安全分析方法。其目的是識(shí)別系統(tǒng)中的潛在危險(xiǎn)，鑒別產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因，預(yù)測(cè)事故出現(xiàn)對(duì)人體及系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，確定其危險(xiǎn)等級(jí)，并提出相應(yīng)的防范措施，防止危險(xiǎn)因素發(fā)展成事故。

3.2　采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法評(píng)價(jià)CNG加氣站

以CNG加氣站的工藝及設(shè)備設(shè)施為評(píng)價(jià)單元，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。

①工藝及設(shè)備設(shè)施單元預(yù)先危險(xiǎn)性分析

a．火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素形成事故的原因：天然氣泄漏、噴出，與空氣形成爆炸性混合物，遇明火或高熱；防火措施不當(dāng)，與易燃物品防火距離不夠；易燃、易爆物品保管不當(dāng)；電氣設(shè)備選型或布置不當(dāng)；易燃、易爆區(qū)域內(nèi)違反規(guī)定，吸煙、擅自動(dòng)火。

b．物理爆炸危險(xiǎn)因素形成事故的原因：儲(chǔ)氣瓶等壓力容器因損傷、腐蝕、控制失靈、誤操作導(dǎo)致容器內(nèi)部的天然氣超壓，使容器破裂爆炸。

c．電氣傷害危險(xiǎn)因素形成事故的原因：設(shè)備接地不良；沒(méi)有安裝漏電保護(hù)裝置或保護(hù)失效；開(kāi)關(guān)罩蓋丟失；絕緣層老化失效或破損，電源線裸露；雨天潮濕環(huán)境作業(yè)；電氣設(shè)備破損或零部件丟失；沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行停、送電和警示牌制度等，違章違規(guī)操作；作業(yè)人員未采取防護(hù)措施。

d．中毒窒息危險(xiǎn)因素形成事故的原因：設(shè)備、管道、閥門腐蝕使天然氣泄漏；閥門、管件密封不良，使天然氣泄漏；設(shè)備、管道、閥門、管件連接處，因焊接缺陷或密封不良而漏氣；違章檢修；天然氣非正常放散。

e．車輛傷害危險(xiǎn)因素形成事故的原因：車輛的機(jī)械故障；司機(jī)違章違規(guī)(如超載、超速、酒后駕車等)；疲勞駕駛。

②事故后果、危險(xiǎn)等級(jí)和防范措施

a．火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素造成的事故后果為人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ～Ⅳ級(jí)。應(yīng)采取的防范措施：現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安裝天然氣濃度報(bào)警器；制定動(dòng)火、用電、使用易燃、易爆材料的消防安全管理制度和操作規(guī)程，制定危險(xiǎn)物品管理制度并嚴(yán)格執(zhí)行；設(shè)置消防通道、消防設(shè)施和滅火器材，并設(shè)置警示標(biāo)志；危險(xiǎn)區(qū)域動(dòng)火嚴(yán)格執(zhí)行審批制度，采取安全措施。

b．物理爆炸危險(xiǎn)因素造成的事故后果為人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)。應(yīng)采取的防范措施：制定壓力容器設(shè)備檢查、檢測(cè)、檢修制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，保證設(shè)備完好。

c．電氣傷害危險(xiǎn)因素造成的事故后果為設(shè)備損壞、人員傷亡，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)。應(yīng)采取的防范措施：電氣控制箱等應(yīng)有良好的接地并在其前后鋪設(shè)絕緣板；電氣設(shè)備的外殼和電纜的金屬保護(hù)管應(yīng)接零或接地保護(hù)，安裝漏電保護(hù)器；加強(qiáng)維護(hù)，保持電氣設(shè)備和電閘盒及接線板外罩完好無(wú)損；嚴(yán)格執(zhí)行停、送電和警示牌制度；嚴(yán)格執(zhí)行電氣作業(yè)規(guī)程和規(guī)范；檢修電氣設(shè)備時(shí)，作業(yè)人員必須實(shí)施個(gè)體防護(hù)。

d．中毒窒息危險(xiǎn)因素造成的事故后果為人員傷亡，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ～Ⅲ級(jí)。應(yīng)采取的防范措施：保證防腐施工質(zhì)量，埋地管道應(yīng)采用最高級(jí)別的防腐保護(hù)層；加強(qiáng)巡檢，及時(shí)消除隱患；設(shè)置氣體濃度檢測(cè)及檢漏報(bào)警裝置；加強(qiáng)設(shè)備的密閉化和通風(fēng)排毒；管道、設(shè)備檢修時(shí)要用惰性氣體置換，并經(jīng)檢測(cè)合格；嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，杜絕事故原因排放天然氣。

e．車輛傷害危險(xiǎn)因素造成的事故后果為人員傷亡、車輛損壞及財(cái)產(chǎn)損失，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ～Ⅲ級(jí)。應(yīng)采取的防范措施：行車前應(yīng)認(rèn)真檢查車況，特別是制動(dòng)器；制定安全行車規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行；在危險(xiǎn)地段，派專人指揮調(diào)度車輛；加強(qiáng)安全教育，杜絕違章違規(guī)。

4　安全管理技術(shù)措施^[3]

①加強(qiáng)制度建設(shè)，提高員工安全意識(shí)。CNG加氣站具有易燃、易爆、高壓的特點(diǎn)，是具有較高危險(xiǎn)性的作業(yè)場(chǎng)所，且各生產(chǎn)單元工藝較復(fù)雜，一旦發(fā)生事故，均會(huì)產(chǎn)生較大損失和較嚴(yán)重后果。因此，在日常生產(chǎn)管理中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，認(rèn)真完成日常的保養(yǎng)維護(hù)，加強(qiáng)員工的技能培訓(xùn)，提高工作技能和安全意識(shí)。

②加強(qiáng)設(shè)備本質(zhì)安全管理，注重檢查維修工作。加強(qiáng)設(shè)備本質(zhì)安全管理是杜絕事故發(fā)生的最重要的和先決的手段。因此，應(yīng)該維護(hù)壓力容器本質(zhì)安全，及時(shí)更換易損件；保證自控系統(tǒng)運(yùn)行正常，如出現(xiàn)異常，能及時(shí)連鎖處置；按期檢測(cè)防雷、防靜電接地電阻，防止靜電積聚。不僅要重視制度制訂，同樣要重視制度執(zhí)行。

③注重工藝安全，保證氣質(zhì)符合要求。由于CNG加氣站氣源存在差異，應(yīng)根據(jù)氣質(zhì)情況設(shè)置脫水、脫硫設(shè)施，以脫除天然氣中的水分或硫化氫等酸性氣體，防止設(shè)備管道腐蝕和鋼瓶發(fā)生氫脆。對(duì)特殊氣質(zhì)如含烴氣質(zhì)，應(yīng)考慮增加除烴裝置。在日常的管理維護(hù)中，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行氣質(zhì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)更換脫水劑、脫硫劑，保證氣質(zhì)符合要求，也就是保證加氣站設(shè)備設(shè)施的本質(zhì)安全。

④劃分安全區(qū)域，加強(qiáng)外來(lái)車輛和人員的管理。由于CNG加氣站的加氣系統(tǒng)人員密度大、流動(dòng)性大，建議推行目視化管理，將警示、禁止、消防、加氣路線等規(guī)范化明示，這是行為安全管理的一種有效手段。

⑤根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)工藝、制定制度。應(yīng)根據(jù)CNG站實(shí)際狀況有針對(duì)性地設(shè)計(jì)工藝、制定制度，才能有效保證CNG站的安全運(yùn)行。如北方和南方、干燥和濕潤(rùn)，帶來(lái)加氣站設(shè)計(jì)和管理的差異。高溫干燥地區(qū)應(yīng)注意靜電的消除，需設(shè)置人員消除靜電的裝置；寒冷的地區(qū)注意為管路保溫，防止高壓管路或閥件發(fā)生冰堵。

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本文作者：王湘寧  張連彬  張姝  宋海寧

作者單位：中交煤氣熱力研究設(shè)計(jì)院有限公司

  中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司東北分公司