CNG汽車加氣站消防和給排水

武漢市燃氣熱力規劃設計院 朱凱峰

武漢中油壓縮天然氣有限公司 朱風

武漢中油管道燃氣公司 周永強

0 概況

隨著汽車工業的不斷發展和車輛保有量的增加，汽車尾氣排放對大氣環境的污染也進一步加劇。為改善汽油、柴油燃燒后對環境造成的污染，壓縮天然氣(CNG)汽車得到了廣泛的推廣和應用，CNG汽車加氣站也隨之建立，以滿足天然氣汽車燃料的需要。

武漢市目前已建成7座CNG加氣母站為城區內50余座加氣子站、常規站及武漢周邊CNG站供氣。武漢市現有8 000余輛出租車和近1 000輛公交車使用CNG。

1 CNG汽車加氣站工作原理及分類

一套完整的CNG加氣站通常由六個系統組成，即：調壓計量系統、凈化干燥系統、氣體壓縮系統、氣體儲存系統、設備控制系統和售氣系統。

加氣站的工作原理是將通過管線輸送到加氣站的天然氣，先進行凈化處理，再通過壓縮系統使其壓力達到25 MPa，最后由高壓儲氣瓶組和售氣機將壓縮天然氣加入車輛儲氣瓶。

根據功用的不同可分為常規站、加氣母站和加氣子站3種類型。

CNG常規站直接從天然氣管網取氣，經過預處理系統、壓縮、儲存等工藝以后，通過售氣機給CNG汽車加氣。

CNG母站除具有常規站的功能外，還通過設在站內的加氣柱將CNG充入CNG氣瓶車，運到加氣子站為CNG汽車加氣。

CNG子站建在燃氣管道尚未到達或燃氣管道壓力較低的地方，接受CNG氣瓶車從加氣母站運來的CNG，為CNG汽車加氣。

2 CNG汽車加氣站火災危險性

2.1 天然氣具有危險性

天然氣其主要成分為甲烷，常溫下天然氣比空氣輕，在空氣中可迅速擴散。天然氣是易燃物質，屬于甲類火災危險品，具有燃爆性。引燃溫度組別：T1；引燃溫度：482~632℃；爆炸極限濃度(體積)：5%~15%；主要滅火方法為切斷氣源。

2.2 高壓運行，泄漏引發事故

站內工藝過程處于高壓狀態，工藝設備可能造成泄漏，泄漏氣體一旦遇引火源，就會發生火災和爆炸。不合格的儲氣瓶也可能造成泄露、爆炸事故。武漢市曾出現一起因違規使用不合格儲氣瓶儲氣，造成氣瓶爆炸、車輛損毀的事故。

2.3 存在多種引火源

汽車加氣子站絕大多數建立在車輛來往頻繁的交通干道之側，周圍環境較復雜，受外部點火源的威脅較大。操作中也存在多種引火源，如電氣火花、靜電火源、撞擊火花等。

3 CNG汽車加氣站消防

3.1 消防給水

根據《汽車加油加氣站設計與施工規范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.2條規定，CNG的火災特點是爆炸后在泄漏點著火，只要關閉相關氣閥，就能很快熄滅火災，故可以不設消防給水系統。在城市內的加氣子站相對通常位于郊區的加氣母站火災危險性大，但城市道路通常每120 m設有室外消火栓，可以輔助對站內建筑和車輛的消防滅火。

3.2 滅火器材配置

根據《汽車加油加氣站設計與施工規范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.10條，每2臺加氣機設1只8 kg手提式干粉滅火器或2只4 kg手提式干粉滅火器，加氣機不足2臺按2臺計。由于消防部門一般要求每臺加氣機旁都要有滅火器，故可按每臺加氣機旁都設置至少1只4 kg手提式干粉滅火器，直接放在加氣機旁加氣島上，整個加氣區可以視為一個滅火器配置計算單元。

由于使用地下儲氣井比地上儲氣瓶安全，后期運行費用較低，現在大部分新建加氣站均使用儲氣井儲氣，按規范要求，地下儲罐設置35 kg推車式干粉滅火器1個。因為儲氣井最大水容積為8 m3，儲氣量較少，由于實際運行中，加氣子站內的CNG氣瓶車在站內停留時間均較長，而加氣母站內每臺CNG氣瓶車充氣時間約在2~3 h，考慮安全，這兩種情況均配置35 kg推車式干粉滅火器2個。而對于液壓CNG子站，一般不設儲氣瓶或儲氣井，僅需考慮氣瓶車的滅火器配置。

有些建設方選擇設置壓縮機房(棚)，其按建筑面積每50 m2設1只8 kg手提式干粉滅火器。而在土地緊張的大城市里，占地面積小的壓縮機撬更受建設方青睞，其按占地面積確定滅火器數量，總數不少于2只。

對于其它部位，根據《建筑滅火器配置設計規范》(GB 50140—2005)，由于加氣站為嚴重危險等級，均按相應面積配置若干8 kg手提式ABC干粉滅火器。

由于干粉滅火器中的干粉滅火劑對電氣設施有影響，在站內的電氣控制室和變配電間(站)，可設置7 kg手提式CO2滅火器。雖然《建筑滅火器配置設計規范》(GB 50140—2005)中，CO2滅火器不適用A類場所，但在實踐中，CO2滅火器對撲滅初期的電氣固體火災確實有效，故仍配置。雖然按無法按規范計算配置數量，但由于這些房間面積或設備占地面積一般不大，按每處配置2具即可。

為防止消防器材受潮濕影響，所有手提式滅火器均置于滅火器箱內，而室外推車式滅火器則加透明防雨罩或置于遮雨篷下。

4 CNG汽車加氣站給排水

4.1 水冷壓縮機的循環冷卻水

壓縮機運行過程中會產生大量熱量，需要冷卻系統為之散除多余熱量。目前壓縮機冷卻有風冷、水冷和混冷三種冷卻形式。其中風冷和混冷系統均與壓縮機撬裝在一起，不必附加設備，現主要說明水冷形式。

冷卻水系統的循環水泵及冷卻塔流量按壓縮機廠家提供的水量要求做適當放大后選型，循環水泵揚程應滿足壓縮機冷卻系統和冷卻塔壓力要求，壓縮機位于水泵出口與冷卻塔進水口之間。

為滿足水質要求，循環補水采用自來水經軟水器處理后的軟水，循環系統中加設電子水處理器控制水質，并定時排污。

軟水器一般要求進口水壓不低于0.2 MPa，如壓力達不到要求，需設置增壓泵。

寒冷地區的循環冷卻系統，在冬季應考慮冰凍問題。由于系統需定時排污，補充抗凍劑的方式成本較高。可考慮將主要設備置于室內，系統停止運行時，需將室外放置的冷卻塔及其室外地上進出水管道內的存水放空，避免管道結凍。

在南方地區可考慮將設備均設在室外，不設單獨的房間，將除冷卻塔外的循環水系統設備設置于遮雨設施下即可。

站區防爆區內循環冷卻水系統的電氣設備均應選用防爆型。

4.2 雨水排水

由于加氣子站和常規站占地一般較小，雨水可由地面散排出站，罩棚排水經落水管、埋地雨水管排出站外。如因地形原因需設置室外排水明溝的，在排至站外前需設置水封裝置。

加氣母站占地一般較大，雨水需經地面組織后由雨水口收集，經雨水管排出站外。

埋地排水管的布置，尤其是在加氣子站內，應充分注意與電力管溝和工藝管溝的協調，減少相交的情況發生。

4.3 污水排水

加氣母站在CNG生產過程中會產生含油污水，應用容器集中收集處理，不能直接排入排水系統。由于實際產生量不大，單獨設置一套處理設施不經濟，一般在工藝排污罐出口設置小坑，內置活動小桶，集中收集后，委托其它有處理能力的相關單位處理。生活污水經化糞池處理后排入污水管道。

5 對《加油加氣站規范》的建議

該規范中涉及加氣母站的內容較少，其中對給多臺CNG拖車加氣的汽車加氣母站的消防間距要求和消防設施的配置要求不夠明確；尤其是《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028—2006)中也有涉及到為CNG氣瓶車加氣的加氣母站，兩者在工藝上沒有區別，但在兩本規范中兩者的消防要求卻有明顯區別，給設計人員帶來困擾，希望在兩本規范的修訂中對該部分內容能夠明確給予說明，并協調統一。

6 結語

CNG是一種清潔能源，國內CNG汽車加氣站在川渝地區建設得最早，最近幾年在全國范圍內已經全面鋪開，未來將建設更多CNG加氣站。這就需要在實踐中不斷的摸索，積累更多的經驗，以指導設計、施工和運行管理。