一例CNG加氣站儲氣井排污管道事故引起的思考

【摘要】針對CNG加氣站排污管道致人員傷亡事故的調查分析，對在管道設計、管道安裝、管道監督檢驗、安全管理等方面存在的安全隱患進行了總結、分析，同時提出相關改進建議。

【關鍵詞】CNG加氣站；管道安裝；事故分析；建議

CNG（壓縮天然氣）是一種理想的車用替代能源，其應用技術經數十年發展已日趨成熟。它具有成本低，效益高，無污染，使用安全便捷等特點，正廣泛運用。隨著國家不斷推廣燃氣汽車，城市加氣站的數量不斷攀升，雖然加氣站增長幅度喜人，但總體看來，國內燃氣汽車加氣站在發展和運行中也存在不少現實的問題。因CNG易燃易爆，且在高壓狀態下，所以加氣站建設原則必須以安全為第一，在設計、安裝、使用等環節加強管理，保證安全生產。

2012年3月某CNG加氣站的操作人員在對儲氣井排污時，發生了儲氣井排污總管道移動，致人身傷亡事故。根據事故調查組的委派，對該CNG加氣站的設計、材料、安裝、生產工藝系統（過濾、計量、壓縮、脫水、脫硫、儲存、加氣等）等方面進行了調查分析，發現該CNG加氣站在設計、安裝、使用等環節存在安全隱患。

1.事故現場描述

（1）事故現場為CNG儲氣井和排污設施組成的一個平臺區域。儲氣設施為四口CNG儲氣井成口字形排列，每口儲氣井外排污管道接有兩個球閥（閥門型號為：H2B-H-12MPC 12M TUBE 5000PSI，PCTFE 316 C3J），閥門外接有?12×2的不銹鋼（材質為1Cr18Ni9Ti）排污管，四條?12×2的不銹鋼排污管分別焊在?57×3.5的碳鋼“Π”型（材質為20）排污匯總管道不同位置上，焊接接頭為角接接頭；“Π”型排污匯總管道的排污口垂直離水泥地面約320mm。

（2）CNG儲氣井排污匯總管道呈“Π”型結構。

（3）事故現場及斷裂特征：

①平臺上的“Π”型排污匯總管道飛出離出事現場約25m，CNG儲氣井排污系統的排污管道上共有五個斷點，一個脫落端（1#CNG儲氣井）。1#低壓CNG儲氣井、2#低壓儲氣井外接排污管?12×2不銹鋼管飛出離原位置6m。

②斷口特征：

CNG儲氣井外接排污?12×2不銹鋼管與?57×3.5碳鋼排污匯管焊接處斷裂，斷口位置為母材。

2#低壓儲氣井外接排污?12×2不銹鋼管與?57×3.5碳鋼排污匯總管道焊接處斷口為口皮向內的閉合型斷口，表面有明顯拉痕，形成表面粗糙狀的外力扭斷口。

2#低壓儲氣井排水嘴斷口呈塑性斷裂。

③脫落處特征：1#低壓儲氣裝置外接兩支球閥間拉脫，斷口處見明顯拉痕。

④排污匯總管道復原情況：在CNG儲氣井排污匯總管道“Π”型結構的一個彎頭上有一直徑約?10mm撞擊凹坑，排污出口管道與排污匯總管道連接處管道向上的變形量為97mm。

（4）事故發生時各儲氣設備的壓力狀況。

從使用單位提供的記錄中得知：低壓儲氣井的壓力為20MPa。

2.CNG儲氣井排污匯總管道產生位移的動力來源

操作者在高壓狀態下開啟2#低壓排污閥（排污閥開度為>2/3），2#儲氣井污物由排污管通過排污匯總管道大流量排放，排污管排出的高壓氣體垂直沖擊地面形成強大的反作用力，排污匯總管道受氣體反沖力作用形成綜合的反向作用力將排污匯總管道舉升，當排污匯總管道舉升后受到的力又變為向上舉升力，由于氣體反沖力的持續不斷作用，而四口儲氣井外接排污管對排污匯總管道支撐不均勻，2#低壓儲氣井為動力補充點受力最大，四個方向對上的拉力不均勻，至使排污匯總管道從儲氣裝置平臺上向低壓側滑落，在反彈力和向上舉力的共同作用，排污匯總管道產生向上的旋轉運動，將四口儲氣井的外接排污管與排污匯總管道在焊縫處附近拉斷于母材，2#低壓儲氣井外接閥門接頭處由于受到強大的彎、拉力作用產生塑性變形，在慣性力作用下拉斷。

3.事故原因分析

（1）設計工藝是總站設計方案，從氣源、凈化、加壓、儲存、排放、加氣的總體設計方案。提供的設計文件中，未考慮排污匯總管道可能由于意外情況發生（高低壓相串），對排污匯總管道應加以固定，而設計中沒有對此進行要求。

（2）在對2#低壓儲氣井的排水嘴進行化學成份、硬度、金相組織分析后，加工2#儲氣設備的排水嘴使用的材料的化學成分、硬度值、金相組織符合0Cr13材料標準要求。

（3）安裝單位在安裝過程中未將排污匯總管道固定，而是直接將排污匯總管道擱置在四口儲氣井的平臺上，排污口與地面垂直且離地面距離太近，至使在排放過程中容易產生阻力形成反沖力。

（4）CNG儲氣井的外接排污閥門采用兩個相同的快開閥門，操作人員不易控制排放量，排污閥應設置為漸開式閥門。

（5）操作人員采取高壓排氣，操作不規范，使得高壓氣排出匯總管道產生強大的氣流反作用力。

4.改進措施建議

（1）排污管及排污匯總管道應固定可靠。

（2）排污管排放的氣體不能垂直對地沖擊，應水平引入回收裝置內。

（3）操作人員應嚴格執行操作規程，在中低壓（小于2MPa）狀態下進行排污操作。

（4）儲氣井的外接排液閥門應采用漸開式閥門。

（5）在保證排放量和足夠強度的情況下，增加儲氣井外接排液管道的剛度。