天然氣加氣站安全設計研究

潘向前

（重慶市川東燃氣工程設計研究院西南設計部，廣西南寧 530021）

天然氣加氣站安全設計研究

潘向前

（重慶市川東燃氣工程設計研究院西南設計部，廣西南寧 530021）

為了研究天然氣加氣站安全設計問題，結合筆者多年工作經驗，本著提高其天然氣利用率，防范一系列安全事故發生的前提，在天然氣加氣站施工建設前應針對工藝與安全管控兩方面進行軟硬件匹配式的全方位設計，確保交付使用后安全運行，為同行提供建設性意見。

天然氣；加氣站；設計；安全

Abstract：In order to study the safety design of natural gas filling stations，combined with the author’s many years of work experience，in order to improve the utilization rate of natural gas and prevent a series of safety accidents，the construction of natural gas filling stations should be carried out before the construction and safety control Two aspects of hardware and software matching all-round design to ensure the safe operation of the use of delivery，to provide constructive advice for peers.

Key words：natural gas；filling station；design；safety

天然氣主要成分為甲烷，其化學性質活躍，屬于易燃易爆高危品，需要特殊設備及環境進行儲存和運輸。為了提高其天然氣利用率，防范一系列安全事故發生，在天然氣加氣站施工建設前應對工藝與安全管控兩方面進行軟硬件匹配式的全方位設計，確保交付使用后安全運行。

1 天然氣加氣站存在的危險因素

天然氣加氣站按照功能用途廣泛建設分布于工業區和城市中，其基本分類有天然氣汽車加氣站、油氣混合加氣站和子、母加氣站三種。天然氣加氣站安全設計規范相同，主體原理與設備大同小異，就是將普通天然氣進行初步化基本處理，然后進行壓縮，改變天然氣物理性質便于儲存與運輸，當終端用戶需要時，其天然氣加氣站點將CNG壓縮天然氣進行轉運或者直接性泵入汽車等消耗體。通常天然氣加氣站設備會配備有干燥器、氣體壓縮機組和儲氣瓶組以及加氣裝置，CNG壓縮天然氣與常態天然氣體積比為1∶6，所以判定天然氣加氣站相關設備為壓力容器，需要定期檢測與防護。

由于天然氣加氣站CNG壓縮天然氣物理特性與天然氣主要成分為甲烷這一特性導致了天然氣加氣站具備一定危險因素。具體有：①主要成分甲烷易燃易爆，在加壓環境下泄露爆炸威力巨大，具有一定危害性。②站點建設涉及到的壓力容器，設備法蘭連接等易泄露點，誘發人員窒息、火災爆炸。③天然氣脫離不凈引起的硫化物、汞化物殘留引發設備腐蝕產生危險。④外力損傷、雷電、自然災害引發的天然氣泄露，設備損壞及火災爆炸等極端施工[1]。

2 安全設計研究

1）壓縮工序。天然氣的壓縮要依靠壓縮機這一關鍵設備進行。通常機體下游設置有分割明顯的高、中、低壓力區整體儲氣裝置，并按規定比例分配容積。具體工作時采取壓縮機向儲氣裝置優先控制充氣原則，嚴格控制氣流先充高壓級、后充中、低壓級直至都達到25MPa即可停機；而當車載氣瓶從儲氣裝置取氣時，則采取順序取氣原則，即控制氣流先從低壓區取氣，后從中、高壓區取氣。這樣的優先順序流程均由程序控制氣流分配系統，能提高儲氣裝置容積利用率。

2）進站和計量。天然氣加氣站的燃氣進出站應根據相應設備、儀表等情況依據行業標準進行嚴格的進站和計量設計，保證安全性。使業主實時掌控當前庫存，核查損耗、預防泄露。根據筆者工作經驗燃，氣管網壓力在0.14～0.4MPa波動，為滿足正常工作壓力，燃氣管網的DN100 的天然氣管道進入加氣站，經緩沖罐調壓后，天然氣通過渦輪流量計進行計量，渦輪流量計前端裝有過濾精度為5μm的高效過濾器，并配溫度體積修正儀。

3）脫硫工序。硫化物會與金屬反應，還會在水的作用下加速其反應速率，形成電化學腐蝕、酸性腐蝕等多種金屬破壞作用，嚴重危害天然氣加氣站儲罐、管線及其相應設備安全，甚至含硫超標的天然氣灌裝入槽車還會導致車載鋼瓶行駛過程中的危險，甚至會危及其他車輛和人員。通常天然氣在進入天然氣加氣站前會進行初步脫硫處理，但是依據相應行業標準應當根據上游來氣氣源進行脫硫裝置的預先設置，充分保證天然氣氣質及下游設備安全。

4）脫水工序。在多級壓縮機前必需對吸入前的天然氣進行低壓脫水，并且在多級壓縮機級間或末級出口設置高壓脫水裝置進行深度脫水。兩者的脫水原理是相同的，目前一般采用固體干燥劑吸附法較多，固體干燥劑種類很多，應選用吸水能力強的吸附劑，選用顆粒狀硅膠或分子篩，干燥劑填料飽和后需 用天然氣再生，該過程為安全、穩定、連續再生，直接取脫水裝置出口凈氣經穩壓器后進入干燥器，再生氣經分離計量后回到壓縮機前。

5）設備安全管控。天然氣加氣站雖然具備眾多復雜設備，但是在設計建造時應盡量選用撬裝結構并配備有壓力溫度傳感器，硬件上具備自動聯鎖報警并隔爆，軟件上具備遠程呼救與管控。根據設備結構與功能來講，其設備端所有電動機、控制箱、儀表、管道等必須采用防爆元件，關鍵點及其控制柜應具備正壓通風功能。管道及其相應設備應設有自鎖、緊急自動/手動關閉閥組、通風放散系統、放空系統等安全設施，并結合智能化儀表進行監控與處置。

6）加/卸氣操控合理性。加氣站的正常運行過程中，加/卸氣操控較為頻繁，所以必須嚴格規范。卸氣過程中應進行臨時地線并且全程監控計量，在卸氣完畢時應首先關閉氣、液相軟管截止閥后方可進行接頭拆卸。

3 結束語

綜上所述，天然氣加氣站按照工藝流程及其功能的不同其風險控制要點略有不同，但是在安全設計細節上應依據相關法律法規在工藝與安全管控兩方面進行軟硬件匹配式的全方位設計，并進行充分論證，保證天然氣加氣站安全設計及存放、運輸、壓縮管理上的充分協同性，確保其安全運行。

[1] 高俊.壓縮天然氣加氣站的安全設計[J].工程技術：引文版，2016，（2）：293.

Study on Safety Design of Natural Gas Filling Station

Pan Xiang-qian

U473.8

A

1003–6490（2017）09–0252–01

2017–06–24

潘向前（1983—），男，廣西南寧人，助理工程師，主要從事燃氣工程設計工作。