CNG加气站天然气泄漏分析及防范
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CNG加气站天然气泄漏分析及防范
【摘要】天然气的主要成分为甲烷,比空气轻,具有易燃易爆性,爆炸极限5-15%,在此范围内遇点火源即产生爆炸,属于甲类火灾危险物质。
天然气在空气中浓度较高时能使人窒息。
压缩天然气(CNG)是将低压天然气经过计量、净化、脱水干燥、压缩处理后的高压天然气,最高压力可达25Mpa。
对天然气泄漏的防范非常重要。
【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25 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20~25 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 Mpa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25Mpa,;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
CNG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。