CNG加气站安全技术.

1CNG加气站安全技术2014-5-18目录•1CNG加气站概述•2CNG加气站的一般规定•3CNG加气工艺及设施•4加气站安全基本知识•5防爆防火措施•6加油加气站消防设施•7CNG加气站安全管理•8CNG加气站事故案例21CNG加气站概述•压缩天然气（CNG)是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，污染小，使用安全便捷等特点，显示出强大的发展潜力。•在天然气产业的发展中，我国起步较晚，和国际上先进国家相比有着较大差距。为了紧跟国际先进技术的发展步伐，尽快缩短和先进国家的距离，我们就必须积极通过建立健全产业技术规范，拓宽与国外合作的途径，引进先进技术，发展我们的CNG加气产业。34世界主要国家CNG汽车数量及加气站数51CNG加气站概述•天然气加气站由天然气引入站管道和脱硫、脱水、调压、计量、压缩、贮存、加气等主要生产工艺系统及循环冷却水、废润滑油回收、冷凝处理、供电、供水等辅助生产工艺系统组成，可分为贮存加压生产区和加气营业辅助区。•贮存加压生产区：内设天然气压缩机房（含天然气过滤、调压、计量、压缩、脱水装置和储气瓶组（储气井）、天然气压缩机冷却系统）。•加气营业辅助区：•①加气区（含天然气加气岛）。•②营业站房（含营业室、财务室、值班室、办公室、站控室等）。•③综合辅助用房（含变配电室、消防系统等）。6CNG加气站系统的组成1CNG加气站概述•进站天然气经过滤、调压计量后经缓冲稳压后进入压缩机，压缩机将天然气压缩加压至25MPa进入高压脱水装置除去剩余水分，脱水后经程序控制器选择安排，进高压储气瓶组或高压储气管束，分不同压力储气，不同高压天然气又在程序售气控制器下经天然气售气机向燃气汽车售气。当高压储气系统存气不足时，经程序控制器天然气可经压缩机加压直接供给售气机，经计量向燃气汽车售气。加气系统流程见图1.17加气系统流程1CNG加气站概述•加气系统流程8加气系统流程图-12CNG加气站的一般规定•可采取罐车运输或管道输送的方式。当压缩天然气加气站采用管道供气方式时，不应影响管网其它用户正常使用。••《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-20012）允许汽车加油站和汽车加气（LNG、L-CNG、LPG、CNG）站合建。（CNG加气母站除外），这样做有利于节省城市用地，有利于经营管理，也有利于燃气汽车的发展。只要采取适当的安全措施，加油站和加气站合建是可以做到安全可靠的。燃气汽车发展比较快的国家普遍采用加油站和加气站合建方式。9供气建站102CNG加气站的一般规定••《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-20012）中，对于加油加气合建站，需符合下表的规定。级别油品储罐总容积（m3）常规CNG加气站储气设施总容积（m3）加气子站储气设施（m3）一级90＜V≤120V≤24（12）固定储气设施总容积≤12可停放1辆车载储气瓶组拖车二级V≤90三级V≤60V≤12可停放1辆车载储气瓶组拖车加油与CNG加气合建站的等级划分2CNG加气站的一般规定•CNG加气站储气设施的总容积，应根据设计加气汽车数量、每辆汽车加气时间、母站服务的子站的个数、规模和服务半径等因素综合确定。在城市建成区内，CNG加气站储气设施的总容积应符合下列规定：•1CNG加气母站储气设施的总容积不应超过120m3。•2CNG常规加气站储气设施的总容积不应超过30m3。•3CNG加气子站内设置有固定储气设施时，固定储气设施的总容积不应超过18m3，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多于1辆。•4CNG加气子站内无固定储气设施时，站内停放的车载储气瓶组拖车不应多于2辆。•5CNG常规加气站可采用LNG储罐做补充气源，但LNG储罐容积、CNG储气设施的总容积和加气站的等级划分，应符合本规范第3.0.12条的规定。•LNG加气站、L-CNG加气站、LNG和L-CNG加气合建站的等级划分，应符合11122CNG加气站的一般规定•LNG加气站、L-CNG加气站、LNG和L-CNG加气合建站的等级划分级别LNG加气站L-CNG加气站、LNG和L-CNG加气合建站LNG储罐总容积V（m3）LNG储罐单罐容积（m3）LNG储罐总容积V（m3）LNG储罐单罐容积（m3）CNG储气设施总容积（m3）一级120＜V≤180≤60120＜V≤180≤60≤12一级*--60＜V≤120≤60≤24二级60＜V≤120≤6060＜V≤120≤60≤9二级*--V≤60≤60≤18三级V≤60≤60V≤60≤60≤9三级*--V≤30≤30≤18注：带*号的加气站专指CNG常规站以LNG做补充气源的建站方式3CNG加气工艺及设施•（1）压缩天然气加气站的进站天然气的质量应符合现行国家标准《天然气》GB17820中规定的二类气质标准和压缩机运行要求的有关规定。增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量，必须符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的规定。•进站天然气需用硫处理时，脱硫装置应设在压缩机前。脱硫装置应设双塔。当进站天然气需脱水处理时，脱水可在天然气增压前、增压中或增压后进行。脱水装置应设双塔。表3-1是现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047-2000对汽车用压缩天然气的技术要求。13天然气的质量、调压、计量、脱硫和脱水3CNG加气工艺及设施•8.1.1天然气进站管道宜采取调压或限压措施。天然气进站管道设置调压器时，调压器应设置在天然气进站管道上的紧急关断阀之后。•8.1.2天然气进站管道上应设计量装置。计量准确度不应低于1.0级。体积流量计量的基准状态，压力应为101.325kPa，温度应为20℃。•8.1.3进站天然气硫化氢含量不符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的有关规定时，应在站内进行脱硫处理。脱硫系统的设计应符合下列规定：•1脱硫应在天然气增压前进行。•2脱硫设备应设在室外。•3脱硫系统宜设置备用脱硫塔。•4脱硫设备宜采用固体脱硫剂。•5脱硫塔前后的工艺管道上应设置硫化氢含量检测取样口，也可设置硫化氢含量在线检测分析仪。14国标相关规定3CNG加气工艺及设施•表15项目技术指标试验方法高位发热量（MJ/m3）＞31.4GB/T11062总硫（以硫计mg/m3）≤200GB/T11061硫化氢（mg/m3）≤15GB/T11060.1二氧化碳yCO2（%）≤3.0GB/T13610氧气yO2（%）≤0.5水露点（℃）在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，应比最低气温低5℃GB/T17283注：1、气体体积为在101.325kPa、20℃状态下的体积。2、压缩天然气中固体颗粒直径应小于5。3、压缩天然气应有可察觉的臭味。加臭剂的最小量应符合当天然气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20%浓度时，应能察觉。加臭剂可用具有明显臭味的硫酸、硫醚或其它含硫有机化合物配置。车用压缩天然气技术要求表3-13CNG加气工艺及设施组分江苏接收站（卡塔尔珠海液化厂福建接收站（印尼大鹏接收站（澳+卡甲烷93.3292.76596.47390.23乙烷6.43.3122.4577.38丙烷0.020.1240.5551.79异丁烷0.000.0050.0980.21正丁烷0.000.0040.1130.25异戊烷0.000.0020.0170.01正戊烷0.000.0010.0030.00己烷及以上0.000.0000.0000.00氮0.263.7840.2800.13氧0.00000二氧化碳0.000.0030.0040体积高热值MJ/m3（20℃）39.3436.7238.2140.5216LNG组分3CNG加气工艺及设施•8.1.4进站天然气含水量不符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的有关规定时，应在站内进行脱水处理。脱水系统的设计应符合下列规定：•1脱水系统宜设置备用脱水设备。•2脱水设备宜采用固体吸附剂。•3脱水设备的出口管道上应设置露点检测仪。17GB50156-2012相关规定3CNG加气工艺及设施•天然气压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却系统等部分组成。压缩机主机最为重要，它是加气站的心脏，其性能好坏直接影响加气站运行的可靠性和经济性。CNG加气站用压缩机的排气压力高、排量小，一般采用往复式压缩机。从润滑方式分，主要由有油润滑和无油润滑两种，对于有油润滑，在其最终排气口后应安装脱油装置。•加气站用压缩机的排气压力一般为25MPa，以前有的稍高一些，达到28MPa，也有少数厂家的压缩机达到32MPa，但实践和分析表明，以排气压力25MPa时最为经济、可靠和安全。进气压力范围为0.035～9MPa，压缩机排气量可根据不同规模进行选择，范围可为16～2000m3/h，常用排气量为200～300m3/h。18天然气增压3CNG加气工艺及设施•8.1.5进入压缩机的天然气不应含游离水，含尘量和微尘直径等质量指标应符合所选用的压缩机的有关规定。•8.1.6压缩机排气压力不应大于25.0MPa（表压）。•8.1.7压缩机组进口前应设分离缓冲罐，机组出口后宜设排气缓冲罐。缓冲罐的设置应符合下列规定：•1分离缓冲罐应设在进气总管上或每台机组的进口位置处。•2分离缓冲罐内应有凝液捕集分离结构。•3机组排气缓冲罐宜设置在机组排气除油过滤器之后。•4天然气在缓冲罐内的停留时间不宜小于10s。•5分离缓冲罐及容积大于0.3m3的排气缓冲罐，应设压力指示仪表和液位计，并应有超压安全泄放措施。19GB50156-2012相关规定3CNG加气工艺及设施•8.1.8设置压缩机组的吸气、排气管道时，应避免振动对管道系统、压缩机和建（构）筑物造成有害影响。•8.1.9天然气压缩机宜单排布置，压缩机房的主要通道宽度不宜小于2m。•8.1.10压缩机组的运行管理宜采用计算机集中控制。•8.1.11压缩机的卸载排气不应对外放散，宜回收至压缩机缓冲罐。•8.1.12压缩机组排出的冷凝液应集中处理。203CNG加气工艺及设施•图4-1W型系列压缩机（成都天然气压缩机厂）213CNG加气工艺及设施•（7）压缩机组运行的安全保护应符合下列规定：•①压缩机出口与第一个截断阔之间应设安全阀，安全阀的泄放能力不应小于压缩机的安全泄放能力。•②压缩机进、出口应设高、低压报警和高压越限停机装置。•③压缩机组的冷却系统应设温度报警及停车装置。•④压缩机组的润滑油系统应设低压报警及停机装置。•（8）压缩机的卸载排气不得对外放散。回收的天然气可输至压缩机进口缓冲罐。•（9）压缩机排出的冷凝液应集中处理。•压缩机排出的冷凝液中当含有凝析油等污物，有一定危险，应集中处理达到排放标准时排放。223CNG加气工艺及设施•设计压力25Mpa，设计标准为美国DOT49CFR的178.37节（压缩气体运输标准），安全系数为2.48，不允许有排污口，初期投资低，运行维修成本高，每3年必须把单元拆开，对每只瓶子进行水压实验。场地面积在50m2以上。属于松散结构，没有结构整体性，容器多，接头多，存在泄露危险且管线尺寸小，流动阻力大。23储气瓶组24图4-2高压储气钢瓶组3CNG加气工艺及设施3CNG加气工艺及设施•我国从20世纪90年代初开始，研究成功了打地下井储存CNG的技术，并纳入了中华人民共和国行业标准《汽车用燃气加气站技术规范》(CJJ84-2000)，从2000年7月1日起正式颁发施行。•储气井井筒直径为Ф177.8mm～Ф298.4mm；井深80-200m；储气井水容积2～4m3，设计压力为25MPa。它由几十根石油钻井工业中常用的180mm套管通过管端的扁梯形螺纹和接头连接而成，封底和封头由焊接平盖的接头与套管通过螺纹连接，套管是按照API标准5CT制造的N80或P110钢级石油套管。其占地面积很小，有利于站场平面布置；虽然初期投资较大，但据有关部门提供的资料表明该储气井至少可以使用25年以上，并可以节省检验维修费，安全可靠性好。其缺点是耐压试验无法检验强度和密封性，制造缺