武漢市燃?xì)鉄崃σ?guī)劃設(shè)計(jì)院 朱凱峰

武漢中油壓縮天然氣有限公司 朱風(fēng)

武漢中油管道燃?xì)夤?周永強(qiáng)

0 概況

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和車輛保有量的增加，汽車尾氣排放對(duì)大氣環(huán)境的污染也進(jìn)一步加劇。為改善汽油、柴油燃燒后對(duì)環(huán)境造成的污染，壓縮天然氣(CNG)汽車得到了廣泛的推廣和應(yīng)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(qū)內(nèi)50余座加氣子站、常規(guī)站及武漢周邊CNG站供氣。武漢市現(xiàn)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(gè)系統(tǒng)組成，即：調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)、凈化干燥系統(tǒng)、氣體壓縮系統(tǒng)、氣體儲(chǔ)存系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)和售氣系統(tǒng)。

加氣站的工作原理是將通過(guò)管線輸送到加氣站的天然氣，先進(jìn)行凈化處理，再通過(guò)壓縮系統(tǒng)使其壓力達(dá)到25 MPa，最后由高壓儲(chǔ)氣瓶組和售氣機(jī)將壓縮天然氣加入車輛儲(chǔ)氣瓶。

根據(jù)功用的不同可分為常規(guī)站、加氣母站和加氣子站3種類型。

CNG常規(guī)站直接從天然氣管網(wǎng)取氣，經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)、壓縮、儲(chǔ)存等工藝以后，通過(guò)售氣機(jī)給CNG汽車加氣。

CNG母站除具有常規(guī)站的功能外，還通過(guò)設(shè)在站內(nèi)的加氣柱將CNG充入CNG氣瓶車，運(yùn)到加氣子站為CNG汽車加氣。

CNG子站建在燃?xì)夤艿郎形吹竭_(dá)或燃?xì)夤艿缐毫^低的地方，接受CNG氣瓶車從加氣母站運(yùn)來(lái)的CNG，為CNG汽車加氣。

2 CNG汽車加氣站火災(zāi)危險(xiǎn)性

2.1 天然氣具有危險(xiǎn)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(kuò)散。天然氣是易燃物質(zhì)，屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)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(yùn)行，泄漏引發(fā)事故

站內(nèi)工藝過(guò)程處于高壓狀態(tài)，工藝設(shè)備可能造成泄漏，泄漏氣體一旦遇引火源，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)和爆炸。不合格的儲(chǔ)氣瓶也可能造成泄露、爆炸事故。武漢市曾出現(xiàn)一起因違規(guī)使用不合格儲(chǔ)氣瓶?jī)?chǔ)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(shù)建立在車輛來(lái)往頻繁的交通干道之側(cè)，周圍環(huán)境較復(fù)雜，受外部點(diǎn)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(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.2條規(guī)定，CNG的火災(zāi)特點(diǎn)是爆炸后在泄漏點(diǎn)著火，只要關(guān)閉相關(guān)氣閥，就能很快熄滅火災(zāi)，故可以不設(shè)消防給水系統(tǒng)。在城市內(nèi)的加氣子站相對(duì)通常位于郊區(qū)的加氣母站火災(zāi)危險(xiǎn)性大，但城市道路通常每120 m設(shè)有室外消火栓，可以輔助對(duì)站內(nèi)建筑和車輛的消防滅火。

3.2 滅火器材配置

根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.10條，每2臺(tái)加氣機(jī)設(shè)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(jī)不足2臺(tái)按2臺(tái)計(jì)。由于消防部門一般要求每臺(tái)加氣機(jī)旁都要有滅火器，故可按每臺(tái)加氣機(jī)旁都設(shè)置至少1只4 kg手提式干粉滅火器，直接放在加氣機(jī)旁加氣島上，整個(gè)加氣區(qū)可以視為一個(gè)滅火器配置計(jì)算單元。

由于使用地下儲(chǔ)氣井比地上儲(chǔ)氣瓶安全，后期運(yùn)行費(fèi)用較低，現(xiàn)在大部分新建加氣站均使用儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣，按規(guī)范要求，地下儲(chǔ)罐設(shè)置35 kg推車式干粉滅火器1個(gè)。因?yàn)閮?chǔ)氣井最大水容積為8 m3，儲(chǔ)氣量較少，由于實(shí)際運(yùn)行中，加氣子站內(nèi)的CNG氣瓶車在站內(nèi)停留時(shí)間均較長(zhǎng)，而加氣母站內(nèi)每臺(tái)CNG氣瓶車充氣時(shí)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(gè)。而對(duì)于液壓CNG子站，一般不設(shè)儲(chǔ)氣瓶或儲(chǔ)氣井，僅需考慮氣瓶車的滅火器配置。

有些建設(shè)方選擇設(shè)置壓縮機(jī)房(棚)，其按建筑面積每50 m2設(shè)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(jī)撬更受建設(shè)方青睞，其按占地面積確定滅火器數(shù)量，總數(shù)不少于2只。

對(duì)于其它部位，根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140—2005)，由于加氣站為嚴(yán)重危險(xiǎn)等級(jí)，均按相應(yīng)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(duì)電氣設(shè)施有影響，在站內(nèi)的電氣控制室和變配電間(站)，可設(shè)置7 kg手提式CO2滅火器。雖然《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140—2005)中，CO2滅火器不適用A類場(chǎng)所，但在實(shí)踐中，CO2滅火器對(duì)撲滅初期的電氣固體火災(zāi)確實(shí)有效，故仍配置。雖然按無(wú)法按規(guī)范計(jì)算配置數(shù)量，但由于這些房間面積或設(shè)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(nèi)，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(jī)的循環(huán)冷卻水

壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需要冷卻系統(tǒng)為之散除多余熱量。目前壓縮機(jī)冷卻有風(fēng)冷、水冷和混冷三種冷卻形式。其中風(fēng)冷和混冷系統(tǒng)均與壓縮機(jī)撬裝在一起，不必附加設(shè)備，現(xiàn)主要說(shuō)明水冷形式。

冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水泵及冷卻塔流量按壓縮機(jī)廠家提供的水量要求做適當(dāng)放大后選型，循環(huán)水泵揚(yáng)程應(yīng)滿足壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)和冷卻塔壓力要求，壓縮機(jī)位于水泵出口與冷卻塔進(jìn)水口之間。

為滿足水質(zhì)要求，循環(huán)補(bǔ)水采用自來(lái)水經(jīng)軟水器處理后的軟水，循環(huán)系統(tǒng)中加設(shè)電子水處理器控制水質(zhì)，并定時(shí)排污。

軟水器一般要求進(jìn)口水壓不低于0.2 MPa，如壓力達(dá)不到要求，需設(shè)置增壓泵。

寒冷地區(qū)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，在冬季應(yīng)考慮冰凍問(wèn)題。由于系統(tǒng)需定時(shí)排污，補(bǔ)充抗凍劑的方式成本較高?？煽紤]將主要設(shè)備置于室內(nèi)，系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，需將室外放置的冷卻塔及其室外地上進(jìn)出水管道內(nèi)的存水放空，避免管道結(jié)凍。

在南方地區(qū)可考慮將設(shè)備均設(shè)在室外，不設(shè)單獨(dú)的房間，將除冷卻塔外的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置于遮雨設(shè)施下即可。

站區(qū)防爆區(qū)內(nèi)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的電氣設(shè)備均應(yīng)選用防爆型。

4.2 雨水排水

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

加氣母站占地一般較大，雨水需經(jīng)地面組織后由雨水口收集，經(jīng)雨水管排出站外。

埋地排水管的布置，尤其是在加氣子站內(nèi)，應(yīng)充分注意與電力管溝和工藝管溝的協(xié)調(diào)，減少相交的情況發(fā)生。

4.3 污水排水

加氣母站在CNG生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含油污水，應(yīng)用容器集中收集處理，不能直接排入排水系統(tǒng)。由于實(shí)際產(chǎn)生量不大，單獨(dú)設(shè)置一套處理設(shè)施不經(jīng)濟(jì)，一般在工藝排污罐出口設(shè)置小坑，內(nèi)置活動(dòng)小桶，集中收集后，委托其它有處理能力的相關(guān)單位處理。生活污水經(jīng)化糞池處理后排入污水管道。

5 對(duì)《加油加氣站規(guī)范》的建議

該規(guī)范中涉及加氣母站的內(nèi)容較少，其中對(duì)給多臺(tái)CNG拖車加氣的汽車加氣母站的消防間距要求和消防設(shè)施的配置要求不夠明確；尤其是《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)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(qū)別，但在兩本規(guī)范中兩者的消防要求卻有明顯區(qū)別，給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)困擾，希望在兩本規(guī)范的修訂中對(duì)該部分內(nèi)容能夠明確給予說(shuō)明，并協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

6 結(jié)語(yǔ)

CNG是一種清潔能源，國(guó)內(nèi)CNG汽車加氣站在川渝地區(qū)建設(shè)得最早，最近幾年在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)全面鋪開，未來(lái)將建設(shè)更多CNG加氣站。這就需要在實(shí)踐中不斷的摸索，積累更多的經(jīng)驗(yàn)，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理。