天然氣加氣站安全管理措施
一、天然氣加氣站概述
根據(jù)站區(qū)現(xiàn)場(chǎng)或附近是否有管線天然氣,天然氣加氣站分為常規(guī)站、母站和子站。
常規(guī)站建在有天然氣管線通過(guò)的地方,從天然氣管線直接取氣,天然氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝,進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮,然后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶組儲(chǔ)存或通過(guò)加氣機(jī)給車輛加氣。
通常常規(guī)站加氣量在600~1000m3/h之間。
母站建在臨近天然氣管線的地方,從天然氣管線直接取氣,經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等工藝,進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮,然后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶組儲(chǔ)存或通過(guò)加氣機(jī)給子站車或車輛加氣。
通常母站加氣量2500~4000m3/h之間。
子站建在加氣站周圍沒(méi)有天然氣管線的地方,通過(guò)子站轉(zhuǎn)運(yùn)車將從母站運(yùn)來(lái)的天然氣給天然氣汽車加氣,一般還需配置小型增壓器和地面瓶組。
為提高轉(zhuǎn)運(yùn)車的取氣率,用增壓器將轉(zhuǎn)運(yùn)車內(nèi)的低壓氣體升壓后,轉(zhuǎn)存在地面瓶組內(nèi)或直接給天然氣汽車加氣。
子母站方式適合在城市人口密集、天然氣管線布局不普遍的地方。
《汽車用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范》(cjj 84—2022)規(guī)定,根據(jù)加氣站儲(chǔ)氣裝置容積vn的大小,天然氣加氣站可分為一級(jí)站、二級(jí)站、三級(jí)站,如表6-5所示.
表6-
5 天然氣加氣站分級(jí)
級(jí)別
儲(chǔ)氣裝置總?cè)莘e/m3
級(jí)別
儲(chǔ)氣裝置總?cè)莘e/m3水容積
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積
水容積
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積
一級(jí)站
123.000n≤4000
三級(jí)站
v≤6
vn≤1500
二級(jí)站
6
1500n≤3000
根據(jù)加氣所需時(shí)間,加氣站分為快充站和慢充站。
慢充站主要由充氣閥、壓力表、軟管和連接器組成,只配有少量甚至沒(méi)有高壓存儲(chǔ)容器。
慢充站通常在晚上對(duì)車輛加氣,壓縮機(jī)將天然氣壓縮后送入通往每輛汽車的分配管中,再經(jīng)加氣機(jī)進(jìn)入汽車燃料罐,燃料罐加滿后自動(dòng)停止加氣。
這種配置很經(jīng)濟(jì),而且具有很高的可靠性。
加氣時(shí)間隨壓縮機(jī)排量、加氣汽車數(shù)量及燃料罐的容量不同而變化。
快充站是加氣速度很快的加氣站,由于車載燃料罐容積大小不等,加氣時(shí)間通常為3~10min。
為實(shí)現(xiàn)快速加氣,站區(qū)一般都配有高壓容器預(yù)先存儲(chǔ)氣體,彌補(bǔ)壓縮機(jī)排量不足的影響,儲(chǔ)氣容器通常采用高、中、低三組asme瓶組,即階式(casecade)儲(chǔ)氣瓶組。
公共加氣站多屬于這種類型。
二、加氣站選址
加氣站的建設(shè)目前有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可參照?qǐng)?zhí)行,一是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《汽車用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范》(cjj 84—2022),一是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(gb 50156—2022)。
這兩個(gè)規(guī)范各有側(cè)重,是建設(shè)加氣站的主要標(biāo)準(zhǔn)。
加氣站選址時(shí)應(yīng)符合城市規(guī)劃、防火要求和環(huán)境保護(hù),并應(yīng)選在交通便利的地方。
一般加氣站宜設(shè)置在工廠和居民區(qū)全年最大風(fēng)向頻率的下風(fēng)側(cè),并選擇在通風(fēng)良好的地點(diǎn)。
加氣站的儲(chǔ)罐與周圍建筑物、構(gòu)筑物、道路等的安全距離應(yīng)符合有關(guān)的國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
在規(guī)劃城市加氣站網(wǎng)絡(luò)時(shí),必須與當(dāng)?shù)厝細(xì)馄嚨陌l(fā)展、燃?xì)夤?yīng)等規(guī)劃相適應(yīng)。
此外,還需考慮加氣站與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)系,如加氣站的間距;
若是油氣合一站,還要考慮與原加油站網(wǎng)絡(luò)合理匹配等。
它的規(guī)劃布點(diǎn)應(yīng)遵循下列基本原則。
1. 盡量避開(kāi)重要公共建筑、居民區(qū)、工業(yè)區(qū)
重要公共建筑和涉及國(guó)計(jì)民生的其他重要建、構(gòu)筑物主要是指省級(jí)和省級(jí)以上的機(jī)關(guān)辦公樓、電子計(jì)算中心、通訊中心、文物古跡以及體育館、影劇院、大型商場(chǎng)、賓館、車站、機(jī)場(chǎng)大樓等;
居住區(qū)涉及民用建筑和明火;
工業(yè)區(qū)涉及危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存和使用。
加氣站屬易燃易爆場(chǎng)所,一旦引發(fā)事故,將會(huì)造成很大損失。
2. 綜合利用土地
在城市中心及邊緣區(qū)域建加氣站,土地資源十分寶貴,合理利用土地是城市建設(shè)節(jié)約用地的一個(gè)基本準(zhǔn)則。
加氣站占地面積較少(一般二級(jí)站用地規(guī)模在2022m2左右),布置靈活,同等規(guī)模的地塊做為其他用途往往難度較大,而用作建加氣站卻十分適宜。
因此,加氣站選擇要因地制宜,可以選擇由河流、綠地、公路、高架等大型交通設(shè)施等切割形成的邊角地帶,亦可充分利用廢棄地倉(cāng)庫(kù)、工廠用地等。
3. 交通流量大
車輛通過(guò)頻率過(guò)低,加氣站將難以生存。
因此市中心區(qū)域、過(guò)境交通道路邊、高速公路路邊等地段是加氣站布點(diǎn)的最佳選擇,大型公共汽車停車庫(kù)(場(chǎng))、專業(yè)運(yùn)輸公司也可就近設(shè)置專用加氣站。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果加氣站進(jìn)出口布置是由一個(gè)方向道路進(jìn)站,而由不同方向的道路出站,站內(nèi)交通線路組織最為順暢,占地面積最為經(jīng)濟(jì)(大約可節(jié)約30%的占地面積),亦可吸引兩個(gè)不同交通流向的交通車輛,同時(shí)該地域一般視野開(kāi)闊,具有無(wú)形的廣告效應(yīng),因此城市道路交叉口地帶往往成為加氣站首選的站址。
但是處于城市道路交叉口的地段地價(jià)較高,運(yùn)營(yíng)成本會(huì)上升,進(jìn)出站的地方往往會(huì)加劇城市交通的擁堵,而且城市公共汽車站點(diǎn)為方便換乘,一般也設(shè)置在交叉口附近,加氣站的進(jìn)出口處理不好,就會(huì)影響乘客候車,所以建站標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不宜將站址選在城市干道的交叉路口附近。
4. 合理確定最優(yōu)服務(wù)半徑
城市加氣站的規(guī)劃布點(diǎn)要總體均衡分布,必須考慮服務(wù)半徑問(wèn)題。
根據(jù)一般人的心理習(xí)慣,人們總是選擇就近加氣,沒(méi)有特殊原因不會(huì)特地去選擇某一個(gè)地方加氣,因此任一加氣站的主要客戶總是某一特定道路上的交通車輛。
如果同一區(qū)域內(nèi)加氣站布置過(guò)密,服務(wù)半徑交叉,將不利于加氣站的銷售經(jīng)營(yíng),造成重復(fù)建設(shè)。
服務(wù)半徑過(guò)大,就會(huì)形成若干地方的盲點(diǎn)。
當(dāng)然服務(wù)半徑不是一個(gè)固定的數(shù)字,應(yīng)綜合考慮交通頻率、交通量、交通流向等因素,不同的區(qū)域要分別對(duì)待經(jīng)綜合考慮后再加以確定。
加氣站與加油站都是為汽車加注燃料的場(chǎng)所,在站址的選擇上,應(yīng)滿足與加油站相同的要避開(kāi)土質(zhì)疏松地區(qū)及泄洪道等,以免增加工程造價(jià),加大施工難度及施工時(shí)間。
加氣站與加油站加注的介質(zhì)不同,設(shè)計(jì)時(shí)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)也不同,在選址時(shí)除應(yīng)注意上述要求外,還應(yīng)注意以下三點(diǎn)。
(1) 加氣站應(yīng)有可靠的水源,最好靠近城市消防水加氣站是一個(gè)獨(dú)立的整體,除需滿足飲用、洗手、擦地等少量生活用水外,還應(yīng)油間斷的生產(chǎn)用水。
《汽車用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范》(cjj 84—2022)中規(guī)定,對(duì)地上罐應(yīng)設(shè)固定噴淋裝置,噴淋時(shí)噴淋水要求覆蓋全罐。
加氣站必須設(shè)消火拴,地上罐與消火栓的距離為30~50m,消火栓與地下罐的距離為20~45m。
二級(jí)站消防用水量不應(yīng)小于15l/s,三級(jí)站消防用水量不應(yīng)小于10l/s,因此必須有水量充足的可靠水源。
若離城市消防水源近,可用城市消防水作為加氣站的消防水,大大減少投資,加快建設(shè)速度;
若離城市消防水較遠(yuǎn)或供水壓力不能滿足要求,應(yīng)設(shè)消防水池和消防水泵。
(2) 應(yīng)有可靠的電力資源加氣站分為儲(chǔ)存區(qū)和經(jīng)營(yíng)區(qū)兩部分。
儲(chǔ)存區(qū)需要用電的設(shè)備有卸車泵、充裝泵、加氣機(jī)、消防泵等。
經(jīng)營(yíng)區(qū)的照明設(shè)備、電器儀表(如可燃?xì)怏w報(bào)警器)等都需要有不間斷的電源保證,以便加氣站能夠正常經(jīng)營(yíng),同時(shí)保證消防系統(tǒng)能隨時(shí)投入使用。
(3) 應(yīng)避免在地下有建筑物的地方建站為了防止窩氣,形成火災(zāi)、爆炸隱患,加氣站內(nèi)不能有人防或其他地下通道,也不得有井、巷、坑、穴等。
對(duì)設(shè)置的水溝、水井、管溝必須密封以防窩氣、聚集,引起火災(zāi)。
三、壓縮天然氣加壓站
壓縮天然氣(cng)加壓站也稱加氣母站,cng通常是指壓縮到20~25mpa的高壓天然氣,cng約為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下同質(zhì)量天然氣體積的1/250~1/300。
加氣母站的任務(wù)是使充裝氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車或售給cng汽車的cng達(dá)到汽車用cng的技術(shù)指標(biāo),并且不得超壓過(guò)量充裝;
保證氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車或cng汽車的壓力容器在該城鎮(zhèn)地理區(qū)域極端環(huán)境溫度下安全運(yùn)行,即該壓力容器工作壓力始終在允許的最高工作壓力(最高溫度補(bǔ)償后)以下。
由壓縮機(jī)組將天然氣管線中的天然氣壓力由0.6~0.8mpa或0.8~1.0mpa壓縮到2
6.6mpa。
車載氣瓶或子站車的天然氣壓力為20.7mpa。
一般規(guī)定該壓力容器充滿
加氣母站一般以充裝氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車為主,以售氣為輔;
或者只充裝氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車而不向cng汽車售氣。
1. cng加氣母站的工藝流程
加氣母站主要由以下幾個(gè)系統(tǒng)組成:
① 調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng);
② 凈化和干燥系統(tǒng);
③ 壓縮系統(tǒng);
④ 儲(chǔ)氣系統(tǒng);
⑤ 控制系統(tǒng)(自動(dòng)保護(hù)、停機(jī)及順序充氣等);
⑥ cng售氣系統(tǒng)。
圖6-1加氣站流程示意簡(jiǎn)圖。
(1) 調(diào)壓計(jì)量調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)由進(jìn)氣控制閥、濾清器、調(diào)壓閥、流量計(jì)和安全閥組成。
從天然氣管道來(lái)的天然氣通過(guò)進(jìn)氣控制閥、濾清器后進(jìn)入調(diào)壓閥,將天然氣壓力調(diào)至天然氣壓縮機(jī)需要的進(jìn)氣壓力,然后進(jìn)入壓縮機(jī)加壓。
(2) 凈化和干燥由于cng從高壓氣瓶到發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)幾次減壓,減壓過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)局部低溫,因而對(duì)于作為汽車燃料的天然氣需要比管道天然氣更嚴(yán)格的氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),以避免天然氣的高壓、低溫或腐蝕造成水和烴類的凝結(jié)聚集,使材料失效或管道堵塞而影響正常工作。
這就要求對(duì)進(jìn)入加氣站的天然氣在壓縮前和壓縮后進(jìn)行凈化和干燥處理,即脫硫、脫烴和脫水。
(3) 壓縮壓縮系統(tǒng)包括:進(jìn)氣緩沖罐、壓縮機(jī)主機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。
緩沖罐可減輕進(jìn)氣壓力波動(dòng)給機(jī)組帶來(lái)的振動(dòng),避免對(duì)機(jī)組零部件造成損害;
潤(rùn)滑和冷卻的目的是為了保障天然氣在最終排氣壓力(25mpa)下正常運(yùn)行和溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)要求。
(4) 儲(chǔ)氣加氣站的儲(chǔ)氣容器一般采用儲(chǔ)氣瓶組。
儲(chǔ)氣瓶宜按運(yùn)行壓力分高、中、低三級(jí)設(shè)置,各級(jí)瓶組應(yīng)自成系統(tǒng),由順序控制盤(pán)進(jìn)行充氣和售氣的自動(dòng)控制。
低壓系統(tǒng)先將cng汽車內(nèi)置氣瓶壓力升至1ompa,中壓系統(tǒng)再將其繼續(xù)升至13mpa,高壓系統(tǒng)最終將其升高至cng汽車儲(chǔ)氣瓶最高工作壓力20mpa。
(5) 控制控制系統(tǒng)包括電源控制、壓縮機(jī)運(yùn)行控制、儲(chǔ)氣控制和售氣控制。
(6) 售氣售氣系統(tǒng)由售氣機(jī)和其氣路系統(tǒng)組成。
當(dāng)向氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車(或)cng汽車上的氣瓶充氣時(shí),來(lái)自加氣站儲(chǔ)氣瓶組的高壓天然氣流經(jīng)加氣柱(或售氣機(jī))的質(zhì)量流量計(jì),流量計(jì)傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào),經(jīng)變送器(檢測(cè)器)傳送給電子裝置(微電腦裝置),再由電腦識(shí)別傳送來(lái)的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)量、計(jì)價(jià)和顯示。
售氣機(jī)氣路系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成對(duì)售氣過(guò)程的順序控制和售氣結(jié)束后自動(dòng) 電磁閥。
2. 加氣母站的主要設(shè)備
(1) 天然氣壓縮機(jī)壓縮機(jī)是cng加氣站的關(guān)鍵設(shè)備,加氣站的壓縮機(jī)與一般壓縮機(jī)相比,其排氣量小,但壓縮比高。
壓縮機(jī)性能好壞直接影響加氣站的穩(wěn)定運(yùn)行。
目前,國(guó)內(nèi)外壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家均有定型產(chǎn)品,如何選型,需綜合比較并根據(jù)用戶的要求進(jìn)行選擇。
(2) 儲(chǔ)氣裝置目前,站內(nèi)高壓儲(chǔ)氣方式主要有三種:小儲(chǔ)氣瓶組、大容積儲(chǔ)氣瓶、地下儲(chǔ)氣井。
小儲(chǔ)氣瓶組是指用儲(chǔ)氣瓶(60l或80l)用管線串聯(lián)成組儲(chǔ)氣,其特點(diǎn)是投資少,每立方水容積投資(包括連接管線)約2萬(wàn)元,且利于儲(chǔ)氣瓶容積按高、中、低壓1:2:3的比例分組;
缺點(diǎn)是接口多,安裝復(fù)雜,占地大,壓力容器年檢時(shí)很麻煩。
大容積儲(chǔ)氣瓶?jī)?chǔ)氣的特點(diǎn)是安裝方便,接口少,即泄露點(diǎn)少,工藝管線簡(jiǎn)單,占地較儲(chǔ)氣瓶組小,壓力容器年檢較儲(chǔ)氣瓶組簡(jiǎn)單。
但其投資較高(每立方水容積投資國(guó)內(nèi)約
4.5萬(wàn)元,國(guó)外約為
1.2萬(wàn)美元)。
地下儲(chǔ)氣井是利用鉆井套管制作的深100m左右的地下儲(chǔ)氣裝置。
其優(yōu)點(diǎn)是占地小,地上連接管線簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)是施工較困難,投資大(每立方水容積投資約
6.5萬(wàn)元)。
(3) 加氣島及加氣柱加氣島、加氣柱是給氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車及cng汽車上的氣瓶充氣的場(chǎng)所。
一般設(shè)在采用非燃燒材料筑成的罩棚內(nèi),罩棚有效高度不應(yīng)小于
4.5m,罩棚與加氣柱的水平距離不小于2.0m;
加氣島略高出車位地坪0.15~0.2m,其寬度不小于
1.2m,其端部與罩棚支柱凈距不應(yīng)小于0.6m。
加氣柱設(shè)施應(yīng)根據(jù)地區(qū)環(huán)境、溫度條件建設(shè),應(yīng)設(shè)有截止閥、泄壓閥、拉斷閥、加氣軟管、加氣嘴(槍)和計(jì)量表(壓力一溫度補(bǔ)償式流量計(jì)),其進(jìn)氣管道上應(yīng)設(shè)止回閥。
拉斷閥在外力作用下分開(kāi)后,兩端應(yīng)自行密封。
加氣柱充裝cng的額定壓力為20mpa,計(jì)量準(zhǔn)確度不應(yīng)小于1.0級(jí),最小計(jì)量分度值為0.1kg。
(4) 氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車 cng子站的氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車的氣瓶組,與加壓、加氣站內(nèi)儲(chǔ)氣裝置的氣瓶組一樣有幾種形式,但管束式大氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車用得較多。
氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車一般由框架管束儲(chǔ)氣瓶組、運(yùn)輸半掛拖車底盤(pán)和牽引車三部分組成,實(shí)際上其本身就是cng子站的氣源。
常用管束氣瓶組有7管、8管和13管等幾種組合。
(5) 壓縮機(jī)入口過(guò)濾器壓縮機(jī)入口過(guò)濾器下部采用橢圓形封頭,上部采用快開(kāi)盲板便于濾芯更換。
支座為腿式支座。
容器類別為ⅰ類。
壓縮機(jī)入口過(guò)濾器內(nèi)裝設(shè)過(guò)濾元件,過(guò)濾元件具有除塵效率高、阻力小、過(guò)濾比表面積大、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),能有效濾除天然氣中的粉塵、液滴,對(duì)粒徑大于1~3μm的液滴其捕集率可達(dá)99%,對(duì)粒徑大于5μm的液滴其捕集率可達(dá)9
9.9%,保證了工藝要求。
為便于拆卸、更換濾管減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在過(guò)濾器上部采用快開(kāi)盲板結(jié)構(gòu)。
其幾何尺寸一般為dn300m、h2950m(立式)。
(6) 管線連接系統(tǒng)站內(nèi)壓縮后的天然氣管線具有壓力高、管徑小的特點(diǎn),因此對(duì)該管線采用卡套連接的方式。
國(guó)外生產(chǎn)卡套的廠家較多,在中國(guó)用得較多的是美國(guó)幾家公司的產(chǎn)品,其外徑在ф10~ф22之間。
國(guó)內(nèi)也有廠家生產(chǎn),例如樂(lè)山長(zhǎng)江儀表廠,但國(guó)內(nèi)卡套在外徑較大(一般大于14mm)時(shí),密封性較差。
壓縮后的天然氣管線設(shè)計(jì)壓力為30mpa。
(7) 控制系統(tǒng)加氣母站的控制系統(tǒng)對(duì)于其正常運(yùn)行非常重要,一個(gè)自動(dòng)化程度高、功能完善的控制系統(tǒng)可以極大提高加氣站的工作效率,保證加氣站的安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
加氣母站的控制系統(tǒng)主要有電源控制、壓縮機(jī)運(yùn)行控制、儲(chǔ)氣系統(tǒng)的優(yōu)先控制、售氣控制。
壓縮機(jī)運(yùn)行控制及售氣機(jī)的售氣控制一般分別由壓縮機(jī)及售氣機(jī)廠家配套供應(yīng),國(guó)外壓縮機(jī)控制系統(tǒng)一般包括儲(chǔ)氣系統(tǒng)的優(yōu)先充氣控制,也有的不包括,而通過(guò)順序程控盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn);
國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)儲(chǔ)氣系統(tǒng)的優(yōu)先充氣控制,其儲(chǔ)氣系統(tǒng)的優(yōu)先充氣控制均通過(guò)順序程控盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(8) 各類儀表在滿足工藝要求的前提下,應(yīng)使儀表品種統(tǒng)一,減少備品備件品種,為儀表的維護(hù)提供方便。
所有儀表均為隔爆型,防護(hù)等級(jí)不低于ip65.
① 溫度儀表溫度檢測(cè)可選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)量小、無(wú)漂移的隔爆型號(hào)鉬電阻(pt100),精度a級(jí),所有鉑電阻配安裝套管。
② 壓力儀表壓力檢測(cè)全部選用智能壓力變送器。
③ 流量?jī)x表天然氣出加氣母站和進(jìn)加氣母站流量檢測(cè)可選用渦街流量計(jì),并進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償,加氣槍入口流量檢測(cè)選用高壓渦街流量計(jì)并進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償。
④ 緊急切斷閥考慮到進(jìn)站氣的露點(diǎn)比較低,可以用天然氣作氣源,因此進(jìn)站緊急切斷閥可選用氣動(dòng)球閥。
⑤ 可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)與報(bào)警對(duì)可能出現(xiàn)可燃?xì)怏w的壓縮機(jī)組、加氣區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè),選用可燃?xì)怏w報(bào)警器對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測(cè),濃度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警,提示操作人員及時(shí)處理。
⑥ 火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警車庫(kù)內(nèi)設(shè)感溫、感煙探測(cè)器,信號(hào)傳到火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制器。
3. 加氣母站的安全管理與防護(hù)
① 安全間距方面
a. 儲(chǔ)氣瓶組、放散管管口和加氣柱與站外建、構(gòu)筑物的防火間距。
b. 站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距。
壓縮天然氣加氣站與天然氣儲(chǔ)配站合建時(shí),站內(nèi)的天然氣儲(chǔ)罐與氣瓶車固定車位的防火間距不應(yīng)小于表6-6的規(guī)定。
表6-
6 天然氣儲(chǔ)罐與氣瓶車固定車位的防火間距 單位:m
儲(chǔ)罐總?cè)莘e/m3
≤50000
>50000
氣瓶車固定車位最大儲(chǔ)氣容積/m3
≤10000
>10000~≤30000
12.0
15.0
15.020.0
注:1. 氣瓶車固定車位最大儲(chǔ)氣容積(m3)為固定車位儲(chǔ)氣的各氣瓶車總幾何容積(m3)與其最高儲(chǔ)v氣壓力(絕對(duì)壓力102kpa)乘積之和,并除以壓縮因子。
2. 天然氣儲(chǔ)罐與氣瓶車固定車位的防火間距,除符合本表規(guī)定外,還不應(yīng)小于較大罐直徑。
壓縮天然氣加氣站與天然氣儲(chǔ)配站的合建站,當(dāng)天然氣儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置檢修用集中放散裝置時(shí),集中放散裝置的放散管與站外、內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距不應(yīng)小于表6-
7、表6-8的規(guī)定。
集中放散裝置的放散管與氣瓶車固定車位的防火間距不應(yīng)小于20m。
氣瓶車固定車位與站外建、構(gòu)筑物的防火間距,不應(yīng)小于表6-9的規(guī)定。
氣瓶車固定車位與站內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距不應(yīng)小于表6-10的規(guī)定。
② 為了在偶發(fā)事故時(shí)能及時(shí)切斷氣源,避免次生災(zāi)害產(chǎn)生,應(yīng)在進(jìn)站天然氣管道上設(shè)置手動(dòng)快速切斷閥,一般設(shè)于閥井內(nèi),若母站從城鎮(zhèn)高、中壓輸配管道上取氣時(shí),還應(yīng)在緊急切斷閥后再設(shè)安全閥,并選用全啟封閉彈簧式,其開(kāi)啟壓力為站外輸配系統(tǒng)允許最高壓力的0.9倍。
③ 站內(nèi)每個(gè)儲(chǔ)氣瓶均應(yīng)設(shè)安全閥、截止閥及緊急放散管。
各瓶組應(yīng)設(shè)壓力表(壓力傳感器)和超壓報(bào)警器。
④ 站內(nèi)壓縮機(jī)前的緩沖罐和各級(jí)出口均應(yīng)設(shè)置安全閥。
表6-
7 集中放散裝置的放散管與站外建、構(gòu)筑物的防火間距
項(xiàng)目
防火間距/m
明火或散發(fā)火花地點(diǎn)3.0
民用建筑25甲、乙類液體儲(chǔ)罐、易燃材料堆場(chǎng)25室外變配電站3.0
甲、乙類物品庫(kù)房,甲、乙類生產(chǎn)廠房25其他廠房20
鐵路(中心線)
40
公路、道路(路邊)
高速、ⅰ、ⅱ級(jí)、城市快速路
15其他
10
架空電力線(中心線)
>380v2.0倍桿高
≤380v
1.5倍桿高
架空通信線(中心線)
國(guó)家ⅰ、ⅱ級(jí)
1.5倍桿高
其他
1.5倍桿高
表6-
8 集中放散裝置的放散管與站內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距
項(xiàng)目
防火間距/m
項(xiàng)目
防火間距/m
明火或散發(fā)火花地點(diǎn)3.0
控制室、配電間、汽車庫(kù)、機(jī)修間和其他輔助建筑25辦公生活建筑25
燃?xì)忮仩t房25可燃?xì)怏w儲(chǔ)氣罐20
消防泵房、消防水池取水口20
室外變配電站3.0
站內(nèi)道路(路邊)2調(diào)壓間、壓縮機(jī)間、計(jì)量間及工藝裝置區(qū)20
站區(qū)圍墻2表6-
9 氣瓶車固定車位與站外建、構(gòu)筑物的防火間距 單位:m
項(xiàng)目
氣瓶車固定車位最大儲(chǔ)氣容積/m3>4500~≤10000
>10000~≤30000
明火、散發(fā)火花的地點(diǎn),室外變、配電站25.03.0.0
重要公共建筑
50.0
60.0
民用建筑25.03.0.0
甲、乙、丙類液體儲(chǔ)罐,易燃材料堆放,甲類物品庫(kù)房25.03.0.0
其他建筑
耐火等級(jí)
一、二級(jí)
15.020.0
三級(jí)20.025.0
四級(jí)25.03.0.0
鐵路(中心線)
40.0
公路、道路(路邊)
高速,ⅰ、ⅱ級(jí)、城市快遞20.0
其他
15.0
架空電力線路(中心線)
1.5倍桿高
架空通信線路(中心線)
ⅰ、ⅱ級(jí)20.0
其他
1.5倍桿高
注:氣瓶車在固定車位儲(chǔ)氣總幾何容積不大于18m3,且最大儲(chǔ)氣容積不大于4500m3時(shí),應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》gb 50156的規(guī)定。
表6-10 氣瓶車固定車位與站內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距 單位:m
名稱
氣瓶車固定車位最大儲(chǔ)氣容積/m3>4500~≤10000
>10000~≤30000
明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)25.03.0.0
壓縮機(jī)室、調(diào)壓室、計(jì)量室
10.0
12.0
變、配電室、儀表室、燃?xì)鉄崴疇t室、值班室、門衛(wèi)
15.020.0
辦公生活建筑20.025.0
消防水泵房、消防水池取水口20.0
站內(nèi)道路(路邊)
主要
10.0
次要
5.0
圍墻
6.0
10.0
注:1. 變、配電室、儀表室、燃?xì)鉄崴疇t室、值班室、門衛(wèi)等用房的建筑耐火等級(jí)不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》gb 50016中“二級(jí)”規(guī)定。
2. 露天的燃?xì)夤に囇b置與氣瓶車固定車位的間距可按工藝要求確定。
3. 氣瓶車固定車位儲(chǔ)氣總幾何容積不大于18m3,且最大儲(chǔ)氣容積不大于4500m3時(shí),應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》gb 50156的規(guī)定。
⑤ 站內(nèi)的泄壓裝置應(yīng)具備足夠的泄壓能力。
泄放氣體應(yīng)符合下列規(guī)定:
a. 泄放量較小的氣體(如儀表泄氣)可排入大氣;
設(shè)有放散管時(shí),放散管宜垂直向上,管口高出設(shè)備平臺(tái)不應(yīng)小于2m,且應(yīng)高出所在地面5m;
b. 泄放量大于2m3,泄放次數(shù)平均每小時(shí)2~3次以上的操作排放,應(yīng)設(shè)專用回收罐;
c. 泄放量大于500m3的高壓氣體,如儲(chǔ)氣瓶組放氣、火災(zāi)或緊急檢修設(shè)備時(shí)排放系統(tǒng)內(nèi)氣體等,應(yīng)通過(guò)放散管迅速排放。
⑥ 天然氣放散管宜按不同壓力級(jí)別系統(tǒng)分別設(shè)置放散管。
放散管應(yīng)設(shè)置在室外安全區(qū)域內(nèi),宜高于建筑2m,高出所在地面5m,與封閉或半敞開(kāi)建筑物門窗的水平間距不應(yīng)小于2.5m,安全閥放散管口應(yīng)設(shè)防雨罩。
并應(yīng)符合表6-11的規(guī)定,與站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距符合表6-12的要求。
⑦ 站內(nèi)的設(shè)備及管道,凡經(jīng)增壓、輸送、儲(chǔ)存需顯示壓力的地方;
均應(yīng)設(shè)壓力測(cè)點(diǎn),各壓力表量程范圍為2倍工作壓力,準(zhǔn)確度不應(yīng)低于
1.5級(jí),并設(shè)有拆卸壓力表用安全泄壓孔。
⑧ 站內(nèi)調(diào)壓箱、壓縮機(jī)組、變配電間、儲(chǔ)氣裝置和加氣島等危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置天然氣檢漏報(bào)警探頭。
檢漏警報(bào)裝置的安裝與使用應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備》gb 3836的相關(guān)規(guī)定并集中設(shè)置,并與本站供電系統(tǒng)(不包括消防泵)連鎖和配置不間斷電源。
⑨ 加氣母站根據(jù)工藝參數(shù)的檢測(cè)和控制調(diào)節(jié)自動(dòng)化程度不同,應(yīng)明示全流程設(shè)備、儀表、動(dòng)力的配置外,還要標(biāo)出
一、二次儀表、遙控調(diào)節(jié)、參數(shù)記錄或累計(jì)、報(bào)警與連鎖裝置的設(shè)置點(diǎn)及其功能。
⑩ 加氣母站供電負(fù)荷等級(jí)為三級(jí),流程上的信息系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急電源。
供電電源宜采用6/1okv外接電源,供電系統(tǒng)宜設(shè)單獨(dú)的計(jì)量裝置;
低壓配電裝置允許設(shè)在加壓加氣站的站房?jī)?nèi),其配電裝置所在的房門、窗口均應(yīng)與生產(chǎn)工藝操作裝置保持大于6m的凈距;
站內(nèi)各操作間和營(yíng)業(yè)室均應(yīng)設(shè)置事故照明,其連續(xù)照明時(shí)間不少于20min;
站內(nèi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域以外的照明,可選用非防爆型燈具,但罩棚下的燈具應(yīng)選防護(hù)等級(jí)不低于ip44級(jí)的節(jié)能型燈具。
表6-11 儲(chǔ)氣瓶組、放散管管口和加氣柱與站外建、構(gòu)筑物的防火間距單位:m
項(xiàng)目
名稱
儲(chǔ)氣瓶組、脫水裝置
放散管管口
加氣柱、壓縮機(jī)
重要公共建筑物
100
100
100
明火或散發(fā)火花地點(diǎn)3.02520
民用建筑物保護(hù)類別
一類保護(hù)物3.02520
二類保護(hù)物2020
14三類保護(hù)物
18
15
12站外甲、乙類物品生產(chǎn)廠房及庫(kù)房和甲、乙類液體儲(chǔ)罐2525
18其他類物品生產(chǎn)廠房庫(kù)房和丙類液體儲(chǔ)罐以及容積不大于50m3的埋地甲、乙類液體儲(chǔ)罐
18
18
13室外變配電站2525
18鐵路3.03.022城市道路
快速路、主干路
12
10
6次干路、支路
10
8
5架空通信線
國(guó)家
一、二級(jí)
1.5倍桿高
1.5倍桿高
不應(yīng)跨越加氣站
一般
1.0倍桿高
1.0倍桿高
架空電力線
(電壓>380v)
1.5倍桿高
1.5倍桿高
不應(yīng)跨越加氣站
(電壓≤380v)
1.5倍桿高
1.0倍桿高
注:1. 明火或散發(fā)火花地點(diǎn)和甲、乙類液體的定義應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。
2. 重要公共建筑物及其他民用建筑物保護(hù)類別劃分應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)及施工規(guī)范》(gb 50516—2022)的規(guī)定。
3. 加壓站的撬裝設(shè)備與站外建、構(gòu)筑物的防火距離,應(yīng)按本表相應(yīng)設(shè)備的防火距離確定。
4. 壓縮天然氣工藝設(shè)備與郊區(qū)公路的防火距離按照城市道路確定;
高速、ⅰ、ⅱ級(jí)公路按照城市快速路、主干路確定,ⅲ、ⅳ級(jí)公路按照城市次干路、支路確定。
表6-12 站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距 單位:m
設(shè)施名稱
儲(chǔ)氣瓶組
壓縮機(jī)間
調(diào)壓間
脫硫干燥裝置
加氣柱(機(jī))
站房
其他建、構(gòu)筑物
燃油、
氣熱水爐
變配電間
道路
站區(qū)圍墻
儲(chǔ)氣瓶組
1.53.
3.5
6
510
14
6
43.壓縮機(jī)間
—
4
54
510
12
622調(diào)壓間
—
56
510
12
622脫硫干燥裝置
—
55
10
12
623.加氣柱(機(jī))
—
58
12
6
—
—
站房
—
6
—
—
—
—
其他建、構(gòu)筑物
—
5—
—
—
燃油、氣熱水爐
5—
—
變配電間
—
—
—
道路
—
—
站區(qū)圍墻
—
注:1. 壓縮天然氣加壓站內(nèi)壓縮機(jī)間、調(diào)壓器、變配電間與儲(chǔ)氣裝置的距離不能滿足上表的規(guī)定時(shí),可采用防火墻,其防火間距不限。
2. 其他建筑物、構(gòu)筑物系指根據(jù)需要設(shè)置的汽車洗車房、加潤(rùn)滑油間、零售油品間、小商品便利店等。
3. 其中“—”表示無(wú)防火間距要求。
4. 壓縮天然氣站的撬裝設(shè)備與站內(nèi)其他設(shè)施的防火距離應(yīng)按本表相應(yīng)設(shè)備的防火間距要求。
四、壓縮天然氣加氣子站
(一) 加氣子站基本流程
加氣子站系統(tǒng)流程是將cng轉(zhuǎn)運(yùn)車上的氣經(jīng)接氣柱接受后,在子站配置的plc自控系指令下,經(jīng)調(diào)壓閥到洗滌罐,再經(jīng)壓縮機(jī)升壓后,經(jīng)分配閥到地面瓶組,再通過(guò)分配閥加氣機(jī)給車輛加氣。
壓縮機(jī)在整個(gè)流程中完成將轉(zhuǎn)運(yùn)車上的氣體升壓的任務(wù)。
加氣子站是cng供應(yīng)系統(tǒng)中僅供cng汽車加氣(售氣)的站,可根據(jù)城鎮(zhèn)管理和道路規(guī)劃要求進(jìn)行布點(diǎn)。
在經(jīng)營(yíng)內(nèi)容和形式上可以只供cng,稱為cng加氣站,或者在城鎮(zhèn)原有的加油(汽、柴油)站的基礎(chǔ)上擴(kuò)建cng加氣系統(tǒng)稱為油氣合建站,或者新建既能加油又能加氣的油氣合建站。
加氣子站與加壓母站不同之處在于其氣源壓力很高(氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車額定壓力為20mpa),也不需要對(duì)天然氣再進(jìn)行預(yù)處理。
對(duì)負(fù)荷不均勻的快充加氣系統(tǒng),除了可配置容量和級(jí)數(shù)較少的多級(jí)壓縮機(jī)外,在加氣作業(yè)快速、精確、安全和高效方面有很高的要求。
圖6-2為某加氣子站工藝流程簡(jiǎn)圖。
按上述流程,首先必須將站內(nèi)卸氣柱的卡套軟管快速接頭與氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車的卸氣主控閥接好。
經(jīng)優(yōu)先/順序控制盤(pán)選擇啟動(dòng)順序控制閥,在壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣裝置和加氣機(jī)之間形成以下四種流程。
(1) 氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車—加氣機(jī)(計(jì)量)—充車載氣瓶。
(2) 氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車—壓縮機(jī)—加氣機(jī)(計(jì)量)—充車載氣瓶。
(3) 儲(chǔ)氣裝置—加氣機(jī)(計(jì)量)—充車載氣瓶。
(4) 氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車+壓縮機(jī)—儲(chǔ)氣裝置。
控制盤(pán)通過(guò)一系列氣動(dòng)閥或電動(dòng)閥不斷地切換,控制著儲(chǔ)氣裝置瓶組的取氣順序和壓縮機(jī)的自動(dòng)啟閉。
隨著cng汽車車載氣瓶一輛接一輛地取氣,站上儲(chǔ)氣裝置中被利用的某瓶組的壓力就不斷下降,直至兩者壓力平衡時(shí)則按高效充氣順序原則把車載氣瓶切換到更高一級(jí)的瓶組來(lái)取氣,依次逐級(jí)階式啟充轉(zhuǎn)移儲(chǔ)氣裝置中各瓶組的氣體。
當(dāng)加氣負(fù)荷很大時(shí),可以啟動(dòng)壓縮機(jī)直接向車載氣瓶補(bǔ)氣。
這樣以低、中、高壓瓶組順序取氣優(yōu)先級(jí)和壓縮機(jī)補(bǔ)氣為最后優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)流程,可以提高氣瓶利用率和最大限度地減少壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)。
加油和壓縮天然氣合建站的等級(jí)劃分見(jiàn)表6-13.
表6-13 加油和壓縮天然氣合建站的等級(jí)劃分
級(jí)別
油品儲(chǔ)罐容積/m3
壓縮天然氣儲(chǔ)氣設(shè)施總?cè)莘e/m3總?cè)莘e
單罐容積
一級(jí)
60~100
≤50
≤12一細(xì)
≤60
≤30
注:柴油罐答積司折半計(jì)人入油罐總答積。
為有利于節(jié)約城市用地、有利于經(jīng)營(yíng)管理,也有利于燃?xì)馄嚨陌l(fā)展,規(guī)范中允許汽車加油站和加氣站合建。
不同級(jí)別的加氣站與加油站合建時(shí),應(yīng)分別按其等級(jí)劃分規(guī)定來(lái)確定各自的級(jí)別,執(zhí)行相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
壓縮天然氣(cng)的儲(chǔ)氣設(shè)施主要是起緩沖作用的,儲(chǔ)氣設(shè)施容量大,使用經(jīng)濟(jì),操作也方便。
但為了控制加氣站的風(fēng)險(xiǎn)度,避免過(guò)大的投資,規(guī)定在城市建成區(qū)的加氣站儲(chǔ)氣設(shè)施總?cè)莘e不能超過(guò)16m3,油氣合建站的儲(chǔ)氣總?cè)莘e則不能超過(guò)12m3.
(二) 天然氣汽車加氣過(guò)程
(1) 將接地把鉗牢固地夾在轉(zhuǎn)運(yùn)車尾部接地卡板上。
(2) 打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車尾部閥箱內(nèi)的剎車裝置,將加氣軟管對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口插上,檢查是否接牢。
(3) 緩慢打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口的主閥門。
(4) 緩慢打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車上的各個(gè)瓶組閥門。
(5) 打開(kāi)接氣柱上的球閥,加氣開(kāi)始。
(6) 注意車上壓力表、溫度表(不可超過(guò)60℃)的讀數(shù)。
(7) 加氣完畢后,記錄加氣情況。
(8) 轉(zhuǎn)運(yùn)車上的各個(gè)瓶組閥門。
(9) 轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口的主閥門。
(10) 打開(kāi)接氣柱上的進(jìn)氣閥,打開(kāi)接氣柱上的放空閥,直至壓力表讀數(shù)為0。
(11) 接氣柱上的放空閥,拔下快裝接頭。
(12) 將接地把鉗從轉(zhuǎn)運(yùn)車尾部接地卡板上撤去。
(13) 待汽車司機(jī)簽字后,發(fā)出轉(zhuǎn)運(yùn)車離開(kāi)指令。
(三) 轉(zhuǎn)運(yùn)車在子站卸氣過(guò)程
轉(zhuǎn)運(yùn)車司機(jī)將車就位后,搖起拖車支撐臂,斷開(kāi)牽引頭與拖車的連線(制動(dòng)、指示燈等),而后駕駛牽引車頭離開(kāi)。
加氣工必須在加氣機(jī)停機(jī)、地面瓶組充滿、壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,方能更換轉(zhuǎn)運(yùn)車,轉(zhuǎn)運(yùn)車部氣過(guò)程如下。
(1) 將接地把鉗牢固地夾在轉(zhuǎn)運(yùn)車尾部接地卡板上。
(2) 打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車尾部閥箱內(nèi)的剎車裝置,將加氣軟管對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口插上,檢查是否接牢。
(3) 打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口的主閥門。
(4) 緩慢打開(kāi)轉(zhuǎn)運(yùn)車上的各個(gè)瓶組閥門。
(5) 過(guò)約1min后,打開(kāi)接氣柱上的主閥門。
(6) 卸氣、加氣開(kāi)始。
(7) 等壓力低至4~5mpa時(shí),停止向加氣機(jī)加氣,待壓縮機(jī)停機(jī)后, 轉(zhuǎn)運(yùn)車上的各個(gè)瓶組閥門。
(8) 轉(zhuǎn)運(yùn)車上加氣口的主閥門。
