CNG加气站常见故障与处理

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1、CNG 加气站常见故障与处理袁永江编制一、加气站概述1、加气站工艺流程由城市天然气管网来的天然气其质量已符合国家标准GB17820天然气中规定的II类气质量标准。拟建加气站工 艺流程应为：由城市管网来的中压天然气(P=),经截断阀进入加气站进气管网，经过滤器滤去杂质后进入流量计 进行计量，然后进入缓冲罐，稳压后进入压缩机组增压至25Mpa，增压后的天然气进入干燥塔，经脱水后的天然气 通过顺序控制盘进入储气井组储气(储气井可分为高压、中压、低压)或直接通过加气机向CNG汽车加气。 工艺流程图过滤器流量计截断阀井顺序控制盘干燥器压缩机组缓冲罐储气井组售气机来自城市管网天然气加气车2、主要设备1）

2、进气系统1）过滤器DN个2）涡轮流量计DN台2） 压缩系统1）水冷活塞式CNG压缩机一-2台2）缓冲罐V=2m21台3）处理系统1）后置干燥器1台2）废气罐 V=2m21台4）输气系统程序控制盘1台5）储气系统储气井（单组水容积3m3）4 口6）加气系统售气机4台（7）箱式变配电站400KVA1套8）自控系统1）可燃气体报警器8台2）防爆轴流风机4台9）冷却系统1）玻璃钢冷却塔1台2）水泵2台10）消防器材1）MFT/ABC352只2）MF/ABC814只3）MF/ABC42只4）MT34只3、天然气中常见烃类的基本性质（,0C）摘自化学工业出版社出版的天然气操作技术与安全管理项目甲烷乙烷丙烷

3、异丁烷正丁烷异戊烷分子式CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H12相对分子质量M密度 p/(kg/m3)相对密度 临界温度Tc/K临界压力Pc/X105Pa临界比容Vc/ (m3/kmol)高发热值Hs/ (MJ/m3)低发热值Hi/ (MJ/m3)爆炸下限L1 (体积分数)/%爆炸上限Hh (体积分数)/% 定压比热容Cp/kJ/ (kgK) 定容比热容Cv/kJ/ (kgK) 动力黏度u/X10-5Pas 运动黏度 v/(X10-5m2/s)气体常数R/kJ/(kg K)偏心因子3项目氢氮氦一氧化碳二氧化碳硫化氢空气分子式相对分子质量M千摩尔体积Vm/ (m3/kmo

4、l)密度 p/(kg/m3)相对密度临界温度Tc/K临界压力Pc/X105Pa临界比容Vc/ (m3/kmol)高发热值Hs/ (MJ/m3)低发热值Hi/ (MJ/m3)H2N2HeCOCO2H2S续表4、天然气组分（由建设天然气公司提供）HC4（摩尔百分数%）C2-C6（摩尔百分数%）H2SW有机硫磺W62mg/m3天然气高热值m3天然气低热值m3天然气密度m3天然气水露点-13C天然气烃露点-40C运动粘度X10-16m2/s华白指数m3爆炸极限（体积比）上限：15%下限：5%燃烧势5、车用压缩天然气的技术要求为了满足汽车发动机的需要和安全生产的要求，根据车用压缩天然气GB18047-2

5、000,车用压缩天然气应达到以 下技术要求：（1）低热值等于或大于Nm3（2）H2S含量小于或等于10mg/Nm3（3）含尘量小于或等于5mg/Nm3（4）CO2含量小于或等于3%（5）脱水后气体在常温常压下露点温度低于或等于-55C6、天然气具有的危险、有害性名称天然气危规分类可燃气体危规编号类21007 UN NO1971物化特性无色、无味的可燃气体，对空气的密度，扩散系数为，极易燃烧、爆炸，并且扩散能 力强，微溶于水。危险特性可燃气体，甲类火灾危险性，能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限5-15%，最大爆 炸速度s,最小着火能量X10-5J，遇热源和明火有着火爆炸危险，与氯气、次氯酸、液氧

6、等强氧化剂接触强烈反应。高浓度时能使人窒息。消防方法切断气源，关闭阀门，用水冷却。可用普通蛋白泡沫或氟蛋白泡沫扑救。可用二氧化碳、干粉等灭火。急救方法应使吸入中毒者脱离污染区移至空气新鲜处，并注意保暖，当呼吸失调时进行输氧， 如呼吸停止要先清洗口腔和呼吸道中粘液及呕吐物，然后进行口对口人工呼吸，并送 医院急救。从天然气的理化性质分析来看，天然气的爆炸下限10%的气体，根据建筑设计防火规范GB50016-2006第3.1.1 条规定，爆炸下限10%的气体属于甲类气体；因此，天然气为甲类火灾危险物质，具有易燃易爆危险性。 二、加气站常见事故现象1、气体处理系统的危险性 气体处理系统主要包括调压、除

7、尘、脱水、干燥等工序，气体在处理过程中有可能出现阀门、法兰盘及焊缝处泄漏 等现象。2、由于工程设计考虑不周到、施工时埋下事故隐患或设备、管道、阀门等质量原因，造成气体泄漏形成爆炸性混 合气体，遇火源发生爆炸和燃烧。3、带有天然气的设备、管道、阀门等因为种种原因发生泄漏，其泄漏速度很快，若处置不及时、不得力，容易造 成气体大量泄漏，大面积扩散，有发生重大火灾爆炸事故的危险。4、由于操作、控制失误，使设备、管线内气压超过安全放散阀的额定工作压力，便会自动放散、排气，也具有爆 炸燃烧危险。5、站内有产生着火源的危险。站内气体处理系统的工艺管道，设备静电接地和防雷接地装置失效而产生的静电火 花、雷电火

8、花；电气设备和仪表因丧失防爆性能而产生电气火花；安全管理不严出现漏洞等都会产生着火源，从而 引发火灾爆炸事故。6、气体压缩系统的危险性 气体压缩系统是天然气汽车加气站的核心部分，该系统主要是通过压缩机进行多级压缩，将天然气的压力提高至 25MPa,然后通过管线送至储气设施。气体在压缩时，处于受压、受热状态，工艺管网易造成泄漏，遇火源就会发 生火灾和爆炸。当压缩机房泄压面积不足，同时又没安装通风换气设施，可燃气体检测报警和强制通风，排气、紧急切断等设施时， 一旦造成天然气聚集，遇明火就会引发火灾、爆炸事故。7、气体储存系统的危险性 气体储存系统无论是哪种形式的储气系统都属于高压容器，因此，储气设

9、备的质量问题就非常重要，储气设施基本 都是钢质耐压，由于受腐蚀或存在先天性缺陷，如制造工艺不能满足规定的技术要求，加上维修保养不善，安全管 理措施不落实等因素，极易造成储气设施或零部件损坏，发生泄漏引起火灾和爆炸事故。地下储气井使用中出现的 事故隐患主要是泄漏、井管爆裂和井口装置上串或下沉。 泄漏 泄露有两种情况：井口装置泄漏和井下泄漏。井口装置泄漏发生在井口封头与井管连结螺纹处和井口装置中的阀门、 管件处，这类泄漏现象比较容易发现，也较容易处理，一般不致酿成严重后果。井下泄漏发生在井下，可通过储气 井充满 CNG 后，井口压力表不能稳压而发现。问题在于很难弄清井下泄漏的确切泄漏位置。也就很难

10、采取有效的补 救措施。 井管爆裂 井管往往会因腐蚀、“氢脆”而发生爆裂。若固井质量良好，则爆裂后仅产生天然气的泄漏现象，否则将会导致整 个储气井全部井管拔地腾空。十分危险。 筒体严重上串或下沉一些储气井在使用过程中，出现井管慢慢地向上爬的现象，甚至出现处理一次后，又继续上爬的现象；有 些储气井在使用一段时间后，出现气井有下沉的现象。对于上述两种情况，如不及时处理会造成连接管线破裂拉断， 联接接箍松动硬冲管事故，导致大量气体从井内喷出，其后果也是较为严重的。此种情况多数是由于固井质量不良 所致。8、设备控制系统的危险性 设备控制系统主要是对气加站内各种设备实施手动或自动控制。因此，加气站内存在着

11、潜在的点火源，各生产环节 防静电接地不良或者各种电器设备、电气线路不防爆、接头封堵不良，在天然气稍有泄漏时就易发生火灾爆炸事故。9、售气系统的危险性售气系统工作时，易产生静电，此外违章操作也容易造成安全事故，例如工作人员违章穿钉子鞋、化纤服， 也易造成事故。在加气时汽车不按照规定熄火加气，还有尤为常见的搭载乘客在车辆加气时吸烟的现象，都为CNG 生产安全埋下了重大隐患。10、售气系统的管线进入含有微量油污和杂质的气体，造成电磁阀泄漏，由于某高、中或低压阀关闭不严，阀门损 坏漏气，遇明火都会引起火灾爆炸事故。1) 售气机接地线连接不牢或松动断开，电阻大地10Q，甚至无穷大，产生放电，遇泄漏的气体

12、易发生火灾爆 炸事故。2) 加气员不按规定对加气车辆的储气瓶仪表、阀门管道进行安全检查，查看其是否在使用期限内，特别是对改 装车辆，加气前加气员没有要求驾驶员打开车辆后盖，没有检查容器是否在使用期内以及贴有规定的标签。3）加气员不按规定，为未经技术监督部门检验合格证的汽车储气瓶加气；为加气汽车储气瓶以外的燃气装置、 气瓶加气。4）加气员在加气时没有观察流量，在加气过程中发生气体严重泄漏时，没有及时关闭车辆气瓶阀和现场紧急关 闭按钮，没有把气体泄漏控制在最小范围内。11 压缩机危险性1 ）压缩机活塞环（胀圈）吸入活门，压出活门，填料（盘要）由于气密不好，造成泄漏导致事故发生。2）活塞环的作用是使

13、活塞两侧气体不互相泄漏，即不使活塞一侧的高压气体漏入另一侧。同时又不使活塞环与气 缸的摩擦力太大。但往往活塞环并不十分气密，使活塞一侧加高压气体部分漏入另一侧，造成排气量减少，能力降 低。摩擦损坏造成泄漏，遇明火易产出燃烧爆炸。3）在压缩机的运行中，由于填料和活塞杆之间的摩擦或安装不严密，造成漏气，出现产生事故隐患。4）吸入气体的温度，压缩机气缸的容积是恒定不变的，如要吸入的气体温度过高，则吸入气缸内的气体密度减少， 即重量减轻，在炎热的夏天，此种情况更为突出，加之如果冷却系统温度及高压警报系统失灵，则易造成燃烧爆炸 事故。12、管道、阀门、电器设备危险、有害性1）压缩系统管道、阀门、仪表、安

14、全阀平时缺少维护保养，压力超过管道设备能够承受的强度；设备管道及配件 等在运行中由于腐蚀、疲劳损伤等因素，强度降低，承受能力降低，而发生炸裂和接头松脱；产生泄漏，遇明火高 温易发生火灾、爆炸事故。2）压缩系统电气设备在运行中出现故障，电线接头氧化松动，电气设备封闭不严，金属碰撞产生火花，均能够导 致火灾、爆炸事故的发生。13 输气管道的腐蚀危害1）腐蚀的危害输气管道多以金属材料制成，当钢管的管壁与作为电解质的土壤和水接触时，产生电化学反应，使阳极区的金属离 子不断电离而受到腐蚀，即为电化学腐蚀。管道的腐蚀是人们普遍关心的课题，由于腐蚀大大缩短了管道的寿命， 降低了管道的输气能力，引起意外事故的发生，给生产管理带来很多麻烦和造成巨大的经济损失。2）天然气输气管道腐蚀的类型主要是： 按腐蚀部位可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀；其腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。天然气输气管道中所含的H2S或C02等杂质与金属管壁作用所引起的为化学腐蚀。在管道低洼积水处，气液交界面 的部位，电化学腐蚀最为强烈，是管线易于起爆和穿孔的部位。 外壁腐蚀的情况比较复杂，视管道所处的环境具体分析。架空管道易受大气腐蚀，埋地管道易受土壤、细菌的杂散 电流腐蚀。