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CNG和LNG火灾爆炸事故预防与处理

2010-08-03 09:13 未知

 随着天然气资源的开发利用,为改善石油产品燃烧后对环境造成的污染,压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)得到了广泛的推广和应用,以满足天然气燃料的需要。然而,天然气具有火灾爆炸危险性,必须引起高度重视。

    
1. CNG和LNG的危害特征
    天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体,甲类火灾危险性,爆炸极限为5%~15%(体积分数),最小点火能量仅为0.28mJ,燃烧速度快,燃烧热值高(平均热值为33440kJ/m3),对空气的相对密度为0.55,扩散系数为0.196,极易燃烧、爆炸,并且扩散能力强,火势蔓延迅速。
    CNG和LNG的危害主要是由于其易燃、易爆等特性,一旦发生泄漏,爆炸和火灾将同时发生,且事故难以控制和施救,损失将会非常严重。
 
2. CNG和LNG的火灾事故预防
    天然气在预处理、液化(或压缩)、储存、运输、接收、加气站等环节中,火灾事故的预防是关键。CNG和LNG都是易于挥发的气体,遇到明火容易发生火灾,CNG与空气混合后,只要温度达到650℃左右,即使没有火源也会自行着火;所以首先要防止CNG和LNG的泄漏或挥发,更重要的是要让CNG和LNG尽量远离火源。在操作中存在多种引火源:设备控制系统是对各种设备实施手动或自动控制的系统,潜在着电气火花;天然气在管道中高速流动,易产生静电火源;操作中使用工具不当,或因不慎造成的摩擦、撞击火花等。CNG和LNG站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道之侧,周围环境较复杂,受外部点火源的威胁较大,如邻近建筑烟囱的飞火,邻近建筑的火灾,频繁出入的车辆,人为的烟火、打火机火焰、手机电磁火花、穿钉鞋摩擦、撞击火花、化纤服装穿脱产生的静电火花,燃放鞭炮的散落火星,雷击等,均可成为加气站火灾的点火源。所以要严格控制用火,严禁烟火和明火,防止摩擦撞击打火,作业时不得使用电气焊、割;CNG和LNG站内压缩机组和储气瓶组与周围建、构筑物等的防火间距,不应小于(汽车加油加气站设计与施工规范)GB 50156—2002的规定。加气站内的总平面布置应按照《建筑设计防火规范》和《城市燃气设计规范》进行,除储气瓶(储气井)、生产建筑和必要的辅助设施外,不宜布置其他建筑。加气站生产、办公室应分区设置。加气站区内的储气瓶组(储气井)、压缩机间、调压间、加气机等应有明显分隔,并符合规范规定的间距。
 
3. CNG和LNG的爆炸事故预防
    天然气的主要成分甲烷爆炸极限为5%~15%(体积分数),所以在空气中,如果CNG或LNG泄漏或挥发,浓度达到甲烷的爆炸极限,遇火即发生爆炸,会造成不可估量的损失。压缩天然气加气站技术要求充装站的压缩机必须加压至25MPa以上,才能将天然气压缩到钢瓶内,这是目前国内可燃气体的最高压力储存容器。若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求,稍有疏忽,便可发生爆炸或火灾事故。系统高压运行容易发生超压,系统压力超过了其能够承受的许用压力,最终超过设备及配件的强度极限而爆炸或局部炸裂。
    加气站内爆炸危险区域的等级范围划分应按《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156—2002确定。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定,使用高于或等于相应作业区域气体级别的防爆电气设备。爆炸危险区域慎用移动式和便携式电器,禁止私拉乱接,违章用电。为了能及时检测到可燃气体非正常超量泄漏,以便工作人员尽快进行泄漏处理,防止或消除爆炸事故隐患,加气站应设置可燃气体检测报警系统。压缩天然气储气瓶间(棚)、天然气泵和压缩机房(棚)等场所应设置可燃气体检测器。报警器宜集中设置在控制室或值班室内,操作人员能及时得到报警。可燃气体检测器和报警器的选用和安装,应符合国家行业标准《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063的有关规定。可燃气体检测器报警(高限)设定值应小于或等于可燃气体爆炸下限浓度值的25%。#p#分页标题#e#
    储气瓶应选用符合国家有关规定和标准的产品。加气站宜选用同一种规格型号的大容积储气瓶,大容积储罐具有瓶阀少、接口少、安全性高等优点。
    加气站的储气瓶(储气井)间宜采用开敞式或半开敞式钢筋混凝土结构或钢结构,有利于可燃气体扩散和通风,并增大建筑物的泄压比,屋面应采用非燃烧轻质材料制作。储气瓶组(储气井)与压缩机、调压器间、变配电间,在不能满足相应防火间距要求时,应采用钢筋混凝土防火隔墙隔开,隔墙顶部应比储气瓶组(储气井)顶部高1m及以上,隔墙长度应为储气瓶组(储气井)总长,并在两端各加2m及以上,隔墙厚度不应小于0.2m,可防止事故发生时相互影响。防火墙应能抵抗一定的爆炸压力。
    为了防止爆炸性混合物的形成,爆炸危险区域内的房间应采取通风措施,以防止发生中毒和爆炸事故。采用自然通风时,通风口总面积不应小于300cm2/m2(地面),通风口不应少于2个,且应靠近可燃气体易积聚的部位设置,尽可能均匀,不留死角,以便可燃气体能够迅速扩散。对于可能泄漏天然气的建筑物,向上排风为主。采用强制通风时,通风设备的通风能力在工艺设备工作期间应按每小时换气15次计算,在工艺设备非工作期间应按每小时换气5次计算。加气站内的所有设备、阀门、管道、管件的设计压力应比最大工作压力高10%,且在任何情况下不应低于安全阀的起始工作压力。
    另外,在LNG泄漏遇到水情况下(例如集液池中的雨水),水与LNG之间非常高的热传递速率,LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声、喷出水雾,导致LNG蒸气爆炸。这个现象类似水落在一块烧红的钢板上发生的情况,可使水立即蒸发,为避免这种危险,应定期排放集液池中的雨水。
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