四、評(píng)價(jià)中容易忽略的危險(xiǎn)因素

1. 主要易損件的安全可靠性及使用壽命

主要易損件包括各大系統(tǒng)常用的各類閥、環(huán)、彈簧、密封圈，如安全閥、球閥、壓縮機(jī)填函、活塞環(huán)、易熔塞、氣閥彈簧、壓縮機(jī)主進(jìn)氣閥、加氣槍單向閥、減壓閥等以及管網(wǎng)過(guò)濾器、壓縮機(jī)的級(jí)間分離器、機(jī)后除油過(guò)濾器、脫水裝置前、后過(guò)濾器、再生系統(tǒng)氣液分離器等。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)易損件的安全可靠性及使用壽命有待進(jìn)一步提升。這些配件雖價(jià)格較低，但對(duì)安全性影響很大，應(yīng)引起高度重視。

2. 氣質(zhì)問(wèn)題

通過(guò)走訪CNG汽車駕駛員、公交公司、氣瓶檢測(cè)站等發(fā)現(xiàn)，許多氣瓶報(bào)廢是由于內(nèi)腐蝕，積水、雜質(zhì)沉積及脫硫不凈導(dǎo)致復(fù)雜的理化作用，使氣瓶在瓶底或局部壁厚偏小或脆化^[4]。在加氣站調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)，由于脫水不凈，當(dāng)CNG節(jié)流制冷效應(yīng)時(shí)，高壓管線產(chǎn)生冰堵，導(dǎo)致壓力升高，增加了安全隱患。一些加氣站前置除塵裝置除塵不凈，使高壓管線或閥門組件堵塞或失效，也是一大安全隱患。

3. 在線檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)

在線檢測(cè)設(shè)備主要指在線水分析儀、在線H₂S檢測(cè)儀。調(diào)研的加氣站大多雖已配備，但很多沒有完整的檢測(cè)記錄或記錄不全，未堅(jiān)持每天公布?xì)赓|(zhì)成分。調(diào)研還發(fā)現(xiàn)一些加氣站報(bào)警系統(tǒng)(此指甲烷探測(cè)報(bào)警裝置)年久失修或未配備。必須引起足夠重視，這既是設(shè)備問(wèn)題，更是管理問(wèn)題。

4. 輔助電加熱(保溫)、降溫及強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備

由于凈化設(shè)備循環(huán)再生過(guò)程中的節(jié)流制冷效應(yīng)，在寒冷地區(qū)天然氣中含有微量水分也會(huì)很快產(chǎn)生冰堵，從而導(dǎo)致整個(gè)管道壓力急劇升高，形成安全隱患，因此管件或閥門應(yīng)采用輔助電加熱或保溫設(shè)計(jì)；由于氣體壓力隨溫度變化有近似線性同比增長(zhǎng)的關(guān)系，故溫度升高，壓力會(huì)迅速增加，因此在高溫高熱地區(qū)，儲(chǔ)氣瓶組應(yīng)有降溫設(shè)施(如噴淋)，這既提高了儲(chǔ)氣效率，又能保證儲(chǔ)氣瓶組的最高儲(chǔ)氣壓力符合安全要求。

由于天然氣的密度比空氣小，機(jī)械爆炸(如壓縮機(jī)機(jī)體爆裂、機(jī)件解體等)發(fā)生的幾率極低，通常情況下，只要有足夠的空間和良好的通風(fēng)條件，就能避免惡性安全事故的發(fā)生。儲(chǔ)氣棚必須設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)(儲(chǔ)氣井可不做此要求)。

5. 含油率問(wèn)題

《車用壓縮天然氣》(GB 18047—2000)對(duì)氣質(zhì)總含硫量、H₂S質(zhì)量分?jǐn)?shù)和固體顆粒直徑作了明確規(guī)定，但國(guó)家對(duì)含油量還沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)地調(diào)研燃?xì)馄囻{駛員、加氣站、檢測(cè)測(cè)試站等，發(fā)現(xiàn)含油率偏高是普遍問(wèn)題。解決CNG氣體帶油問(wèn)題的根本辦法是采用無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，因?yàn)閴嚎s機(jī)組除油器只能過(guò)濾直徑大于1μm的油霧滴，不可能除盡氣體中的全部油霧。

CNG專用壓縮機(jī)在高壓、高溫、高轉(zhuǎn)速和輕質(zhì)氣體條件下運(yùn)行，限于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)和材料，采用無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù)并非易事。國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)仍多采用有油潤(rùn)滑，且油耗較高，并已對(duì)后續(xù)設(shè)備和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)造成損害。但有關(guān)加氣站和燃?xì)馄嚨姆ㄒ?guī)、標(biāo)準(zhǔn)中均未對(duì)天然氣中的含油量指標(biāo)做出限定。而壓縮氣體的過(guò)濾除油技術(shù)早已成熟，過(guò)濾設(shè)備安裝、使用、維護(hù)甚為方便，性價(jià)比令人滿意。從維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益出發(fā)，應(yīng)對(duì)CNG含油量立法樹規(guī)，推廣普及。

因此，對(duì)含油量的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有待于進(jìn)一步研究。但一個(gè)可以定性的做法是參照《汽車加氣站用天然氣壓縮機(jī)》(JB/T 10298—2001)，根據(jù)表1之規(guī)定考察壓縮機(jī)組的潤(rùn)滑油消耗量^[4]。

表1 不同驅(qū)動(dòng)機(jī)功率匹配壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油消耗量表

6. 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)從站內(nèi)拓展到站外

站內(nèi)因素包括設(shè)備安全、管理到位、制度落實(shí)、排放達(dá)標(biāo)等。設(shè)備是導(dǎo)致安全事故的源頭，管理是杜絕和減少事故的保障。而站外設(shè)備(如車用氣瓶)是加氣站安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)，近幾年國(guó)內(nèi)加氣站的惡性爆炸事故大多是由車用氣瓶爆炸危及加氣站安全。再如加氣站所處地區(qū)的地方性安全標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的安全管理政策環(huán)境等，也是評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的因素。

五、慎重選擇儲(chǔ)氣型式

目前，國(guó)內(nèi)加氣站的儲(chǔ)氣型式主要有3種：儲(chǔ)氣瓶組、儲(chǔ)氣罐、地下儲(chǔ)氣井。從國(guó)內(nèi)的技術(shù)研究及加氣站的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，由于儲(chǔ)氣瓶組接頭多，高壓管線錯(cuò)綜復(fù)雜，安裝調(diào)試及檢驗(yàn)相對(duì)繁瑣，隨著早期站點(diǎn)設(shè)備更新改造步伐加快，這種儲(chǔ)氣型式呈下降趨勢(shì)。國(guó)家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“我國(guó)加氣站設(shè)備技術(shù)水平評(píng)價(jià)、改進(jìn)建議及應(yīng)用推廣分析”研究成果表明，國(guó)內(nèi)的加氣站現(xiàn)在大多選用儲(chǔ)氣罐和地下儲(chǔ)氣井，兩者的市場(chǎng)占有率幾乎相等。

由于地下儲(chǔ)氣井具有使用壽命長(zhǎng)、占地面積小、省空間、防火間距小、檢測(cè)周期長(zhǎng)、且能節(jié)約一些輔助設(shè)施，故目前國(guó)內(nèi)一些專家和加氣站從業(yè)人員在加氣站儲(chǔ)氣型式上首推地下儲(chǔ)氣井。筆者廣泛的實(shí)地調(diào)研表明，地下儲(chǔ)氣井的安全隱患正日益顯現(xiàn)，即固井問(wèn)題一直解決不好，儲(chǔ)氣井套管時(shí)有竄動(dòng)，排污問(wèn)題也不是想象的那么完善和可靠，更值得關(guān)注的是地下儲(chǔ)氣井的檢測(cè)問(wèn)題始終沒有解決。但與此形成比較的是，儲(chǔ)氣罐的廣泛采用也面臨新問(wèn)題，盡管其外部腐蝕及應(yīng)力損壞及裂紋可以通過(guò)外觀檢查及磁力探傷發(fā)現(xiàn)，但是其內(nèi)部裂紋檢測(cè)依然是個(gè)難題。

在國(guó)內(nèi)目前尚未有其他更好的儲(chǔ)氣型式情況下，各加氣站在儲(chǔ)氣型式的選擇上還是應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，因地制宜。

筆者推薦的做法是：在用地緊張的繁華鬧市應(yīng)以地下儲(chǔ)氣井為主，但要隨時(shí)注意檢測(cè)儲(chǔ)氣井的外觀，注意固筍水泥是否有裂紋或松脫、儲(chǔ)氣井套管是否有竄動(dòng)。建議使用壽命年限定為12a(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大使用壽命25a)；在用地不太緊張的較繁華地帶或城郊結(jié)合部，推薦采用儲(chǔ)氣罐。除生產(chǎn)規(guī)模較小的加氣站外，不推薦采用儲(chǔ)氣瓶組；更不能在同一個(gè)加氣站采取多種儲(chǔ)氣型式混合儲(chǔ)氣的方式。

在進(jìn)行加氣站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，不能先人為主，應(yīng)根據(jù)加氣站所處地理環(huán)境及生產(chǎn)規(guī)模，以受評(píng)加氣站現(xiàn)有儲(chǔ)氣型式為基礎(chǔ)，參照對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與不同儲(chǔ)氣型式失效和缺陷的不同表現(xiàn)表征，結(jié)合目測(cè)進(jìn)行具體判定。

六、結(jié)論

加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)涉及環(huán)境工程學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)等多門學(xué)科，所需數(shù)據(jù)量大面廣，數(shù)據(jù)采集和處理及評(píng)價(jià)是個(gè)龐雜的系統(tǒng)工程。在加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注和考察爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分、關(guān)鍵系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備、主要易損件的安全可靠性及使用壽命、氣質(zhì)、在線檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)、輔助電加熱(保溫)、降溫及強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備、含油率及站外因素，并針對(duì)不同儲(chǔ)氣型式，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果客觀公正。

參考文獻(xiàn)

[1] 何太碧，黃海波，楊菡，等.CNG加氣站設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J].天然氣工業(yè)，2007，27(4)：118-119.

[2] 黃海波，楊建軍，李開國(guó)，等.CNG加氣站設(shè)備失效與爆炸燃燒風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005(4).

[3] 朱清澄，黃海波，何太碧.CNG加氣站幾個(gè)安全技術(shù)問(wèn)題[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006(1)：14-15.

[4] 何太碧，黃海波，張浩，等.CNG汽車加氣站國(guó)產(chǎn)設(shè)備使用情況研究[J].天然氣工業(yè)，2006，26(8)：144-145；2006，26(9)：138-140.