摘　要：介紹CNG液壓式加氣子站的組成及工作原理，分析其火災危險性，探討其火災事故的成因，提出了防范火災事故發生的措施。

關鍵詞：消防安全；  CNG液壓式加氣子站；  火災危險性；  火災成因；  防范措施

Discussion on Fire Safety of CNG Hydraulic Gas Filling Substation

Abstract：The composition and working principle of CNG hydraulic gas filling substation are introduced．The fire hazard is analyzed．the causes of fire accidents are discussed，and the measures to prevent fire accidents are put forward．

Keywords：fire safety：CNG hydraulic gas filling substation；fire hazard；fire causes；prevention measure

隨著我國大部分城市霧霾天氣頻現，未來治理空氣污染仍將呈高壓態勢。利用天然氣這一高效清潔能源替代傳統的汽車燃料汽柴油，是治理空氣污染、減少汽車尾氣排放的有效方法。目前，國內許多城市興建了一批壓縮天然氣(CNG)汽車加氣站，而其中的CNG液壓式加氣子站，由于其具有“高度集成、占地面積小、建站速度快、自動化水平高、運行成本低、相對安全可靠”等諸多優點，尤其得到廣泛應用。為此，如何確保CNG液壓式加氣子站的消防安全，就成為當前消防業內人士急需研究的新課題之

1　CNG液壓式加氣子站工作原理

CNG液壓式加氣子站設備由液壓式加氣子站增壓橇體、控制柜、儀電風氣源設備、CNG氣瓶車、加氣機等通過管道連接組成。

液壓式加氣子站增壓橇體給CNG氣瓶車提供20～22MPa的恒定壓力，利用特殊性質的液壓油，以高壓(不超過22MPa)直接將液壓油充入CNG氣瓶車的儲氣瓶中，將CNG氣瓶車儲氣瓶內的天然氣推出，輸入到增壓橇體緩沖罐后，經高壓管道輸送至站內的單線雙槍加氣機，再注入到汽車的CNG車用氣瓶內，達到給汽車加氣的目的。當CNG氣瓶車的第1個儲氣瓶內的天然氣卸完時，系統自動發出指令，第1個儲氣鋼瓶內的液壓油在氣體壓力和自身重力作用下自動返回橇體內的液壓油儲罐中，再以高壓充入第2個儲氣瓶，如此往復循環，直到把CNG氣瓶車的所有儲氣瓶內的天然氣卸完。

液壓式加氣子站設備在運行時由控制系統的可編程控制器PLC按程序自動控制，實現多個儲氣瓶依次工作^[1]。除更換CNG氣瓶車時由人工操作外，整套設備的所有動作均由設備自帶的PLC程序控制，無需人工干預。

2　CNG液壓式加氣子站的火災危險性

①CNG液壓式加氣子站經銷儲存的產品是20MPa左右的壓縮天然氣，主要成分為甲烷(CH4)，常溫常壓下相對密度約為0.65，比空氣輕，在空氣中爆炸下限≤5％，其顯著特性是遇明火即燃燒；此外，儲存壓力為20MPa左右的壓縮天然氣，還具有遇火星或靜電火花即可產生轟燃、爆炸的特性，危險性極大。

②壓縮天然氣壓力高，極易泄漏。如果對泄漏不能及時發現和處置，加氣子站即具有發生火災或爆炸的危險。

③電氣系統是加氣子站運行的動力和照明來源。電氣系統在運行中若產生火花、短路放電等現象，易引發火災和爆炸。

④對液壓式加氣子站增壓橇體等設備管理不當，可能發生超壓、超溫運行，易導致儲氣瓶等發生爆炸；儲氣瓶超期限使用，容易產生疲勞、應力腐蝕等，或CNG氣瓶車本身受機械碰撞而傷及儲氣瓶，均會導致耐壓失效，引發爆炸和火災。

⑤CNG加氣子站發生火災時，熱輻射性強，易加快爆炸性混合物的擴散速度，蔓延迅速；燃燒與爆炸交替發生，產生的高壓、高溫和強烈的震動與沖擊波，易破壞周圍建筑物和設備，造成人員傷亡，且救援困難。

3　CNG液壓式加氣子站火災事故成因

對造成CNG液壓式加氣子站火災事故的成因進行分析可知，此類事故可分為：設計缺陷事故、違規操作事故、管理事故、意外事故。

①設計缺陷事故，是指CNG液壓式加氣子站在建設時，違反國家相關技術標準的規定，導致存在先天性設計缺陷而引發的事故。如：選址不當，平面布局不合理，防火間距不足，爆炸危險區域的等級和范圍劃分不正確，電氣設備選型不當，防雷、防靜電設計不合理，報警器設置不合理，等等。

②違規操作事故，是指操作人員在日常操作過程中，違反作業規程而引發的事故。如：操作人員相關知識培訓不夠，操作設備不當導致超壓而引發天然氣泄漏，CNG氣瓶車違規停車，未按規程正確連接防靜電接地裝置而導致產生靜電，遇到安全事故不能冷靜和正確地處理，等等。

③管理事故，是指消防安全管理制度落實不到位而引發的事故。如：可燃氣體報警系統未定期檢測導致失效，電氣設備未定期進行安全檢測導致產生漏電、靜電或防雷失效，CNG氣瓶車牽引車頭排氣管端部未安裝防火帽或失效，非操作人員攜帶火種和移動通信設備進入操作區域，等等。

④意外事故，是指因突發性和不可預見的因素而引發的事故。其具有一定的偶然性，如：地震、意外機械撞擊，等等。

4　CNG液壓式加氣子站火災事故防范措施

為確保CNG液壓式加氣子站的消防安全，預防火災事故的發生，在防火設計審核、施工與竣工驗收、操作運行管理、應急狀況處置等環節，應制定具體的防范措施。

4.1　防火設計審核

①CNG加氣子站的等級劃分。按照GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規范》(以下簡稱GB 50156—2012)第3．0．11條和3．0．14條，加油與CNG加氣合建站劃分為一級、二級、三級，共三個等級。獨立建設的CNG加氣子站，當站內設置有不超過18m³的固定儲氣設施時，只允許停放l輛CNG氣瓶車；當站內無固定儲氣設施時，站內最多可停放2輛CNG氣瓶車。與加油站合建時，只允許停放1輛CNG氣瓶車。確定CNG氣瓶車數量后，將固定儲氣設施與CNG氣瓶車儲氣瓶組的容積相加，計算得出站內儲氣設施總容積，合建時再考慮油品儲罐總容積，按照GB 50156—2012相關規定，確定CNG加氣子站或合建站的等級。

②站址選擇。按照GB 50156—2012第4．0．2條，在城市中心區不應建設一級CNG加氣站、一級加油加氣合建站。對在原加油站基礎上增設CNG液壓式加氣子站設備的情況，尤其要引起重視，必須重新校核CNG和油品儲罐的總容積，審核其是否存在廠站等級提高的情形。為保證道路通行能力，減少車輛擁堵，站址位置應避開城市干道的交叉路口，選擇在靠近城市干道的兩側建設。同時，要加強與當地城市規劃部門的溝通協調，掌握城市中遠期規劃的相關情況，綜合考慮當前和未來周邊規劃道路、建筑物對加氣站選址的影響。

③平面布置。審核內容包括：站內設備與站外建(構)筑物的安全間距、站內設施之間的防火間距、油氣充卸作業區、輔助服務區、變配電設施、停車位和道路等的布置情況，應符合GB 50156—2012的相關要求。

④防爆要求。正確劃分爆炸危險區的等級和范圍，是防爆設計審核的關鍵。以CNG氣瓶車儲氣瓶組為例，按照GB 50156—2012附錄C第C．0．11條，距CNG氣瓶車的儲氣瓶組殼體4.5m以內并延至地面的空間，應劃分為2區。在其爆炸危險2區內靠近CNG氣瓶車儲氣瓶組且天然氣易積聚的合理位置處，應設計安裝檢測天然氣泄漏的可燃氣體報警器，且必須選用相應類型、級別的照明燈具等防爆型電氣設備。按GB 50156—2012第8．2．5條和第5．0．11條，CNG氣瓶車儲氣瓶組的管道接口端不宜朝向辦公區、加氣島和臨近的站外建筑物；不可避免時，應在CNG氣瓶車的儲氣瓶組的管道接口端與辦公區、加氣島和臨近的站外建筑物之間設置厚200mm的鋼筋混凝土實體墻隔墻，其高度應高于氣瓶車1m以上，長度不小于車寬兩端各加1m及以上；并確保爆炸危險區域不超出站區圍墻和可用地界線。

⑤接地設計。按照GB 50156—2012的第11．2．1條，CNG氣瓶車的儲氣瓶組、油品儲罐必須進行防雷接地，接地點不應少于2處。按GB 50156—2012第11．2．11條和第11．2．15條，CNG氣瓶車的卸氣場地，應設卸氣時專用的防靜電接地裝置，并應設置能檢測跨接線及監視接地裝置狀態的靜電接地儀，接地電阻不應大于100W。當防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及報警、數字計量等信息系統的接地共用接地裝置時，按GB 50156—2012第11．2．2條，其接地電阻應按其中要求最小的接地電阻確定。

⑥消防設施。CNG液壓式加氣子站及其加油加氣合建站，以配置干粉滅火器、滅火毯和沙子為主，有條件者可考慮利用市政消火栓作為火災時的輔助冷卻設施。

4.2　施工與竣工驗收

①資質與資格。承建CNG液壓式加氣子站、加油加氣合建站建筑工程和設備安裝工程的施工單位，應具有相應資質；焊工、站內設施和CNG液壓式加氣子站設備的檢測人員，應取得相應資格，并持證上崗。

②材料和設備。材料和設備的技術指標，應符合設計文件要求，并具有有效的質量證明文件，尤其是CNG氣瓶車的儲氣瓶組等壓力容器，應有相應資質檢驗機構出具的《鍋爐壓力容器產品安全性能監督檢驗證書》。

③施工與竣工資料。施工前，施工單位應編制施工方案；工程全部完成后，應及時組織竣工驗收，并整理和移交全套竣工資料。

4.3　操作運行管理

①制度與培訓。要制定完善的操作運行作業規程、設備維修保養制度和?肖防安全管理制度，認真組織好員工的教育培訓，切實增強員工的工作責任心，提高其消防安全素質。

②崗位與職責。要確定消防安全責任人和消防安全管理人，確定消防安全重點部位及相關責任人，明確職責，持證上崗，落實制度。

③安全警示。要設置消防安全警示標志，電氣設備開關處要掛牌警示或安排專人值守。

④控制火源。嚴禁非操作人員進入CNG液壓式加氣子站設備操作區域；嚴禁攜帶火種進入加氣站操作區域和售氣區域；進入操作區域必須關閉移動通信設備；在設備操作區域內，嚴禁使用易產生火花的工具和物品，照明時應使用有橡膠防爆外殼的照明燈具。

⑤規范操作。CNG氣瓶車換車作業時，牽引車頭應先將空瓶氣瓶車掛連并駛出卸氣區域后，實瓶氣瓶車方可進場停車；待實瓶氣瓶車分離且其牽引車頭駛出卸氣區域后，方可進行實瓶氣瓶車與子站增壓橇體的連接；向新更換的實瓶氣瓶車充液增壓時，操作人員應在現場看護，觀察壓力變化情況，防止出現超壓現象。

⑥日常監測。要定期檢測可燃氣體報警器、靜電接地儀等監測設備，對響應閾值出現偏差、靈敏度降低的設備，應及時報廢并更換，確保監測設備處于正常有效狀態；CNG氣瓶車每次進場前均應經全面檢查并合格，嚴禁帶病作業。

4.4　應急狀況處置

①CNG泄漏處置預案。換車作業時向實瓶氣瓶車充液增壓的環節，是導致超壓泄漏的主要情形。當管道發生CNG泄漏時，應立即按下“緊急停機”按鈕，停止作業；關閉所有氣、液閥門，切斷電源。其他情形下的CNG泄漏，也應制定相應處置預案。

②停電應急處置預案。考慮到加氣子站供電負荷等級只要求滿足三級即可，臨時停電狀況偶有發生。加油加氣站發生停電時，應立即停止作業；開啟應急照明燈；關閉所有氣、液閥門，切斷電源；警戒現場；疏散非操作人員。

③緊急狀況處置預案。凡出現雷擊、地震和火災等情況時，應立即停止作業；關閉所有氣、液閥門；迅速向上級主管部門和消防部門報警；疏散人群和車輛；組織初期火災撲救，控制火災蔓延。

參考文獻：

[1]吳國光，李連成，楊俊杰．CNG液壓加氣子站與常規加氣子站方案比選[J]．煤氣與熱力，2008，28(1)：B29-B32．

本文作者：張振球

作者單位：南昌市消防支隊