CNG和LNG火災爆炸事故預防與處理

來源：深圳意通順電子有限公司 2010年08月01日 14:44

CNG和LNG火災爆炸事故預防與處理

隨著天然氣資源的開發利用，為改善石油產品燃燒后對環境造成的污染，壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）得到了廣泛的推廣和應用，以滿足天然氣燃料的需要。然而，天然氣具有火災爆炸危險性，必須引起高度重視。

1. CNG和LNG的危害特征

天然氣的主要成分甲烷屬一級可燃氣體，甲類火災危險性，爆炸極限為5%～15%（體積分數），zui小點火能量僅為0.28mJ，燃燒速度快，燃燒熱值高（平均熱值為33440kJ/m³），對空氣的相對密度為0.55，擴散系數為0.196，極易燃燒、爆炸，并且擴散能力強，火勢蔓延迅速。

CNG和LNG的危害主要是由于其易燃、易爆等特性，一旦發生泄漏，爆炸和火災將同時發生，且事故難以控制和施救，損失將會非常嚴重。

2. CNG和LNG的火災事故預防

天然氣在預處理、液化（或壓縮）、儲存、運輸、接收、加氣站等環節中，火災事故的預防是關鍵。CNG和LNG都是易于揮發的氣體，遇到明火容易發生火災，CNG與空氣混合后，只要溫度達到650℃左右，即使沒有火源也會自行著火；所以首先要防止CNG和LNG的泄漏或揮發，更重要的是要讓CNG和LNG盡量遠離火源。在操作中存在多種引火源：設備控制系統是對各種設備實施手動或自動控制的系統，潛在著電氣火花；天然氣在管道中高速流動，易產生靜電火源；操作中使用工具不當，或因不慎造成的摩擦、撞擊火花等。CNG和LNG站絕大多數建立在車輛來往頻繁的交通干道之側，周圍環境較復雜，受外部點火源的威脅較大，如鄰近建筑煙囪的飛火，鄰近建筑的火災，頻繁出入的車輛，人為的煙火、打火機火焰、手機電磁火花、穿釘鞋摩擦、撞擊火花、化纖服裝穿脫產生的靜電火花，燃放鞭炮的散落火星，雷擊等，均可成為加氣站火災的點火源。所以要嚴格控制用火，嚴禁煙火和明火，防止摩擦撞擊打火，作業時不得使用電氣焊、割；CNG和LNG站內壓縮機組和儲氣瓶組與周圍建、構筑物等的防火間距，不應小于（汽車加油加氣站設計與施工規范）GB 50156—2002的規定。加氣站內的總平面布置應按照《建筑設計防火規范》和《城市燃氣設計規范》進行，除儲氣瓶（儲氣井）、生產建筑和必要的輔助設施外，不宜布置其他建筑。加氣站生產、辦公室應分區設置。加氣站區內的儲氣瓶組（儲氣井）、壓縮機間、調壓間、加氣機等應有明顯分隔，并符合規范規定的間距。

3. CNG和LNG的爆炸事故預防

天然氣的主要成分甲烷爆炸極限為5%～15%（體積分數），所以在空氣中，如果CNG或LNG泄漏或揮發，濃度達到甲烷的爆炸極限，遇火即發生爆炸，會造成不可估量的損失。壓縮天然氣加氣站技術要求充裝站的壓縮機必須加壓至25MPa以上，才能將天然氣壓縮到鋼瓶內，這是目前國內可燃氣體的zui高壓力儲存容器。若鋼瓶質量或加壓設備不能滿足基本的技術要求，稍有疏忽，便可發生爆炸或火災事故。系統高壓運行容易發生超壓，系統壓力超過了其能夠承受的許用壓力，zui終超過設備及配件的強度極限而爆炸或局部炸裂。

加氣站內爆炸危險區域的等級范圍劃分應按《汽車加油加氣站設計與施工規范》GB 50156—2002確定。按照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB 50058的規定，使用高于或等于相應作業區域氣體級別的防爆電氣設備。爆炸危險區域慎用移動式和便攜式電器，禁止私拉亂接，違章用電。為了能及時檢測到可燃氣體非正常超量泄漏，以便工作人員盡快進行泄漏處理，防止或消除爆炸事故隱患，加氣站應設置可燃氣體檢測報警系統。壓縮天然氣儲氣瓶間（棚）、天然氣泵和壓縮機房（棚）等場所應設置可燃氣體檢測器。報警器宜集中設置在控制室或值班室內，操作人員能及時得到報警。可燃氣體檢測器和報警器的選用和安裝，應符合國家行業標準《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》SH3063的有關規定。可燃氣體檢測器報警（高限）設定值應小于或等于可燃氣體爆炸下限濃度值的25%。

儲氣瓶應選用符合國家有關規定和標準的產品。加氣站宜選用同一種規格型號的大容積儲氣瓶，大容積儲罐具有瓶閥少、接口少、安全性高等優點。

加氣站的儲氣瓶（儲氣井）間宜采用開敞式或半開敞式鋼筋混凝土結構或鋼結構，有利于可燃氣體擴散和通風，并增大建筑物的泄壓比，屋面應采用非燃燒輕質材料制作。儲氣瓶組（儲氣井）與壓縮機、調壓器間、變配電間，在不能滿足相應防火間距要求時，應采用鋼筋混凝土防火隔墻隔開，隔墻頂部應比儲氣瓶組（儲氣井）頂部高1m及以上，隔墻長度應為儲氣瓶組（儲氣井）總長，并在兩端各加2m及以上，隔墻厚度不應小于0.2m，可防止事故發生時相互影響。防火墻應能抵抗一定的爆炸壓力。

為了防止爆炸性混合物的形成，爆炸危險區域內的房間應采取通風措施，以防止發生中毒和爆炸事故。采用自然通風時，通風口總面積不應小于300cm²/m²（地面），通風口不應少于2個，且應靠近可燃氣體易積聚的部位設置，盡可能均勻，不留死角，以便可燃氣體能夠迅速擴散。對于可能泄漏天然氣的建筑物，向上排風為主。采用強制通風時，通風設備的通風能力在工藝設備工作期間應按每小時換氣15次計算，在工藝設備非工作期間應按每小時換氣5次計算。加氣站內的所有設備、閥門、管道、管件的設計壓力應比zui大工作壓力高10%，且在任何情況下不應低于安全閥的起始工作壓力。

另外，在LNG泄漏遇到水情況下（例如集液池中的雨水），水與LNG之間非常高的熱傳遞速率，LNG將激烈地沸騰并伴隨大的響聲、噴出水霧，導致LNG蒸氣爆炸。這個現象類似水落在一塊燒紅的鋼板上發生的情況，可使水立即蒸發，為避免這種危險，應定期排放集液池中的雨水。

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