- 可编辑第三部分加气站的安全设备管理（选修）本章导读随着天然气技术的不断开发和成熟，加气站的发展也日趋重要。 而加气站的安全和设备管理就成了我们的新课题。为了加气站日常经营活动顺利开展，相关安全设备管理知识必须进行了解。第一节燃气概述1.1 燃气的概念及分类燃气：在具有助燃物、 着火源、可燃物三者同时存在时可以控制燃烧的气体。1.2 天然气的概念及分类天然气：组成以甲烷为主，同时还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的氦、氖、氩等气体。- 可编辑1.3 人工燃气的概念及分类人工燃气：一般将固体或液体燃料通过加工后获得的可燃气体，用于作为城市民用和工业使用的气体燃料。1.4 液化石油气、沼气及新型能源1.4.1 液化石油气（ LPG） ：开采和炼制石油过程中作为副产品而获得的一部分碳氢化合物。主要成分： C3H8 （丙烷） 、C4H10 （丁烷） 、 通称为 C3、 C4。常温常压下呈气态，升压或降温易液化；气态变为液态体积缩小250-300倍。呈气态时比空气重，易于积聚低洼处。1.4.2 生物气（沼气） ：多种有机物（蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等）在隔绝空气的条件下发酵，同时在微生物的作用下产生的可燃气体。主要成分： CH4（60% ） 、 CO2。- 可编辑1.4.3 新型合成能源：对化工原料进行化学处理，加工制成的新型燃料，如二甲醚。第二节天然气的基本知识2.1 天然气的组成天然气的组分 :以甲烷为主，含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮和微量的惰性等气体。基本不含硫，是无色、无毒、无腐蚀性气体2.2 天然气基本特征1）密度约 0.75 0.8 kg/m3 ，比空气轻，容易逸散。2）相对密度：天然气的相对密度是指相同压力和相同温度条件下，天然气的密度和空气密度之比，约为0.580.62。3）着火温度，燃料能连续燃烧的最低温度，称着火温度。在常压（大气压）下，天然气的着火温度为270 540 。其着火温度比其它燃料要低的多，所以又叫易燃气体。4）天然气爆炸浓度极限为5 15 ，天然气的爆炸是在一瞬间产生高压、高温的燃烧过程，爆炸波可达到2000-3000m/s，破坏力极大。5）天然气燃烧后生成二氧化碳和水（CH4 2O2 CO22H2O ） ，烟气清洁，不污染大气。2.3 天然气燃料替代石油燃料的理由1）在诸多可替代的燃料中，天然气的储量最多。2）天然气是清洁燃料。作为车用燃料，它的一氧化碳和碳氢化合物的排放- 可编辑量比汽油低 50% 90% ，二氧化碳的排放量低20% 30% ，硫等杂质的含量几乎为零，是一种十分理想的低污染燃料。3）技术上可行。从当前的技术水平看，除石油外，惟有天然气可实现低成本、大面积开采，实现商业上的广泛应用。另外，天然气汽车的开发、配套技术也已成熟。4）经济效益高。天然气的辛烷值高达130 ，而现有优质汽油的辛烷值最高也仅为 99，而其价格却只有汽油的50%。另外，天然气汽车不用经常注入机油和更换火花塞，维护费用也会大大低于燃油汽车。第三节加气站的分类及工艺流程介绍3.1 加气站的分类1） LNG 加气站： LNG 是液化天然气，当天然气在大气压下，冷却至约 -162 时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气。LNG 无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600 ，主要成分是甲烷。2）CNG 加气站：CNG 是天然气加压（超过20Mpa ）并以气态存储在容器中。它与 LNG 的成分相同，就是存在的状态不一样。3）LPG 加气站 ：LPG 是液化石油气，是由炼厂气或天然气（包括油田伴生气）加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。主要成分是丙烷（超过95% ） ，还有少量的丁烷。4）L-CNG 加气站： 是将低压、低温的LNG 转变成 CNG 的汽车加气站。L-CNG 加气站既可以对 LNG 车辆加气，也可以对CNG 车辆加气。3.2 LNGCNGLPG的对比- 可编辑LNGCNGLPG储存压力 (MPa) 0.3-1.1 25 1.8 储存温度 () -162 -120 常温常温经济性LNG、CNG 价格比 LPG 价格更低环保性LNG、CNG 含有的杂质比 LPG 更低安全性LPG 的主要组分为丙烷、丁烷，一旦泄漏，因其比重大，易聚集于低洼处形成爆炸性混合物。而LNG、CNG 组分主要为甲烷，比重小，在空气中易扩散，在敞开环境中不宜形成爆炸性混合物。相比较而言， LNG、CNG 的安全性能优于 LPG。?从经济性、环保性和安全性考虑，LNG、CNG、L-CNG 加气站是发展的主要趋势。3.3 LNG 加气站工艺流程3.3.1 LNG加气站分类目前 LNG 加气站主要分为以下两种：撬装式 LNG 加气站标准式 LNG 加气站撬装式 LNG 加气站设备现场施工量小，安装调试周期短，适用于规模较小，对场地要求不高的 LNG 加气站标准式的现场施工量大，周期相对较长，适用于规模较大的 LNG 加气站。- 可编辑以上两种 LNG 加气站在主要设备组成方面都基本一致，区别在于： LNG 加气机、增压泵撬等设备是否集成在撬体上。3.3.2 LNG加气站主要设备构成1）LNG 加气机2）LNG 储罐3）调压、增压器4）EAG 放散加热器5）管路系统（含 LNG 潜液泵 ) 6）加气站 PLC 控制系统7）仪表风系统8）加气机管理系统- 可编辑3.3.3LNG 加气站工艺流程介绍低温运输槽车的液化天然气，经站内卸车接口、卸液管道灌注到低温储罐。通过低温潜液泵，由加气机向汽车储气瓶加注液化天然气。3.4 CNG 加气站工艺流程- 可编辑3.4.1CNG 加气站分类 : 根据 CNG 加气站工艺流程不同，目前，把CNG 加气站分为： CNG 标准站和 CNG 子母站。3.4.2 CNG标准站工艺流程介绍CNG 标准站是指在站内利用城市天然气管网取气，经过调压、脱硫、脱水、压缩等生产工艺将天然气加工成压缩天然气，并为燃气汽车充装的站点。特点：站点的所有生产及销售均集中在站内进行。适合建在具有城市天然- 可编辑气管网，且加气车辆较多的地点。3.4.3 CNG子母站工艺流程介绍CNG 子母站是指在具有稳定气源的地点建设具有调压、脱硫、脱水、压缩等工艺的大型CNG 生产站点（ CNG 母站） ，将生产出的 CNG 充装到车载储气瓶组内，通过牵引车将车载储气瓶组运送到对各类燃气汽车充装的站点（子站）销售的系统。特点：CNG 子母站不受城市燃气管网的制约。CNG 子站的气源来自车载储气瓶组，建站面积小，设备相对CNG 标准站少，安全性能较高。- 可编辑3.4.4 CNG子站工艺流程介绍CNG 子站根据生产工艺，目前又分为CNG 标准子站和 CNG 液推式子站。1）CNG 标准子站：即车载储气瓶组提供CNG 气源，在车载储气瓶组内- 可编辑CNG 压力衰减后，经过小型压缩机再次加压，通过优先顺序控制进入储气井或储气瓶组，通过 CNG 加气机给燃气汽车充气的CNG 站点。2) CNG 液推式子站：通过站内的撬装液推装置直接将特殊材质的液体充入车载储气瓶组钢瓶中，将钢瓶内的CNG 推出，通过站内的CNG 加气机给燃气汽车的充气的 CNG 站点。液推子站为单线充装子站。3.5 L-CNG加气站工艺流程- 可编辑LCNG 汽车加气站是将低压、低温的LNG 转变成常温、高压 (2025MPa)天然气的汽车加气站。其主要设备包括： LNG 储罐(钢瓶)、LNG 低温高压泵、高压汽化器、CNG储气库 (井、瓶组 )、顺序控制盘、售气机、自控系统等。该工艺是利用 LNG 低温高压泵将 LNG 增压到 25.0MPa 来完成低压变高压的过程。过程中LNG 增压泵的控制及操作中增压泵的超压停、低压开泵、流体计量等都由控制台自动完成；经高压强制汽化器吸收空气中的热能加热LNG 汽化，使其变成高压天然气 (CNG) ，完成由低温变成常温的过程,然后经由顺序控制盘进行储气与售气。该过程不使用天然气压缩机，仅使用小功率高压低温泵，无需冷却水，这样大大降低了噪声污染，节约了大量的电能。第四节加气站的 HSE 管理4.1 加气站的主要风险点和安全控制要点加气站的主要风险点有5 点：1）易燃易爆特性2）低温特性（ LNG 加气站）- 可编辑3）高压特性（ CNG 加气站）4）机械特性5）特种作业风险4.1.1 易燃易爆特性及安全控制要点天然气是一种易燃易爆的气体，比空气轻，看不到摸不着，这样的状况下天然气容易在密闭区域形成聚集。天然气的爆炸极限是 5 15 ，当天然气在空气中混合达到这一浓度范围时，遇到明火将会发生燃烧、爆炸。易燃易爆特性安全控制要点：1）依靠可燃气体报警器。2）加强巡检。3）建立台账，制定定期维修计划。4.1.2 低温特性及安全控制要点低温特性风险：1）急冷危害，急冷的结果是挠曲现象。它是由于在管道的顶部和底部形成温度梯度，导致管道在支架间挠曲，由于应力高，挠曲现象可导致事故。2）低温冻伤、低温麻醉，LNG 的温度一般在 -162 左右，在LNG 站进行 LNG 低温操作或者LNG 发生泄漏时，由于其低温性引发的人员低温冻伤、低温麻醉；3） 快速相变（冷爆炸）,当 LNG 大量泄漏，遇到水时 (集液池中的雨水 )， LNG的密度比水小，因此LNG 浮在水面上，由于水与LNG 间有非常高的热传递速率，水与 LNG 间的接触面激烈地蒸发，几乎不受时间的影响，使得其接触面压力迅速升高发生冷爆炸。- 可编辑低温特性风险安全控制要点：1）设计施工阶段充分考虑LNG 低温性造成的管道收缩，采取合理的补偿方式以及在合理的管段设置补偿点； 2 ）运行过程中严格执行设备预冷制度，严禁热态直接进液； 3 ）低温设备、管线采用低温截止阀等行程较长类型阀门，避免开启速度过快。4） 在场站管理中如遇到储罐区大量的LNG 泄漏，严禁用水直接喷淋到LNG或 LNG 蒸气上。5)在 LNG 站运行中，焊缝、阀门、法兰和与储罐壁连接管路等，是LNG 容易发生泄漏的地方。 因此，在日常 LNG 站运行操作中， 一方面应注意检查焊缝、阀门、法兰等处， 尽量与这些关键位置保持一定的距离；另外在处理与低温液体或蒸汽相接触或接触过的任何东西时，都应戴上无吸收性、宽松、干燥的手套(PVC 或皮革制成 )和面罩或护目镜等防护用具。4.1.3 高压特性及安全控制要点高压特性风险：1）高压容器及管道在超压状态下会产生物理爆炸；2）压力容器在反复充装下，会影响容器的疲劳强度；3）天然气的少量酸性气体会对压力容器内部产生腐蚀；4）安全附件的失效可能导致CNG 的泄露。高压特性风险安全控制要点：1）设备选型要到位。2）制定压力容器操作规程，建立台账，做好定期检验工作。- 可编辑外部检查：由专业检验人员在压力容器停机时检验，每年至少一次；内外部检验：由专业检验人员在压力容器停机时检验，安全状况等级为1-3 级的，每 6 年一次；安全状况等级为3-4 级的，每 3 年一次。检验中要探伤、测试壁厚、查验内部腐蚀情况。耐压试验：在压力容器停机检验时， 由专业检验人员进行耐压试验，每次 10 年至少一次。3）加强压力容器附件管理。压力容器附件包括：安全阀、压力表等安全阀的使用及检验要求：安全阀应铅直安装，要便于安全阀的更换清洗。压力容器与安全阀之间安装的截止阀应不妨碍安全阀的正常排放，且必须保持全开。安全阀每年至少检验一次， 检验工作需送至具备检验条件及资质的单位进行。压力表和测温表的使用及检验要求：压力表，必须与压力容器的介质相适应，精度不应少于1.5 级，安装前应进行校验，注明下次校验的日期。每半年检验一次。压力表与压力容器之间，应装旋塞或针型阀，上面应有开启标记和锁紧装置。车载储气瓶组（ CNG 管束车） ：投运 5 年后要进行拆检，以后每3 年必须把单元拆开，对每只瓶子进行水压实验。4.1.4 机械特性及安全控制要点机械特性风险：- 可编辑震动引起的天然气管线事故等。 造成这些危险现象的主要原因有：操作失误（包括违规操作、突发事件应急处置不当） ，检验不当（包括开、停车方法不当）以及治理不善 （如带病运转、 超期服役、安全装置失灵） 和设备本身存在的设计、制造、安装缺陷等。机械特性风险安全控制要点：1）规范操作、做好运行记录、用“望、闻、问、切”加强巡检。望就是眼勤，从设备的外观发现“跑、冒、滴、漏”，通过设备、仪表甚至零部件的位置、颜色的变化，发现设备是否处在正常状态。闻就是耳、鼻勤。发现设备的气味变化，声音是否异常，从而找出异常状态，并进行针对性的处理。问就是嘴勤。一是问自己几个为什么；二是在交接班过程中，对前班工作和未能完成的工作，要问清楚，做到心中有数。切就是手勤。通过手或专用工具来感觉设备运行中的温度变化、震动情况;在操作设备前，要空手摹拟操作动作与程序。2）制定检维修计划。3）加强对检维修作业的监管。4）加大对新工艺的安全监管。5）建立一支技术可靠、稳定的维修队伍。这支队伍至少要由电气、机械、储运等专业人员组成。4.1.5 特种作业安全控制要点加气站内拥有低温压力容器、 高压容器、 电气设备等特种设备， 操作人员需要经过培训，考核合格后持证上岗。- 可编辑特种作业风险控制：关键是持证上岗1） 加气站的管理人员要取得特种设备管理人员资格证。2）加气工要取得充装人员上岗证 。3）压力容器的操作人员压力容器操作证。4）燃气用车车用储气瓶的安全检查。燃气车辆应取得相应的检验合格证。?加气站人员培训取证要求质监局培训所需人员数量1 压力管道操作工所有操作工2 压力容器操作工所有操作工3 气体充装操作工所有操作工4 压力管道管理人员一站一个5 压力容器管理人员一站一个6 气体充装管理人员一站一个7 燃气行业抢险维修人员多于 3 家气站的不少于6 人，多于 6 家不少于12 人燃气协会培训所需人员数量1 燃气行业主要负责人一站一个2 燃气行业安全管理人员一班一个3 管道工所有操作工4 调压工一班一个- 可编辑5 充装工所有操作工6 罐区运行工（管道巡检工）一班一个4.2 加气站生产管理和安全控制要点加气站现场主要生产作业包括：1）接卸气作业2）加气作业3）设备巡检4.2.1 作业安全一般管理规定1）操作人员必须经过专门培训并考核合格方可上岗，作业时不得离开现场，按规定穿戴劳动用品。2）严格按照操作规程操作。3）储罐、气瓶和管道的操作压力应控制在规定范围之内。4）现场须落实安全监护责任，对违章行为及时进行制止，对出现意外事件立即采取应急措施。5）下列情况下不得卸车或加气作业站内有动火作业 ; 雷雨天气；设备设施有泄漏现象；站内有其他不安全因素。4.2.2 主要生产作业安全控制要点1）接卸气作业管理控制点：?送气车应按指定位置停车、 熄火，用木塞固定车轮， 并将车钥匙交操作员- 可编辑暂时保管。放置三角木、消防器材。?规范操作，静电接地和操作阀门是关键。槽车卸液设备应由送气方操作。?槽车检查，对槽车、储罐压力、温度和数量的确认。?卸车期间严禁站在槽车放空管下面。?LNG 加气站卸车前还应对管道预冷，卸车过程要观察槽车和储罐压力和液位变化，保持压差在0.2MPa 左右。?卸气期间，操作员应现场监护，随时检查压力、温度和液位，LNG 储气罐液量不应超过储气罐容积的90% ； CNG 储气罐的压力不应超过25MPa 。?送气司机不应离开作业现场，装卸气时不得清扫、维修车辆，卸气结束后，由操作员拆卸输气管、临时接地线，检查无误后，送气车辆方可离开现场。2）加气作业管理控制点 ：?规范操作， 加气期间，作业时每台加气机应有1 名操作人员， 但不能同时操作 2 把加气枪作业。 操作人员不应离开现场， 严禁非操作人员代为操作- 可编辑充装。?加气员监督司机熄火、取下车钥匙；佩戴手套、护目镜作业。?对汽车储气瓶检查，气瓶充装“七严禁” 。钢印标志、颜色标记不符合规定，瓶内介质不确认的不充装。附件损坏不全或不符合规定的不充装。瓶内无剩余压力的不充装。超过检验时限的不充装。经外部检查存在明显损伤，需进一步检验的不充装。氧化或强氧化性气体气瓶沾油脂的不充装。易燃气体气瓶首次充装或定期检验后，首次充装未经置换或抽空处理的不充装。?LNG 加气机加气前要用氮气吹扫加气、回气枪头，吹出枪头内部冷凝水蒸气，防止冰堵。停止作业20 分钟，进行加气前还要预冷。?加气过程中，应注意监视加气机计量仪表及储气瓶的压力是否正常，CNG压力不应超过 20MPa 。?加气过程中如遇紧急情况，应立即切断气路阀门，停止作业。加气过程中，操作工应监督司机不得进行维修车辆活动。?加气结束，关闭加气枪、储气瓶阀、加气管阀，卸下加气枪，盖好加气口保护盖，核准加气数量，并确认无漏气现象后，方可启动车辆。?接卸气、加气作业期间， 安全员应定时巡检储气罐的运行参数，储气罐液位低于 20% 时应停止潜液泵的运行并停止加气作业。3）设备巡检作业管理控制点：- 可编辑?重点区域的界定和划分储罐区、接卸区、加气区、配电室、控制室等。?巡检周期制定站长应每天进行一次普检， 二次点检。检查的主要内容为设备的安全运行和操作人员的技术操作等。操作员、设备管理员应每2 小时进行一次普检。 检查的主要内容为设备的安全运行。交接班时，领班应组织一次普检。?检验记录痕迹及分析巡查结束，巡查人员应对检查情况进行记录，并签字确认。 巡查记录必须整理成册，归档管理，有案可查。4.3 加气站安全管理十大禁令?加气站内应设置“加气站安全管理十大禁令”标志牌，具体内容包括： 严禁在站内爆炸危险区吸烟。 严禁在站内爆炸危险区进行车辆检修等易产生火花的作业。 严禁机动车辆在站内爆炸危险区不熄火加气。 严禁在站内爆炸危险区穿脱、拍打能产生静电的服装。 严禁在站内爆炸危险区使用手提电话机及非防爆电器。 严禁在站内爆炸危险区就地排放易燃、易爆物料及化学危险品。 严禁在站内爆炸危险区用汽油、易挥发溶剂擦洗设备、衣物、工具及地面等。 严禁行人、自行车等无关人员及车辆在站内穿行。- 可编辑 严禁非本岗位操作人员操作加气机作业。 严禁驾驶员远离加气车辆，加气时车辆内不得有司乘人员。第五节加气站的设备管理5.1 压力容器管理要求1）储罐的设计、 制造、验收和使用均应符合国家现行标准钢制压力容器GB150 ， 低温绝热压力容器GB18442和压力容器安全技术监察规程规定，并办理注册登记。2）压力容器做到每周一次检查，半年一次维护保养，发现问题及时商请具有资质的技术监督部门进行检验，检验合格后方可投入使用。3）压力管道执行压力管道安全管理与监察规程，每天进行一次检查。4）气瓶充装执行 气瓶安全监察规程 ，超期或检验不合格的气瓶一律不得充装。5）定期检查安全阀、压力表等安全附件，保证完好有效。6）定时检查储罐阀门、接头，保持密封良好、无泄漏。7）定期对储罐进行排污或积液。5.2 汽化器管理要求1）定时检查阀门、安全阀、压力表、温度计等接头，保证密封良好、无泄漏。2）定期清洁汽化器外壳，确认汽化器无异响、过冷现象，保证汽化器的换热能力。3）定期置换汽化除霜，确保汽化器换热能力达到要求。- 可编辑5.3 泵管理要求1）定期检查泵的声音、振动、温升有无异常。2） 定期检查泵的润滑系统，按要求加注润滑油，保证润滑正常。5.4 加气机管理要求1）定时检查加气机各密封部件，保持无泄漏状况。2）定期检查加气机安全装置，保持完好有效。3）定期校验加气机流量计，保证计量准确。5.5 空气压缩机管理要求1）固定式空气压缩机必须安装平稳牢固，基础要符合规定，移动式空气压缩机停置后，应保持水平，轮胎应楔紧。2）空气压缩机作业环境应保持清洁和干燥。贮气罐须放在通风良好处，半径 15m 以内不得进行焊接或热加工作业。3）贮气罐和输气管路每三年应作水压试验一次，试验压力为额定工作压力的 150 。压力表和安全阀每年至少应校验一次。4）定期检查空气压缩机部件， 如有过度磨损， 漏气等现象应立即更换部件。5）定期打开气缸底部排污口，给空压机排水。5.6 加气站设备检查与校验周期1）加气机检查。除做好日常检查保养和作业维护外，每月例行检查：加气软管磨损程度；加气机管路、配件外漏检查；检查拉断阀能否正常工作；加气枪阀有无出现内漏；- 可编辑检查加气机有无外力损坏。过滤器的检查保养。应每周在线排污一次，新安装的加气机或气质差的加气站应两天在线排污一次。每半年需将滤芯取出清洗检查一次。2）压力容器检查。 外部检查：压力容器运行中检查与校验， 每年至少一次；内部检查：压力容器停机时检查与校验，安全状况等级为1-3 级的，每 6 年一次；安全状况等级为3-4 级的，每 3 年一次。本章小结本章有五节，第一节：燃气概述，第二节：天然气的基础知识，第三节：加气站分类及工艺流程介绍，第四节：加气站HSE 管理，第五节：加气站设备管理。加气站的员工应熟悉本章内容。