摘　要：对CNG加气站进行风险识别和预先危险性分析法评价，分析CNG加气站常见事故发生的原因，提出了CNG加气站安全管理技术措施。

关键词：CNG加气站  风险识别　预先危险性分析  防范措施

Assessment and Preventive Measures of Preliminary Hazard Analysis for CNG Filling Stations

Abstract：Risk identification and preliminary hazard analysis assessment of CNG filling stations，analysis of CNG filling stations are performed．Common causes of accidents in CNG filling stations are analyzed．The production safety management measures of CNG filling stations are put forward．

Key words：CNG filling station：risk identification；preliminary hazard analysis；preventive measure

1　CNG加气站风险识别

CNG加气站具有易燃、易爆、高压的特点，一旦发生泄漏，会引发火灾和爆炸事故，经济损失和社会影响较大。

1.1　天然气的危险性

CNG常规加气站和加气母站是以天然气为气源，其气质应符合GB l7820—2012((天然气》中的Ⅱ类气质标准。天然气具有易燃、易爆、易扩散和可压缩等性质，其与空气混合的爆炸极限范围为5％～15％。按GB 50183—2004《石油和天然气工程设计防火规范》，天然气的火灾危险性为甲B类。天然气能以任何比例与空气混合，如果在沟渠、厂房死角等窝风处长时间积聚，遇到火源可能燃烧或爆炸。泄漏到空气中的天然气如果遇到点火源可能发生燃烧，产生较强的热辐射。如果泄漏的天然气形成可爆云团后遇点火源，则发生爆炸。CNG加气站的压缩天然气工作压力一般为20～25MPa，危险性可能表现为物理爆炸或机件飞出。

1.2　装置和工艺的危险性

CNG常规加气站主要包括调压计量系统、气体净化系统、天然气增压系统、高压储气系统、高压管道系统、设备控制系统和加气系统。各系统的设备、阀件、连接件、安全附件可能因质量问题、气质、安装不合格等因素发生天然气泄漏，均可能发生火灾或爆炸事故。

①高压储气设施不合格

高压储气系统因材质、施工质量不过关，可能造成天然气泄漏，发生火灾或爆炸事故。储气井或储气瓶组因储存的气质不合格，如水露点过高、H2S含量超标或除尘不净等，使高压管道或阀件堵塞或失效，储气井或储气瓶组排污管道堵塞(积液)。

②防雷、防静电设施不合格

接地电阻达不到要求，雷击、静电聚积可能成为泄漏事故的点火源。设备控制系统的安全连锁部分，可能因报警、连锁、截断、放空环节设计不合理或维护不到位，在事故突发时不能起作用而无法有效制止事故的扩大。

③加气系统的安全防护装置设置不合理

加气工人或汽车司机误操作将加气机拉倒或将高压管道拉断，发生天然气泄漏，可能发生火灾或爆炸事故。天然气增压系统内的阀件、连接件由于长期承受压力的变化，发生疲劳损伤，导致天然气泄漏，可能引发火灾或爆炸事故。

1.3　人员与环境的危险性

在装置安全的情况下，操作人员违章作业成为事故发生的主要原因。大部分CNG加气站均建在城市或近郊，附近有较多的居民区和单位，一旦发生事故，会有较多的人员伤亡，还会产生较大的经济损失和较严重的社会影响。

2　CNG加气站事故统计分析^[1]

①事故案例

1995年8月12日，绵阳天然气公司CNG加气站，在给钢瓶充气时，因脱水处理不净发生爆炸并造成火灾。

1995年9月29日，自贡富顺华油公司CNG加气站，因钢瓶泄漏燃烧发生爆炸，造成重大经济损失和人员伤亡事故。

1995年10月7日，遂宁CNG加气站，因钢瓶质量问题发生喷射燃烧，火焰柱高逾20m，造成直接经济损失逾18×10⁴元。

②事故原因分析

a．CH4的最小点火能仅为0.28mJ，天然气极易燃烧、爆炸并且扩散能力强，火势蔓延快。这是CNG加气站发生燃烧爆炸的根本原因，是燃烧爆炸形成的必备条件。

b．CNG处于高压状态。若钢瓶存在质量缺陷或加压、加气设备不能满足基本的技术要求，便可能发生物理爆炸。

c．天然气泄漏。工艺装置及天然气管道因质量缺陷、腐蚀、控制失灵、机械作用(如震动、敲击)等产生破裂使天然气泄漏，与空气形成爆炸性混合物。天然气泄漏是形成火灾爆炸事故的主要原因。

d．引发燃烧、爆炸的能源称为点火源，如撞击、摩擦、明火、高温表面、自燃发热、绝热压缩、静电火花、雷电火花、光或射线等，点火源是引起燃烧爆炸的要素之一。

e．操作人员违章作业，防护不当，安全意识薄弱。这是燃烧爆炸事故形成的直接原因。

3　CNG加气站定性评价^[2]及防范措施

从CNG加气站的工艺和装置特点出发，根据系统安全工程的原理，采用预先危险性分析法对CNG加气站的生产装置进行分析，从事故后果找出原因，提出相应的防范措施。

3.1　预先危险性分析法

预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，缩写为PHA)是在某项工程(包括设计、施工、生产)开始之前，对系统存在的危险因素出现的条件和事故可能造成的后果，进行宏观、概略分析的系统安全分析方法。其目的是识别系统中的潜在危险，鉴别产生危险的原因，预测事故出现对人体及系统产生的影响，确定其危险等级，并提出相应的防范措施，防止危险因素发展成事故。

3.2　采用预先危险性分析法评价CNG加气站

以CNG加气站的工艺及设备设施为评价单元，采用预先危险性分析法进行定性评价。

①工艺及设备设施单元预先危险性分析

a．火灾爆炸危险因素形成事故的原因：天然气泄漏、喷出，与空气形成爆炸性混合物，遇明火或高热；防火措施不当，与易燃物品防火距离不够；易燃、易爆物品保管不当；电气设备选型或布置不当；易燃、易爆区域内违反规定，吸烟、擅自动火。

b．物理爆炸危险因素形成事故的原因：储气瓶等压力容器因损伤、腐蚀、控制失灵、误操作导致容器内部的天然气超压，使容器破裂爆炸。

c．电气伤害危险因素形成事故的原因：设备接地不良；没有安装漏电保护装置或保护失效；开关罩盖丢失；绝缘层老化失效或破损，电源线裸露；雨天潮湿环境作业；电气设备破损或零部件丢失；没有严格执行停、送电和警示牌制度等，违章违规操作；作业人员未采取防护措施。

d．中毒窒息危险因素形成事故的原因：设备、管道、阀门腐蚀使天然气泄漏；阀门、管件密封不良，使天然气泄漏；设备、管道、阀门、管件连接处，因焊接缺陷或密封不良而漏气；违章检修；天然气非正常放散。

e．车辆伤害危险因素形成事故的原因：车辆的机械故障；司机违章违规(如超载、超速、酒后驾车等)；疲劳驾驶。

②事故后果、危险等级和防范措施

a．火灾爆炸危险因素造成的事故后果为人员伤亡、财产损失，危险等级为Ⅲ～Ⅳ级。应采取的防范措施：现场应安装天然气浓度报警器；制定动火、用电、使用易燃、易爆材料的消防安全管理制度和操作规程，制定危险物品管理制度并严格执行；设置消防通道、消防设施和灭火器材，并设置警示标志；危险区域动火严格执行审批制度，采取安全措施。

b．物理爆炸危险因素造成的事故后果为人员伤亡、财产损失，危险等级为Ⅲ级。应采取的防范措施：制定压力容器设备检查、检测、检修制度，并严格执行，保证设备完好。

c．电气伤害危险因素造成的事故后果为设备损坏、人员伤亡，危险等级为Ⅲ级。应采取的防范措施：电气控制箱等应有良好的接地并在其前后铺设绝缘板；电气设备的外壳和电缆的金属保护管应接零或接地保护，安装漏电保护器；加强维护，保持电气设备和电闸盒及接线板外罩完好无损；严格执行停、送电和警示牌制度；严格执行电气作业规程和规范；检修电气设备时，作业人员必须实施个体防护。

d．中毒窒息危险因素造成的事故后果为人员伤亡，危险等级为Ⅱ～Ⅲ级。应采取的防范措施：保证防腐施工质量，埋地管道应采用最高级别的防腐保护层；加强巡检，及时消除隐患；设置气体浓度检测及检漏报警装置；加强设备的密闭化和通风排毒；管道、设备检修时要用惰性气体置换，并经检测合格；严格执行操作规程，杜绝事故原因排放天然气。

e．车辆伤害危险因素造成的事故后果为人员伤亡、车辆损坏及财产损失，危险等级为Ⅱ～Ⅲ级。应采取的防范措施：行车前应认真检查车况，特别是制动器；制定安全行车规程，并严格执行；在危险地段，派专人指挥调度车辆；加强安全教育，杜绝违章违规。

4　安全管理技术措施^[3]

①加强制度建设，提高员工安全意识。CNG加气站具有易燃、易爆、高压的特点，是具有较高危险性的作业场所，且各生产单元工艺较复杂，一旦发生事故，均会产生较大损失和较严重后果。因此，在日常生产管理中应严格执行各项规章制度，认真完成日常的保养维护，加强员工的技能培训，提高工作技能和安全意识。

②加强设备本质安全管理，注重检查维修工作。加强设备本质安全管理是杜绝事故发生的最重要的和先决的手段。因此，应该维护压力容器本质安全，及时更换易损件；保证自控系统运行正常，如出现异常，能及时连锁处置；按期检测防雷、防静电接地电阻，防止静电积聚。不仅要重视制度制订，同样要重视制度执行。

③注重工艺安全，保证气质符合要求。由于CNG加气站气源存在差异，应根据气质情况设置脱水、脱硫设施，以脱除天然气中的水分或硫化氢等酸性气体，防止设备管道腐蚀和钢瓶发生氢脆。对特殊气质如含烃气质，应考虑增加除烃装置。在日常的管理维护中，应按规定进行气质监测，及时更换脱水剂、脱硫剂，保证气质符合要求，也就是保证加气站设备设施的本质安全。

④划分安全区域，加强外来车辆和人员的管理。由于CNG加气站的加气系统人员密度大、流动性大，建议推行目视化管理，将警示、禁止、消防、加气路线等规范化明示，这是行为安全管理的一种有效手段。

⑤根据实际情况设计工艺、制定制度。应根据CNG站实际状况有针对性地设计工艺、制定制度，才能有效保证CNG站的安全运行。如北方和南方、干燥和湿润，带来加气站设计和管理的差异。高温干燥地区应注意静电的消除，需设置人员消除静电的装置；寒冷的地区注意为管路保温，防止高压管路或阀件发生冰堵。

参考文献：

[1]陈杰．100起CNG加气站事故的统计分析及对策研究[J]．中国安全生产科学技术，2009，5(2)：71-75．

[2]何太碧，黄海波，朱小华，等．CNG加气站设备安全风险评价指标体系[J]．天然气工业，2007，27(4)：118-122．

[3]武新生．压缩天然气加气站的安全技术管理[J]．煤气与热力，2008，28(5)：Bl4-Bl8．

本文作者：王湘宁  张连彬  张姝  宋海宁

作者单位：中交煤气热力研究设计院有限公司

  中国石油天然气管道工程有限公司东北分公司