摘　要：介绍CNG液压式加气子站的组成及工作原理，分析其火灾危险性，探讨其火灾事故的成因，提出了防范火灾事故发生的措施。

关键词：消防安全；  CNG液压式加气子站；  火灾危险性；  火灾成因；  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

随着我国大部分城市雾霾天气频现，未来治理空气污染仍将呈高压态势。利用天然气这一高效清洁能源替代传统的汽车燃料汽柴油，是治理空气污染、减少汽车尾气排放的有效方法。目前，国内许多城市兴建了一批压缩天然气(CNG)汽车加气站，而其中的CNG液压式加气子站，由于其具有“高度集成、占地面积小、建站速度快、自动化水平高、运行成本低、相对安全可靠”等诸多优点，尤其得到广泛应用。为此，如何确保CNG液压式加气子站的消防安全，就成为当前消防业内人士急需研究的新课题之

1　CNG液压式加气子站工作原理

CNG液压式加气子站设备由液压式加气子站增压橇体、控制柜、仪电风气源设备、CNG气瓶车、加气机等通过管道连接组成。

液压式加气子站增压橇体给CNG气瓶车提供20～22MPa的恒定压力，利用特殊性质的液压油，以高压(不超过22MPa)直接将液压油充入CNG气瓶车的储气瓶中，将CNG气瓶车储气瓶内的天然气推出，输入到增压橇体缓冲罐后，经高压管道输送至站内的单线双枪加气机，再注入到汽车的CNG车用气瓶内，达到给汽车加气的目的。当CNG气瓶车的第1个储气瓶内的天然气卸完时，系统自动发出指令，第1个储气钢瓶内的液压油在气体压力和自身重力作用下自动返回橇体内的液压油储罐中，再以高压充入第2个储气瓶，如此往复循环，直到把CNG气瓶车的所有储气瓶内的天然气卸完。

液压式加气子站设备在运行时由控制系统的可编程控制器PLC按程序自动控制，实现多个储气瓶依次工作^[1]。除更换CNG气瓶车时由人工操作外，整套设备的所有动作均由设备自带的PLC程序控制，无需人工干预。

2　CNG液压式加气子站的火灾危险性

①CNG液压式加气子站经销储存的产品是20MPa左右的压缩天然气，主要成分为甲烷(CH4)，常温常压下相对密度约为0.65，比空气轻，在空气中爆炸下限≤5％，其显著特性是遇明火即燃烧；此外，储存压力为20MPa左右的压缩天然气，还具有遇火星或静电火花即可产生轰燃、爆炸的特性，危险性极大。

②压缩天然气压力高，极易泄漏。如果对泄漏不能及时发现和处置，加气子站即具有发生火灾或爆炸的危险。

③电气系统是加气子站运行的动力和照明来源。电气系统在运行中若产生火花、短路放电等现象，易引发火灾和爆炸。

④对液压式加气子站增压橇体等设备管理不当，可能发生超压、超温运行，易导致储气瓶等发生爆炸；储气瓶超期限使用，容易产生疲劳、应力腐蚀等，或CNG气瓶车本身受机械碰撞而伤及储气瓶，均会导致耐压失效，引发爆炸和火灾。

⑤CNG加气子站发生火灾时，热辐射性强，易加快爆炸性混合物的扩散速度，蔓延迅速；燃烧与爆炸交替发生，产生的高压、高温和强烈的震动与冲击波，易破坏周围建筑物和设备，造成人员伤亡，且救援困难。

3　CNG液压式加气子站火灾事故成因

对造成CNG液压式加气子站火灾事故的成因进行分析可知，此类事故可分为：设计缺陷事故、违规操作事故、管理事故、意外事故。

①设计缺陷事故，是指CNG液压式加气子站在建设时，违反国家相关技术标准的规定，导致存在先天性设计缺陷而引发的事故。如：选址不当，平面布局不合理，防火间距不足，爆炸危险区域的等级和范围划分不正确，电气设备选型不当，防雷、防静电设计不合理，报警器设置不合理，等等。

②违规操作事故，是指操作人员在日常操作过程中，违反作业规程而引发的事故。如：操作人员相关知识培训不够，操作设备不当导致超压而引发天然气泄漏，CNG气瓶车违规停车，未按规程正确连接防静电接地装置而导致产生静电，遇到安全事故不能冷静和正确地处理，等等。

③管理事故，是指消防安全管理制度落实不到位而引发的事故。如：可燃气体报警系统未定期检测导致失效，电气设备未定期进行安全检测导致产生漏电、静电或防雷失效，CNG气瓶车牵引车头排气管端部未安装防火帽或失效，非操作人员携带火种和移动通信设备进入操作区域，等等。

④意外事故，是指因突发性和不可预见的因素而引发的事故。其具有一定的偶然性，如：地震、意外机械撞击，等等。

4　CNG液压式加气子站火灾事故防范措施

为确保CNG液压式加气子站的消防安全，预防火灾事故的发生，在防火设计审核、施工与竣工验收、操作运行管理、应急状况处置等环节，应制定具体的防范措施。

4.1　防火设计审核

①CNG加气子站的等级划分。按照GB 50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(以下简称GB 50156—2012)第3．0．11条和3．0．14条，加油与CNG加气合建站划分为一级、二级、三级，共三个等级。独立建设的CNG加气子站，当站内设置有不超过18m³的固定储气设施时，只允许停放l辆CNG气瓶车；当站内无固定储气设施时，站内最多可停放2辆CNG气瓶车。与加油站合建时，只允许停放1辆CNG气瓶车。确定CNG气瓶车数量后，将固定储气设施与CNG气瓶车储气瓶组的容积相加，计算得出站内储气设施总容积，合建时再考虑油品储罐总容积，按照GB 50156—2012相关规定，确定CNG加气子站或合建站的等级。

②站址选择。按照GB 50156—2012第4．0．2条，在城市中心区不应建设一级CNG加气站、一级加油加气合建站。对在原加油站基础上增设CNG液压式加气子站设备的情况，尤其要引起重视，必须重新校核CNG和油品储罐的总容积，审核其是否存在厂站等级提高的情形。为保证道路通行能力，减少车辆拥堵，站址位置应避开城市干道的交叉路口，选择在靠近城市干道的两侧建设。同时，要加强与当地城市规划部门的沟通协调，掌握城市中远期规划的相关情况，综合考虑当前和未来周边规划道路、建筑物对加气站选址的影响。

③平面布置。审核内容包括：站内设备与站外建(构)筑物的安全间距、站内设施之间的防火间距、油气充卸作业区、辅助服务区、变配电设施、停车位和道路等的布置情况，应符合GB 50156—2012的相关要求。

④防爆要求。正确划分爆炸危险区的等级和范围，是防爆设计审核的关键。以CNG气瓶车储气瓶组为例，按照GB 50156—2012附录C第C．0．11条，距CNG气瓶车的储气瓶组壳体4.5m以内并延至地面的空间，应划分为2区。在其爆炸危险2区内靠近CNG气瓶车储气瓶组且天然气易积聚的合理位置处，应设计安装检测天然气泄漏的可燃气体报警器，且必须选用相应类型、级别的照明灯具等防爆型电气设备。按GB 50156—2012第8．2．5条和第5．0．11条，CNG气瓶车储气瓶组的管道接口端不宜朝向办公区、加气岛和临近的站外建筑物；不可避免时，应在CNG气瓶车的储气瓶组的管道接口端与办公区、加气岛和临近的站外建筑物之间设置厚200mm的钢筋混凝土实体墙隔墙，其高度应高于气瓶车1m以上，长度不小于车宽两端各加1m及以上；并确保爆炸危险区域不超出站区围墙和可用地界线。

⑤接地设计。按照GB 50156—2012的第11．2．1条，CNG气瓶车的储气瓶组、油品储罐必须进行防雷接地，接地点不应少于2处。按GB 50156—2012第11．2．11条和第11．2．15条，CNG气瓶车的卸气场地，应设卸气时专用的防静电接地装置，并应设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪，接地电阻不应大于100W。当防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及报警、数字计量等信息系统的接地共用接地装置时，按GB 50156—2012第11．2．2条，其接地电阻应按其中要求最小的接地电阻确定。

⑥消防设施。CNG液压式加气子站及其加油加气合建站，以配置干粉灭火器、灭火毯和沙子为主，有条件者可考虑利用市政消火栓作为火灾时的辅助冷却设施。

4.2　施工与竣工验收

①资质与资格。承建CNG液压式加气子站、加油加气合建站建筑工程和设备安装工程的施工单位，应具有相应资质；焊工、站内设施和CNG液压式加气子站设备的检测人员，应取得相应资格，并持证上岗。

②材料和设备。材料和设备的技术指标，应符合设计文件要求，并具有有效的质量证明文件，尤其是CNG气瓶车的储气瓶组等压力容器，应有相应资质检验机构出具的《锅炉压力容器产品安全性能监督检验证书》。

③施工与竣工资料。施工前，施工单位应编制施工方案；工程全部完成后，应及时组织竣工验收，并整理和移交全套竣工资料。

4.3　操作运行管理

①制度与培训。要制定完善的操作运行作业规程、设备维修保养制度和?肖防安全管理制度，认真组织好员工的教育培训，切实增强员工的工作责任心，提高其消防安全素质。

②岗位与职责。要确定消防安全责任人和消防安全管理人，确定消防安全重点部位及相关责任人，明确职责，持证上岗，落实制度。

③安全警示。要设置消防安全警示标志，电气设备开关处要挂牌警示或安排专人值守。

④控制火源。严禁非操作人员进入CNG液压式加气子站设备操作区域；严禁携带火种进入加气站操作区域和售气区域；进入操作区域必须关闭移动通信设备；在设备操作区域内，严禁使用易产生火花的工具和物品，照明时应使用有橡胶防爆外壳的照明灯具。

⑤规范操作。CNG气瓶车换车作业时，牵引车头应先将空瓶气瓶车挂连并驶出卸气区域后，实瓶气瓶车方可进场停车；待实瓶气瓶车分离且其牵引车头驶出卸气区域后，方可进行实瓶气瓶车与子站增压橇体的连接；向新更换的实瓶气瓶车充液增压时，操作人员应在现场看护，观察压力变化情况，防止出现超压现象。

⑥日常监测。要定期检测可燃气体报警器、静电接地仪等监测设备，对响应阈值出现偏差、灵敏度降低的设备，应及时报废并更换，确保监测设备处于正常有效状态；CNG气瓶车每次进场前均应经全面检查并合格，严禁带病作业。

4.4　应急状况处置

①CNG泄漏处置预案。换车作业时向实瓶气瓶车充液增压的环节，是导致超压泄漏的主要情形。当管道发生CNG泄漏时，应立即按下“紧急停机”按钮，停止作业；关闭所有气、液阀门，切断电源。其他情形下的CNG泄漏，也应制定相应处置预案。

②停电应急处置预案。考虑到加气子站供电负荷等级只要求满足三级即可，临时停电状况偶有发生。加油加气站发生停电时，应立即停止作业；开启应急照明灯；关闭所有气、液阀门，切断电源；警戒现场；疏散非操作人员。

③紧急状况处置预案。凡出现雷击、地震和火灾等情况时，应立即停止作业；关闭所有气、液阀门；迅速向上级主管部门和消防部门报警；疏散人群和车辆；组织初期火灾扑救，控制火灾蔓延。

参考文献：

[1]吴国光，李连成，杨俊杰．CNG液压加气子站与常规加气子站方案比选[J]．煤气与热力，2008，28(1)：B29-B32．

本文作者：张振球

作者单位：南昌市消防支队