【正文】 CNG加氣站安全技術(shù) 1 目錄 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 2 CNG加氣站概述 3 CNG加氣站的一般規(guī)定 4 CNG加氣工藝及設(shè)施 5 加氣站安全基本知識 6 防爆防火措施 7 加油加氣站消防設(shè)施 8 CNG加氣站安全管理 2 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 概述 表 11 世界主要國家 CNG汽車數(shù)量及加氣站數(shù) 國家 CNG汽車數(shù)（萬輛） CNG加氣站數(shù)（座） 阿根廷 531 意大利 29 284 俄羅斯 187 美國 1102 新西蘭 190 加拿大 120 巴西 39 其它 319 合計 2772 3 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 天然氣汽車的種類 天然氣汽車是指以天然氣作為燃料的汽車 ， 按照壓力及形態(tài) ， 可分為： （ 1） 低壓氣囊式天然氣汽車 。 它是指天然氣以低壓方式充裝于汽車頂部的氣囊內(nèi) ， 直接供給內(nèi)燃機(jī)燃燒 ， 該種充裝方式目前已基本上淘汰了 。 英文縮寫為 NGV。 （ 2） 壓縮天然氣汽車 。 天然氣壓縮至 20MPa， 儲存于汽車用壓縮天然氣鋼瓶中 ， 經(jīng)減壓后供給內(nèi)燃機(jī) 。 目前的天然氣汽車基本上指的都是壓縮天然氣汽車 。 英文縮寫為CNGV。 4 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 天然氣概念車（德國） Opel新車（德國） 5 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ? 在德國波恩舉行的“天然氣驅(qū)動汽車環(huán)游”活動表明，天然氣驅(qū)動比燃油驅(qū)動更有效：一公斤壓縮天然氣現(xiàn)在的價格為 67歐分，而汽車可行駛相當(dāng)于 達(dá)到的距離（在德國 93號汽油的價格為 1升 ）把天然氣換算成汽油價格僅相當(dāng)于 42到 48歐分。因?yàn)樘烊粴庠诘聡兄钡?2023年的稅收優(yōu)惠政策，所以與汽油柴油相比要 便宜百分之七十到八十 。 6 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ? 東風(fēng) CNG公交客車 ： 東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司（原東風(fēng)汽車工業(yè)投資有限公司）和清華大學(xué)共同承擔(dān)的“十五”國家科技攻關(guān)計劃“ 清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)與示范應(yīng)用 ”項(xiàng)目 7 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 （ 3） 液化天然氣汽車 。 將天然氣液化氣后 ， 儲存于高壓保溫鋼瓶中 。 它儲存燃料裝置的體積比壓縮天然氣汽車的小 ， 行駛里程長 ， 但技術(shù)要求高 ， 目前尚處于開發(fā)試驗(yàn)階段 。 英文縮寫為 LNGV。 ? 20世紀(jì) 80年代晚期到 90年代 ， 對環(huán)境問題的重視使得NGV再次受到關(guān)注 。 美國 1988年的汽車代用燃料法案（ Alternative Motor Fuels Act） 、 1990年的清潔空氣法案修正案 （ Clean Air Act Amendments） 和 1992年的能源政策法案 （ Energy Policy Act） 引發(fā)了對 NGV的研究熱潮 。 8 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ? 目前 ， 美國的 LNG汽車技術(shù)己完全進(jìn)入實(shí)用化階段 ， 有成熟的產(chǎn)品供應(yīng) 。 如 MVE公司作為世界最大的低溫儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計 、 制造公司之一 ， 就設(shè)有專門的 LNG業(yè)務(wù)部門 ， 其主要的業(yè)務(wù)就是車用 LNG設(shè)備及 LNG燃料站的裝置 。 ? 日本從 1969年開始進(jìn)口 LNG以來 ， 進(jìn)口量逐年遞增 ， 到 1997年己達(dá) 106萬噸 ， 現(xiàn)己成為 世界上最大的 LNG進(jìn)口國 。 為加快 NGV的推廣使用 ， 日本國際貿(mào)易和工業(yè)管理部于 1990年開始實(shí)施政府資助項(xiàng)目 NGVUIP， 日本燃?xì)鈪f(xié)會從 1990年 4月至 1996年 3月己在執(zhí)行該項(xiàng)目 。 該協(xié)會這 6年主要集中關(guān)注 CNG汽車及加氣站建設(shè) 。 而從 1996年 4月至 2023年 3月 ， 則集中力量發(fā)展 LNG汽車及其燃料站建設(shè) 。 到 1998年底 ， 日本己成功開發(fā)了一輛 LNG燃料汽車的原型車及一個燃料站原型 。 9 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 ? 目前我國的天然氣工業(yè)存在著供需之間地域的矛盾，即天然氣產(chǎn)地多在四川及西北等內(nèi)陸地區(qū)，而對天然氣需求較大的卻在東部和東南沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。而天然氣管道的運(yùn)輸在我國又是一個薄弱環(huán)節(jié)。國家的遠(yuǎn)景規(guī)劃是將在 2023年建成 3條國內(nèi)的及 2條國際的天然氣管道，以期從俄羅斯及土庫曼斯坦進(jìn)口天然氣。近期我國南部地區(qū)還將引進(jìn) LNG。 ? 2023年 11月 11日，在重慶舉辦的綠色環(huán)保汽車展上，展示了一輛液化天然氣汽車。 10 11 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 用天然氣替代汽 （ 柴 ） 油的優(yōu)點(diǎn) （ 1） 污染少 ? 據(jù)統(tǒng)計 ， 目前各大城市汽車尾氣排放是造成城市空氣污染的主要原因 ， 它占了空氣污染源總量的 60%以上 ， 將汽車燃料由汽 （ 柴 ）油改為天然氣后 ， 尾氣污染會明顯減少 。 與汽油相比 ， 天然氣汽車尾氣中 ， CO減少 97%， HC減少 72%， NOX減少 39%， CO2減少 24%，SO2減少 90%， 汽車噪音亦可降低 40%， 可以說 ， 天然氣是汽車最佳的清潔燃料 。 （ 2） 運(yùn)行費(fèi)用低 ? 按汽油 4元 /kg ， 天然氣 /m3計 ， 表 2是二種汽車燃料的運(yùn)行價格比 。 由表 2可見 ， 天然氣汽車與汽油汽車相比較 ， 可節(jié)省費(fèi)用約 /km。 若將汽油車改裝為雙燃料汽車所需費(fèi)用為 6000～10000元 /輛 ， 正常運(yùn)行情況下 ， 6～ 12個月即可收回改裝費(fèi)用 。 12 1 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀 表 12 汽油、天然氣汽車運(yùn)行價格比較表 （ 3） 運(yùn)行安全 ? 天然氣相對密度 （ 空氣為 1） 小 ， 為 ～ ， 泄漏后很快升空 ，易散失 ， 不易著火；汽油蒸汽較重 ， 液態(tài)揮發(fā)有過程 ， 且不易散失 ， 易著火爆炸 。 天然氣爆炸極限為 %～ 15%（ 5%～ 16%） ， 比汽油 （ 爆炸極限為 1%～ 6%） 高 ～ ， 而且天然氣自燃點(diǎn)（ 在空氣中 ） 為 650℃ ， 比汽油自燃點(diǎn) （ 510～ 530℃ ） 高 ， 故天然氣比汽油泄漏著火的危險小 。 ? 《 汽車用壓縮天然氣鋼瓶標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB172581998） 規(guī)定： 鋼瓶試驗(yàn)壓力高于工作壓力 4倍 ， 并安裝有防爆設(shè)施 ， 不會因汽車碰撞或翻覆造成失火或爆炸 ， 而汽油汽車的油箱系非壓力容器 ， 著火后容易爆炸 。 燃料 熱值 價格 運(yùn)行里程 運(yùn)行價 汽油 43953（ kJ/kg） 4元 /kg （ 元 /km） 天然氣 44688（ kJ/m3） /m3 （ 元 /km） 13 2 CNG加氣站概述 前言 ? 2023年 7月 1日 ， 我國正式施行 《 汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范 》（ GB 501562023） ， 結(jié)束了我國無統(tǒng)一加油加氣站規(guī)范的局面 ，使我國加油加氣站的設(shè)計 、 施工與管理 ， 從此走上了統(tǒng)一的規(guī)范化的道路 。 《 汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范 》 （ GB 501562023）以 《 小型石油庫及汽車加油站設(shè)計規(guī)范 》 依據(jù) ， 增加了汽車用液化石油氣加氣站 、 壓縮天然氣加氣站和工程施工內(nèi)容而完成的 。 2023年前： ? 《 小型石油庫及汽車加油站設(shè)計規(guī)范 》 GB5015692 ? 《 汽車用壓縮天然氣加氣站設(shè)計規(guī)范 》 SY009298 ? 《 汽車用液化石油氣加氣站設(shè)計規(guī)范 》 SY009398 ? 《 汽車用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范 》 CJJ 842023/J222023 北京 、 上海 、 廣州等地方政府還制定了地方加氣站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 。 14 2 CNG加油加氣站概述 標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語 （ 1） 加油加氣站： automobile gasoline /gas filling station （ 2） 壓縮天然氣加氣站： automobile CNG filling station （ 3） 加油加氣合建站： automobile gasoline and gas filling station （ 4） 加氣站： automobile LPG or CNG filling station （ 5） 站房： station house （ 6） 加氣島： gas filling island （ 7） 加氣機(jī)： LPG（ CNG） dispenser （ 8） 壓縮天然氣加氣母站： gas primary filling station （ 9） 壓縮天然氣加氣子站： gas secondary filling station （ 10） 加氣井： gas storage well 15 2 CNG加油加氣站概述 天然氣加氣站簡介 ? 天然氣加氣站一般分為三個基本類型，即 快速充裝型 ，普通（慢速）充裝及兩者的混合型。常見的為快速充裝型。 ? 天然氣加氣站（快速充裝站） 是指以壓縮天然氣（ CNG） 形式向天然氣汽車（ NGV） 和大型 CNG子站車提供燃料的場所。天然氣管線中的氣體一般先經(jīng)過前置凈化處理，除去氣體中的硫份和水份，再由壓縮機(jī)組將壓力由 25MPa， 最后通過售氣機(jī)給車輛加氣。 ? 一 個典型的快速充裝站所需的設(shè)備包括天然氣 壓縮機(jī) ， 高壓鋼瓶組（或高壓儲氣球或高壓儲氣井） ， 控制閥門及加氣機(jī) 等，輔肋設(shè)備包括一種單塔型無膠粘劑的可再生分子篩干燥器及流量計。 16 圖 21a 成都新華 CNG加氣站 圖 21b 富順 CNG加氣站 圖 21c 自貢雙塘 CNG加氣站 圖 21d CNG加氣母站 （ 北京 ） 2 CNG加油加氣站概述 17 2 CNG加油加氣站概述 天然氣質(zhì)量 ? 引入加氣站的天然氣質(zhì)量不得低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 《 天然氣 》 （ GB17820）的 Ⅱ 類氣質(zhì)指標(biāo) ， 汽車用天然氣質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 《 車用壓縮天然氣 》 的規(guī)定 。 系統(tǒng)組成 ? 天然氣加氣站由天然氣引入站管道和脫硫 、 脫水 、 調(diào)壓 、 計量 、 壓縮 、 貯存 、 加氣等主要生產(chǎn)工藝系統(tǒng)及循環(huán)冷卻水 、 廢潤滑油回收 、 冷凝處理 、供電 、 供水等輔助生產(chǎn)工藝系統(tǒng)組成 ， 可分為 貯存加壓生產(chǎn)區(qū) 和 加氣營業(yè)輔助區(qū) 。 ? 貯存加壓生產(chǎn)區(qū)： 內(nèi)設(shè)天然氣壓縮機(jī)房 （ 含天然氣過濾 、 調(diào)壓 、 計量 、 壓縮脫水裝置和儲氣瓶庫 、 天然氣壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng) ） 。 ? 加氣營業(yè)輔助區(qū)： 設(shè) ① 加注區(qū) （ 含天然氣加氣島 ） 。 ② 營業(yè)站房 （ 含營業(yè)室 、 財務(wù)室 、 值班室 、 辦公室 、 儀表總控制室等 ） 。 ③ 綜合輔助用房 （ 含高低壓變配電室 、 消防水系統(tǒng)等 ） 。 18 2 CNG加油加氣站概述 加氣系統(tǒng)流程 ? 來站天然氣經(jīng)過濾 、 調(diào)壓計量后經(jīng)緩沖穩(wěn)壓后進(jìn)入壓縮機(jī) ， 天然氣壓縮機(jī)將天然氣壓縮加壓至 25MPa進(jìn)入高壓脫水裝置除去剩余水分 ， 脫水后經(jīng)程序控制器選擇安排 ， 進(jìn)高壓儲氣瓶組或高壓儲氣管束 ，分不同壓力儲氣 ， 不同高壓天然氣又在程序售氣控制器下經(jīng)天然氣售氣機(jī)向燃?xì)馄囀蹥?。 當(dāng)高壓儲氣系統(tǒng)存氣不足時 ， 經(jīng)程序控制器天然氣可經(jīng)壓縮機(jī)加壓直接供給售氣機(jī) ， 經(jīng)計量向燃?xì)馄囀蹥?。加氣系統(tǒng)流程見圖 19 2 CNG加油加氣站概述 圖 加氣站系統(tǒng)流程示意圖 20 3 CNG加氣站的一般規(guī)定 ? 可采取罐車運(yùn)輸或管道輸送的方式 。 當(dāng)壓縮天然氣加氣站采用管道供氣方式時 ， 不應(yīng)影響營網(wǎng)其它用戶正常使用 。 建站 ? 加油站與液化石油氣加氣站或加油站與壓縮天然氣加氣站可聯(lián)合建站 。 ? 汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范 》 （ GB 501562023） 允許汽車加油站和汽車加氣 （ LPG、 CNG） 站合建 。 這樣做有利于節(jié)省城市用地 ， 有利于經(jīng)營管理 ， 也有利于燃?xì)馄嚨陌l(fā)展 。 只要采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?， 加油站和加氣站合建是可以做到安全可靠的 。 國外燃?xì)馄嚢l(fā)展比較快的國家普遍采用加油站和加氣站合建方式 。 21 3 CNG加氣站的一般規(guī)定 加氣站儲氣設(shè)施的總?cè)莘e限制 ? 壓縮天然氣加氣站儲氣設(shè)施的總?cè)莘e應(yīng)根據(jù)加氣汽車數(shù)量 、 每輛汽車加氣時間等因素綜合確定 ， 在城市建成區(qū)內(nèi)不應(yīng)超過 16m3。 在 《 汽車用燃?xì)饧託庹炯夹g(shù)規(guī)范 》 （ CJJ 842023） 中規(guī)定 ， 加氣站分為： ? 一級站：總儲氣容積為 13～ 16m3； ? 二級站：總儲氣容積為 7～ 12m3； ? 三級站：總儲氣容積為 ≤ 6m3。 ? 而 新規(guī)范 《 汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范 》 （ GB 501562023）不對加氣站分級 ， 僅對壓縮天然氣加氣站儲氣設(shè)施的總?cè)莘e大小 ，根據(jù)加氣汽車數(shù)量 、 每輛汽車加氣時間等因素綜合確定 ， 并規(guī)定在 城市建成區(qū)內(nèi)不應(yīng)超過 16m3。 22 3 CNG加氣站的一般規(guī)定