CNG儲氣裝置的安全評價及預防處置技術（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
1、CNG儲氣裝置及CH4介質的燃爆特性
1.1 加氣站儲氣裝置與技術。
在各種CNG加氣站里，通過壓縮機加壓壓縮，強行將天然氣儲存在固定場所設置的特制容器內，專供汽車加氣的備用裝置或系統，稱為儲氣裝置或儲氣技術。該裝置因具有25-30MPa的高壓以及介質易燃易爆的危險性質，所以儲氣裝置在CNG加氣站當屬特別重要的核心部位，尤其是對儲氣設施設備布置方式的選擇、安全可靠性評價、工藝制造以及材質等方面的安全技術考慮，都有許多特殊要求。
我國的CNG加氣站，經歷了較長時間的開發研究，迄今儲氣瓶、儲氣罐和儲氣井技術工藝，目前正在逐步趨于成熟與完善，有的已初具規模。現將三類不同裝置的加氣站簡介如下：
①瓶儲加氣站。是將若干儲氣瓶按不同壓力分級布置的加氣站，單瓶水容積通常為60L或80L居多，材質采用無縫優質鋼或具有防火功能的樹脂纖維纏繞技術制造。儲氣瓶的優點是經濟，靈活，建設成本較低。缺點是供氣系統阻力大，管閥連接處泄漏點多，增加了不安全因素。此外，每年支付的維護費用多，增加了后期供氣成本。
②罐儲加氣站。是將壓縮天然氣儲存在球型或園柱型儲氣罐中的加氣站，其儲罐水容積主要有2m3、3m3、4m3或6m3的幾種規格，一般每站設置3～6罐為宜。這種儲氣罐是90年代后期較為廣泛使用的CH4高壓儲存容器，其優點主要是：氣體集中儲存，管閥連接點較少，泄漏因素降低，恰好彌補了儲氣瓶的不足，具有較好的安全性。缺點是：爆炸事故發生時，地面沖擊波的輻射范圍大、強度大等。是較受歡迎的儲氣裝置。
③井儲加氣站。顧名思義，是將壓縮天然氣儲存在地下儲氣井的加氣站，儲氣井是四川石油管理局自80年代中期開始在不斷實踐探索的基礎上，研究開發的新型儲氣技術。這種儲氣裝置是在加氣站一定位置開鉆3～6口地下井，每口井的深度約100m，上小下大口徑不等，單井水容積為2m3左右，采用進口材質的套管和鋼筋混凝土固井技術，具有安全牢固、節約維護費用、節約土地資源以及減少地面沖擊波放射范圍和強度等許多優點，是很受歡迎、安全可靠的高壓CH4儲氣裝置。以上三種儲氣裝置的基本情況現列表如下：
表--1 CNG加氣站儲氣設施布置概覽
序號項目儲氣瓶儲氣罐儲氣井
1單個容量規格50L或80L/瓶2000-4000L2000L/井
2單組布置數量80-230瓶3-6罐3-8井
3容器水容積(m3)6-126-126-12
4標準儲氣量（Nm3）1500-30001500-30001500-3000
5占地面積（m3）306010
6建設投資概算(萬元/站)66.094.096.5
7檢驗維護費(萬元/年)1.250.75——
8四川省2001年12月31日截止分類統計數(站)196836
1.2 CH4介質的理化質及燃爆參數
我國車用壓縮天然氣主要分為"干氣"和"濕氣"兩大類，氣質狀況視CH4產地不同而有區別，四川、重慶、海南、陜西、新疆等地的氣田氣通常為干氣，CH4含量一般在95%以上；而河北、吉林、遼寧、甘肅、湖北、山東等地的油田伴生氣通常為濕氣，CH4含量一般在80%左右。實際應用結果證明，"干氣"不僅有利于安全，而且更有益于作為CNG汽車的燃料介質使用。處于高壓狀態下的CH4，無論管理人員或操作人員，都要對其性質、技術參數和特殊要求作全面了解和掌握。
現將對CH4研究測試及查驗的主要理化性質及燃爆參數列于表-2：
表--2 CH4主要理化性質及燃爆參數
序號參數名稱單位數據序號參數名稱單位數據
1爆炸濃度下限％5.013分子量——16.04
2爆炸濃度上限％15.014凝固點℃-183.2
3化學計量濃度％9.4615熔點℃-182.5
4最大爆壓濃度％9.816沸點℃-161.5
5最大爆炸壓力MPa0.71717閃點℃-190
6最小引爆能量Mj0.2818自燃點℃540
7最小報警濃度
(LEL下限1/3)％≤1.719氣體密度（空氣）G/10.55
8燃燒熱值Kcal/m3950020液體密度（水）-164℃0.42
9燃燒溫度℃183021臨界溫度℃-82.6
10燃燒空氣量m3/m39.5222臨界壓力MPa4.58
11燃燒熱Kj/mol889.523CH4 中的H2S允許濃度（民用）
mg/m3≯20
12氣化熱Kj/mol122.024CH4 中的H2S允許濃度（汽車用）
mg/m3≯15
除以上重要參數外，按照國家有關技術規范的規定，CH4生產儲存場所的火災危險性確定為甲類，一級易燃氣體；火災爆炸危險度為：
H=(R-L)/L=(15-5)/5=2；危險貨物統一名稱編號煤礦：21007。
