CNG典型事故案例分析

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2012年12月21日

1. 事故案例

1995年,川东某CNG加气站一钢瓶炸裂并飞至50m远,由此还引起钢瓶库的15支钢瓶发生喷射燃烧,焰柱高达20余米。根据调查资料显示:自1994年9月至1997年7月三年时间内,四川省的六个CNG加气站先后有8个钢瓶产生爆炸事故;此外,2004年7月10日在成都、2004年12月13日在郑州分别发生车用复合材料气瓶爆裂事故。

这几起典型的CNG加气站火爆事故,集中反映了火灾、化学及物理爆炸所产生的冲击波超压的严重危害性。

2. 事故原因

通过分析研究CNG运作过程中的事故案例,分析CNG站发生火灾和钢瓶发生燃烧爆炸的直接和间接原因,主要有以下几个方面:

(1) 钢瓶的材质问题。首先,通过对CNG钢瓶的抽样检验和对爆炸钢瓶的宏观检查,断口扫描、电子控针和X射线质谱分析发现,钢瓶材料的抗拉强度值偏高,屈强比偏大,塑性指标偏低,说明强度高而塑性差;其次,通过对钢瓶材质的纯净度分析得知,部分CNG钢瓶中的有害杂质元素(如S、P、0)的含量超过了安全技术要求的控制指标,即S、P含量>0.01%;第三,钢瓶在制造工艺上存在问题,由于目前此类钢瓶生产的专门厂家装备及技术水平和CNG专用钢瓶的制造工艺所限,一些钢瓶的表面存在气泡、裂纹、结疤、折叠、分层、夹杂、光洁度、麻点和凹坑等较为突出。表明这些钢瓶生产企业的生产工艺和制造精度难以满足技术要求,更不可能与美国、日本等发达国家的同类钢瓶相提并论。

(2) CH4的气质问题。实质上是介质中的H2S和游离水问题。天然气目前有深层和浅层两种,无论使用未经脱硫的浅层天然气还是使用经过脱硫的深井天然气,H2S的含量一般都控制在20mg/Nm3以下,而总硫化物的含量则控制在270mg/Nm3左右。这个控制指标仅适合于工业与民用燃气的输配气系统,而不适合于CNG的运行设备。这是因为,若CH4中的游离水尚未脱净(实际也不可能脱净)的情况下,硫化物中的H2S则是导致钢瓶积水腐蚀的祸根。从已被炸裂钢瓶的检查情况看,瓶内积存伴有刺鼻气味的黑水,有的达到了2.5~5kg/支(其中积水里的H2S含量超过了8.083mg/L)。从理论上讲,这种H2S的水溶液(即氢硫酸)在高压状态下对钢瓶或容器的腐蚀,比在4MPa以下的管网中进行得更快、更容易。

(3) CNG技术的规范化问题。CNG技术目前有井储式和瓶储式两种。为方便用户,节约成本,有的提出建设油、气共用站的主张,以加快开发进度。这些充装站的安全技术措施与对策,有待进一步改进与完善,如井储式井El钢管衔接处的防止泄漏和维护检查问题,瓶储式钢瓶的腐蚀与放置方式,油气共用站建设的防火间距与安全要求,子母站建设与流动加气车的设备等,国外虽有实践但不多,而相关的GB技术规范和标准尚待进一步完善或制订。

(4) 在CNG充装站的建设过程中,由于国家专项标准和技术规范尚待制定,在此过渡期问,不严格按照现行技术标准和规定进行设计、施工、甚至偷工减料或使用劣质材料建设劣质工程,致使埋下先天隐患。

(5) 新建CNG充气站的操作人员因不熟悉CNG新技术和未参与上岗前的系统培训,容易出现违章作业或违反安全操作规程,易留下隐患。

(6) 一些企、事业单位和主管部门没有认真安全组织、规章制度以及各项安全管理措施造成的事故隐患。

3. 事故预防措施

CNG加气站发生爆炸事故将给国家和人民生命财产造成巨大损失,严重影响正常的工业生产和居民生活。为深刻汲取事故教训、严防类似事故发生,应采取以下防范措施:

(1) 在安全设计和安全工艺方面,各种储气规模的CNG加气站,必须选择具有甲级资质的专业设计单位承担工程设计任务,并把储气装置作为加气站的设计重点。在“GB”标准尚未出台之前,应以CJJ84—2000《汽车用燃气加气站技术规范》作为设计依据,暂缓执行“DB”(地方标准)和其他部颁标准。初步设计方案应由政府CNG管理部门组织有关专家评审并报主管部门审批后方可进入工程施工建设程序。实践证明,把好工程设计源头关,是控制事故的关键环节。

(2) 要把预防CNG加气站火灾爆炸事故的具体消防技术措施作为重点,其内容主要包括:①站、址选点布局;②建筑消防措施(安全距离、耐火等级、建筑构造、通风排气、建筑防爆等);③电气消防措施(电气运行设备选择和安全控制、电气防爆、自动报警装置、防静电、防雷等);④消防给水的类型和容量以及常规消防器材的配置等。消防监督部门应当依据有关技术规范和规定,严格履行消防建审监督审批,依法建站,是预防事故的重要环节。

(3) 为了确保CNG加气站储气装置的长期、安全、稳定运行,在生产工艺技术上,必须严格把好“三脱”(脱硫、脱水、脱烃)关,有利于从源头上控制和减少储气设备遭受腐蚀侵害和事故危害,是避免事故的有效环节。

(4) 消防监督部门应以《中华人民共和国消防法》和公安部有关消防监督管理的行政规章,以及现行相关的技术规范、标准为依据,将所有CNG充装站纳入消防安全重点单位实施安全监督检查和管理,督促企业认真履行各自岗位的消防安全职责,尤其是安全责任人和重点岗位操作人员和职责,以及CNG充气站的规范设计等。

(5) CNG经营企业必须强化内部安全管理,具体做到安全管理,资金技术负责制,建立健全各项规章制度和消防组织,按规定配足消防器材和设施,坚持经常检查和巡查,对火灾隐患尤其是重大火灾隐患,要做到及时发现、及时整改。要加强对重点部位如瓶库及压缩机房的监护,管理人员和操作人员要经过严格的岗位安全培训,并经考试合格方可持证上岗。

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