CNG和LNG火灾爆炸事故预防与处理

　　随着天然气资源的开发利用，为改善石油产品燃烧后对环境造成的污染，压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)得到了广泛的推广和应用，以满足天然气燃料的需要。然而，天然气具有火灾爆炸危险性，必须引起高度重视。

　　1. CNG和LNG的危害特征

　　天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体，甲类火灾危险性，爆炸极限为5%～15%(体积分数)，最小点火能量仅为0.28mJ，燃烧速度快，燃烧热值高(平均热值为33440kJ/m3)，对空气的相对密度为0.55，扩散系数为0.196，极易燃烧、爆炸，并且扩散能力强，火势蔓延迅速。

　　CNG和LNG的危害主要是由于其易燃、易爆等特性，一旦发生泄漏，爆炸和火灾将同时发生，且事故难以控制和施救，损失将会非常严重。

　　2. CNG和LNG的火灾事故预防

　　天然气在预处理、液化(或压缩)、储存、运输、接收、加气站等环节中，火灾事故的预防是关键。CNG和LNG都是易于挥发的气体，遇到明火容易发生火灾，CNG与空气混合后，只要温度达到650℃左右，即使没有火源也会自行着火；所以首先要防止CNG和LNG的泄漏或挥发，更重要的是要让CNG和LNG尽量远离火源。在操作中存在多种引火源：设备控制系统是对各种设备实施手动或自动控制的系统，潜在着电气火花；天然气在管道中高速流动，易产生静电火源；操作中使用工具不当，或因不慎造成的摩擦、撞击火花等。CNG和LNG站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道之侧，周围环境较复杂，受外部点火源的威胁较大，如邻近建筑烟囱的飞火，邻近建筑的火灾，频繁出入的车辆，人为的烟火、打火机火焰、手机电磁火花、穿钉鞋摩擦、撞击火花、化纤服装穿脱产生的静电火花，燃放鞭炮的散落火星，雷击等，均可成为加气站火灾的点火源。所以要严格控制用火，严禁烟火和明火，防止摩擦撞击打火，作业时不得使用电气焊、割；CNG和LNG站内压缩机组和储气瓶组与周围建、构筑物等的防火间距，不应小于(汽车加油加气站设计与施工规范)GB 50156—2002的规定。加气站内的总平面布置应按照《建筑设计防火规范》和《城市燃气设计规范》进行，除储气瓶(储气井)、生产建筑和必要的辅助设施外，不宜布置其他建筑。加气站生产、办公室应分区设置。加气站区内的储气瓶组(储气井)、压缩机间、调压间、加气机等应有明显分隔，并符合规范规定的间距。

　　3. CNG和LNG的爆炸事故预防

　　天然气的主要成分甲烷爆炸极限为5%～15%(体积分数)，所以在空气中，如果CNG或LNG泄漏或挥发，浓度达到甲烷的爆炸极限，遇火即发生爆炸，会造成不可估量的损失。压缩天然气加气站技术要求充装站的压缩机必须加压至25MPa以上，才能将天然气压缩到钢瓶内，这是目前国内可燃气体的最高压力储存容器。若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求，稍有疏忽，便可发生爆炸或火灾事故。系统高压运行容易发生超压，系统压力超过了其能够承受的许用压力，最终超过设备及配件的强度极限而爆炸或局部炸裂。

　　加气站内爆炸危险区域的等级范围划分应按《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156—2002确定。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定，使用高于或等于相应作业区域气体级别的防爆电气设备。爆炸危险区域慎用移动式和便携式电器，禁止私拉乱接，违章用电。为了能及时检测到可燃气体非正常超量泄漏，以便工作人员尽快进行泄漏处理，防止或消除爆炸事故隐患，加气站应设置可燃气体检测报警系统。压缩天然气储气瓶间(棚)、天然气泵和压缩机房(棚)等场所应设置可燃气体检测器。报警器宜集中设置在控制室或值班室内，操作人员能及时得到报警。可燃气体检测器和报警器的选用和安装，应符合国家行业标准《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063的有关规定。可燃气体检测器报警(高限)设定值应小于或等于可燃气体爆炸下限浓度值的25%。

　　储气瓶应选用符合国家有关规定和标准的产品。加气站宜选用同一种规格型号的大容积储气瓶，大容积储罐具有瓶阀少、接口少、安全性高等优点。

　　加气站的储气瓶(储气井)间宜采用开敞式或半开敞式钢筋混凝土结构或钢结构，有利于可燃气体扩散和通风，并增大建筑物的泄压比，屋面应采用非燃烧轻质材料制作。储气瓶组(储气井)与压缩机、调压器间、变配电间，在不能满足相应防火间距要求时，应采用钢筋混凝土防火隔墙隔开，隔墙顶部应比储气瓶组(储气井)顶部高1m及以上，隔墙长度应为储气瓶组(储气井)总长，并在两端各加2m及以上，隔墙厚度不应小于0.2m，可防止事故发生时相互影响。防火墙应能抵抗一定的爆炸压力。

　　为了防止爆炸性混合物的形成，爆炸危险区域内的房间应采取通风措施，以防止发生中毒和爆炸事故。采用自然通风时，通风口总面积不应小于300cm2/m2(地面)，通风口不应少于2个，且应靠近可燃气体易积聚的部位设置，尽可能均匀，不留死角，以便可燃气体能够迅速扩散。对于可能泄漏天然气的建筑物，向上排风为主。采用强制通风时，通风设备的通风能力在工艺设备工作期间应按每小时换气15次计算，在工艺设备非工作期间应按每小时换气5次计算。加气站内的所有设备、阀门、管道、管件的设计压力应比最大工作压力高10%，且在任何情况下不应低于安全阀的起始工作压力。

　　另外，在LNG泄漏遇到水情况下(例如集液池中的雨水)，水与LNG之间非常高的热传递速率，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声、喷出水雾，导致LNG蒸气爆炸。这个现象类似水落在一块烧红的钢板上发生的情况，可使水立即蒸发，为避免这种危险，应定期排放集液池中的雨水。