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【摘 要】由于当今CNG加气站的布点多在人口稠密、设施集中的城市中心和交通要道，一旦出现泄露或爆炸事故必然造成重大的财产损失和人员伤亡。因此本文特选取了在CNG加气站发展水平高的城市作为调研对象，对其发生的安全事故进行的分类，从安全风险识别方面提出了合理建议，具有一定的参考价值。
【关键词】CNG加气站；安全技术问题；安全风险识别评价机制
1 前言
经过近十年汽车工业的高速发展，我国已成为名副其实的汽车生产和消费大国，而伴随而来的却是能源和环保问题越来越突出。近几年，天然气作为最具发展潜力和应用前景的新型燃料日益受到政府和社会的关注，将天然气作为一种清洁燃料应用到汽车中成为了汽车行业未来发展的方向。压缩天然气（CNG）作为一种新型燃料，因其燃烧充分、污染小、成本相对低廉等优势而日益得到各国政府的青睐，目前CNG加气站已成为世界各国城市基础设施重要一环。在西方工业发达国家，天然气在居民生活用燃料中的比例已突破50%，而且据调查分析，预计2010年以后全球CNG汽车将以年均16%速度上升。我国自上世纪末在全国上下开展“空气净化工程---清洁汽车行动”活动以来，CNG加气站及CNG汽车开始出现，尤其是进入“十一五”时期以后，各地CNG加气站及汽车呈井喷式递增，与此同时天然气在我国居民生活用燃料中比例也迅速扩大。随着社会对清洁环保概念的日益重视以及以天然气开发与应用技术的日益成熟，相信CNG加气站数量还将进一步增多。
然而必须注意到的是，在CNG加气站遍地开花的同时，CNG加气站的安全问题也随之暴露出来。CNG本质还是天然气，具有易燃易爆性质，加之当今CNG加气站的布点多在人口稠密、设施集中的城市中心和交通要道，一旦出现泄露或爆炸事故必然造成重大的财产损失和人员伤亡。因此必须加强对CNG加气站安全技术的研究分析，特别是建立风险识别和安全评价机制，从源头上对CNG加气站涉及安全问题进行防范和控制，才能促进我国CNG加气站更好的推广和安全运营。本文选取了在CNG加油站发展水平高的城市作为调研对象，对其发生的安全事故进行的分类，从安全风险识别方面提出了合理建议，具有一定的参考价值。
2 CNG加气站安全技术问题分析
2.1 安全事故分类
在抽取的60个CNG加气站调研样本中，近几年共发生90余起安全事故，按照国家标准及损失程度将这些事故划分为重大安全事故和一般事故。分析事故原因一般有设计问题、产品质量问题、自然腐蚀、卡套脱落、冬季管道冰冻等，其中安全拉断阀实效导致高压管件泄露是造成事故发生的主要原因。下表是调研CNG加气站事故类型的整体情况。
2.2 加气机质量问题及气瓶检测问题
通过调研发现，因加气人员或驾驶CNG汽车司机操作失误致使加气枪高压管拉断是导致安全事故多发的主要原因。一些加气软管管路未能设置安全拉断阀，一些加气机安装的钢球定位结构式的快换接头来代替拉断阀，而这种快换接头的拉力是极不稳定的，还有一些加气站超压加气，这些疏忽和不当失误极易引发爆炸。
2.3 气质相关问题
2.3.1 CNG水含量问题
水露点是《车用压缩天然气》规定的所有技术指标中最为基本的一个指标。然而现实是，按照国标规定的相应标准来配备露点仪，不仅价格昂贵，而且操作更为复杂。目前CNG加气站对水露点的检测方式是直接测量器水含量体积分数，然后参考相应的换算表计算出标准气压下的水露点温度。问题是，此法虽然成本低，操作方便，但含水量换算成高压下的水露点的标准目前在行业未能很好地实现统一，且查图法往往造成较大的误差。如此次调研的60个CNG加气站发现，部分CNG加气站出站含水量远超正常值50-60ppm，最高达到80ppm。几乎所有的出站CNG水露点超过了国标要求的80%以上。这些现象的出现多与测量装置和换算方法问题有关。
2.3.2 CNG硫化氢含量问题
CNG加气站储气井套管出现的“氢脆”现象与储备气体压力有直接关系，研究发现引发“氢脆”现象的硫化氢允许含量与储存的气体压力呈反比关系，即储存气体的压力越大，硫化氢含量最高容许体积浓度也就越低。一般而言，CNG汽车载气瓶在工作压力最高为20MPa的情况下，硫化氢最高容许浓度要限定在15ppm，而储气井则是25MPa对应12ppm。只有在以上的极限值以内，才不至于发生储气装置的“氢脆”现象，而在调研中近五成的加气站硫化氢含量超标。
2.3.3 在线监测装置问题
CNG加气站气质在线监测一般是水分分析仪和硫化氢在线监测等装置设备。然而在调研中发现，近五成的加气站未能按要求安装必备的微量水分分析仪设备，40%左右的加气站没有安装硫化氢在线监测装置，还有些加气站虽然安装了必备的监测设备，但是在安装后未能定期进行校正，导致装备成摆设。
2.4 CNG加气站储气井问题
采取井管储气方式是CNG加气站普遍采取的方式，不过储气井都有寿命限制，一般是25年左右。然而从调研中发现储气井事故多发的主要原因是储气井的质量不过关影响到了气其正常寿命，这与建设初的质量缺陷和后期维护中的质量忽视直接相关。分析影响储气井质量问题原因，一是天然气气质本身不合格，调查中的加气站气质绝大部分水含量和硫化氢含量偏高，从而对井壁形成腐蚀，腐蚀物再加上尘垢造成高压管线或阀门堵塞失效；二是井管本身的质量问题。一些加气站在井管选择上没按相应的技术标准来执行，一些为图成本节约采用废旧的井管，从此次调研的因井管问题造成的安全事故来看多是由质量不过关原因所致；三是储气井排液管封堵导致积液腐蚀套管内壁，这些现象在接受调研的加气站中比较常见。因此，从以上分析因素来看，要保证储气井25年寿命这一底线，必须从建设初期的质量控制和后期维护中的质量监控入手。
3 建立安全风险识别评价机制，促进CNG加气站安全运行
CNG的性质决定了CNG加气站必然始终处于高风险状态，因此建立相应的危险因素识别和风险分析机制十分必要。建立CNG加气站风险识别机制一般从操作介质、生产装置及工艺、人员、环境及事故统计方面。一是天然气本身的危险性：CNG加气站以净化天然气为起源，因此进站气质必须符合国标规定的标准；化学意义上的天然气与空气混合后爆炸极限值为5%～15%，而物理意义上天然气与火源相遇即能发生燃烧或爆炸；CNG加气站的工作压力为25MPa～30MPa，超出极限也将发生泄漏或爆炸风险。二是生产装置及工艺的危险性：CNG加气站涉及到的气体净化系统、增压系统、售气系统、高压储气系统等装置因质量不过关或操作不当等都极易发生事故。三是环境和人员的危险性：生产操作人员操作不规范、麻痹大意或习惯性违规等都是人为因素在成事故的常见表现，也有一些CNG加气站靠近人口稠密地区，人员涉入度深，导致事故发生率相应增多，同时事故导致的财产损失和人员伤亡情况也相应更严重。
4 结语
总之，通过以上几个“危险性”组成了风险识别的参考因素，借助系统安全工程原理利用预先危险性分析法从结果导出引起事故的原因，从而找出预防、纠正和补救措施，消除或控制危险因素。
【关键词】CNG加气站；安全技术问题；安全风险识别评价机制
1 前言
经过近十年汽车工业的高速发展，我国已成为名副其实的汽车生产和消费大国，而伴随而来的却是能源和环保问题越来越突出。近几年，天然气作为最具发展潜力和应用前景的新型燃料日益受到政府和社会的关注，将天然气作为一种清洁燃料应用到汽车中成为了汽车行业未来发展的方向。压缩天然气（CNG）作为一种新型燃料，因其燃烧充分、污染小、成本相对低廉等优势而日益得到各国政府的青睐，目前CNG加气站已成为世界各国城市基础设施重要一环。在西方工业发达国家，天然气在居民生活用燃料中的比例已突破50%，而且据调查分析，预计2010年以后全球CNG汽车将以年均16%速度上升。我国自上世纪末在全国上下开展“空气净化工程---清洁汽车行动”活动以来，CNG加气站及CNG汽车开始出现，尤其是进入“十一五”时期以后，各地CNG加气站及汽车呈井喷式递增，与此同时天然气在我国居民生活用燃料中比例也迅速扩大。随着社会对清洁环保概念的日益重视以及以天然气开发与应用技术的日益成熟，相信CNG加气站数量还将进一步增多。
然而必须注意到的是，在CNG加气站遍地开花的同时，CNG加气站的安全问题也随之暴露出来。CNG本质还是天然气，具有易燃易爆性质，加之当今CNG加气站的布点多在人口稠密、设施集中的城市中心和交通要道，一旦出现泄露或爆炸事故必然造成重大的财产损失和人员伤亡。因此必须加强对CNG加气站安全技术的研究分析，特别是建立风险识别和安全评价机制，从源头上对CNG加气站涉及安全问题进行防范和控制，才能促进我国CNG加气站更好的推广和安全运营。本文选取了在CNG加油站发展水平高的城市作为调研对象，对其发生的安全事故进行的分类，从安全风险识别方面提出了合理建议，具有一定的参考价值。
2 CNG加气站安全技术问题分析
2.1 安全事故分类
在抽取的60个CNG加气站调研样本中，近几年共发生90余起安全事故，按照国家标准及损失程度将这些事故划分为重大安全事故和一般事故。分析事故原因一般有设计问题、产品质量问题、自然腐蚀、卡套脱落、冬季管道冰冻等，其中安全拉断阀实效导致高压管件泄露是造成事故发生的主要原因。下表是调研CNG加气站事故类型的整体情况。
2.2 加气机质量问题及气瓶检测问题
通过调研发现，因加气人员或驾驶CNG汽车司机操作失误致使加气枪高压管拉断是导致安全事故多发的主要原因。一些加气软管管路未能设置安全拉断阀，一些加气机安装的钢球定位结构式的快换接头来代替拉断阀，而这种快换接头的拉力是极不稳定的，还有一些加气站超压加气，这些疏忽和不当失误极易引发爆炸。
2.3 气质相关问题
2.3.1 CNG水含量问题
水露点是《车用压缩天然气》规定的所有技术指标中最为基本的一个指标。然而现实是，按照国标规定的相应标准来配备露点仪，不仅价格昂贵，而且操作更为复杂。目前CNG加气站对水露点的检测方式是直接测量器水含量体积分数，然后参考相应的换算表计算出标准气压下的水露点温度。问题是，此法虽然成本低，操作方便，但含水量换算成高压下的水露点的标准目前在行业未能很好地实现统一，且查图法往往造成较大的误差。如此次调研的60个CNG加气站发现，部分CNG加气站出站含水量远超正常值50-60ppm，最高达到80ppm。几乎所有的出站CNG水露点超过了国标要求的80%以上。这些现象的出现多与测量装置和换算方法问题有关。
2.3.2 CNG硫化氢含量问题
CNG加气站储气井套管出现的“氢脆”现象与储备气体压力有直接关系，研究发现引发“氢脆”现象的硫化氢允许含量与储存的气体压力呈反比关系，即储存气体的压力越大，硫化氢含量最高容许体积浓度也就越低。一般而言，CNG汽车载气瓶在工作压力最高为20MPa的情况下，硫化氢最高容许浓度要限定在15ppm，而储气井则是25MPa对应12ppm。只有在以上的极限值以内，才不至于发生储气装置的“氢脆”现象，而在调研中近五成的加气站硫化氢含量超标。
2.3.3 在线监测装置问题
CNG加气站气质在线监测一般是水分分析仪和硫化氢在线监测等装置设备。然而在调研中发现，近五成的加气站未能按要求安装必备的微量水分分析仪设备，40%左右的加气站没有安装硫化氢在线监测装置，还有些加气站虽然安装了必备的监测设备，但是在安装后未能定期进行校正，导致装备成摆设。
2.4 CNG加气站储气井问题
采取井管储气方式是CNG加气站普遍采取的方式，不过储气井都有寿命限制，一般是25年左右。然而从调研中发现储气井事故多发的主要原因是储气井的质量不过关影响到了气其正常寿命，这与建设初的质量缺陷和后期维护中的质量忽视直接相关。分析影响储气井质量问题原因，一是天然气气质本身不合格，调查中的加气站气质绝大部分水含量和硫化氢含量偏高，从而对井壁形成腐蚀，腐蚀物再加上尘垢造成高压管线或阀门堵塞失效；二是井管本身的质量问题。一些加气站在井管选择上没按相应的技术标准来执行，一些为图成本节约采用废旧的井管，从此次调研的因井管问题造成的安全事故来看多是由质量不过关原因所致；三是储气井排液管封堵导致积液腐蚀套管内壁，这些现象在接受调研的加气站中比较常见。因此，从以上分析因素来看，要保证储气井25年寿命这一底线，必须从建设初期的质量控制和后期维护中的质量监控入手。
3 建立安全风险识别评价机制，促进CNG加气站安全运行
CNG的性质决定了CNG加气站必然始终处于高风险状态，因此建立相应的危险因素识别和风险分析机制十分必要。建立CNG加气站风险识别机制一般从操作介质、生产装置及工艺、人员、环境及事故统计方面。一是天然气本身的危险性：CNG加气站以净化天然气为起源，因此进站气质必须符合国标规定的标准；化学意义上的天然气与空气混合后爆炸极限值为5%～15%，而物理意义上天然气与火源相遇即能发生燃烧或爆炸；CNG加气站的工作压力为25MPa～30MPa，超出极限也将发生泄漏或爆炸风险。二是生产装置及工艺的危险性：CNG加气站涉及到的气体净化系统、增压系统、售气系统、高压储气系统等装置因质量不过关或操作不当等都极易发生事故。三是环境和人员的危险性：生产操作人员操作不规范、麻痹大意或习惯性违规等都是人为因素在成事故的常见表现，也有一些CNG加气站靠近人口稠密地区，人员涉入度深，导致事故发生率相应增多，同时事故导致的财产损失和人员伤亡情况也相应更严重。
4 结语
总之，通过以上几个“危险性”组成了风险识别的参考因素，借助系统安全工程原理利用预先危险性分析法从结果导出引起事故的原因，从而找出预防、纠正和补救措施，消除或控制危险因素。