CNG汽车加气站的工作原理及类型.pdf

随着汽车工业的不断发展和车辆保有量的增加，汽车尾气的排放对大

气环境的污染也进一步加剧.随着天然气资源的开发利用，为改善汽

油、柴油燃烧后对环境造成的污染，压缩天然气(CNG)汽车得到了广

泛的推广和应用，压缩天然气(CNG)汽车加气站也随之建立,以满足天

然气汽车燃料的需要。然而，天然气具有火灾爆炸危险性，尤其是高

压运载与储存、油气双燃料站等安全技术问题，必须引起高度重视。

一、CNG汽车加气站的工作原理及类型

1．压缩天然气加气站的工作原理

加气站的工作原理是将通过管线输送到加气站的天然气，先进行

净化处理，再通过压缩系统使其压力达到25MPa，最后由高压储气瓶

组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。压缩天然气加气站通常由

六个系统组成，即调压计量系统，净化干燥系统,气体压缩系统，气

体储存系统，设备控制系统和售气系统.

2．类型

压缩天然气汽车加气站按其使用功能，通常分为：天然气汽车加

气站，油气混加站，子、母加气站等几种形式。单一的天然气加气站

只能为汽车加天然气燃料，油气混加站可加注油、气两种燃料.子母
站设计,母站是与输气管道相连的站,在母站内完成天然气的净化、压

缩等主要工作,天然气被增压至25MPa，给气瓶或气瓶拖车充气；子

站不需要连接供气管线,依靠母站来的气瓶拖车供气；子、母站都可

以完成给汽车加气的工作。子、母加气站式节省建站资金和土地，有

利于母站集中净化，子站的火灾危险性较低，可建在交通枢纽附近,

便于使用。从设备结构上来分,加气站可分为开放式结构和撬装式

结构.开放式结构是将加气站所有设备安装在厂房内,按工艺流程高

低压管道和各种阀门将这些设备组装起来，形成一个开环工艺系统；

撬装式结构是将加气站的主要设备(净化、压缩、冷却、控制、储气

等）集中在一个撬装的底座上，形成一个可闭环控制的整体设备系统.

从安全性上讲，撬装式结构要优于开放式结构。

二、CNG汽车加气站的火灾危险性分析

1．天然气具有危险性

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％(V／V）,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)，对空气的比重为0．5

5，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，一旦发生火灾难以施救.

2．泄漏引发事故

站内工艺过程处于高压状态，工艺设备容易造成泄漏，气体外泄

可能发生地点很多,管道焊缝、阀门、法兰盘、气瓶、压缩机、干燥

器、回收罐、过滤罐等都有可能发生泄漏；当压缩天然气管道被拉脱

或加气车辆意外失控而撞毁加气机时会造成天然气大量泄漏.泄漏气

体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。1995年9月29日,四川自

贡富顺华油公司压缩天然气加气站因钢瓶泄漏燃烧发生爆炸，造成重

大经济损失和人员伤亡事故。

3．高压运行危险性大

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

贮存容器。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。1995年10月7日,四川省遂宁市压缩

天然气加气站因钢瓶质量问题发生喷射燃烧,火焰柱高达20余米,造

成直接经济损失18万余元.

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。
3．天然气质量符合标准

进站天然气的质量应符合现行国家标准《天然气》GBl7820—199

9中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行要求的有关规定.增压后进入

储气装置及出站的压缩天然气的质量必须符合现行国家标准《车用压

缩天然气》GBl8047的规定。若进入加气站的天然气硫化氢含量大于

20ms／m3时，站内应设置脱硫装置，脱硫塔设在压缩机前可保护压

缩机组,选用双塔轮换使用,有利于装置运行和维护.当进站天然气需

脱水处理时,脱水可在天然气增压前、增压中或增压后进行，脱水装

置设双塔。

4．设置安全保护装置

在远离作业区的天然气进站管道上应设紧急手动截断阀，一旦发

生火灾或其他事故，自控系统失灵时,操作人员可靠近并关闭截断阀，

切断气源,防止事故扩大.手动紧急截断阀的位置应便于发生事故时

能及时切断气源。

锗气瓶组(储气井)进气总管上应设安全阀及紧急放散管、压力表

及超压报警器。每个储气瓶（井）出口应设截止阀。以保证储气设备

的安全运行及发生事故时能及时切断气源。为防止进站加气汽车控制

失误撞上储气设施造成事故，储气瓶组或储气井