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,储气瓶组或储气井与站