铜川市正阳路加气站火灾爆炸危险性分析及评价.docx
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1、本文通过对大量材料的调查研究及对加气站的实地考察,介绍了 CNG技术的 先进性,提供了国内外CNG加气站的一般构成,并通过收集加气站资料,针对铜 川市正阳路CNG加气站的地理位置、设备情况、工艺流程、外界环境、人员及组 织管理等方面对CNG加气站的常见危险、危害因素进行辨识,从而分析了 CNG 加气站的火灾爆炸危险性,并汇总主要存在的危险源;结合加气站的自身特点, 利用安全检查表进行了定性分析,编制事故树进行定量分析,再针对危险源汇总 的结果,采用的道化学火灾、爆炸危险指数评价法(DOW)对火灾、爆炸等级、 影响的区域面积进行了确定,拟采用安全措施补偿系数,确定实际最大可能造成 的财产损失及停
2、产损失,利用经济损失评价加气站火灾爆炸的危害性;并对评价 结果提出具有针对性的改进和安全控制措施,以达到预防加气站火灾爆炸事故的 发生和减少相关的伤害和损失的目的。关键词:CNG;危险辨识;安全检查表;事故树;DOW;安全措施表2-4瓶储式、井储式、罐储式的优缺点对比类别瓶储式井储式罐储式容量6080升/单瓶23立方米/单井26立方米/每罐优点经济、灵活、成 本低安全性好,占地面积小, 发生火灾爆炸时对地面 冲击波和强度小管阀联结点少,泄 漏因素降低,安全 性较好缺点供气阻力大、管 阀漏点多耐压试验无法检验强度 和密封性、制造缺陷不能 及时发现、排污不彻底容 易对管道造成应力腐蚀一旦发生火灾爆
3、 炸事故,地面冲击 波的辐射范围大(7)设备控制系统:CNG加气站的控制系统由电源控制、压缩机组运行控制、 净化干燥控制、系统安全控制和售气系统控制六个部分组成。目前设备控制系统存在的主要问题是接地不规范,开关电源使用寿命短,在 控制系统中,由于加气站内存在潜在的点火源,各种环节由于防静电接地不良或 各种电器设备、接头封堵不良,在天然气稍有泄露时就易发生火灾爆炸事故。2.3工艺流程工艺流程简图如下:图2-2加气站工艺流程简图铜川市正阳路加气站工艺流程属于汽车加气的标准流程:分输站高压管线的 天然气经过过滤、调压、计量后,进入干燥器脱水,然后进入压缩机组增压(需 增压至25Mpa),再经过控制组
4、进入储气井组或直接进入加气机为汽车充气。如果 储气井压力满足25Mpa时; 气体直接由储气井进入售气系统,通过售气机给汽车 气瓶充气。当气瓶内压力达到20Mpa时,系统自动关闭充气阀;当储气系统压力 降到一定程度时系统会自动启动压缩机,直接为汽车气瓶充气,也将同时为储气 井补充气体,使其井的压力满足要求。从而完成储气、加气的工艺过程。3 CNG加气站火灾爆炸危险、危害因素辨识与分析根据加气站工艺流程可知,其主要的危险源有以下几个方面:一是物料本身 具有危险性,极易燃易爆,而且扩散速度极快,还有腐蚀性;二是主要设备的危险 性,在加工的过程中,系统基本上处于高压状态,若设备质量不合格,会发生气 体
5、泄漏,容易发生火灾爆炸事故;三是外界环境的影响,加气站周围环境复杂, 存在多中引火源,给火灾爆炸事故的发生提供了必要条件;四是加气站的管理执 行力不够,对职工的培训,教育,站内的基础设施不全面或维护不当,造成不安 全事故的发生。具体危险性分析如下。3.1 物料危险、危害因素辨识及分析加气站所经营的产品主要为天然气,而天然气的危险性表现在三个方面;(1)易扩散性。甲烷是天然气的主要成分,它的扩散系数为0.196,密度为 0.55,爆炸极限为5%15% (v/v),空气中的天然气的体积分数只要达到5%15% 就会爆炸,破坏力大。最小点火能量仅为0.28mJ,温度达到550就能燃烧。当储 存或充装过
6、程操作不规范,抑或设备或管道密封不严时,导致天然气发生泄漏, 随空气流动,四处扩散,与空气混合后易形成爆炸性混合物,若遇到明火,就会 发生火灾爆炸,且燃烧速度快,扩散能力强,火势蔓延迅速,很难控制火灾。(2)腐蚀性。天然气属于混合物,主要成分除甲烷外,还有H2S、可溶性硫 化物,水分及CO等成分,其中H2s和CO属于酸性,而且湿的H2s对钢材有很 强的腐蚀性,可对设备造成损坏。(3)压缩性和膨胀性。天然气的体积会随温度的升高而膨胀,当储存设备或 容器靠近高温热源或受到强烈的日光暴晒时,容器内的介质膨胀会造成容器内压 增大而膨胀。3.2 主要设备的危险、危害因素辨识及分析气体处理系统的危险分析由
7、于工程设计、施工时埋下的事故隐患或设备、阀门、管道等质量不合格的 原因,造成气体泄漏与空气混合形成具有爆炸性混合物,其遇火源极易发生火灾 爆炸。气体在处理过程中,阀门、法兰盘及焊接处可能出现泄漏,气体随风大面积扩散,又发生重大火灾爆炸事故的危险。3.2.1 气体压缩系统的危险性分析天然气加气站的核心部分是气体压缩,该部分主要通过压缩机的多级压缩, 将天然气的压力压制到25Mpa,然后通过管线送至储气系统,在气体压缩的过程 中,会受压、受热对管线易造成破坏而发生气体泄漏,遇到明火易发生火灾爆炸。 其危险源主要有以下4个方面。(1)压缩机房泄放面积不足,同时又没有通风换气的设备、可燃气体报警器、
8、强制通风排气及紧急切换开关等设施,天然气聚集,遇火源会发生火灾爆炸事故。(2)压缩机活塞环吸入阀门、压出阀门,填料因为气密性欠好,会造成气体 泄漏。活塞环是为了不让两侧的气体相互泄漏,但是经常活塞环的气密性不是很 好,使活塞环两侧的气体相互泄漏,排气量减少,能力降低,再经过摩擦损坏导 致气体泄漏,遇明火燃烧爆炸。(3)运行中的压缩机,会因为填料与活塞杆之间的摩擦、安装不严密,而造 成气体泄漏,有发生不安全事故的危险。(4)压缩气缸的容积是稳定不变的,如果吸入的气体温度过高,会造成气缸 内气体的密度减少,重量减轻网。特别是在酷热的夏天,这种情况较为严重突出, 如果再加上冷却系统高压及温度报警器失
9、灵,则易造成火灾爆炸事故。3.2.2 储气系统危险性分析储存系统都属于高压容器。储存设施大都是钢制材料且耐压,由于脱硫、脱 水的装置不能完全的将天然气中的H2s和水脱掉,使天然气中含有少量的水和 H2S,而长期的高压下,H2s水溶液对钢材的腐蚀,再加上维修保养不完善,安全 管理部落实,很容易造成储气设施的损坏,发生气体泄漏。地下储气井在使用中 主要有气体泄漏、井管爆裂和井口装置的上串或下沉等隐患。泄漏分为两种,一种是井口泄漏,另一种是井下泄漏,井口泄漏是发生在井 口与井管连接处、井口装置的阀门处、管件处等,这种泄漏易发现也易处理,一 般不会造成严重的后果。而井下泄漏,虽然可以通过储气井充满天然
10、气后,根据 看井口压力表是否稳定来判断,但是具体泄漏的位置很难判断,也很难采取补救 措施。井管因为长期的腐蚀、“氢脆”而发生爆裂。如果固井的质量较好,井管 在爆裂后只会产生天然气泄漏现象,否则将会导致全部的井管拔地悬空,非常危 险。有些储气井在使用过程中,会出现井管上爬或下沉的现象,如若不及时处理, 会造连接线破裂拉断,导致大量气体喷涌而出,其后果较为严重。3.2.3 设备控制系统的危险性分析设备控制系统主要对加气站电器设备进行手动或自动控制,常与电有关,因 此站内会存在潜在的点火源。各种生产环节产生的火源,如防静电接地不良、电 路老化、接头封堵不良等产生的点火花、静电,再加上天然气稍有泄露时
11、就会发 生火灾爆炸事故。3.2.4 售气系统的危险性分析售气系统在工作时,天然气在管道中高速流动中,易产生静电,售气系统的 管线进入含有微量的油污和杂质气体,会造成电磁阀泄露,因为高、中或低压阀 关闭不严密,或阀门损坏,造成气体泄漏,有发生火灾爆炸的危险。3.3 站址及外界环境的危险、危害因素辨识及分析(1)站址铜川市正阳路加气站建于新区与耀县的交界处,虽然不是处于人口密集处, 但是两区的必经之路,且与正阳路中国石油加油站相邻,所以来往车辆频繁,易 造成拥堵,会影响路口的出行能力,应该考虑车流量。(2)周围环境加气站周围环境复杂,很容易受到外部点火源的威胁,如邻近建筑发生的火 灾,来往汽车的尾
12、气火花,行人人为的火源(如人为带的烟头,手机电磁火花, 汽车司机或乘客穿钉子鞋摩擦的火花,化纤服装产生的静电火花,打火机的火焰, 撞击的火花,燃放鞭炮散落的火星等),自然灾害雷击等。公路上行驶的车辆突发 意外失控冲进加气站,撞击的售气机可能会造成气体泄漏,相邻的加油站发生的 一些不安全事故也会牵连到加气站,对加气造成威胁,如若加油站发生火灾爆炸 事故会直接影响到加气站,两者的破坏范围就会非常大。3.4 安全管理危险、危害因素辨识及分析(1)工作人员的违章操作,岗前培训不够,未经过培训就上岗及没有定期对 工作人员进行复训等,使他们对各类设备的操作规范知识了解不够,如员工不能 在站内吸烟,使用手机
13、,上岗必须穿静电防护服等,也没有足够的防火、灭火知 识和实践经验不够,成为不安全事故发生的直接原因。(2)定期检修制度执行不够,阀门、管件、电气线路,控制系统等维修不及 时,容易发生气体泄漏,如遇明火会发生火灾爆炸事故。(3)工作人员由于晚上熬夜,工作状态不佳,或工作态度不严谨,而上级毫 无察觉,导致加气时操作失误,有发生不安全事故的危险。(4)加气站内管理执行不力,有闲杂人员携带火源出入站内的重要场所,对 加气站形成威胁。如图3-1危险区域虽然有明显的标志,但充装区停有摩托车,如 若气体泄漏,摩托车的点火方式产生的火花会成为重要的隐患,所以加气站应对 机动车的停放加强管理,应设有机动车停放区
14、域并距离危险区域有一定的距离。图3-1加气站充装区域设置图(5)站内灭火设施不齐全或位置摆放位置不当,发生小火时因不能及时扑灭 而引发大的火灾爆炸事故。(6)站内重点防护区域没有提示标语或有提示语摆放不明显不易被人发现, 若有外人误闯或在此区域有不安全的行为,就会成为一个安全隐患。如图3-2,汽 车进站加气时须乘客在一定的距离内下车等候,但此提示语放置在丛林中,坐车 里的人不易发现,这就可能为事故的发生埋下隐患。如图3-3,此提示牌放置就较 为合理。(7)工作人员缺乏安全意识及责任心,管理不到位。在加气站徘徊采集照片 的过程中,工作人员并没有及时的进行询问排查。图3-2加气站提示牌里时特性;站
15、内严2案梅火 严解在力口气站作;不;健在力口 r场.所有机动车的费窿在 呼育机动车必绽坛火 不彳寻烧帘危鹿品进站 站内球用手机;勺侬不口力口 r站日”安刍图3-3加气站汽车进站须知牌3.5 危险、危害因素辨识结果铜川市正阳路加气站在生产加工、储存、经营的过程中,主要存在的危险、 危害因素如表3-1。表3-1主要危险、危害因素辨识结果事故类型主要原因造成的危险后果火灾天然气泄漏,遇火源燃烧, 发生火灾;天然气容器遭遇 雷击造成人员伤亡,加气站受损,储 气罐可能会发生爆炸爆炸泄漏的天然气与空气形成爆 炸性混合物,遇明火发生爆 炸造成人员伤亡,爆炸波及范围广, 不但加气站受损,周围的建筑物, 过往的
16、车辆也有可能被炸毁中毒、窒息天然气无毒,但浓度过高时, 会降低空气中的含氧量,使 人窒息造成人员呼吸困难,心跳加速, 头晕,乏力等触电站内电气设备不符合标准规 范,线路老化漏电,人员防 护措施不当,就会发生触电造成人员伤亡4 CNG加气站危险、危害因素评价4.1 安全评价方法的选择安全评价是以查找、分析和预测工程系统的危险、危害因素及实现工程系统 安全为目的,应用方系统安全工程的方法分析这些因素可能导致的危险、危害后 果和程度,提出合理可行的安全对策措施,指导危险源的监控,预防事故的发生, 以达到最低事故率、最少损失和最优的投资效益阴。安全评价在国外也被称作风险 评价和危险评价,它既需要理论知
17、识作为支撑,又需要理论与实践相结合,才能 更好的进行安全评价。就目前现有的安全评价方法,评价方法分为定性安全评价方法和定量安全评 价方法,定性及定量的评价方法具体包含如下表4-1 o表4-1定性、定量安全评价方法一览表分类名称优缺点定性安全 评价方法安全检查法(SR)安全检查表法(SCL)预先危险性分析法(PHA)作业条件危险性评价法(LEC)故障类型及影响分析法(FMEA)故障假设分析法(WI)危险和可操作性分析研究法(HAZOP)人的可靠性分析(HRA)优点:容易理解, 便于掌握,应用 范围广。缺点:不全面。 不准确,评价过 程简单,有一定 的局限性。定量安全 评价方法事故树分析法(FTA
18、)事件树分析法(ETA)作业条件危险性分析法(LEC)原因后果分析法(CCA)道化学火灾、爆炸危险指数评价法(DOW)火灾、爆炸、毒性指数法(ICD危险指数评价法(HI)模糊数学综合评价法层次分析法优点:全面、简 洁和形象,描述 直观。缺点:不容易理 解,不易于掌握 等。ABSTRACTTongChuan City Zheng Yang Road Gas Station Fire andExplosion Risk Analysis and EvaluationABSTRACTBased on a great deal of material investigation and field t
19、rips to gas station, introduces CNG technology and domestic development situation .provides general construction of CNG filling stations at home and abroad , and by collecting gas station information , for TongChuan City Zheng Yang Road CNG Station location ,equipment, process ,environment ,personne
20、l and organizational management of common danger and harmful factor for gas station identification ,to analysis has CNG added gas stations of fire explosion risk ,and summary has main exists of dangerous source combined with the characteristics of the gas station itself ,using Safety Check List for
21、qualitative analysis ,preparation of quantitative Fault Tree Analysis ,and hazard summary results using the DOW Hazard Index (DOW) fire and explosion index method to fire ,explosion ,impact area was identified ,the proposed security measures compensating factor ,determining the actual maximum possib
22、le property damage and production losses ,economic loss evaluation of fire explosion in liquefied petroleum gas filling station ,and make targeted improvements the evaluation results and safety control measures in order to prevent gas station fire and explosion occurred and aiming at reducing relate
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