CNG加气站常见故障与处理1doc任志杰剖析.docx

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CNG加气站常见故障与处理1doc任志杰剖析

CNG天然气设备常见故障与维修方法

一、天然气中常见烃类的基本性质（101.325KPa,0℃）

摘自化学工业出版社出版的《天然气操作技术与安全管理》

项目

甲烷

乙烷

丙烷

异丁烷

正丁烷

异戊烷

正戊烷

分子式

相对分子质量M

千摩尔体积Vm/（m3/kmol）

密度ρ/（kg/m3）

相对密度

临界温度Tc/K

临界压力Pc/×105Pa

临界比容Vc/（m3/kmol）

高发热值Hs/（MJ/m3）

低发热值Hi/（MJ/m3）

爆炸下限L1（体积分数）/%

爆炸上限Hh（体积分数）/%

定压比热容Cp/[kJ/（kg·K）]

定容比热容Cv/[kJ/（kg·K）]

动力黏度μ/×10-5Pa·s

运动黏度ν/（×10-5m2/s）

气体常数R/[kJ/（kg·K）]

偏心因子ω

CH4

16.043

22.3621

0.7174

0.5548

191.05

44.91

0.099

39.84

35.90

5.0

15.0

2.223

1.670

1.027

1.416

0.5171

0.0104

C2H6

30.070

22.1872

1.353

1.046

305.45

47.27

0.143

67.34

64.40

2.9

13.0

1.729

1.444

0.843

0.611

0.2759

0.0986

C3H8

44.097

21.9362

2.0102

1.555

368.85

42.56

0.195

101.26

93.24

2.1

9.5

1.863

1.649

0.735

0.358

0.1846

0.1524

i-C4H10

58.124

21.5977

2.6912

2.081

407.15

35.40

0.263

133.05

122.85

1.8

8.5

1.658

1.49

0.676

0.246

0.1378

0.1848

n-C4H10

58.124

21.5036

2.7030

2.090

425.15

35.01

0.258

133.89

123.65

1.5

8.5

1.658

1.49

0.669

0.243

0.1372

0.2010

i-C5H12

72.151

20.983

3.4386

2.659

460.85

32.26

0.316

168.32

155.72

1.6

8.3

1.654

0.616

0.176

0.1078

0.2223

n-C5H12

72.151

20.891

3.4537

2.671

470.35

32.36

0.311

169.37

156.73

1.4

8.3

1.654

0.635

0.180

0.1074

0.2559

项目

氢

氮

氦

一氧

化碳

二氧

化碳

硫化氢

空气

分子式

相对分子质量M

千摩尔体积Vm/（m3/kmol）

密度ρ/（kg/m3）

相对密度

临界温度Tc/K

临界压力Pc/×105Pa

临界比容Vc/（m3/kmol）

高发热值Hs/（MJ/m3）

低发热值Hi/（MJ/m3）

爆炸下限L1（体积分数）/%

爆炸上限Hh（体积分数）/%

定压比热容Cp/[kJ/（kg·K）]

定容比热容Cv/[kJ/（kg·K）]

动力黏度μ/×10-5Pa·s

运动黏度ν/（×10-5m2/s）

气体常数R/[kJ/（kg·K）]

偏心因子ω

H2

2.0160

22.427

0.0899

0.0695

33.32

12.55

0.065

12.74

10.78

4.0

75.9

12.76

10.13

0.836

9.30

4.126

0.000

N2

28.0134

22.403

1.2504

0.967

126.2

32.85

0.090

1.047

0.745

1.667

1.33

0.2967

0.040

He

4.003

22.363

0.179

0.138

5.25

2.22

0.058

5.234

3.140

1.718

9.598

2.077

CO

28.0104

22.3984

1.2506

0.967

133.0

33.83

0.093

12.64

12.64

12.5

74.2

1.034

0.737

1.657

1.33

0.2967

0.041

CO2

44.0098

22.2601

1.9771

1.529

304.20

71.49

0.094

0.845

0.653

1.402

0.709

0.1876

0.225

H2S

34.076

22.1802

1.5363

1.188

373.54

87.15

0.098

25.34

23.36

4.3

45.5

1.063

0.804

1.167

0.763

0.2415

0.100

28.966

22.4003

1.2931

1.00

132.50

36.45

0.090

1.009

0.720

1.716

1.34

0.2868

二、天然气组分（由建设天然气公司提供）

HC4

0.970.7（摩尔百分数%）96.05

C2-C6

0.00713（摩尔百分数%）0.45

H2S

≤3.5

有机硫磺

≤62mg/m3

天然气高热值

38.28MJ/m3

天然气低热值

34.90MJ/m3

天然气密度

0.765Kg/m3

天然气水露点

-13℃

天然气烃露点

-40℃

运动粘度

13.933×10-16m2/s

华白指数

44.79MJ/m3

爆炸极限（体积比）

上限：

15%  下限：

5%

燃烧势

38.77

三、车用压缩天然气的技术要求

为了满足汽车发动机的需要和安全生产的要求，根据《车用压缩天然气》GB18047-2000，车用压缩天然气应达到以下技术要求：

（1）低热值等于或大于33.4MJ/Nm3

（2）H2S含量小于或等于10mg/Nm3

（3）含尘量小于或等于5mg/Nm3

（4）CO2含量小于或等于3%

（5）脱水后气体在常温常压下露点温度低于或等于-55℃

四、天然气具有的危险、有害性

名称

天然气

危规

分类

可燃

气体

危规

编号

GB2.1类

21007 UNNO1971

物化特性

无色、无味的可燃气体，对空气的密度0.765，扩散系数为0.196，极易燃烧、爆炸，并且扩散能力强，微溶于水。

危险特性

可燃气体，甲类火灾危险性，能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限5-15%，最大爆炸速度0.34m/s,最小着火能量2.8×10-5J，遇热源和明火有着火爆炸危险，与氯气、次氯酸、液氧等强氧化剂接触强烈反应。

高浓度时能使人窒息。

消防方法

切断气源，关闭阀门，用水冷却。

可用普通蛋白泡沫或氟蛋白泡沫扑救。

可用二氧化碳、干粉等灭火。

急救方法

应使吸入中毒者脱离污染区移至空气新鲜处，并注意保暖，当呼吸失调时进行输氧，如呼吸停止要先清洗口腔和呼吸道中粘液及呕吐物，然后进行口对口人工呼吸，并送医院急救。

从天然气的理化性质分析来看，天然气的爆炸下限＜10%的气体，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006第3.1.1条规定，爆炸下限＜10%的气体属于甲类气体；因此，天然气为甲类火灾危险物质，具有易燃易爆危险性。

五、加气站常见事故现象

1、气体处理系统的危险性

气体处理系统主要包括调压、除尘、脱水、干燥等工序，气体在处理过程中有可能出现阀门、法兰盘及焊缝处泄漏等现象。

2、由于工程设计考虑不周到、施工时埋下事故隐患或设备、管道、阀门等质量原因，造成气体泄漏形成爆炸性混合气体，遇火源发生爆炸和燃烧。

3、带有天然气的设备、管道、阀门等因为种种原因发生泄漏，其泄漏速度很快，若处置不及时、不得力，容易造成气体大量泄漏，大面积扩散，有发生重大火灾爆炸事故的危险。

4、由于操作、控制失误，使设备、管线内气压超过安全放散阀的额定工作压力，便会自动放散、排气，也具有爆炸燃烧危险。

5、站内有产生着火源的危险。

站内气体处理系统的工艺管道，设备静电接地和防雷接地装置失效而产生的静电火花、雷电火花；电气设备和仪表因丧失防爆性能而产生电气火花；安全管理不严出现漏洞等都会产生着火源，从而引发火灾爆炸事故。

6、气体压缩系统的危险性

气体压缩系统是天然气汽车加气站的核心部分，该系统主要是通过压缩机进行多级压缩，将天然气的压力提高至25MPa，然后通过管线送至储气设施。

气体在压缩时，处于受压、受热状态，工艺管网易造成泄漏，遇火源就会发生火灾和爆炸。

当压缩机房泄压面积不足，同时又没安装通风换气设施，可燃气体检测报警和强制通风，排气、紧急切断等设施时，一旦造成天然气聚集，遇明火就会引发火灾、爆炸事故。

7、气体储存系统的危险性

气体储存系统无论是哪种形式的储气系统都属于高压容器，因此，储气设备的质量问题就非常重要，储气设施基本都是钢质耐压，由于受腐蚀或存在先天性缺陷，如制造工艺不能满足规定的技术要求，加上维修保养不善，安全管理措施不落实等因素，极易造成储气设施或零部件损坏，发生泄漏引起火灾和爆炸事故。

地下储气井使用中出现的事故隐患主要是泄漏、井管爆裂和井口装置上串或下沉。

①泄漏

泄露有两种情况：

井口装置泄漏和井下泄漏。

井口装置泄漏发生在井口封头与井管连结螺纹处和井口装置中的阀门、管件处，这类泄漏现象比较容易发现，也较容易处理，一般不致酿成严重后果。

井下泄漏发生在井下，可通过储气井充满CNG后，井口压力表不能稳压而发现。

问题在于很难弄清井下泄漏的确切泄漏位置。

也就很难采取有效的补救措施。

②井管爆裂

井管往往会因腐蚀、“氢脆”而发生爆裂。

若固井质量良好，则爆裂后仅产生天然气的泄漏现象，否则将会导致整个储气井全部井管拔地腾空。

十分危险。

③筒体严重上串或下沉

   一些储气井在使用过程中，出现井管慢慢地向上爬的现象，甚至出现处理一次后，又继续上爬的现象；有些储气井在使用一段时间后，出现气井有下沉的现象。

对于上述两种情况，如不及时处理会造成连接管线破裂拉断，联接接箍松动硬冲管事故，导致大量气体从井内喷出，其后果也是较为严重的。

此种情况多数是由于固井质量不良所致。

8、设备控制系统的危险性

设备控制系统主要是对气加站内各种设备实施手动或自动控制。

因此，加气站内存在着潜在的点火源，各生产环节防静电接地不良或者各种电器设备、电气线路不防爆、接头封堵不良，在天然气稍有泄漏时就易发生火灾爆炸事故。

9、售气系统的危险性

   售气系统工作时，易产生静电，此外违章操作也容易造成安全事故，例如工作人员违章穿钉子鞋、化纤服，也易造成事故。

在加气时汽车不按照规定熄火加气，还有尤为常见的搭载乘客在车辆加气时吸烟的现象，都为CNG生产安全埋下了重大隐患。

10、售气系统的管线进入含有微量油污和杂质的气体，造成电磁阀泄漏，由于某高、中或低压阀关闭不严，阀门损坏漏气，遇明火都会引起火灾爆炸事故。

1） 售气机接地线连接不牢或松动断开