CNG加气站防火间距的确定

摘 要

根据天然气厂站防火间距确定原则、相关标准及厂站工艺，提出了减小CNG加气站与站外建构筑物防火间距的可行性及修改建议。
摘要：现行CNG汽车加气站与站外建构筑物的防火间距是依据GB 50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》的规定确定，但从CNG加气站逾10年的运行经验和各地区市政建设情况看，该规范规定的间距要求过大，影响了地区发展和CNG加气站的建设。根据天然气厂站防火间距确定原则、相关标准及厂站工艺，提出了减小CNG加气站与站外建构筑物防火间距的可行性及修改建议。
关键词：天然气厂站；CNG加气站；防火间距
Determination of Fire Separation Distance for CNG Filling Stations
ZHANG Lei，YANG Shuo
Abstract：The present fire separation distance from CNG filling stations to outside buildings and structures is determined according to Code for Design and Construction of Automobile Gasoline and Gas Filling Station.However.the operation of CNG filling stations for nearly a decade and the municipal construction in difierent regions show that the distance specified in the code is too large，which affects the regional development and the construction of CNG filling stations.Based on the principles of the fire separation distance for natural gas stations，relevant standards and station processes.the feasibility and revision suggestions for reducing the fire separation distance from CNG filling stations to outside buildings and structures are proposed.
Key words：natural gas station；CNG filling station；fire separation distance
天然气具有易燃、易爆的特性，事故时对周围的破坏及杀伤力很大。为保证事故时天然气厂站周围的安全，天然气厂站有两种建设原则：一种是以控制管道及厂站到周围建构筑物的安全距离，防止事故危害波及到周围建构筑物；另一种是通过严格控制管道及设备的强度、连接方式和严密性并贯穿到设计、选材、施工、生产、维护到更新改造全过程，用管道和设备的强度来保证系统的安全，从而对周围建构筑物提供安全保证。例如：对人口稠密的区域，设计压力的环向应力只是最小屈服应力的40%。
1 一般天然气厂站防火间距要求
目前，天然气地面工程建设的强度安全原则已被世界上多数国家采用。20世纪80年代中期以前，我国天然气地面工程建设基本采用距离安全原则，但这一做法在实施中遇到了很多不可克服的困难，管道建设及地区的发展不可能保证没汁时要求的安全距离。1993年，我国正式确定了天然气地面工程建设的强度安全原则，发布了由中国石油天然气集团公司和公安部主编、建设部批准的GB 50183—1993《石油天然气工程设计防火规范》。考虑到厂站具有人员集中、设备集中、且有天然气泄漏可能的特点，为确保厂站的安全，防止外部因素对厂站的影响，在强度安全的设计原则下还要求厂站与周围建构筑物之间保持一定的安全距离。GB 50183—1993规范规定：天然气，一站中任何生产规模的集气、输气、配气等功能的厂站均定为五级站。距100人以上的居住区、村镇、公共福利没施、相邻厂矿企业、国家铁路线等均大于22.5m。逾10年的实践证明，这些距离要求是合理、适用和可行的。因此，GB 50183在2004年修订时厂站分级及区域布置的防火距离没有变动。
2 CNG加气站防火间距要求
CNG加气母站是从天然气管道取气，经工艺处理、增压后给CNG车载储气瓶组充装CNG的场所。CNG加气子站是用气瓶车的CNG，通过加气机(需要时用压缩机增压)给CNG汽车储气瓶充装CNG的场所。CNG常规加气站是从天然气管道取气，经工艺处理、增压后给CNG汽车充装CNG的场所。
CNG加气母站内同时加气的气瓶车一般为6～7辆，总容积约为120m3，无固定储气设施。
CNG常规加气站是各类天然气厂站中的一种，主要为CNG汽车加气。一般日处理量为(1.5～2.5)×104m3/d，站内固定储气容积为12～24m3。
CNG加气母站、CNG加气子站、CNG常规加气站按GB 50183—2004规范规定均应定义为五级站，CNG加气厂站区域布置和平面布置也应参照GB 50183—2004规定。
3 CNG加气站组成
CNG加气站一般由4个生产单元组成：原料气调压计量区、增压区、储气区、加气区。
① 原料气调压计量区
该区的主要任务是从埋地供气管道中取气，并经除尘、调压、计量后供增压区压缩机增压。该区只有工艺管道及调压、计量装置，进出管道上设有截断阀门，事故发生时可及时切断气源。该区配有干粉灭火器。
② 增压区
该区包括脱硫(如果需要)、脱水装置及压缩机房，气源进入该区后经净化处理然后增压，将原料气从0.3～0.4MPa增压至25MPa后，储至地下储气井(或储气瓶)。CNG加气站的压缩机可设置在室外，泄漏时少量的天然气将很快扩散(因天然气相对密度只有0.56～0.65)，不会形成燃烧、爆炸危害。如果CNG加气站建在寒冷或风沙地区，压缩机设在室内时，为防止泄漏的天然气在室内聚积，压缩机工作时应采用强制通风，换气次数不少于15次/h；非工作时间换气次数不少于5次/h，并设有自然通风，单位地面面积通风口总面积不小于300cm2/m2。压缩机房的耐火等级不低于二级。一般情况下压缩机房不可能形成有燃烧或爆炸危险的天然气空气混合物。压缩机的进出口设有截断阀，事故时可及时切断气源并停机。
③ 储气区
CNG加气站固定储气设备一般有两种形式，即储气瓶组和储气井。这两种储气设备都有国家发布的建造及验收标准。其中储气瓶出厂前还要分批次进行爆破、枪击、火烧、抛摔等检验。储气井是建在地面以下100～200m3深的竖井。单井容积为2～6m3，CNG加气站总储气容积小于24m3，该区储气容积小、事故少、影响范围窄。
④ 加气区
该区主要设有加气机或加气柱，由压缩机或储气井(储气瓶组)供高压天然气，给CNG汽车或车载储气瓶拖车加气。加气机由储气区通过公称直径为50～80mm的钢管供气。储气区与加气区之间设有截断阀，从加气机(或加气柱)至受气汽车的加气软管上也设有拉断阀，事故时均能及时切断气源。
由于加气区无固定储气容积，加气区少量天然气泄漏也因天然气密度较小会很快扩散，产生燃烧、爆炸可能性较小，但加气的操作压力较高，为20～25MPa，少量泄漏可能会射伤近距离人员。
4 CNG加气站防火间距的调整
GB 50156《汽车加油加气站设计与施工规范》的2011年修订版(征求意见稿)对加气站与站外建构筑物的防火距离调整见表1。
表1 GB 50156规范2011年修订版(征求意见稿)的防火间距   m
站外设施
站内设施
储气瓶组、车载储气瓶拖车
放散管管口
储气井、加(卸)气设施、压缩机、脱硫脱水设备
重要公共建筑物
50
30
30
明火或散发火花地点
30
25
20
民用建筑物保护类别
一类保护物
二类保护物
20
20
14
三类保护物
18
15
12
甲、乙类物品生产厂房、库房和甲、乙类液体储罐
25
25
18
其他类物品生产厂房、库房和丙类液体储罐以及容积不大于50m3的埋地甲、乙类液体储罐
18
18
13
室外变配电站
25
25
18
铁路
30
30
22
城市道路
快速路、主干路
12
10
6
次干路、支路
10
8
5
架空通信线和通信发射塔
国家一、二级
1.5倍杆
(塔)高
1.5倍杆
(塔)高
不应跨越加油加气作业区
一般
1倍杆
(塔)高
1倍杆
(塔)高
架空电力线路
电缆无绝缘层
1.5倍杆高
1.5倍杆高
不应跨越加油加气作业区
电缆有绝缘层
1倍杆高
1倍杆高
调整后，CNG加气站内的重要设施距站外重要公共建筑物从原来的100m减少到30～50m，但仍比GB 50183—2004规范中类似的天然气厂站防火距离约大1/4。这主要考虑到CNG加气站多建在交通频繁、流动人员较多的区域。但是在保证安全的前提下，安全距离过大对地区规划及建设会带来较多困难。基于上述原因并总结10多年以来的实践经验，现在的修订版的要求更为合理。
5 结论
GB 50156《汽车加油加气站设计与施工规范》正在修订的新版推荐的CNG加气站设计有足够的强度保证，站内的安全消防设施可以做到事故苗头出现时及时报警，事故发生时分区截断阀可及时切断气源并启动消防设施。
推荐的厂站防火距离可以减小事故时对站外的影响及预防站外的不利因素对站内的影响。
 
(本文作者：章磊 杨朔 中国石油天然气设计有限责任公司西南分公司 四川成都 610017)