西安市太华路天然气加气站论文正文Word文件下载.docx
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除此之外,德国、意大利、美国等国家非常重视CNG站安全评价基础资料的收集,对CNG加气站的各种事故及事故发生原因进行了充分调查,按各系统主要设备的失效概率进行了分类,建立了CNG加气站故障率数据库,数据的输入和使用非常方便,为安全性和可靠性分析提供了重要的基础资料。
1.2.2国内加气站安全评价现状
20世纪80年代初期,安全系统工程引入我国,受到许多大中型生产经营单位和行业管理部门的高度重视。
通过吸收、消化国外安全检查表和安全分析方法,机械、冶金、化工、航空、航天等行业开始应用安全分析评价方法,如安全检查表(SCA)、故障树分析(FTA)、故障类型及影响分析(FMFA)、事件树分析(ETA)、预先危险分析(PHA)、危险与可操作性研究(HAZOP)、作业条件危险性评价(LEC)等,有许多生产经营单位将安全检查表和事故树分析法应用到生产班组和操作岗位。
。
此外,对石油、化工等危险性较大的生产经营单位,应用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法进行了安全评价,许多行业和地方政府有关部门制定了安全检查表和安全评价标准。
20多年来,我国的安全评价从无到有、从小到大,期间经历了许多曲折。
它的发展,吸取了环境影响评价、管理体系认证等其他类似工作的很多经验和教训。
国家安全生产监督管理总局已将安全评价体系作为安全生产六大技术支撑体系之一,安全评价体系将为保障我国的安全生产工作发挥巨大的作用。
在CNG站的安全评价方面,国内有许多学者付出了辛勤的劳动,并取得了一定进展。
西华大学的何太碧等人建立了CNG加气机技术水平评价指标体系,建立了国产CNG加气机技术水平评价指标体系层次模型,进行了指标测度,通过模型分解,采用专家打分法和功效函数法对定性指标和定量指标确定分值,建立了加气机技术水平评价标准。
同时运用三种分析研究方法,在理顺CNG加气站工艺流程及主要设备的同时,引进现代设备管理理念,结合综合评价方法,建立了CNG加气站设备水平评价的层次模型,找出影响CNG加气站技术的关键因素,为CNG加气站设备技术水平评价搭建理论平台。
童岱、黄海波等人对城市CNG加气站布局规划与评价方法研究体系进行了总体结构设计;
分析了城市CNG汽车加气站服务系统的结构体系和CNG加气站布局规划原则和评价指标体系;
通过对加气站安全评价要素集合分析,探讨了加气站生产工艺、加气站储气方式、加气能力、加气站与重要单位和建筑的间距等因素对安全的影响,构成了安全要素的模糊评判权系数行向量,建立了CNG加气站安全性模糊综合评价模型:
建立了对国产CNG加气站设备生产行业的各类产品的设计制造技术水平评价模型,以及对加气站在用设备在服役期内的实际技术状态评价模型;
开发了CNG汽车加气站整体布局综合评价分析软件。
四川大学等建立了CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系,讨论了确定CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系的原则和层次分析方法,建立了CNG汽车加气站评价指标体系框架模型和评价指标体系层次结构模型,该模型可用于对同一CNG汽车加气站不同型号同种设备或不同CNG汽车加气站同种设备的评价和排序。
最后,通过实例计算对CNG汽车加气站的压缩机技术水平进行了评估。
CNG加气站在我国是个新生事物,有许多问题尚待解决,尤其对于CNG加气站安全性评价研究,国内目前还处于探索阶段。
在此期间,主要是一些高等院校、科研单位及企业相互合作进行了相关地研究。
1.3论文的主要内容和结构
1.3.1论文的主要内容
本文是对西安市太华路天然气加气站进行安全评价研究,在此过程中会涉及到对于加气站的运作过程的描述与加气站危险危害因素的分析,通过对危险危害因素的分析,给于加气站划分评价单元,将加气站划分为三个单元。
第一个单元包括总平面布局、安全管理、气管线、电气设施、消防设施这四个部分;
第二个单元包括加气工艺单元、第三个单元包括储气库单元。
对易燃易爆的储气罐区,采用道化学安全评价方法。
对于加气岛采用作业条件危险性评价法。
对其它部分则采用是安全检查表法。
通过安全评价后,发现总平面布局、电气设施、气管线方面还存在着一些问题;
加气工艺单元和储气库单元都处在较安全的状态。
对此提出了一些安全对策措施,防火防爆措施、电气安全措施、总平面布局措施等。
最后得到安全评价结论。
1.3.2论文的结构
第一章是绪论,简要介绍选题的背景及意义,国内外安全评价现状,论文的主要内容及安排;
第二章主要介绍了加气站工艺流程及其分析。
介绍了加气站的五大系统。
第三章主要是加气站危险危害因素分析。
详细分析和讨论了加气站工艺危险性、生产过程中的危险性、安全附件危险性等等。
第四章主要介绍了各种安全评价的方法。
第五章主要进行了加气站安全评价单元的划分及评价方法的选择。
介绍了各种安全评价的方法;
对加气站进行了单元划分;
介绍了评价方法的选择原则,并针对加气站各个评价单元选择了相应的评价方法。
第六章是定性定量分析评价。
本章利用所选择的评价方法进行定性定量分析评价,找出各个单元中存在的可能的危险危害因素,为评价改进措施的提出提供依据。
第七章是加气站安全对策措施。
通过定性定量的分析评价,针对其中可能存在的危险危害因素,提出切实可行的改进措施。
第七章结论,对加气站安全评价应用研究进行了总结
2太华路加气站工艺流程与分析
2.1加气站工艺流程
将移动式气瓶库中的气通过卸气柱,在压缩机的帮助下,在优先控制顺序柜的作用下将气送到储气库,当有汽车来加气时,储气库的气会到达售气机,最后到达汽车。
流程图如图2-1所示。
图2-1CNG加气站流程图
2.2太华路天然气加气站的主要系统
CNG加气站的关键技术可分为天然气预处理系统、压缩系统、储存系统和售气系统、控制系统等多个系统。
2.2.1天然气预处理系统
进入加气站的天然气在压缩前或压缩后必须经过净化和干燥处理,即要经过脱硫、脱烃和脱水过程。
脱硫是指脱除天然气中的硫化氢等酸性气体,以防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆现象”。
脱烃是指脱除天然气中的轻烃,使乙烷和重烷含量小于3%,以防止发动机点火燃烧不正常。
脱水是指脱除天然气中的水分,以防止CNG在减压膨胀降温过程中供气系统出现冰堵。
天然气脱水是预处理过程中最关键的一环,CNG加气站通常选用双塔式干燥器脱水,按脱水装置在站中的位置可分为低压、中压和高压脱水3种方式。
高压脱水法若能在配件、阀件质量方面解决好相关技术工艺问题,因其结构紧凑、脱水效果好,是比较好的脱水方案。
天然气经过净化干燥处理后必须达到车用天然气标准方可充入加气站的储气瓶、直接售气或给CNG汽车瓶加气。
我国已经制定了“车用压缩天然气”国家标准(GB18047-2000)。
该标准对车用CNG的含硫量和含水量做出了非常严格的限制规定,要求硫化氢含量小于15毫克每立方米,水露点低于最高操作压力下最低环境温度5℃。
2.2.2天然气压缩系统
天然气压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却系统等部分组成。
压缩机主机最为重要,它是加气站的心脏,其性能好坏直接影响加气站运行的可靠性和经济性。
CNG加气站一般采用排气压力高、排量小的往复式压缩机。
从润滑方式分,主要有润滑和无润滑两种,对于有有润滑,在其最终排气口后应安装脱油装置。
加气站用压缩机的排气压力一般为25兆帕,有的稍微高一些,达到28兆帕,也有少数厂家的压缩机达到32兆帕,但分析表明,以排气压力25兆帕时最为经济、可靠和安全。
进气压力范围为0.035~9兆帕,压缩机排气量可根据不同规模进行选择,范围可为16~2000立方米没小时,常用排气量为200~300立方米每小时。
2.2.3天然气储存系统和售气系统
为避免压缩机频繁启动及在不需要进行充气时提供气源,CNG加气站需设有储气装置。
典型的设计是储气系统和售气系统通过优先顺序控制盘的顺序来实现高效充气和快速加气。
通常加气站采用分级储存方式,将储气瓶组分为高压、中压和低压瓶组,由优先顺序控制盘对其充气和取气过程进行自动控制。
充气时,先向高压组充气,当高压组的压力上升到一定值时,中压组开始充气,等到中压组压力上升到一定值时,低压组开始充气,随后三组气瓶一起充气,上升到最大储气压力后停止充气。
取气时,先从低压组取气,当低压组的压力下降到一定值时,开始从中压组取气,等到中压组压力下降到一定值时,开始从高压组取气,随后从三组气瓶一起取气,直到三组储气瓶中的压力下降到与车载气瓶的最高储气压力相等时,停止取气。
如果仍有汽车需要加气,则直接从压缩机排气管路中取气,等到汽车加气完成后,压缩机再按照充气顺序完成三组储气瓶的充气,然后停机。
这种工作方式的优点可以保证储气瓶组充气最多,提高利用率,也可以使汽车加气的速度最快。
2.2.4控制系统
控制系统的功能是控制加气站设备的正常运转和对有关设备的运行参数进行监控并在设备发生故障时自动报警或停机。
目前,国外加气设备的控制系统多采用PLC(可编程逻辑控制器),这种方法可靠性高,能实现设备的全自动化操作,也可远传到值班室实现无人看守,减轻操作工的劳动强度。
3太华路加气站危险危害因素分析
西安市太华路天然气加气站销售系统、附属设施的主要事故按其性质来说,主要有责任事故、非责任事故和破坏事故等。
影响太华路加气站销售系统、附属设施安全检查的主要因素有站场和气品自身因素、设备设施的因素、人的因素、管理因素和环境因素等。
事故的发生往往是这几种因素相互作用的结果,而事故的发生是多种多样的,其危害也大不相同。
安全评价就是运用科学的评价方法,依据国家法律、法规及行业标准,分析、预测存在的危险、有害种类和危险、危害程度,提出科学、合理和可行的劳动安全卫生技术措施和管理对策。
3.1物质的危险、有害因素分析
该加气站存在的具有火灾、爆炸危险及有毒有害物质为天然气,其危险程度分析如下:
天然气的介质以甲烷为主(含量为96.16%),还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮气等气体。
由此,天然气的危险性主要表现为甲烷的危险性,具体分析如表3-1所示
表3-1天然气的理化特性
标识
中文名
天然气
英文名
Naturalgas
分子式
CH4
CAS号
74-82-8
危险性类别
第2.1类易燃气体
化学类别
烷烃
理化性质
主要成分
纯品
外观与性状
无色无臭气体
熔点(℃)
-182.5
沸点(℃)
-161.5
相对密度(水=1)
0.42(-164℃)
相对密度(空气=1)
0.55
饱和蒸气压(kPa)
53.32(-168.8℃)
燃烧热(kJ/mol)
889.5
临界温度(℃)
-82.6
临界压力(MPa)
4.59
溶解性
微溶于水,溶于醇、乙醚
燃爆特性与消防
燃烧性
易燃
闪点(℃)
-188
爆炸下限(%)
5.3
爆炸上限(%)
15
最小点火能(mJ)
0.28
最大爆炸压力(MPa)
0.717
危险特性
易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
灭火方法
切断气源。
若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。
喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂:
雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
健康危害
侵入途径
吸入
甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。
当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。
若不及时脱离,可致窒息死亡。
皮肤接触液化品,可致冻伤。
急救措施
皮肤接触
若有冻伤,就医治疗
迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难,给输氧。
如呼吸停止,立即进行人工呼吸。
就医。
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。
尽可能切断泄漏源。
合理通风,加速扩散。
喷雾状水稀释、溶解。
构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
如有可能,将漏出气体用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。
也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风。
漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
储运注意事项
储存于阴凉、通风仓间内。
仓温不宜超过30℃。
远离火种、热源,防止阳光直射。
应与氧气、压缩空气、卤素等分开存放。
切忌混储混运。
储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外。
配备相应品种和数量的消防器材。
罐储时要有防火防爆技术措施。
露天贮罐夏季要有降温措施。
禁止使用易发生火花的机械设备和工具。
预时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。
搬运时要轻装轻卸,防止钢瓶及附件损坏。
防护措
施
工程控制
生产过程密闭,全面通风
呼吸系统防护
一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护
高浓度时戴安全防护眼镜
身体防护
穿防静电工作服
手防护
戴一般作业防护手套
其他
工作现场禁止吸烟。
进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
3.2工艺危险性分析
加气站工艺运行的介质天然气是一种易燃、易爆的物质,根据《建筑设计防火规范》(GBJl6—87(2001年版))的生产火灾危险性分类,天然气为甲类火灾危险性物质。
因此,火灾爆炸是加气站的主要危险。
3.3生产过程中的危险性分析
3.3.1火灾、爆炸危险因素分析
1)装置设备火灾、爆炸危险因素分析。
本项目发生火灾、爆炸等灾难性事故其主要因素有:
(1)设备设计、制造缺陷,制造原材料缺陷,可引起介质泄漏,造成火灾、爆炸事故。
(2)设备安装,施工缺陷,也可引起介质泄漏,引起火灾爆炸事故;
(3)设备阀门、法兰、管道、仪表接头处连接不好,密封不严,造成介质泄漏,引起火灾、爆炸事故;
(4)仪表和自控系统失灵,显示和传递信号不准,造成设备超压运行,引起设备爆炸事故;
(5)人员操作失误,造成系统工艺紊乱,引起事故发生;
(6)设备巡回检查不到位,设备配件故障、密封垫圈老化,容易引起介质泄漏,造成火灾、爆炸事故;
(7)地下管线腐蚀、热应力作用,会造成泄漏,引起火灾、爆炸事故;
(8)地上管线保温措施不力,连接处焊接不好,密封不好,引起泄漏,造成火灾、爆炸事故;
(9)明火管理不善、或在有可燃气体聚集的场所从事焊、割等作业,会引起火灾、爆炸事故;
(10)人员在有可燃气体聚集场所吸烟,引起火灾爆炸事故;
(11)作业时,金属物体碰撞,产生火花,成为事故火源;
(12)消防系统运行不良,发生火灾事故时造成事故扩大漫延;
2)产品储罐及装车系统火灾、爆炸危险因素分析,本项目中的工作介质均是易燃易爆物质,且该场所是人员聚集场所,更易发生火灾、爆炸事故。
其主要因素有:
(1)设备设计、制造、安装缺陷,均可造成介质泄漏,引起火灾、爆炸事故;
(2)装车操作人员操作失误,造成介质泄漏,引起火灾、爆炸事故的发生;
(3)计量不准或指标仪表失灵,造成人员疏忽大意,使装车超压、发生爆炸事故;
(4)天然气罐不定期检修,造成天然气泄漏,引起火灾、爆炸事故;
(5)装天然气车不设置可靠接地夹或接地不好,造成静电放电,引起火灾、爆炸事故;
(6)装车区人员来往较多,管理不到位,带入火源,引起火灾、爆炸事故;
(7)运输车辆安全检查不到位,如静电接地、排气管阻火器、司乘人员带入火种等,引起事故;
(8)燃料气输送管道泄漏,如遇火源,引起火灾、爆炸事故;
造成输气管道泄漏的原因有:
a.管材和焊接缺陷;
输气管线在制作和焊接中,焊缝中会出现加渣、未焊透等缺陷,制作管子如选材不当,钢材会存在气泡、砂眼等质量问题,这些原因往往在管道投产初期造成管线损坏。
b.腐蚀
土壤具有腐蚀性,如防腐措施不力,会造成地下管道的腐蚀损坏。
c.热应力
如地下管线填埋深度不够,或地上管线保温措施不力,会造成冻裂。
3.3.2物理爆炸
存在物理爆炸危险的设施或设备主要是回收罐、分离器等压力容器及压力管道。
如果容器、管道内介质压力超过了压力容器、压力管道的强度极限或压力容器、压力管道存在缺陷、仪表失灵或操作失误,可引起容器、压力管道等设备内压急剧上升,有发生开裂爆炸危险。
一旦开裂,造成介质外泄,会造成更大的损失。
3.3.3电气伤害事故
造成电器伤害的主要因素有:
1)触电伤害
生产过程中引起触电事故的主要原因,除了设备缺陷、设计不周等技术因素外,大部分是由于违章指挥、违章操作引起的,常见的有:
(1)维修时不执行监护制度,不使用或使用不合格绝缘工具和电器具;
(2)线路检修时不装设或未按规定装设接地线;
(3)线路或电气设备工作完毕,人还未离开,就对停电设备恢复送电;
(4)在带电设备附近进行作业,不符合安全距离或无监护措施;
(5)开启设备不核对设备名称、编号、位置状态;
(6)跨越安全围栏或超越安全警戒线;
工作人员误碰带电设备,以及在带电设备附近使用钢卷尺进行测量或携带金属超高物体在带电设备下行走;
(7)装设地线不验电;
(8)使用电动工具金属外壳不接地,不带绝缘手套;
(9)工作人员擅自扩大工作范围;
(10)在潮湿地区、金属容器内工作不穿绝缘鞋,无监护人员等。
2)电弧烧伤
电弧烧伤是弧光放电引起的,可引起手部和脸部的烧伤,电弧发出强烈的可见光及紫外线和红外线的辐射,如防护设施不当,会对人造成伤害。
3.3.4机械伤害事故
该加气站涉及的机械设备压缩机及机泵,在操作或检修过程中存在碰撞、卷入等机械伤害,其主要是由于人的违章指挥、违章操作造成的,常见的有:
(1)违章操作,穿戴不符合安全规定的服装进行操作;
(2)机械设备安全防护装置缺乏和损坏、被拆除等,导致事故发生;
(3)操作人员疏忽大意,身体进入机械危险部位;
(4)在检修和正常工作时,机械突然被别人随意启动,导致事故发生;
(5)在不安全的机械上停留、休息、导致事故发生。
(6)加气槽车或CNG汽车在进出加气站、洗车中的意外、人为失误造成的车辆伤害。
在日常的操作运行中,如设备的正常检修、正常运转时,人员进入机械危险部位,如防护措施失效、防护用具不当,会导致事故的发生。
因此,安全防护是防止机械伤害事故的关键,即保持安全防护设施的完好,按规定使用劳动防护用品等。
同时,加强安全管理力度,防止非操作人员随意开机,做好正常检修设备时的安全防护措施。
3.3.5中毒、窒息事故
天然气的主要成分是甲烷,甲烷成分占到天然气总量的96.1%,甲烷属单纯窒息性气体,无毒,但甲烷浓度较高时,会因缺氧而造成窒息死亡。
空气中甲烷浓度达到25%~30%时出现头昏,呼吸加速,运动失调。
天然气中还含有一定量的硫化氢气体,硫化氢是强烈的神经毒物,高浓度时会引起人的昏迷直至死亡。
检修罐体时如防护不当会使人窒息、中毒或死亡。
3.3.6噪声危害
该加气站主要是压缩机工作产生的噪声。
噪声对人的危害,主要有以下几个方面。
1)听力和听觉器官的损伤:
人听觉器官的适应性是有一定限度的,长期在强噪声作用下,听力逐渐减弱,引起听觉疲劳。
若长年累月在强烈噪声的作用下,内耳器官发生了器质性的病变,成为永久性听阈位移,也叫噪声性耳聋。
2)引起心血管系统疾病和神经衰弱:
噪声可以使交感神经紧张,表现为心跳加快,心律不齐,血压波动,心电图阳性率增高。
噪声引起神经衰弱症候群,如头痛、头晕、失眠、多梦、乏力、记忆力衰退、心悸、恶心等。
神经衰弱的阳性率随噪声声级的增高而增高。
3)对消化系统的影响:
引起胃功能紊乱、食欲不振、消化不良。
4)对视觉功能的影响:
由于神经系统互相作用的结果,能引起视网膜轴体细胞光受性降低,视力清晰稳定性缩小。
5)降低工作效率,影响安全生产:
噪声易使人烦燥不安与疲乏,注意力分散,导致工作效率降低,甚至引起误操作而发生意外。
3.4防雷、防静电危险性分析
站区有可燃气体或易燃物存在的场合,静电放电、雷电放电均可成为引爆的火源,导致火灾、爆炸事故发生。
加气站若未设置防雷、防静电装置或设置有防
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