1. 中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院;
2. 中国石油安全环保技术研究院;
3. 中国石油西南油气田公司生产运行处
收稿日期：2010-07-20；修回日期：2010-07-25
作者简介：乔蓓：女，安全评价师、注册安全工程师。现在中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院从事油气田安全评价与安全技术咨询工作。地址(610213)：四川省成都市华阳天研路.
Hazard Identification Assessment and Risk Control Measure Analysis of CNG Filling Stations
1. Safety, Environment & Technology Supervision Research Institute, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company;
2. Safety, Environment & Technology Supervision Research Institute, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company;
3. PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company
Abstract: CNG filling stations have the characteristics of flammability, explosiveness and high-pressure. By using risk identification and preliminary hazard analysis of CNG filling stations, this article finds out the common causes of the familiar accident, and proposes technical management measures for safety production of CNG filling stations.
Key words:
CNG filling stations risk identification qualitative assessment technical management measures
天然气作为高品质的清洁能源被广泛地利用，目前CNG加气站已成为城镇的重要基础设施之一[1]。在北美、欧洲和俄罗斯等国家，其居民生活用燃料中，天然气所占的比例高达30%~50%；据美国企业市场调查组织预测，从2010年起，全球的CNG汽车将以每年16%的速度增长。在我国，城市居民生活用燃料中，天然气大约占13%，CNG加气站数量约1000座，CNG汽车保有量约30万辆。但是随着CNG加气站的增加，CNG加气站事故时有发生，造成人员伤亡和财产损失，因此CNG加气站的安全问题也日益受到公众的关注[2]。
鉴于CNG加气站的高风险状态，有必要对CNG加气站生产运营中可能产生的危险因素进行危害识别和风险分析，结合其事故统计分析的结果，采用定性评价的方法，对CNG加气站生产单元进行预先危险性分析，找出CNG加气站常见事故发生的原因，提出CNG加气站安全生产运行的技术管理措施。
1 CNG加气站风险识别
CNG加气站具有易燃、易爆、高压的特点，一旦发生泄漏，会引发火灾和爆炸事故，经济损失和社会影响较大。本节将从操作介质、生产装置与工艺、人员与环境及事故统计四个方面，对CNG加气站进行风险识别。
(1) 天然气的危险性。CNG加气站是以净化天然气为气源，其进站气质应符合GB 17820-1999：天然气中的Ⅱ类气质标准。
天然气具有燃烧、爆炸、易扩散和可压缩性等性质，其与空气混合的爆炸极限范围为5%~15%(φ )。按《石油和天然气工程设计防火规范》(GB50183-2004)，天然气的火灾危险性为甲B类。
天然气能以任何比例与空气混合，如果在沟渠、厂房死角等窝风处长时间积聚不散，遇到火源即能燃烧或爆炸。
泄漏到空气中的天然气如果遇到点火源发生燃烧，会产生较强的热辐射；如果泄漏的天然气形成可爆云团后遇点火源，则发生后果更严重的爆炸事故。
天然气可压缩，CNG站的压缩天然气工作压力一般为25 MPa~30 MPa，由此表现出的危险性是可能发生物理爆炸或机件飞出。
(2) 生产装置和工艺的危险性。常规CNG加气站主要包括：调压计量系统、气体净化系统、天然气增压系统、售气系统、高压储气系统、高压管道系统和设备控制系统。各系统的设备、阀件、连接件、安全附件可能因质量问题，包括材质、气质、安装不合格等因素，发生天然气泄漏，都可能发生火灾或爆炸事故。
售气系统的安全防护装置设置不合理，加气工人或驾驶人误操作将加气机拉倒或高压管拉断，发生天然气泄漏，可能发生火灾或爆炸事故。
天然气增压系统内的阀件、连接件由于长期压力的变化，发生“疲劳”损伤，发生天然气泄漏，可能发生火灾或爆炸事故。
高压储气系统因材质、施工质量不过关，可能造成天然气泄漏，发生火灾或爆炸事故；储气井因储存的气质不合格，如水露点过高或H2S含量超标、除尘不净等，使高压管线或阀件堵塞或失效，储气井排污管道堵塞(积液)。
防雷、防静电设施不合格，接地电阻达不到要求，可能因雷击、静电聚积而成为泄漏事故的点火源。
设备控制系统的安全联锁部分，可能因报警、联锁、截断、放空环节设计不合理或维护不到位，在事故突发时不能起作用而无法有效减轻或制止事故的扩大。
(3) 人员与环境的危险性。在保证生产装置的本质安全后，生产操作人员不按操作规程作业、习惯性违章，成了事故发生的主要原因。加之大部分的CNG站均建在城市或近郊，附近均有较多的居民和企事业单位，人员组成复杂、活动频繁，一旦发生事故，除可能发生人员伤亡外，还会产生较大的经济损失和较严重的社会影响。
(4) CNG加气站事故统计分析。相关调查资料表明[1]，在对2004年到2007年期间北京、上海、成都、重庆等16个城市的100起CNG加气站事故分析得出，CNG加气站事故主要集中在售气系统和高压储气系统，其次是天然气增压系统，这三个系统发生的事故占总数的90%[3](见图 1)。
2 CNG加气站定性评价
从CNG加气站的工艺和装置特点考虑，根据系统安全工程的原理，采用预先危险性分析对CNG加气站的生产装置进行分析，从事故结果找出引起的原因，并提出相应的对策措施。
(1) 预先危险性分析法介绍。预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，缩写为PHA)是一种定性分析系统危险因素和危险程度的方法。对系统存在的危险类型、来源、出现条件、事故后果以及有关措施等进行分析，找出预防、纠正、补救措施，消除或控制危险因素，并根据事故原因的重要性和事故后果的严重程度，确定危险因素的危险等级。通常把危险因素划分为4级，见表 1。
表 1
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表 1 危险性等级划分表
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(2) 以CNG加气站为评价单元，采用预先危险性分析方法进行定性评价。CNG站预先危险性分析结果见表 2。
表 2
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表 2 CNG站预先危险性分析表
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3 安全管理技术措施建议
CNG加气站因其操作介质的易燃易爆性和超高压工艺特点，加之工作界面人员复杂不易管理，因此其安全生产的风险较大。根据前面的风险识别与评价的结果，提出以下安全管理的技术措施建议。
(1) 加强制度建设，提高员工安全意识。CNG加气站具有易燃、易爆、高压的特点，是具有较高危险性的作业场所，且各生产单元工艺较复杂，一旦发生事故，均会产生较大损失或较严重后果。因此，在日常生产管理中应严格各项规章制度，认真完成日常的保养维护，加强员工的技能培训，提高工作技能和安全意识，使员工从“要我安全”到“我要安全”。
(2) 加强设备本质安全管理，注重检维修工作。本质安全管理是杜绝事故发生的最重要和先决的手段。因此，维护压力容器的本质安全，及时更换易损件；保证自控系统运行完好，出现异常，及时连锁处置；按期检测防雷、防静电接地电阻，防止静电聚集。要注意不仅要重视制度制订，制度执行也同样重要。
(3) 注重工艺安全，保证气质符合要求。由于CNG加气站气质来源存在差异，应根据气质情况，设置脱水、脱硫设施，以脱除天然气中的硫化氢等酸性气体或水分，防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆”或防止在减压膨胀过程中出现冰堵。对特殊气质如含烃气质，应考虑增加除烃装置。
在日常的管理维护中，应按规定进行气质监测，及时更换脱水剂、脱硫剂，保证气质符合要求，也就是保证加气站设备设施的本质安全。
(4) 划分安全区域，加强外来车辆和人员的管理。由于CNG加气站的售气系统人员密度高、流动大，建议推行目视化管理，将警示、禁止、消防、加气路线等规范化明示，这是行为安全管理的一种有效手段。
(5) 根据实际情况设计工艺、制定制度。应根据CNG站实际状况有针对性地设计工艺、制定制度，才能有效保证CNG站的安全运行。如北方和南方、干燥和湿润，带来加气站设计和管理的差异。高温干燥地区应注意静电的消除，需设置人员消除静电的装置；寒冷的地区注意为线路保暖[4]，防止高压线路或阀件发生冰堵，造成管路憋压。
4 结论
通过对CNG加气站风险识别和分析评价可以知道，CNG加气站为较高风险的企业，主要生产环节都有较大风险，一旦发生事故将产生较严重后果，带来较高的经济损失和较大的社会影响，但CNG加气站的风险也是可以控制的，只要深入理解其特性、特点，掌握驾驭控制的方法，CNG加气站完全可以做到安全平稳地运营。
2011, Vol. 40