Análisis de riesgos de incendio y prevención de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos
[Investigación sobre prevención de incendios] Ding Yijiang, Destacamento de la Zona de la Industria Química, Oficina de Bomberos de Shanghai (número de visitas: 13)
Con el continuo desarrollo de la industria del automóvil y el aumento del número de vehículos, la contaminación del medio ambiente causada por las emisiones de escape de los automóviles se ha intensificado aún más. Con el desarrollo y la utilización de los recursos de gas natural, con el fin de minimizar la contaminación ambiental causada por la combustión de gasolina y diésel, los vehículos de gas natural comprimido (GNC) se han promovido y utilizado ampliamente en muchos países del mundo.
1. Tipos y principios de funcionamiento de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos
1. Tipos de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos.
Según sus funciones, las estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos generalmente se dividen en varias formas: estaciones de servicio de gas natural para vehículos, estaciones de servicio mixtas de petróleo y gas y estaciones de servicio secundarias y principales. Una gasolinera es una única estación de servicio de gas natural que sólo puede repostar gas natural para automóviles. En términos de estructura de equipos, las estaciones de servicio de gas se pueden dividir en estructuras abiertas y estructuras montadas sobre patines. La estructura abierta consiste en instalar todos los equipos de la estación de servicio de gas en el edificio de la fábrica y ensamblar tuberías de alta y baja presión, varias válvulas y otros equipos de acuerdo con el flujo del proceso para formar un sistema de proceso de circuito abierto montado sobre patines; La estructura es para instalar el equipo principal de la estación de servicio de gas (Purificación, compresión, enfriamiento, control, almacenamiento de gas, etc.) se concentran en una base montada sobre patines para formar un sistema de equipo general que se puede controlar en un circuito cerrado. En términos de seguridad, la estructura montada sobre patines es mejor que la estructura abierta.
2. Principio de funcionamiento de la estación de servicio de gas natural comprimido.
El principio de funcionamiento de una estación de servicio de gas es transportar gas natural a la estación de servicio a través de tuberías, y luego filtrar, regular y medir el gas natural, luego amortiguar y estabilizar la presión antes de ingresar al compresor; el compresor de gas natural comprime y presuriza el gas natural a 25 MPa, ingresa al dispositivo de deshidratación de alta presión para eliminar el agua restante, después de la deshidratación, el controlador del programa lo selecciona y lo organiza y ingresa al grupo de botellas de almacenamiento de gas de alta presión. o haz de tuberías de almacenamiento de gas a alta presión; el gas se almacena a diferentes presiones y se almacenan diferentes gases naturales a alta presión bajo el programa controlador de ventas de gas a vehículos a gas a través de máquinas expendedoras de gas natural. Cuando no hay suficiente gas en el sistema de almacenamiento de gas a alta presión, el controlador del programa puede presurizar el gas natural y suministrarlo directamente a la máquina expendedora de gas a través del compresor, y el gas se puede vender a los vehículos de gas mediante el proceso de medición. se muestra en la Figura 1. El flujo del proceso estación maestra-subestación se muestra en la Figura 2 y la Figura 3.
2. Análisis de riesgo de incendio de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos y sus sistemas
(1) Análisis de riesgo de incendio del gas natural
El gas natural se basa en Mezcla de gases con metano como componente principal, y que además contiene una pequeña cantidad de alcanos como etano, propano, butano, etc., además de dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, humedad, etc. El metano, el componente principal del gas natural, es un gas combustible de primera clase con un riesgo de incendio de Clase A. El límite de concentración de explosión es del 5 al 15%. La energía de ignición mínima es de solo 0,28 mJ. Tiene una velocidad de combustión rápida. Alto poder calorífico de combustión (el poder calorífico promedio es 33440 kJ/m3), la gravedad específica del aire es 0,55, el coeficiente de difusión es 0,196, es extremadamente fácil de quemar y explotar, tiene una gran capacidad de difusión y el fuego se propaga rápidamente. Una vez que se produce un incendio, es difícil rescatarlo.
(2) Riesgos de incendio en las estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos
1. Es probable que se produzcan fugas. El proceso en la estación está bajo alta presión y la red de tuberías del proceso es propensa a sufrir fugas. Hay muchos lugares donde pueden ocurrir fugas de gas, válvulas, botellas de gas, compresores, secadores, tanques de recuperación, tanques de filtrado, etc. todas las fugas. En caso de incendio, la fuente provocará un incendio y una explosión. El 29 de septiembre de 1995, una estación de servicio de gas natural comprimido de Fushun Hua Oil Company en Zigong, Sichuan, explotó y se quemó debido a una fuga del cilindro, causando grandes pérdidas económicas y víctimas.
2. El funcionamiento a alta presión es muy peligroso. El gas natural comprimido requiere que el compresor de la estación de servicio esté presurizado a más de 25 MPa para comprimir el gas natural en el cilindro, que actualmente es el contenedor de almacenamiento de gas combustible a mayor presión en China. Si la calidad del cilindro o del equipo presurizador no puede cumplir con los requisitos técnicos básicos, puede ocurrir una explosión o un incendio por un poco de negligencia. El 7 de octubre de 1995, se produjo una combustión a chorro en una estación de servicio de gas natural comprimido de Suining debido a problemas de calidad del cilindro. La columna de llama tenía más de 20 metros de altura, lo que provocó pérdidas económicas directas de más de 180.000 yuanes.
El funcionamiento a alta presión del sistema es propenso a la sobrepresión. Una vez que la presión del sistema excede la presión permitida que puede soportar y el límite de resistencia del equipo, eventualmente provocará una explosión o una explosión local.
3. Peligros causados por la mala calidad del gas natural.
Cuando no se elimina el agua libre del gas natural, el sulfuro de hidrógeno en el agua acumulada puede causar fácilmente la corrosión del cilindro. En teoría, la solución acuosa de sulfuro de hidrógeno corroe cilindros o contenedores a alta presión más rápido y más fácilmente que en redes de tuberías por debajo de 4 MPa. Según las inspecciones de cilindros que explotaron en accidentes anteriores, en las botellas se acumuló agua negra con un olor acre, algunas alcanzando entre 2,5 y 5 kg, y el contenido de sulfuro de hidrógeno en el agua superó los 8,083 mg/L.
4. Los equipos de proceso son continuos y el impacto de los accidentes es grande. Todos los equipos de proceso en la estación están interconectados. Si una determinada pieza falla, afectará la producción segura de todo el dispositivo. El fuego puede propagarse fácilmente a lo largo de las líneas de equipos. El 12 de agosto de 1995, una estación de servicio de gas natural comprimido de la Compañía Local de Gas Natural de Mianyang explotó y se incendió mientras inflaba el cilindro debido a un proceso de deshidratación sucio.
5. No apagar los incendios provoca la expansión de los desastres. Si el equipo que genera la combustión de gas no se puede enfriar rápidamente, hará que el contenedor de la gasolinera se caliente y la presión del aire aumente rápidamente. Si el dispositivo de seguridad no descarga suavemente durante un tiempo, puede ocurrir una explosión. En general, no es probable que esta situación ocurra porque se han realizado experimentos similares durante el diseño y prueba de cilindros de gas y otros contenedores. Sin embargo, también puede ocurrir si el fuego es demasiado grande y el calentamiento es demasiado rápido, lo que hace que la presión aumente demasiado rápido. En otro caso, debido al calentamiento por combustión, el gas natural del recipiente se escapa a través de la válvula de seguridad y forma una mezcla explosiva con el aire. Una vez que entra en contacto con una fuente de fuego, puede producirse una deflagración.
6. La formación no está estandarizada y la calidad profesional de los empleados no es alta. En primer lugar, la operación estandarizada por parte de los profesionales es la clave para eliminar los accidentes provocados por el hombre. Con el desarrollo de sistemas operativos diversificados en la industria del gas, han surgido dos problemas: en primer lugar, las grandes empresas con operaciones estandarizadas tienen una capacitación más estricta para los operadores; en segundo lugar, algunas pequeñas y medianas empresas con operaciones irregulares descuidan gravemente la capacitación de los operadores. capacitación. En segundo lugar, es necesario mejorar la calidad profesional del personal que participa en las operaciones de gas. Parte del personal llega a trabajar sin la formación necesaria o no recibe formación de actualización periódica. Saben poco sobre conocimientos de seguridad, especialmente sobre protección contra incendios, y no tienen capacidad para detectar peligros ocultos, y mucho menos hacer frente a emergencias.
(3) Riesgo de incendio de varios sistemas de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos
Las estaciones de servicio de GNC para vehículos generalmente constan de cinco partes, a saber, sistema de procesamiento de gas, sistema de compresión de gas y almacenamiento de gas. sistema, sistema de control de equipos y sistema de venta de gas.
1. Sistema de tratamiento de gases. Este sistema incluye principalmente regulación de presión, eliminación de polvo, desulfuración, deshidratación, secado y otros procesos. Durante el tratamiento del gas, se deben evitar fugas en válvulas, bridas y soldaduras.
2. Sistema de compresión de gases. El sistema realiza principalmente una compresión de múltiples etapas a través de un compresor para aumentar la presión del gas natural a 25 MPa y luego lo envía a la botella de almacenamiento de gas a través de tuberías. Cuando el gas se comprime, queda bajo presión y se calienta, lo que aumenta en consecuencia el riesgo de incendio.
3. Sistema de almacenamiento de gas. No importa qué tipo de sistema de almacenamiento de gas sea, es un contenedor de alta presión. Por lo tanto, la calidad del cilindro de gas es muy importante. En la actualidad, las botellas de almacenamiento de gas de las estaciones de servicio de gas natural comprimido existentes en nuestro país. básicamente botellas de acero resistentes a la presión. Si está corroído o tiene defectos congénitos, si no se inspecciona y repara a tiempo, fácilmente puede causar daños al cilindro de gas o sus piezas, provocando incluso explosiones y accidentes por incendio.
4. Sistema de control de equipos. El sistema de control implementa principalmente el control manual o automático de varios equipos en la estación. Por lo tanto, existen fuentes potenciales de ignición dentro de la estación de servicio.
5. Sistema de venta de gas. Cuando el sistema de venta de gas está funcionando, se genera fácilmente electricidad estática y las operaciones ilegales también pueden provocar fácilmente accidentes de seguridad.
3. Prevención de incendios en estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos.
(1) Selección de emplazamiento para estaciones de servicio de GNC de vehículos.
1. Requisitos básicos para la selección del emplazamiento de estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos.
La selección del sitio y la distribución de las estaciones de servicio de gas natural comprimido deben ser similares a las de las estaciones de servicio y deben cumplir con el plan general de la ciudad y cumplir con los requisitos de protección ambiental, seguridad y prevención de incendios. Las estaciones de servicio de gas en áreas urbanas deben estar cerca de las arterias de tráfico urbano o ubicadas en vías arteriales secundarias de fácil acceso. La estación de servicio especial para autobuses urbanos debe estar cerca del aparcamiento (campo). Las estaciones de servicio de gas en áreas suburbanas deben ubicarse cerca de las autopistas o cerca de las entradas y salidas de tráfico en las áreas urbanas. Las estaciones de servicio de gas de las grandes empresas de transporte están planificadas por la empresa y deben estar cerca del garaje (campo) o de la entrada y salida del vehículo.
Las estaciones de servicio de gas natural comprimido deben estar cercanas a gasoductos de alta y media presión de gas natural o a estaciones de almacenamiento y distribución.
Los parámetros de suministro de gas deben cumplir con los requisitos de rendimiento del compresor establecidos en la estación de servicio. La nueva estación de servicio de gas no debería afectar el uso normal de otros usuarios de la red de gasoductos.
2. Distancia de protección contra incendios entre las instalaciones de la estación de servicio de gas natural comprimido y los edificios y estructuras exteriores a la estación.
La distancia de protección contra incendios entre la unidad compresora y el grupo de botellas de almacenamiento de gas en la estación de servicio de gas y los edificios y estructuras circundantes no debe ser inferior a los requisitos de GB50156-2002.
(2) Precauciones para el almacenamiento de gas natural comprimido en estaciones de servicio de gas
Las botellas de almacenamiento de gas deben ser productos que cumplan con las regulaciones y normas nacionales pertinentes. Las estaciones de servicio de gas deben utilizar botellas de almacenamiento de gas de gran volumen de la misma especificación y modelo. Los cilindros de gas de gran volumen tienen las ventajas de tener menos válvulas, menos interfaces y alta seguridad. En la actualidad, las estaciones de servicio de gas de mi país utilizan principalmente cilindros domésticos de 60 litros. Al seleccionar botellas de almacenamiento de gas de pequeño volumen, el volumen total de cada grupo de botellas de almacenamiento de gas no debe ser superior a 4 m3 y el número de botellas no debe ser superior a 60. El volumen total en las zonas urbanas urbanizadas no debe exceder los 16 m3.
El diseño, la construcción y la inspección de los pozos de almacenamiento de gas deben cumplir con las disposiciones pertinentes de la norma nacional actual de Taiwán "Pozos subterráneos de almacenamiento de gas a alta presión" SY/T6535. La construcción de pozos de almacenamiento de gas debe ser realizada por unidades con calificaciones de perforación de gas natural.
Para evitar accidentes causados por un control incorrecto de los vehículos de repostaje que ingresan a la estación, se debe tomar una barrera de seguridad anticolisión u otras precauciones en el lado adyacente al grupo de botellas de almacenamiento de gas o gas. Se deben tomar medidas de colisión entre el pozo de almacenamiento y el paso de automóviles en la estación, y la distancia entre los pasos de automóviles en la estación del grupo de cilindros de almacenamiento de gas no debe ser inferior a 5 m.
(3) Configuración de dispositivos de protección de seguridad en las estaciones de servicio de gas
En caso de que se instalen válvulas de corte manuales de emergencia en las tuberías de entrada de gas natural, lejos del área de operación. En caso de incendio u otro accidente, una válvula de control automático. Cuando el sistema falla, el operador puede acercarse y cerrar la válvula de corte para cortar la fuente de aire y evitar que el accidente se expanda. La posición de la válvula de cierre de emergencia manual debe ser conveniente para cortar la fuente de aire a tiempo en caso de accidente.
Para garantizar el funcionamiento seguro de las instalaciones de almacenamiento de gas y cortar rápidamente la fuente de gas en caso de accidente, se debe instalar una válvula de seguridad, una tubería de alivio de emergencia, un manómetro y un manómetro de sobrepresión. Alarma de la tubería principal de entrada de gas del grupo de cilindros de almacenamiento de gas (pozo de almacenamiento de gas). Se debe instalar una válvula de cierre en la salida de cada botella (pozo) de almacenamiento de gas. La válvula de corte del grupo de botellas de almacenamiento de gas (pozo de almacenamiento de gas), la válvula de corte principal, la válvula de corte de emergencia y la válvula de corte de llenado de gas se instalan entre el grupo de botellas de almacenamiento de gas (pozo de almacenamiento de gas) y el tanque de llenado. pistola, como se muestra en la Figura 4.
1. Grupo de botellas de almacenamiento de gas (pozo de almacenamiento de gas); Válvula de corte del grupo de botellas de almacenamiento de gas (pozo de almacenamiento de gas); Válvula de corte principal; 4. Gasoducto; 5. Válvula de cierre de emergencia; 6. Manguera de suministro de aire; 7. Válvula de corte de llenado de gas; 8. Pistola de aire comprimido.
La protección de seguridad para el funcionamiento de la unidad compresora debe cumplir con las siguientes normas: se debe instalar una válvula de seguridad entre la salida del compresor y la primera válvula de corte, y la capacidad de alivio de la válvula de seguridad no debe ser inferior a la capacidad de alivio segura del compresor. La entrada y salida del compresor deben estar equipadas con alarmas de alta y baja presión y dispositivos de apagado por exceso de presión; el sistema de enfriamiento de la unidad del compresor debe estar equipado con temperatura; dispositivos de alarma y parada; el sistema de aceite lubricante de la unidad compresora debe estar equipado con dispositivos de alarma y parada de baja presión.
La protección de seguridad del dispensador de gas debe cumplir con las siguientes normas: el dispensador de gas debe estar equipado con un dispositivo limitador de presión de seguridad el tubo de entrada de aire del dispensador de gas debe estar equipado con un corte automático; válvula de cierre para evitar accidentes por colisión; la manguera de gas debe estar equipada con una válvula de extracción después de que la válvula de extracción se separe bajo la acción de una fuerza externa, los dos extremos deben sellarse automáticamente cuando la presión de trabajo del gas natural. en la manguera de gas es de 20 MPa, el rango de fuerza de separación de la válvula de extracción debe ser de 400 ~ 600 N.
Las tuberías de gas natural y los grupos de botellas de almacenamiento de gas en la estación de servicio también deben estar equipados con dispositivos de protección de alivio de presión. Se deben instalar tuberías de alivio de los sistemas con diferentes niveles de presión en la estación de servicio. por separado para facilitar la descarga rápida de los gasoductos y grupos de botellas de almacenamiento de gas natural liberados en demanda.
(4) Requisitos para la instalación de materiales relevantes en estaciones de servicio de gas
Se deben utilizar tubos de acero sin costura para tuberías de gas natural antes de la presurización y deben cumplir con la norma nacional actual "Sin costura". Tuberías de acero para el transporte de fluidos" 》Disposiciones pertinentes de GB8163. El gasoducto sobrealimentado debe utilizar tubos de acero sin costura de alta presión y cumplir con las disposiciones pertinentes de la norma nacional actual "Tubos de acero sin costura para calderas de alta presión" GB5310 o "Tubos de acero sin costura de acero inoxidable" GB/T14976. También se debe considerar la influencia de la temperatura ambiente al seleccionar materiales para tuberías aéreas exteriores en áreas extremadamente frías. Dado que el gas natural contiene medios corrosivos como sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y condensado residual, los materiales de todos los equipos, tuberías, accesorios, válvulas, bridas, juntas, etc. que entren en contacto con el gas natural comprimido en la estación de servicio deben Ser resistente a la corrosión y al envejecimiento y otras capacidades.
La presión de diseño de todos los equipos, válvulas, tuberías y accesorios de la estación de servicio de gas debe ser un 10% superior a la presión máxima de trabajo, y en ningún caso debe ser inferior a la presión de trabajo inicial de la válvula de seguridad.
El diseño anticorrosión de tuberías enterradas debe cumplir con las disposiciones pertinentes de la norma nacional actual "Código para el diseño de ingeniería de control de corrosión para tuberías de acero y tanques de almacenamiento" SY0007, y el nivel más alto de protección anticorrosión. Se debe utilizar una capa protectora de aislamiento contra la corrosión.
(5) Mejorar la calidad profesional del personal en las estaciones de servicio
En cuanto al fenómeno actual de calidad profesional desigual del personal en las estaciones de servicio, creo que los departamentos nacionales pertinentes no han pero aún así hemos resuelto el problema. A la hora de formular políticas pertinentes, debemos partir de dos aspectos. En primer lugar, los operadores pertinentes de cada puesto serán capacitados y evaluados por el cuerpo de bomberos profesional antes de asumir sus puestos, y aquellos que aprueben la evaluación recibirán certificados de empleo antes de que se les permita asumir sus puestos. En segundo lugar, para el personal que haya superado la evaluación y haya asumido sus puestos, el cuerpo profesional de bomberos debería establecer un correspondiente sistema periódico de formación de actualización y evaluación.
Con el vigoroso desarrollo del gas natural y su aplicación en la industria del automóvil en los últimos años, cada vez aparecen en nuestras vidas más estaciones de servicio de gas natural comprimido para vehículos, pero al mismo tiempo cada vez más estaciones de servicio. La aparición de accidentes de seguridad en las gasolineras también nos ha hecho sonar la alarma sobre la seguridad contra incendios en las gasolineras. Por lo tanto, debemos operar en estricta conformidad con las normas pertinentes sobre seguridad contra incendios en las gasolineras.