天然氣易燃易爆,CNG氣瓶壓力也達(dá)到20Mpa,屬于高壓設(shè)備,同時(shí)汽車的流動(dòng)性大,且多在人口密度大的地方,在安裝、充裝、使用、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)稍有疏漏,極易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故,給廣大群眾的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失,這就要求掌握CNG汽車存在的安全隱患。本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
1 氣源的質(zhì)量問題
天然氣是無色、無臭易燃?xì)怏w,其主要成分是甲烷(CH4),沸點(diǎn)-160℃,相對密度(水=1)0.45(液化),自燃溫度482-632℃,爆炸極限(V%)5%-14%,最大爆炸壓力6.8×102kPa!盾囉脡嚎s天然氣》(GB18047)對汽車用壓縮天然氣技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
未經(jīng)處理的天然氣含少量的SO2、H2S、CO2和水等雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì)對氣瓶及其附件造成腐蝕,從而導(dǎo)致閥門和管路連接處密封不嚴(yán)、減壓器功能失效等后果,最終可能引起天然氣的泄露,發(fā)生火災(zāi)或爆炸。因此,在壓縮天然氣的生產(chǎn)中必須對脫硫、脫水等工序嚴(yán)格把關(guān),確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2 安裝
天然氣汽車多為燃油車改裝,在保留原車供油系統(tǒng)的情況下,增加一套“CNG型車用壓縮天然氣裝置”。改裝部分由以下三個(gè)系統(tǒng)組成。①天然氣系統(tǒng)。主要由充氣閥、高壓截止閥、天然氣鋼瓶、高壓管線、高壓接頭、壓力表、壓力傳感器及氣量顯示器等組成。②天然氣供給系統(tǒng)。主要由天然氣高壓電磁閥、三級組合式減壓閥、混合器等組成。③油氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。主要由三位油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)、點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器、汽油電磁閥等組成。天然氣鋼瓶的瓶口處安裝有易熔塞和爆破片兩種保安裝置,當(dāng)氣瓶溫度超過
100℃或壓力超過26MPa時(shí),保安裝置會(huì)自動(dòng)破裂卸壓;減壓閥上設(shè)有安全閥;氣瓶及高壓管線安裝時(shí),均有防震膠墊,卡固牢固。車載氣瓶安裝單位必須按照《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定取得相應(yīng)的安裝資質(zhì),所選用的氣瓶必須是正規(guī)廠家生產(chǎn)的通過了產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)的產(chǎn)品,安裝程序必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。
在以往的車載氣瓶事故案例中,有非正規(guī)安裝單位使用舊氣瓶,甚至是報(bào)廢氣瓶進(jìn)行安裝,最后導(dǎo)致事故的發(fā)生。對此,應(yīng)該加大監(jiān)管力度,堅(jiān)決杜絕此類事件的發(fā)生。
3 充裝
加氣站內(nèi)有壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣瓶組、加氣機(jī)以及附屬的管路、配電設(shè)備等,這些設(shè)備的任一點(diǎn)出現(xiàn)問題,都可能造成嚴(yán)重的后果。
壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)試、檢修、安裝、運(yùn)行操作都有一定的難度,因檢修、安裝不當(dāng)、操作失誤,水電不正常,機(jī)組附件、管路、閥門及密封的損壞等因素,都可能造成天然氣的泄漏。
加氣站內(nèi)用閘閥、調(diào)壓閥、球閥、安全閥等閥門較多,其密封件易損壞,或開啟、關(guān)閉、調(diào)壓等功能失效,特別是安全閥和調(diào)壓閥易于出現(xiàn)不能起跳和不能泄壓等故障,從而造成系統(tǒng)介質(zhì)的泄漏。
加氣站內(nèi)的各種電氣設(shè)備可能因接地設(shè)施失效,線路絕緣損壞,接觸點(diǎn)不良,不符合防爆要求等原因引起電火花或過熱,若遇泄漏的天然氣,可能引起火災(zāi)爆炸事故。若監(jiān)測壓力、溫度、流量的儀表指示失真,則可能導(dǎo)致管線設(shè)備超壓,超溫,操作失控,設(shè)備損壞等后果,進(jìn)而引起火災(zāi)。
另外,一些人為的因素也可能導(dǎo)致事故的發(fā)生:
①操作人員不按操作規(guī)程操作,有可能導(dǎo)致壓縮機(jī)或加氣機(jī)憋壓,如果安全閥故障不動(dòng)作,就會(huì)造成管線、閥門、設(shè)備超壓運(yùn)行,甚至發(fā)生事故。②在加氣、卸氣過程中,天然氣高速流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量靜電,在進(jìn)行這些作業(yè)時(shí),若未將地線與車輛連接,或接地設(shè)施失效,則產(chǎn)生的靜電火花可能引起火災(zāi)爆炸事故。③加氣車輛停在加氣位置后,要先熄火后加氣,如不熄火或汽車突然啟動(dòng),有將加氣搶拉斷、引起火災(zāi)爆炸的可能。④在加氣站里不穿防靜電服,穿釘鞋與地面摩擦產(chǎn)生火花,都是不安全因素。
車載氣瓶本身的安全性能很好,但是如果在使用中操作不當(dāng),日常維護(hù)不到位,或一些不可抗拒的因素等,就有可能造成氣瓶的損傷,從而埋下安全隱患。
、僭谲囕d氣瓶的使用過程中,疲勞破壞是致命的。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對氣瓶的使用壽命有所規(guī)定,但這是以正常充裝為前提。實(shí)際運(yùn)營中,由于種種原因會(huì)造成氣瓶的充裝頻率要遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的頻率,在這種情況下運(yùn)營的氣瓶就要適當(dāng)縮短其使用壽命,否則就會(huì)對氣瓶的安全性帶來危害。②車用壓縮天然氣氣瓶在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中,可能遭受酸雨等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,這就可能造成纏繞氣瓶的纏繞層纖維的斷裂、溶解、松動(dòng)或產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋等,而對鋼瓶則直接造成壁厚減薄、產(chǎn)生凹坑等后果。如果車用壓縮天然氣纏繞氣瓶的纖維纏繞層長期暴露在陽光及大氣中,其外表面涂層的狀況會(huì)變化,也可能導(dǎo)致纏繞纖維松動(dòng)、斷裂,從而降低氣瓶的強(qiáng)度,影響其安全性能。③車載氣瓶在使用、搬運(yùn)等過程中,由于操作不當(dāng)或汽車本身發(fā)生事故等影響,可造成車載氣瓶受到?jīng)_擊、碰撞、磨損、過熱等損傷,造成氣瓶表面受損,或纏繞瓶表面纖維層松動(dòng)、斷裂、樹脂破碎等后果,導(dǎo)致氣瓶安全性能的降低。
5 檢驗(yàn)
按國家標(biāo)準(zhǔn)GB24162-2009《汽車用壓縮天然氣金屬內(nèi)膽纖維環(huán)纏繞氣瓶定期檢驗(yàn)與評定》和GB19533-2004《汽車用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗(yàn)與評定》規(guī)定,氣瓶檢驗(yàn)周期最長不超過3年,一般出租車用氣瓶前兩次檢驗(yàn)為兩年一次,以后每一年檢驗(yàn)一次,其他車輛所用氣瓶前兩次檢驗(yàn)為三年一次,以后兩年檢驗(yàn)一次。另外,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,纏繞氣瓶的使用壽命為設(shè)計(jì)壽命,鋼瓶的使用壽命分兩種情況:出租車用鋼瓶為5年,其他車輛用鋼瓶為10年,超出使用壽命的,按報(bào)廢處理。
當(dāng)出現(xiàn)以下意外情況應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn):①事故及氣瓶或車輛著火,承受沖擊、過熱或確認(rèn)被其它方式所損傷;②被化學(xué)品損傷;③氣瓶超壓或被貨物、車輛所損傷;④其它異常情況,有天然氣味(確認(rèn)為非管道泄漏),不明原因的氣體壓力下降、異常聲響、安裝松動(dòng)跡象;⑤庫存或停用時(shí)間超過一個(gè)檢驗(yàn)周期的氣瓶,啟用前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn);⑥出現(xiàn)其它非正常情況。