一例CNG加气站储气井排污管道事故引起的思考

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【摘要】针对cng加气站排污管道致人员伤亡事故的调查分析，对在管道设计、管道安装、管道监督检验、安全管理等方面存在的安全隐患进行了总结、分析，同时提出相关改进建议。

【关键词】CNG加气站；管道安装；事故分析；建议

CNG（压缩天然气）是一种理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点，正广泛运用。随着国家不断推广燃气汽车，城市加气站的数量不断攀升，虽然加气站增长幅度喜人，但总体看来，国内燃气汽车加气站在发展和运行中也存在不少现实的问题。因CNG易燃易爆，且在高压状态下，所以加气站建设原则必须以安全为第一，在设计、安装、使用等环节加强管理，保证安全生产。

2012年3月某CNG加气站的操作人员在对储气井排污时，发生了储气井排污总管道移动，致人身伤亡事故。根据事故调查组的委派，对该CNG加气站的设计、材料、安装、生产工艺系统（过滤、计量、压缩、脱水、脱硫、储存、加气等）等方面进行了调查分析，发现该CNG加气站在设计、安装、使用等环节存在安全隐患。

1.事故现场描述

（1）事故现场为CNG储气井和排污设施组成的一个平台区域。储气设施为四口CNG储气井成口字形排列，每口储气井外排污管道接有两个球阀（阀门型号为：H2B-H-12MPC 12M TUBE 5000PSI，PCTFE 316 C3J），阀门外接有?12×2的不锈钢（材质为1Cr18Ni9Ti）排污管，四条?12×2的不锈钢排污管分别焊在?57×3.5的碳钢“Π”型（材质为20）排污汇总管道不同位置上，焊接接头为角接接头；“Π”型排污汇总管道的排污口垂直离水泥地面约320mm。

（2）CNG储气井排污汇总管道呈“Π”型结构。

（3）事故现场及断裂特征：

①平台上的“Π”型排污汇总管道飞出离出事现场约25m，CNG储气井排污系统的排污管道上共有五个断点，一个脱落端（1#CNG储气井）。1#低压CNG储气井、2#低压储气井外接排污管?12×2不锈钢管飞出离原位置6m。

②断口特征：

CNG储气井外接排污?12×2不锈钢管与?57×3.5碳钢排污汇管焊接处断裂，断口位置为母材。

2#低压储气井外接排污?12×2不锈钢管与?57×3.5碳钢排污汇总管道焊接处断口为口皮向内的闭合型断口，表面有明显拉痕，形成表面粗糙状的外力扭断口。

2#低压储气井排水嘴断口呈塑性断裂。

③脱落处特征：1#低压储气装置外接两支球阀间拉脱，断口处见明显拉痕。

④排污汇总管道复原情况：在CNG储气井排污汇总管道“Π”型结构的一个弯头上有一直径约?10mm撞击凹坑，排污出口管道与排污汇总管道连接处管道向上的变形量为97mm。

（4）事故发生时各储气设备的压力状况。

从使用单位提供的记录中得知：低压储气井的压力为20MPa。

G储气井排污汇总管道产生位移的动力来源

操作者在高压状态下开启2#低压排污阀（排污阀开度为>2/3），2#储气井污物由排污管通过排污汇总管道大流量排放，排污管排出的高压气体垂直冲击地面形成强大的反作用力，排污汇总管道受气体反冲力作用形成综合的反向作用力将排污汇总管道举升，当排污汇总管道举升后受到的力又变为向上举升力，由于气体反冲力的持续不断作用，而四口储气井外接排污管对排污汇总管道支撑不均匀，2#低压储气井为动力补充点受力最大，四个方向对上的拉力不均匀，至使排污汇总管道从储气装置平台上向低压侧滑落，在反弹力和向上举力的共同作用，排污汇总管道产生向上的旋转运动，将四口储气井的外接排污管与排污汇总管道在焊缝处附近拉断于母材，2#低压储气井外接阀门接头处由于受到强大的弯、拉力作用产生塑性变形，在惯性力作用下拉断。

3.事故原因分析

（1）设计工艺是总站设计方案，从气源、净化、加压、储存、排放、加气的总体设计方案。提供的设计文件中，未考虑排污汇总管道可能由于意外情况发生（高低压相串），对排污汇总管道应加以固定，而设计中没有对此进行要求。

（2）在对2#低压储气井的排水嘴进行化学成份、硬度、金相组织分析后，加工2#储气设备的排水嘴使用的材料的化学成分、硬度值、金相组织符合0Cr13材料标准要求。

（3）安装单位在安装过程中未将排污汇总管道固定，而是直接将排污汇总管道搁置在四口储气井的平台上，排污口与地面垂直且离地面距离太近，至使在排放过程中容易产生阻力形成反冲力。

（4）CNG储气井的外接排污阀门采用两个相同的快开阀门，操作人员不易控制排放量，排污阀应设置为渐开式阀门。

（5）操作人员采取高压排气，操作不规范，使得高压气排出汇总管道产生强大的气流反作用力。

4.改进措施建议

（1）排污管及排污汇总管道应固定可靠。

（2）排污管排放的气体不能垂直对地冲击，应水平引入回收装置内。

（3）操作人员应严格执行操作规程，在中低压（小于2MPa）状态下进行排污操作。

（4）储气井的外接排液阀门应采用渐开式阀门。

（5）在保证排放量和足够强度的情况下，增加储气井外接排液管道的刚度。