CNG汽车加气站消防和给排水

武汉市燃气热力规划设计院 朱凯峰

武汉中油压缩天然气有限公司 朱风

武汉中油管道燃气公司 周永强

0 概况

随着汽车工业的不断发展和车辆保有量的增加，汽车尾气排放对大气环境的污染也进一步加剧。为改善汽油、柴油燃烧后对环境造成的污染，压缩天然气(CNG)汽车得到了广泛的推广和应用，CNG汽车加气站也随之建立，以满足天然气汽车燃料的需要。

武汉市目前已建成7座CNG加气母站为城区内50余座加气子站、常规站及武汉周边CNG站供气。武汉市现有8 000余辆出租车和近1 000辆公交车使用CNG。

1 CNG汽车加气站工作原理及分类

一套完整的CNG加气站通常由六个系统组成，即：调压计量系统、净化干燥系统、气体压缩系统、气体储存系统、设备控制系统和售气系统。

加气站的工作原理是将通过管线输送到加气站的天然气，先进行净化处理，再通过压缩系统使其压力达到25 MPa，最后由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。

根据功用的不同可分为常规站、加气母站和加气子站3种类型。

CNG常规站直接从天然气管网取气，经过预处理系统、压缩、储存等工艺以后，通过售气机给CNG汽车加气。

CNG母站除具有常规站的功能外，还通过设在站内的加气柱将CNG充入CNG气瓶车，运到加气子站为CNG汽车加气。

CNG子站建在燃气管道尚未到达或燃气管道压力较低的地方，接受CNG气瓶车从加气母站运来的CNG，为CNG汽车加气。

2 CNG汽车加气站火灾危险性

2.1 天然气具有危险性

天然气其主要成分为甲烷，常温下天然气比空气轻，在空气中可迅速扩散。天然气是易燃物质，属于甲类火灾危险品，具有燃爆性。引燃温度组别：T1；引燃温度：482~632℃；爆炸极限浓度(体积)：5%~15%；主要灭火方法为切断气源。

2.2 高压运行，泄漏引发事故

站内工艺过程处于高压状态，工艺设备可能造成泄漏，泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。不合格的储气瓶也可能造成泄露、爆炸事故。武汉市曾出现一起因违规使用不合格储气瓶储气，造成气瓶爆炸、车辆损毁的事故。

2.3 存在多种引火源

汽车加气子站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道之侧，周围环境较复杂，受外部点火源的威胁较大。操作中也存在多种引火源，如电气火花、静电火源、撞击火花等。

3 CNG汽车加气站消防

3.1 消防给水

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.2条规定，CNG的火灾特点是爆炸后在泄漏点着火，只要关闭相关气阀，就能很快熄灭火灾，故可以不设消防给水系统。在城市内的加气子站相对通常位于郊区的加气母站火灾危险性大，但城市道路通常每120 m设有室外消火栓，可以辅助对站内建筑和车辆的消防灭火。

3.2 灭火器材配置

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2002)(2006年版)第9.0.10条，每2台加气机设1只8 kg手提式干粉灭火器或2只4 kg手提式干粉灭火器，加气机不足2台按2台计。由于消防部门一般要求每台加气机旁都要有灭火器，故可按每台加气机旁都设置至少1只4 kg手提式干粉灭火器，直接放在加气机旁加气岛上，整个加气区可以视为一个灭火器配置计算单元。

由于使用地下储气井比地上储气瓶安全，后期运行费用较低，现在大部分新建加气站均使用储气井储气，按规范要求，地下储罐设置35 kg推车式干粉灭火器1个。因为储气井最大水容积为8 m3，储气量较少，由于实际运行中，加气子站内的CNG气瓶车在站内停留时间均较长，而加气母站内每台CNG气瓶车充气时间约在2~3 h，考虑安全，这两种情况均配置35 kg推车式干粉灭火器2个。而对于液压CNG子站，一般不设储气瓶或储气井，仅需考虑气瓶车的灭火器配置。

有些建设方选择设置压缩机房(棚)，其按建筑面积每50 m2设1只8 kg手提式干粉灭火器。而在土地紧张的大城市里，占地面积小的压缩机撬更受建设方青睐，其按占地面积确定灭火器数量，总数不少于2只。

对于其它部位，根据《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140—2005)，由于加气站为严重危险等级，均按相应面积配置若干8 kg手提式ABC干粉灭火器。

由于干粉灭火器中的干粉灭火剂对电气设施有影响，在站内的电气控制室和变配电间(站)，可设置7 kg手提式CO2灭火器。虽然《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140—2005)中，CO2灭火器不适用A类场所，但在实践中，CO2灭火器对扑灭初期的电气固体火灾确实有效，故仍配置。虽然按无法按规范计算配置数量，但由于这些房间面积或设备占地面积一般不大，按每处配置2具即可。

为防止消防器材受潮湿影响，所有手提式灭火器均置于灭火器箱内，而室外推车式灭火器则加透明防雨罩或置于遮雨篷下。

4 CNG汽车加气站给排水

4.1 水冷压缩机的循环冷却水

压缩机运行过程中会产生大量热量，需要冷却系统为之散除多余热量。目前压缩机冷却有风冷、水冷和混冷三种冷却形式。其中风冷和混冷系统均与压缩机撬装在一起，不必附加设备，现主要说明水冷形式。

冷却水系统的循环水泵及冷却塔流量按压缩机厂家提供的水量要求做适当放大后选型，循环水泵扬程应满足压缩机冷却系统和冷却塔压力要求，压缩机位于水泵出口与冷却塔进水口之间。

为满足水质要求，循环补水采用自来水经软水器处理后的软水，循环系统中加设电子水处理器控制水质，并定时排污。

软水器一般要求进口水压不低于0.2 MPa，如压力达不到要求，需设置增压泵。

寒冷地区的循环冷却系统，在冬季应考虑冰冻问题。由于系统需定时排污，补充抗冻剂的方式成本较高。可考虑将主要设备置于室内，系统停止运行时，需将室外放置的冷却塔及其室外地上进出水管道内的存水放空，避免管道结冻。

在南方地区可考虑将设备均设在室外，不设单独的房间，将除冷却塔外的循环水系统设备设置于遮雨设施下即可。

站区防爆区内循环冷却水系统的电气设备均应选用防爆型。

4.2 雨水排水

由于加气子站和常规站占地一般较小，雨水可由地面散排出站，罩棚排水经落水管、埋地雨水管排出站外。如因地形原因需设置室外排水明沟的，在排至站外前需设置水封装置。

加气母站占地一般较大，雨水需经地面组织后由雨水口收集，经雨水管排出站外。

埋地排水管的布置，尤其是在加气子站内，应充分注意与电力管沟和工艺管沟的协调，减少相交的情况发生。

4.3 污水排水

加气母站在CNG生产过程中会产生含油污水，应用容器集中收集处理，不能直接排入排水系统。由于实际产生量不大，单独设置一套处理设施不经济，一般在工艺排污罐出口设置小坑，内置活动小桶，集中收集后，委托其它有处理能力的相关单位处理。生活污水经化粪池处理后排入污水管道。

5 对《加油加气站规范》的建议

该规范中涉及加气母站的内容较少，其中对给多台CNG拖车加气的汽车加气母站的消防间距要求和消防设施的配置要求不够明确；尤其是《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)中也有涉及到为CNG气瓶车加气的加气母站，两者在工艺上没有区别，但在两本规范中两者的消防要求却有明显区别，给设计人员带来困扰，希望在两本规范的修订中对该部分内容能够明确给予说明，并协调统一。

6 结语

CNG是一种清洁能源，国内CNG汽车加气站在川渝地区建设得最早，最近几年在全国范围内已经全面铺开，未来将建设更多CNG加气站。这就需要在实践中不断的摸索，积累更多的经验，以指导设计、施工和运行管理。