1、CNG儲(chǔ)氣裝置及CH4介質(zhì)的燃爆特性
1.1 加氣站儲(chǔ)氣裝置與技術(shù)。
在各種CNG加氣站里,通過壓縮機(jī)加壓壓縮,強(qiáng)行將天然氣儲(chǔ)存在固定場(chǎng)所設(shè)置的特制容器內(nèi),專供汽車加氣的備用裝置或系統(tǒng),稱為儲(chǔ)氣裝置或儲(chǔ)氣技術(shù)。該裝置因具有25-30MPa的高壓以及介質(zhì)易燃易爆的危險(xiǎn)性質(zhì),所以儲(chǔ)氣裝置在CNG加氣站當(dāng)屬特別重要的核心部位,尤其是對(duì)儲(chǔ)氣設(shè)施設(shè)備布置方式的選擇、安全可靠性評(píng)價(jià)、工藝制造以及材質(zhì)等方面的安全技術(shù)考慮,都有許多特殊要求。
我國(guó)的CNG加氣站,經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)研究,迄今儲(chǔ)氣瓶、儲(chǔ)氣罐和儲(chǔ)氣井技術(shù)工藝,目前正在逐步趨于成熟與完善,有的已初具規(guī)!,F(xiàn)將三類不同裝置的加氣站簡(jiǎn)介如下:
①瓶?jī)?chǔ)加氣站。是將若干儲(chǔ)氣瓶按不同壓力分級(jí)布置的加氣站,單瓶水容積通常為60L或80L居多,材質(zhì)采用無縫優(yōu)質(zhì)鋼或具有防火功能的樹脂纖維纏繞技術(shù)制造。儲(chǔ)氣瓶的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì),靈活,建設(shè)成本較低。缺點(diǎn)是供氣系統(tǒng)阻力大,管閥連接處泄漏點(diǎn)多,增加了不安全因素。此外,每年支付的維護(hù)費(fèi)用多,增加了后期供氣成本。
、诠迌(chǔ)加氣站。是將壓縮天然氣儲(chǔ)存在球型或園柱型儲(chǔ)氣罐中的加氣站,其儲(chǔ)罐水容積主要有2m3、3m3、4m3或6m3的幾種規(guī)格,一般每站設(shè)置3~6罐為宜。這種儲(chǔ)氣罐是90年代后期較為廣泛使用的CH4高壓儲(chǔ)存容器,其優(yōu)點(diǎn)主要是:氣體集中儲(chǔ)存,管閥連接點(diǎn)較少,泄漏因素降低,恰好彌補(bǔ)了儲(chǔ)氣瓶的不足,具有較好的安全性。缺點(diǎn)是:爆炸事故發(fā)生時(shí),地面沖擊波的輻射范圍大、強(qiáng)度大等。是較受歡迎的儲(chǔ)氣裝置。
、劬畠(chǔ)加氣站。顧名思義,是將壓縮天然氣儲(chǔ)存在地下儲(chǔ)氣井的加氣站,儲(chǔ)氣井是四川石油管理局自80年代中期開始在不斷實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)的新型儲(chǔ)氣技術(shù)。這種儲(chǔ)氣裝置是在加氣站一定位置開鉆3~6口地下井,每口井的深度約100m,上小下大口徑不等,單井水容積為2m3左右,采用進(jìn)口材質(zhì)的套管和鋼筋混凝土固井技術(shù),具有安全牢固、節(jié)約維護(hù)費(fèi)用、節(jié)約土地資源以及減少地面沖擊波放射范圍和強(qiáng)度等許多優(yōu)點(diǎn),是很受歡迎、安全可靠的高壓CH4儲(chǔ)氣裝置。以上三種儲(chǔ)氣裝置的基本情況現(xiàn)列表如下:
表--1 CNG加氣站儲(chǔ)氣設(shè)施布置概覽
序號(hào) |
項(xiàng)目 |
儲(chǔ)氣瓶 |
儲(chǔ)氣罐 |
儲(chǔ)氣井 |
1 |
單個(gè)容量規(guī)格 |
50L或80L/瓶 |
2000-4000L |
2000L/井 |
2 |
單組布置數(shù)量 |
80-230瓶 |
3-6罐 |
3-8井 |
3 |
容器水容積(m3) |
6-12 |
6-12 |
6-12 |
4 |
標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)氣量(Nm3) |
1500-3000 |
1500-3000 |
1500-3000 |
5 |
占地面積(m3) |
30 |
60 |
10 |
6 |
建設(shè)投資概算(萬元/站) |
66.0 |
94.0 |
96.5 |
7 |
檢驗(yàn)維護(hù)費(fèi)(萬元/年) |
1.25 |
0.75 |
—— |
8 |
四川省2001年12月31日截止分類統(tǒng)計(jì)數(shù)(站) |
19 |
68 |
36 |
1.2 CH4介質(zhì)的理化質(zhì)及燃爆參數(shù)
我國(guó)車用壓縮天然氣主要分為"干氣"和"濕氣"兩大類,氣質(zhì)狀況視CH4產(chǎn)地不同而有區(qū)別,四川、重慶、海南、陜西、新疆等地的氣田氣通常為干氣,CH4含量一般在95%以上;而河北、吉林、遼寧、甘肅、湖北、山東等地的油田伴生氣通常為濕氣,CH4含量一般在80%左右。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果證明,"干氣"不僅有利于安全,而且更有益于作為CNG汽車的燃料介質(zhì)使用。處于高壓狀態(tài)下的CH4,無論管理人員或操作人員,都要對(duì)其性質(zhì)、技術(shù)參數(shù)和特殊要求作全面了解和掌握。現(xiàn)將對(duì)CH4研究測(cè)試及查驗(yàn)的主要理化性質(zhì)及燃爆參數(shù)列于表-2:
表--2 CH4主要理化性質(zhì)及燃爆參數(shù)
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)據(jù) |
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)據(jù) |
1 |
爆炸濃度下限 |
% |
5.0 |
13 |
分子量 |
—— |
16.04 |
2 |
爆炸濃度上限 |
% |
15.0 |
14 |
凝固點(diǎn) |
℃ |
-183.2 |
3 |
化學(xué)計(jì)量濃度 |
% |
9.46 |
15 |
熔點(diǎn) |
℃ |
-182.5 |
4 |
最大爆壓濃度 |
% |
9.8 |
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