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3 危险、有害程度定性、定量分析过程
3.1 危险物质理化特性表
根据《危险化学品名录》，该加气站生产过程中主要涉及的危险、有害物质为：天然气(甲烷)，其理化特性及安全技术特性见附表3-1。
附表3-1 天然气(甲烷)的危险性识别
标识 中文名：甲烷，天然气，沼气 英文名：Methane，Natural gas，Marsh gas
CAS号：74-82-8(8006-14-2) IMDG规则页码：2156 分子式：CH4
危险货物编号：21007 UN编号：1971 分子量：16.04
RTECS号：PA1490000 EINECS号：200-812-7
理化
性质 外观与性状：无色无臭气体(具有硫化物的特殊臭气)。
主要用途：用作燃料和炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造。
沸点(℃)：-161.5(-160～-164) 熔点(℃)：-183.2 饱和蒸汽压(kPa)：53.32∕-168.8℃
相对密度(空气=1)：0.55(0.66～0.72kg/m3，1atm，15.6～20℃)
相对密度(水=1)：0.415∕-164℃(0.45) 溶解性：溶于乙醇、乙醚；微溶于水(35 ml/L，20℃)
临界温度(℃)：-82.1 临界压力(MPa)：4.59 燃烧热(kJ/mol)：889.5
燃烧
爆炸
危险性 燃烧性：易燃 闪点(℃)：-221～-188 建规火险分级：甲
爆炸下限(V%)：5.3(5) 爆炸上限(V%)：15(14) 自燃温度(℃)：537(482～632)
危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物；遇明火、高热能引起燃烧爆炸；最小引燃能量2.8×105 J；与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。 稳定性：稳定
聚合危害：不出现 禁忌物：氧化剂，卤素（氟、氯），酸。
灭火方法：切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。雾状水、泡沫、二氧化碳灭火。
包装与储运 危险性类别：第2.1类 易燃气体 包装标志：易燃气体 包装类别：钢瓶或大型气柜
储运注意事项：易燃压缩气体。储存于阴凉、通风仓间内。仓温不宜超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)等分开存放。切忌混储混运。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。露天贮罐夏季要有降温措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。验收时要注意品名，注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。
毒性
危害 接触限值：中国MAC：未制定标准 前苏联MAC：300mg∕m3
美国TWA：ACGIH窒息性气体
侵入途径：吸入。 毒性：无资料
健康危害：空气中甲烷浓度过高,能使人窒息。当空气中甲烷达25～30％时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等,甚至因缺氧而窒息、昏迷。
急救 皮肤接触：若有冻伤，就医治疗。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,呼吸困难时给输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术。就医。
防护
措施 工程控制：生产过程密闭，全面通风。
呼吸系统防护：高浓度环境中，佩带供氧式呼吸器。 防护服：穿工作服。
眼睛防护：一般不需特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
手防护：一般不需特殊防护，高浓度接触时可戴防护手套。
其他：工作现场严禁吸烟;避免长期反复接触;进入罐或其它高浓度区作业,须有人监护。
泄漏
处置 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并隔离直至气体散尽，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿一般消防防护服。切断气源，喷雾状水稀释、溶解，抽排(室内)或强力通风(室外)。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器不能再用，且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。
3.2 加气站的主要危险、有害因素辨识
3.2.1 火灾、爆炸
CNG加气站的加工原料是天然气。天然气属于易燃易爆品，其爆炸下限浓度为5%，当它们与空气混合浓度达到爆炸下限时，遇到相应点火源则会发生燃烧爆炸。甲烷能与空气或氧化剂形成爆炸性混合物，估计空气中一般天然气含量大约5～14%，遇高热、火花或明火就有燃烧爆炸危险。此外，甲烷与氟、氯等能发生剧烈的化学反应，这类失控的反应也会引起化学爆炸。甲烷的高度易燃性质(最小点火能量为0.28mJ)决定了天然气的作业环境总是具有相当大的潜在火灾、爆炸危险。硫化氢闪点低(-50℃)，易燃烧，与空气混合能形成爆炸性混合物，且爆炸极限宽(4.0～46.0[V/V]%)，遇明火、高热也能引起火灾、爆炸。
(1) 引火源众多
压缩天然气汽车加气站多建在车辆来往频繁的公路旁，周围环境较为复杂，外部存在的点火源较多，频繁出入车辆、人为带入的烟火、手机、摩擦撞击火花，化纤衣服产生的静电火花及雷击等不可抗拒因素。
操作过程中还存在多种引火源，如潜在的电气火花；售气系统工作时，天然气在管道高速流动产生静电火源，操作中工具使用不当或不慎造成的摩擦撞击火花等。
(2) 工艺设备引发的火灾、爆炸
由于压缩天然气加气站工艺过程处于高压状态，工艺设备易发生泄漏，如管道焊缝、阀门、法兰盘、压缩机、干燥器、回收罐等均可能发生泄漏；当天然气管道被挂脱或加气车辆意外失控撞毁加气机会造成天然气大量泄漏；压缩机房通风不良天然气大量积聚，达到爆炸极限，一旦遇火源，可能发生爆炸事故。
(3) 天然气质量差的危险性
天然气除甲烷外，同时有硫化氢、可溶性硫化物、水分及二氧化碳等、硫化氢在潮湿环境下对钢材存在应力腐蚀；CNG加气站若脱水、脱硫设备选型不当，使气体质量达不到要求，气体中带入的油和水进入压缩机气缸内，造成极高压力，产生“液击”现象，损坏设备。
(4) 压缩机火灾危险性
压缩机的出口压力达25MPa，天然气经压缩后温度会迅速提高，如果压缩机内循环冷却水水质差，冷却效果不好，冷却系统不能有效地运行，会使设备内温度过高。高温就会导致压缩机内部的润滑油粘度降低，失去润滑作用，使设备的运行部件摩擦加剧，进一步造成设备内温度超高，引起火灾爆炸事故。
压缩机气缸润滑油选择不当，加油量过多、油质不佳、或过滤器污垢严重，吸入气体含尘量大均易形成积碳。润滑油在高温下的氧化产物与天然气中的灰尘等杂质结合在一起，沉积下来就形成了积碳。积碳是一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击、电气短路、外部火灾等引燃条件下都有可能燃烧。积碳燃烧后产生大量的一氧化碳，当压缩机系统中一氧化碳的含量达到15%~75%时就会发生爆炸，在爆炸的瞬间，释放出大量热量并产生强烈的冲击波。由于气体的压力和温度急剧升高，燃烧产物急速膨胀，冲击波沿压缩气体流动方向传播蔓延，引起压缩机爆炸。
(5) 高压系统的危险性
压缩天然气加气站主要工艺是在高压状况下、压力的频繁变化，且影响因素多，容易发生超压，系统压力超过其允许压力时而发生爆炸或爆裂。
3.2.2 超压引起物理爆炸及其可能引发二次化学爆炸、火灾危险
当天然气和硫化氢均系气体时，一般储存在压力容器、管道或钢瓶中，若遇高热，容器内压增大，有开裂和物理爆炸的危险。设备的内压会随着温度的升高而增大，当超过设备的实际耐压限度时(例如操作失误引起高压气体串到中压或低压设备或管道中)，会使设备开裂和物理爆炸，进而可能引发燃烧爆炸。车用压缩天然气加气站的主要工作是把低压的原料天然气净化后进行增压，其成品天然气的压力达到约25MPa。在整个加气站生产系统中，均有不少的容器、设备、管道等承受高压、中压或低压，其设备本身不同部位承受不同压力而存在极大的压差。若因设备自身缺陷、使用中腐蚀老化、运行中超压、操作违章或其他原因，均可能引起物理爆炸(或破裂)，并存在内部可燃物因急剧绝热膨胀冲出引发二次化学燃烧爆炸的危险性。硫化氢系酸性气体，有一定腐蚀危害性，可能引起有关设备、管道或设施腐蚀穿孔，直接造成财产损失，并可能进而引起中毒、火灾爆炸事故。此外，由于工作介质压力高，压缩机密封件及管路接头等部分容易出现泄漏，当泄漏超过其爆炸下限，又遇到火源时，也可能引起化学爆炸。
部分车载气瓶由于安装报废、超期等不合格气瓶，以及私自非法改装等不符合安全技术规范要求的气瓶；此外压缩天然气中的硫化氢对金属有较强的腐蚀作用，充装次数越多对气瓶使用材料产生的疲劳影响也会越大，若充装前未对充装车辆做到开箱检查，及填写相关的充装记录，甚至无证人员自行充装，这些因素将直接导致车载气瓶在充装过程中，气瓶因承压能力不够而可能引发物理爆炸，导致大量压缩天然气大量泄漏甚至引发二次化学爆炸。
3.2.3 窒息
纯甲烷本身基本无毒，但吸入高浓度天然气时，会因缺氧而引起窒息。在通常大气压条件下，空气中氧气的最低含量应为18%，相当于氧气的分压为135mmHg柱。当空气中甲烷达25～30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精神障碍等，甚至因缺氧而窒息、昏迷乃至死亡。因此，除了首先做好系统防泄漏外，有关作业场所需要设置相应的天然气或甲烷浓度现场监测报警仪，通排风良好，尤其要注意进入有关设备内部检修作业时的各项防窒息工作(例如必须事先确保氧气含量足够安全、佩戴呼吸器、有人员在上风向监护等)。
3.2.4 中毒
天然气含有硫化氢等毒物，具有极大的中毒危险性，可能引起重大伤亡事故。在天然气净化过程中，从正常生产到检修的各个环节，均要高度重视防止硫化氢中毒的发生；尤其是硫化氢浓度或含量较高的设备或场合，例如在脱硫塔内脱硫后吸附了大量硫化氢的脱硫剂的更换或再生处理操作过程，要特别重视防止硫化氢中毒。硫化氢侵入途径主要有吸入和经皮吸收，引起全身中毒。其接触限值指标：中国MAC：10mg/m3；主要毒性指标包括大鼠吸入LC50：444ppm；LC100：100ppm×1h；人吸入LC20：600 ppm×30min；小鼠吸入LC：1.12 mg/L×10～30min。
3.2.5 腐蚀
纯净的硫化氢和二氧化碳一般不会对容器产生腐蚀。在水作用下，硫化氢气体溶于水生成氢硫酸，对管路及容器内壁产生腐蚀；二氧化碳气体溶于水生成碳酸，增强残留水分的酸性，加速氢硫酸对容器的腐蚀作用。
3.2.6 雷电、静电危害
加气站区内若无防雷设施或防雷设施失效，均存在被雷击而引起火灾爆炸及人员伤亡的危险；在燃气输送过程中易产生静电，如无静电跨接或接地装置失效，存在静电集聚、放电引起火灾、爆炸的危险。
3.2.7 噪声
由于加气站的电动和机械设备布置相对集中，压缩机等设备的运行所发出的噪声或振动，可能引发长期站内在作业人员的职业伤害；或对进站加气车辆的驾驶人员、气站附近周边建筑物内的居民及相关人员形成噪声伤害或环境噪声影响。
3.2.8 触电
因加气站电气（含变配电控制）系统设备、动力电缆与导线等因设计、制造或安装质量问题；设备老化、绝缘破损、过流、短路、接线不规范；在使用过程中受材质、环境或人为操作因素影响，造成设备、电缆与导线发生故障或失效，都将可能引发触电事故。
3.2.9 车辆伤害
进站加气的车辆，因驾驶人员、加气操作人员在车辆行驶或加气作业中行为不慎，可能引发进站加气的车辆对人体造成挤(碾)压、跌倒等引发车辆伤害事故。
3.2.10 机械伤害
在对压缩机等站内设备实施检修或维护保养作业时，因违规操作，使用工具发生磕碰等行为，可能造成机械伤害。
3.2.11其他危险性
天然气或CNG流速过快会引起静电。站内有多种机械设备、电气设备和运输车辆，存在机电伤害的可能性。特别是在检修、抢修作业中，更易发生机械伤害、触电、高处坠落、物体打击、噪声伤害等危险。
综上所述，CNG加气站主要危险有害因素是火灾爆炸和物理爆炸以及窒息中毒(硫化氢积聚或浓度较高的场合存在严重中毒死亡的可能)。可以认为，该站事故类型主要就是火灾爆炸。这种爆炸事故产生的冲击波和爆炸火焰将导致设备设施的损坏和人员的伤亡，酿成重特大事故。防爆除了做好防火工作外，还要高度注意其他有关事项，例如严防泄漏，定期按照有关法规严格进行压力容器、管道等设备的壁厚与耐压性等的检验(特别是设备腐蚀造成的薄弱部位)或安全附件的校验，严格控制压力设备内的温度与压力等工艺参数，有效的降温、泄压、防爆或连锁装置等，严格控制氟、氯或强氧化剂，使用防爆电气设备，且所有含天然气的管道与有关设备均需良好接地等。附表3-2总结了主要化学品的危险、有害因素。
附表3-2主要危险品的危险、有害因素
序号 品名 危险品
类别 火灾爆炸危险性 毒性危害 其它危害
1 天然气 第2.1类易燃气体 能与空气形成爆炸性混合物；遇明火、高热能引起燃烧爆炸；与氟、氯等能发生剧烈的化学反应；若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 纯甲烷基本无毒，未净化天然气具有硫化氢的中毒危险性。当空气中甲烷达25～30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等，甚至因缺氧而窒息、昏迷。 液化天然气有冻伤危险。 |
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狗仔卡
发表于 2011-9-17 10:29:02
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