关于车用压缩天然气气瓶首次充装安全问题与探讨.pdfVIP

中国土木工程学会城市燃气分会压缩天然气专业委员会 关于车用压缩天然气气瓶 首次充装安全问题的探讨 郑州燃气股份有限公司艾亮张建军吴海滨黄汝波胡宗乾 近几年来，由于车用压缩天然气优越的经济和环保性能，天然气汽车在我国得到了迅猛发展。据 不完全统计，目前我国已建成天然气加气站i000多座，发展压缩天然气汽车40多万辆。由于压缩天 然气属易燃易爆气体，车用气瓶又属于盛装高压气体的特种设备。因此在压缩天然气汽车发展过程中 暴露出的安全问题也越来越多。近年来国家质量监督检验检疫总局先后颁布了《汽车用压缩天然气钢 瓶定期检验与评定》、《汽车用压缩天然气金属内胆纤维环向缠绕气瓶定期检验与评定》、《气瓶充装许 可规则》、《车用气瓶安全技术监察规程》等相关法规标准对车用气瓶的安全使用与管理进行规范，车 用气瓶的安全问题愈来愈受到关注。下面就车用压缩天然气气瓶首次充装时的若干安全问题进行一下 探讨。 在满足产品质量及安装要求的前提下，车用压缩天然气气瓶首次充气时的安全问题，主要涉及两 个方面：一是车用气瓶充气前是否按有关规定进行了抽真空或置换处理。二是与车用气瓶相连的高压 管线接头的紧固性和密封性是否合格。针对第一个问题，根据《车用气瓶安全技术监察规程》第四章 第三十条规定“新瓶或者定期检验后的气瓶首次充装。未经置换或抽真空处理的，严禁充装”。关于车 用气瓶未经置换或抽真空而直接充装所存在的危险性，下面做一个简单的计算分析： (1)天然气爆炸极限为5—15％ (2)车用气瓶的容积一般为50L即0．05m3 (3)假设该气瓶内压缩天然气含量为Xm3时，瓶内混合气体处于燃烧爆炸范围内， Y 5％ 则：o．o“5+夏25--1 (4)经计算可得：其下限：Xl=O．0026m3其上限X2=O．0088m3 (5)在储气装置压力正常时，加气机的加气速度V=6m3／min左右。 Y1 由此得出：下限时间Tl=…-b-=O．00043min=O．026sec 上限时间T2=可X2=0．0015min=0．09sec 由计算可知：对50L盛装常压空气的气瓶充气，当充气时间处于0．0015秒一0．09秒之间时。 瓶内压缩天然气在0．0026m3--0．0088 m3之间，处于爆炸范围内，有燃烧爆炸的可能性(另外还 ．35- 论文集(二) 需充分混合并有点火源存在)。尽管有理论计算依据，实际过程中发生爆炸的机率是非常小的。 但从全过程安全管理的角度出发，要排除一切可能存在的安全隐患，因此必须对首次充装的气瓶 进行处理。综合比较抽真空和氮气置换的经济性及易操作性，对首次充装车用气瓶进行抽真空是 最佳处理方案。车用压缩天然气气瓶抽真空所需达到的真空度国家尚无准确的标准，参考液化 能应保证新瓶抽至83．OkPa真空度以上”的规定，由于液化石油气的爆炸极限是2—10％，比天然 气要求更高，可将车用气瓶抽真空定为83．OkPa真空度以上。因此，压缩天然气汽车首次加气前， 首先要用真空表检查车用气瓶的真空度，合格后才能进行以后的调试工作。 其次，由于车用压缩天然气的压力非常高，最高达20MPa，因此为保证压缩天然气汽车首次 充装和投入使用后的安全，必须要保证高压管线连接点的紧固性和严密性，否则很容易在首次充 气时发生压缩天然气泄漏和高压管线脱落现象。从而引发安全事故。真空度检查合格后。应由专 业技术人员先用专用工具检查高压管线接头是否有松动现象，发现不合格之处及时进行整改。紧 固性检查合格后，分三次充入压缩天然气检查高压管线连接点的严密性：第一次充入lm3压缩天 然气，第二次充入压缩天然气至气瓶内压力5MPa。第三次充入压缩天然气至气瓶内压力20MPa， 每次充气后均保持压力2分钟，用肥皂水或手持式检漏仪检查各高压管线接头无泄漏后方可转入 下一个程序。 压缩天然气汽车首次充气安全检查流程图如下： 压缩天然气汽车首次 ● ·卜一·…一……………………·· 1