引言

　　由于車用CNG（壓縮天然氣）技術(shù)具有良好的環(huán)保、節(jié)能效益，國(guó)家大力推廣應(yīng)用，各級(jí)政府已把推廣應(yīng)用CNG技術(shù)作為新興產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)來發(fā)展。目前該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，一些城市已基本形成車用CNG充裝站網(wǎng)絡(luò)。車用CNG技術(shù)由車用CNG充裝站和雙燃料汽車技術(shù)組成，從多年的運(yùn)行狀況看來，車用CNG技術(shù)是安全可靠的，主要設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，類型也有很多種。本文假設(shè)加氣站的選址恰當(dāng)、布局合理、管理規(guī)范，只從技術(shù)視角，以CNG汽車加氣站內(nèi)的天然氣壓縮、儲(chǔ)存、充裝流程為例，對(duì)車用CNG技術(shù)的安全性作相應(yīng)分析。

　　一、車用CNG技術(shù)工藝簡(jiǎn)介

　　車用CNG技術(shù)主要由兩大部分構(gòu)成：

　　CNG加氣站：國(guó)內(nèi)的CNG加氣站，基本上分為兩大類：開放式結(jié)構(gòu)和橇裝式結(jié)構(gòu)。所謂開放式結(jié)構(gòu)，是將設(shè)備分別安裝在廠房（棚）內(nèi)，并按工藝流程及高低壓管道和各種閥門將這些設(shè)備聯(lián)系起來，形成一個(gè)開環(huán)工藝系統(tǒng)。采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備建成的充裝站基本上都是這種形式，它的設(shè)備空間大、便于維修保養(yǎng)，但自動(dòng)化程度低，基本上是手動(dòng)操作或半自動(dòng)運(yùn)行。所謂橇裝式結(jié)構(gòu)，是指將加氣站的主要設(shè)備，如凈化、壓縮、冷卻、控制、儲(chǔ)氣等設(shè)備都盡可能的集成在一個(gè)橇裝底座上，形成一個(gè)可控的整體設(shè)備，可在工廠內(nèi)完成全部制造調(diào)試工作，便于運(yùn)輸和露天安裝，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試的工作量，只要通上電，接通氣路就可以工作，采用進(jìn)口設(shè)備的充裝站基本都是這種形式，但是，值得說明的是，目前鄭州投入運(yùn)營(yíng)的三個(gè)進(jìn)口設(shè)備加氣站的前置過濾系統(tǒng)均為國(guó)產(chǎn)，而非進(jìn)口橇裝設(shè)備。

　　根據(jù)加氣的工藝流程，充裝站又分解為凈化、脫水、壓縮、儲(chǔ)存、控制等幾個(gè)子系統(tǒng)，北方地區(qū)典型的國(guó)產(chǎn)設(shè)備加氣站大部分采用壓縮前過濾、后置雙塔式干燥器高壓脫水、L型水冷式有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)、大容量?jī)?chǔ)氣罐或儲(chǔ)氣井、手動(dòng)或半自動(dòng)控制的子系統(tǒng)來組成整個(gè)工藝流程（以下的分析即以此類加氣站為例）。

　　雙燃料汽車技術(shù)：燃?xì)馄嚨募夹g(shù)發(fā)展大致可分三代產(chǎn)品：第一代在傳統(tǒng)化油器基礎(chǔ)上加裝一套燃?xì)夤┙o系統(tǒng)，使汽車能夠燃用氣體燃料；第二代技術(shù)在第一代的基礎(chǔ)上，采用閉環(huán)電控技術(shù)，可使汽車排放水平達(dá)到歐洲II號(hào)排放法規(guī)要求，其在國(guó)內(nèi)外仍大量使用；第三代技術(shù)為閉環(huán)電控噴射技術(shù)，但目前尚未進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，鄭州乃至河南省目前改裝的雙燃料汽車都屬第一代產(chǎn)品。

　　雙燃料汽車技術(shù)實(shí)際上是處于車用CNG技術(shù)工藝的終端。

　　國(guó)產(chǎn)設(shè)備加氣站（母站類）的車用CNG技術(shù)組成如下圖：

　　二、車用CNG技術(shù)安全性分析及減小不安全性的解決措施

　　1.凈化過程安全性分析及解決措施

　　凈化過程包括脫硫、脫油、脫水等工序，嚴(yán)格的講，壓縮系統(tǒng)中的每級(jí)壓縮前后的冷凝除油過程也可歸于凈化過程，壓縮前對(duì)天然氣的脫硫、脫油、脫水是為了保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，而后置脫水，即壓縮后的對(duì)CNG（壓縮天然氣）的凈化和干燥是為了保證后置干燥系統(tǒng)的正常運(yùn)行（比如防止分子篩中毒等）以及保證所售氣質(zhì)的純凈，不但確保燃?xì)庠陔p燃料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒良好，不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生任何危害，同時(shí)也避免對(duì)售氣系統(tǒng)的堵塞（比如加氣槍的冰堵現(xiàn)象）和損害，從而避免引發(fā)事故。前所述及，北方地區(qū)典型的國(guó)產(chǎn)設(shè)備加氣站大部分采用壓縮前過濾、后置雙塔式干燥器高壓脫水，這種工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是脫水徹底：經(jīng)逐級(jí)壓縮大部分的水分早已析出，在壓縮機(jī)末級(jí)出口壓力即25Mpa的壓力下氣相中的飽和水含量已經(jīng)非常少，僅相當(dāng)于0.3Mpa（這個(gè)壓力一般為前置脫水壓力）的壓力下氣相飽和水含量的3%，；其缺點(diǎn)是對(duì)加氣站的核心設(shè)備——壓縮機(jī)的保護(hù)減弱，使之容易受到腐蝕和損壞。

　　目前鄭州市幾個(gè)加氣站的氣源均來自西氣東輸管線，氣質(zhì)符合《天然氣》中規(guī)定的Ⅱ類氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，含水和硫化氫的量很小，所以對(duì)壓縮機(jī)危害不大，倒是某些加氣站的有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油會(huì)從氣缸進(jìn)入CNG（壓縮天然氣），會(huì)導(dǎo)致后置干燥系統(tǒng)失效，并在儲(chǔ)氣系統(tǒng)沉積，增大排污量，會(huì)造成浪費(fèi)并形成事故隱患。

　　解決措施：對(duì)脫水系統(tǒng)的配置情況，主要依據(jù)當(dāng)?shù)貧赓|(zhì)來決定，所以對(duì)不同地區(qū)來說，凈化和干燥系統(tǒng)的差異可能很大，只要?dú)赓|(zhì)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《汽車用壓縮天然氣》SY/T7546-96即可。所以建議盡量采用前置脫水，加強(qiáng)天然氣壓縮前的凈化力度，這已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外車用CNG技術(shù)脫水環(huán)節(jié)的趨勢(shì)；對(duì)于有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油會(huì)從氣缸進(jìn)入CNG（壓縮天然氣）的情況，可通過在壓縮機(jī)末級(jí)出口處加裝油凝析罐和過濾器（在山東等地的某些加氣站采取了此類措施）來解決，或者選用少油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，對(duì)已建成運(yùn)營(yíng)的加氣站應(yīng)注意凝析出的潤(rùn)滑油的收集與再利用。

　　2.壓縮過程安全性分析及解決措施

　　壓縮過程在加氣站工作流程中處于核心位置，包括進(jìn)氣緩沖和卸壓回收、壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油的注入、壓縮機(jī)和CNG（壓縮天然氣）的閉式水循環(huán)冷卻以及上面所提到的除油凈化。壓縮機(jī)的安全隱患主要存在于卸壓回收和壓縮機(jī)和天然氣的水冷過程，前者是因?yàn)樾稓饬看蠖鴱S家指定回收罐容積相對(duì)太小導(dǎo)致卸壓回收過程開始時(shí)，回收罐壓力驟增，安全閥頻繁起跳，回收罐長(zhǎng)期處于壓力頻繁波動(dòng)工作狀態(tài)，會(huì)使罐體出現(xiàn)疲勞，存在安全隱患；后者是因?yàn)楸M管閉式水冷循環(huán)方式效率高，但是冷卻水管路的結(jié)垢卻危害極大，一旦堵塞冷卻循環(huán)水管路，高溫報(bào)警時(shí)壓縮機(jī)的緊急停車動(dòng)作會(huì)損壞設(shè)備。