引言

　　由于車(chē)用CNG（壓縮天然氣）技術(shù)具有良好的環(huán)保、節能效益，國家大力推廣應用，各級政府已把推廣應用CNG技術(shù)作為新興產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)來(lái)發(fā)展。目前該項產(chǎn)業(yè)在國內發(fā)展迅速，一些城市已基本形成車(chē)用CNG充裝站網(wǎng)絡(luò )。車(chē)用CNG技術(shù)由車(chē)用CNG充裝站和雙燃料汽車(chē)技術(shù)組成，從多年的運行狀況看來(lái)，車(chē)用CNG技術(shù)是安全可靠的，主要設備均實(shí)現了國產(chǎn)化，類(lèi)型也有很多種。本文假設加氣站的選址恰當、布局合理、管理規范，只從技術(shù)視角，以CNG汽車(chē)加氣站內的天然氣壓縮、儲存、充裝流程為例，對車(chē)用CNG技術(shù)的安全性作相應分析。

　　一、車(chē)用CNG技術(shù)工藝簡(jiǎn)介

　　車(chē)用CNG技術(shù)主要由兩大部分構成：

　　CNG加氣站：國內的CNG加氣站，基本上分為兩大類(lèi)：開(kāi)放式結構和橇裝式結構。所謂開(kāi)放式結構，是將設備分別安裝在廠(chǎng)房（棚）內，并按工藝流程及高低壓管道和各種閥門(mén)將這些設備聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)開(kāi)環(huán)工藝系統。采用國產(chǎn)設備建成的充裝站基本上都是這種形式，它的設備空間大、便于維修保養，但自動(dòng)化程度低，基本上是手動(dòng)操作或半自動(dòng)運行。所謂橇裝式結構，是指將加氣站的主要設備，如凈化、壓縮、冷卻、控制、儲氣等設備都盡可能的集成在一個(gè)橇裝底座上，形成一個(gè)可控的整體設備，可在工廠(chǎng)內完成全部制造調試工作，便于運輸和露天安裝，大大減少了現場(chǎng)安裝調試的工作量，只要通上電，接通氣路就可以工作，采用進(jìn)口設備的充裝站基本都是這種形式，但是，值得說(shuō)明的是，目前鄭州投入運營(yíng)的三個(gè)進(jìn)口設備加氣站的前置過(guò)濾系統均為國產(chǎn)，而非進(jìn)口橇裝設備。

　　根據加氣的工藝流程，充裝站又分解為凈化、脫水、壓縮、儲存、控制等幾個(gè)子系統，北方地區典型的國產(chǎn)設備加氣站大部分采用壓縮前過(guò)濾、后置雙塔式干燥器高壓脫水、L型水冷式有油潤滑壓縮機、大容量?jì)夤藁騼饩?、手?dòng)或半自動(dòng)控制的子系統來(lái)組成整個(gè)工藝流程（以下的分析即以此類(lèi)加氣站為例）。

　　雙燃料汽車(chē)技術(shù)：燃氣汽車(chē)的技術(shù)發(fā)展大致可分三代產(chǎn)品：第一代在傳統化油器基礎上加裝一套燃氣供給系統，使汽車(chē)能夠燃用氣體燃料；第二代技術(shù)在第一代的基礎上，采用閉環(huán)電控技術(shù)，可使汽車(chē)排放水平達到歐洲II號排放法規要求，其在國內外仍大量使用；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(chē)都屬第一代產(chǎn)品。

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

　　國產(chǎn)設備加氣站（母站類(lèi)）的車(chē)用CNG技術(shù)組成如下圖：

　　二、車(chē)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(guò)程安全性分析及解決措施

　　凈化過(guò)程包括脫硫、脫油、脫水等工序，嚴格的講，壓縮系統中的每級壓縮前后的冷凝除油過(guò)程也可歸于凈化過(guò)程，壓縮前對天然氣的脫硫、脫油、脫水是為了保證壓縮機的正常運行，而后置脫水，即壓縮后的對CNG（壓縮天然氣）的凈化和干燥是為了保證后置干燥系統的正常運行（比如防止分子篩中毒等）以及保證所售氣質(zhì)的純凈，不但確保燃氣在雙燃料汽車(chē)發(fā)動(dòng)機內燃燒良好，不會(huì )對發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生任何危害，同時(shí)也避免對售氣系統的堵塞（比如加氣槍的冰堵現象）和損害，從而避免引發(fā)事故。前所述及，北方地區典型的國產(chǎn)設備加氣站大部分采用壓縮前過(guò)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)逐級壓縮大部分的水分早已析出，在壓縮機末級出口壓力即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)是對加氣站的核心設備——壓縮機的保護減弱，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(lái)自西氣東輸管線(xiàn)，氣質(zhì)符合《天然氣》中規定的Ⅱ類(lèi)氣質(zhì)標準，含水和硫化氫的量很小，所以對壓縮機危害不大，倒是某些加氣站的有油潤滑壓縮機的潤滑油會(huì )從氣缸進(jìn)入CNG（壓縮天然氣），會(huì )導致后置干燥系統失效，并在儲氣系統沉積，增大排污量，會(huì )造成浪費并形成事故隱患。

　　解決措施：對脫水系統的配置情況，主要依據當地氣質(zhì)來(lái)決定，所以對不同地區來(lái)說(shuō)，凈化和干燥系統的差異可能很大，只要氣質(zhì)達到行業(yè)標準《汽車(chē)用壓縮天然氣》SY/T7546-96即可。所以建議盡量采用前置脫水，加強天然氣壓縮前的凈化力度，這已經(jīng)成為國內外車(chē)用CNG技術(shù)脫水環(huán)節的趨勢；對于有油潤滑壓縮機的潤滑油會(huì )從氣缸進(jìn)入CNG（壓縮天然氣）的情況，可通過(guò)在壓縮機末級出口處加裝油凝析罐和過(guò)濾器（在山東等地的某些加氣站采取了此類(lèi)措施）來(lái)解決，或者選用少油潤滑壓縮機，對已建成運營(yíng)的加氣站應注意凝析出的潤滑油的收集與再利用。

　　2.壓縮過(guò)程安全性分析及解決措施

　　壓縮過(guò)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、壓縮機組潤滑油的注入、壓縮機和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。壓縮機的安全隱患主要存在于卸壓回收和壓縮機和天然氣的水冷過(guò)程，前者是因為卸氣量大而廠(chǎng)家指定回收罐容積相對太小導致卸壓回收過(guò)程開(kāi)始時(shí)，回收罐壓力驟增，安全閥頻繁起跳，回收罐長(cháng)期處于壓力頻繁波動(dòng)工作狀態(tài)，會(huì )使罐體出現疲勞，存在安全隱患；后者是因為盡管閉式水冷循環(huán)方式效率高，但是冷卻水管路的結垢卻危害極大，一旦堵塞冷卻循環(huán)水管路，高溫報警時(shí)壓縮機的緊急停車(chē)動(dòng)作會(huì )損壞設備。