浅谈天然气汽车的安全性

　　一、前言
　　近二十年来，世界天然气需求量持续稳定增长，年平均增长率保持在2%，预计到2020年其在世界能源组成中的比重将会增加到30%。21世纪天然气在世界能源结构中的比重将超过石油，成为世界第一大能源，21世纪将是一个天然气世纪。
　　随着我国汽车保有量的不断增加，燃油供给矛盾和汽车尾气带来的城市环境污染日益突出，因此，发展清洁能源汽车已成为刻不容缓的选择。压缩天然气汽车(cnG)以其能耗低、污染物排放量小而受到各国的欢迎，是国际公认的最理想的车用替代能源。
　　二、天然气汽车的发展现状
　　天然气是一种清洁能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的1／2，是石油的2／3。天然气汽车则是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气(CNG)汽车和液化天然气(LNG)汽车2种。
　　天然气汽车是一种理想的低污染车，与汽油汽车相比，它的尾气排放中CO下降约90%，HC下降约50%，NOx下降约30%，S02下降约70%，CO2下降约23%，微粒排放可降低约40%，铅化物可降低100%。可见天然气对环境造成的污染远远小于石油和煤炭，是一种优良的汽车发动机绿色燃料。目前，国内汽油价格持续上升，价格体系已和世界接轨，使用CNG汽车将能节省近40％燃料费用，经济效益显著。
　　根据最新资料显示，全世界约有四百万辆天然气汽车，其中中国约有九万七千多辆天然气汽车。目前，世界上有六七十个国家在进行压缩天然气的研发和使用，全世界约有三百六十七万多辆汽车使用压缩天然气作为动力。中国使用压缩天然气的汽车约有九万辆，可以预见，随着国内大中城市供气系统和全国范围内的加气站网络建设的完善，天然气汽车必将得到大力推广，天然气企业和天然气汽车行业的市场空间极为广阔。
　　三、天然气汽车的安全性能
　　随着越来越多的经改装的压缩天然气汽车投入运营，由此带来的安全改装、维修和使用问题也普遍引起了人们的重视。权威专家指出：压缩天然气燃点高于汽油，而且它的汽化潜热比较大，具有自我冷却作用，遇明火爆炸的极限也比汽油高；压缩天然气储藏在高度密封的系统中，还使用了安全阀、报警装置、紧急截断阀等安全保障装置，因此从理论上讲，使用压缩天然气的危险性要比汽油小得多。
　　但是，由于压缩天然气（CNG）着火范围宽、在封闭环境中扩散慢，对贮存系统有腐蚀性等特征以及高压贮存的特殊性，使之更容易形成易爆混合气，存在着较大的潜在危险性。因此，CNG汽车的安全技术问题是发展天然气汽车的首要问题，它对于维护人身和财产安全以及正确引导CNG汽车迅速发展和推广有着深远的意义。
　　1、天然气的安全技术问题
　　天然气的主要成份为甲烷CH4，无色无味，常温常压下呈气态，密度比空气轻，易燃易爆。沸点为一161℃（1atm下），其可燃混合气着火范围较宽，热值和自燃温度较高，在封闭环境中扩散系统小，因此泄漏的天然气易形成可燃混合气，遇明火易爆炸燃烧。
　　未经处理的天然气中含少量的硫化氢（H2S），H2S有臭味和毒性，另外还含有水份，这些硫份和水份会对压缩天然气装置造成腐蚀，引起各种阀门和管路连接处腐蚀并影响密封性，甚至使减压器功能失效。所以压缩天然气汽车用的燃料天然气一定要进行充分的脱硫脱水，保证气质达到要求。
　　2、CNG加气站的安全技术问题
　　CNG加气站同加油站一样，一旦出现问题，后果不堪设想，所以CNG气站的设计、建设应注意以下几点：
　　①场站建筑采用敞开式或半敞开式，如通风条件不好应采取强制通风；
　　②所有电机、电器设备采用防爆型；
　　③容易形成积气的死角地方装设可燃气体报警装置；
　　④按消防要求设置足够的、有效的消防灭火器材。
　　3、CNG汽车的安全技术问题
　　①CNG汽车一定要规范改装，要遵守国家相关法律法规，在有关部门认可并指定的改装点，有可靠的技术和设备进行改装。
　　②改装后的CNG汽车第一次充气时，要注意先用天然气进行“冲洗”（或N2气置换），即将天然气充入气瓶使瓶内压力达到以0.5—0.6Mpa，然后放出天然气减压至0.2—0.3Mpa,如此反复三次再充气至气瓶的额定工作压力。
　　③气瓶中的天然气量不允许用尽，应保持压力在0.3Mpa以上，防止空气进入气瓶。
　　④出车前先缓慢开启气瓶阀门，后缓慢开启高压总阀，观察高压气表，检查燃料供给系统的泄漏情况，若没有泄漏再检查汽车电气系统是否漏电，在确认没有漏电、漏气时方可起动。开启气瓶阀门时不允许站在气瓶阀正面。
　　⑤压缩天然气汽车进入加气位置后，发动机必须熄火，驻车制动，关闭所有电器电源。充气完毕后在加气站工作人员的指挥下，缓慢驶离，不得猛踩油门。
　　⑥行驶中一旦发现漏气，应立即关闭所有电源，查出漏气部位和原因，及时处理，如泄漏严重，应关闭气瓶阀门，待天然气散发后再作处理，必要时放掉全部天然气。
　　⑦停车时，严禁接近火源。夏天温度高，停车应尽量在阴凉通风处，关闭高压总阀，严禁在太阳下曝晒。
　　⑧平时加强CNG汽车的维护和保养，特别要防止气体管线和管件连接处的泄漏。维护和使用时要严防产生静电和电火花。
　　4、天然气贮气瓶的安全技术问题
　　①规范设计制造，建立安全卡片。
　　②加强出厂检验，除常规试验外，要求进行特种试验，如抗冲击、碰撞、枪击、火烧、爆炸等试验。
　　③第一次充气严格按照气瓶管理规程执行。
　　④加强气瓶定期检验制度。
　　5、普及科学技术知识，加强人员技术培训
　　压缩天然气（CNG）汽车的使用、维修人员必须经过全面、系统的安全常识和安全技能培训，取得相应的操作证方能上岗。使用、维修和检验人员要有较高的业务能力，且具有高度自觉性、积极性和强烈的责任感。
　　四、结论
　　当前我国天然气在一次能源消费中的比例仍偏低，与国际平均水平相比差了近20个百分点，说明天然气利用程度还很低。使用清洁能源替代汽车燃油，是国家能源政策的要求，并且天然气汽车等清洁能源汽车已被列入国家中长期科学和技术发展规划。
　　日前，交通运输部天然气汽车推广座谈会在山东济南召开，交通运输部副部长高宏峰强调，推广天然气汽车是落实国家能源政策的一项重要措施，符合国家调整能源结构的要求，技术可行，应予以支持。