时间:2023-05-29 18:23:31
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇天然气泄漏,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
天然气作为一种洁净的能源,越来越受到人们的青睐。天然气管道发展进入繁荣时期,管道长度的日益增加,让天然气泄漏与治理问题显得日益严峻。
1、天然气泄漏的危害
随着管网越来越复杂、管线越来越长,重大安全隐患问题愈加突出。天然气爆炸极限很低(仅为5%-15%),属甲类化学危险品,稍有泄漏就很容易与空气混合形成爆炸性混合气体,遇火源就可能发生爆炸,造成人员伤亡、设施破坏和供气中断等等。由于管道劣化和老化、自然灾害和施工破坏等各方面因素,管道泄漏以及由此引发的爆炸事故频频发生,给人民的生命、财产和生存环境造成了巨大的威胁。例如,2002年4月22日,我国郑州市发生天然气管道爆炸;2005年11月23日,北京市大兴区天然气管道爆炸,18人炸伤;2006年1月20日,四川省仁寿县富加镇天然气输气管线爆炸,造成9人死亡、4人重伤、30余人轻伤;2007年3月12日,美国得克萨斯州天然气输气管道爆炸,大火烧毁了数十辆挖土机和卡车,造成3万多居民家中停电;等等。管道泄漏成为威胁城市天然气供给体系安全的最主要因素,及时、准确地识别出管道泄漏将具有重要意义。
2、天然气泄漏的形式及应对措施
近几年,天然气的泄漏、穿刺事件时有发生,严重影响安全生产。天然气的事故,除了违规操作,大多由于泄漏引起的,我们要给予足够的关注和重视。
2.1 天然气大量泄漏
天然气大量泄漏可能会出现两种情况,一种是普通的泄漏,另一种是因天然气的大量泄漏导致的爆炸或火灾。当面临这两种状况时,可以采取五种措施来解决此项事故。1)派出先遣人员。先遣人员由专业的维修人员和技术管理队伍组成。先查看现场,对事故的性质和部位做出分析,及时上报。然后进行初步的控制,如确定出危险区域,设定警戒线,监护和检查现场,防止扩大事故范围,配合相关应急部门完成方案调整的现场工作,最后提出抢救现场的初步方案并上报,协助地方政府疏散危险地区居民。2)通报由综合后勤队伍组成的地方市政府。请求公安、消防、交通、120急救到现场协助工作。3)及时与由实施组长落实的上级部门沟通,确定抢救现场可行方案。对事故进行放空和截断,对事故管进行放空、泄压、换管焊接、质量检验和恢复流程处理。4)通知抢险队。按照确定的方案安装设备,尽快出发,完成换管工作。5)分公司的生产运行部门通知外部协助单位。准备好设备后做好土方开挖、准备好场地,协助抢险队顺利完成换管工作。
2.2 阀组工艺区泄漏引起火灾
因阀组工艺区泄漏造成火灾与天然气泄漏引起火灾的应急措施相同。不过比天然气泄漏引起火灾的应急措施要多一个步骤。就是储运队的人员需要先进行自救,初步控制局面。首先要用最少的时间找到泄漏源的位置,找到泄漏源立即关掉所有气阀,以最快的速度终止燃烧。其次,利用阀组工艺区内储备的消防灭火器对势头较小,比较有把握扑灭的火苗进行熄灭。关阀断气灭火后,应考虑到关阀后是否会造成前一工序中的高温高压设备出现超温超压而发生爆破事故。所以完成上一步骤后,要尽快撤离现场,等待消防部门增援队伍到来后,按照消防规程进行扑灭。
2.3 管线损伤引起的泄漏
天然气大部分是采用管道输送的方式送往需求地的,但管道的安全运送仍存在隐患。目前多家带压堵漏公司每年上万起的堵漏工作证明,天然气的泄漏事故远大于起火事故频率。而最令人不安的是,人们对于天然气管道的处置与通常的管网维护没有太大的区别,往往会因为缺乏专业的堵漏技术,酿成重大事故的发生。要对城市燃气安全隐患进行整体排查,对查出的险工险段进行认真治理,做到万无一失。特别是对道路拓宽改造后,管线位于机动车道上的地段;居住小区内燃气管线上部已改为停车场或机动车辆经常通过地段;由于道路降坡而导致管线上部覆土减薄地段;各类建筑物、构筑物、物料堆放占压管线地段;各种管沟与燃气管线综合交叉、距离较近;凝水缸盖损坏丢失等特殊地段必须逐一排查。针对存在的问题采取设置专门标志、派人值班巡视、跟踪管理、禁止车辆停放、通行等严格措施,对特别地段一时整改不了的,要派专人死看死守。及时整改。对占压管线问题,尽快制定整改计划,采取各种措施解决此类问题,杜绝因占压燃气管线而引发的恶性安全事故。
3、天然气泄漏整体治理措施分析
由于天然气泄漏引起的事故时有发生,造成严重的后果,为了使天然气泄漏得到有效的控制,减少泄漏,要从设计和管理两方面入手,才能取得较好的效果。
3.1建立健全各项制度,加强监控管理。
加强有关法规、技术标准的学习,提高认识,克服重使用、轻管理的思想,增强安全意识。建立严格可行的管理体系和工作程序。落实岗位责任制。制定完善的有关燃气管道的设计、安装、使用、检验、改造等各项管理制度。
3.2 严把工程施工质量关。
天然气工程施工前,要对选用的管材设备进行检测,特别是对高压管线的材料更要严格筛选,并在设计时在每个管道燃气用户终端安装燃气泄露控制装置。在施工中如发现有不按设计图纸施工的现象,要坚决制止,并处罚有关责任人。工程验收时,对不符合质量和气密性要求的工段要坚决返工,并严肃处理责任人。唯有如此才能把燃气管道的先天患消灭在萌芽之中,确保人民生命财产的安全。
3.3 科学分类事故原因,制定多种堵漏技术
研究天然气管道泄漏技术与堵漏对策的前提是如何将泄漏事故进行科学分类,再针对每一类泄漏事故研究相应的堵漏技术和产品。应根据天然气管道泄漏的压力等级、发生位置、泄漏原因和温度的不同,来确定相应堵漏产品的密封级别、结构形式、对管线本体的保护形式和施工方式,从而形成解决不同泄漏形态的立体带压堵漏技术。
4、结束语
天然气泄漏造成的危害是巨大的,但是泄漏也是可以预防的。我们应该建立严格可行的管理体系和工作程序,落实岗位责任制,制定完善有关燃气管道的设计、安装、使用、检验、改造等各项管理制度。天然气供应维护部门配备足够的燃气管线巡查和抢修人员、配置专用设备,建立安全管理责任制,确保燃气安全;制定城市燃气安全事故应急救援预案,制定和完善应急预案,提高处理突发事故的能力。相信随着各项制度和预案的完善,天然气泄漏问题最终能得到完美的解决。■
参考文献
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关键词:天然气长输管道;泄露原因;泄露定位;预防措施
天然气长输管道的长年埋地运行,受到自然和人为的各种因素的影响,不可避免的出现泄漏或薄弱点,其泄漏造成的经济损失、环境污染及人身伤害往往是巨大的。本文基于防范与控制天然气长输管道泄漏产生为出发点,浅析天然气长输管道泄漏产生的原因和泄漏点的定位探测方法,进而提出实践性的预防措施。
1、天然气长输管道泄漏原因
1.1燃气管道腐蚀
一般分为外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀。外腐蚀与防腐质量、土壤、保护方式、管道附近有无金属埋设物、管道附近磁场、电场有关,影响因素主要为土壤和地下水中的NO3-、OH-、CO2-、HCO3-和Cl-等,点蚀是其主要形式。内腐蚀的主要因素:H2S、CO2、缓蚀剂及水。应力腐蚀开裂是埋地管道发生突发性破坏事故的主要危险之一,往往没有明显预兆的情况下,突然发生管道的灾难性破坏。
1.2阴极保护
管道表面施加外加电流,使管道成为阴极,抑制金属腐蚀时电子的迁移,避免或减弱腐蚀的发生。由于阳极区中断或断电等原因可引起阴极保护不足,影响保护效率;阴极保护电位低于正常最低保护电位时,可使阴极保护失效。
1.3人为因素
违章操作,如由于置换不到位,使管网内部形成爆鸣气体,流速控制不当引起爆燃或振动。施工不当:焊缝焊接缺陷(焊缝内有气孔、夹渣、裂纹、未焊透、咬边等)未能及时查明或补修,长时间受到输气压力或其它外力,在断面上产生应力,会造成裂纹的失稳扩展而导致焊缝断裂;其他单位的野蛮施工;违章占压造成管道周围的塌陷;其它设施如供电线等与管道间距不够,均可造成管道损伤。检查管理单位工作不到位,不能及时发现事故隐患而造成事故发生。人为破坏,一些不法分子对输气管线进行盗窃破坏等。
1.4设施因素
设施老化或维护不及时造成泄漏,如调压器失灵、胶管脱落、接头漏气等。
1.5自然灾害
自然灾害及其他原因造成管道悬空、变形、断裂、设施损坏以及由于气候的变化造成设施应力突变,从而产生泄漏。
2、天然气长输管道泄漏传统定位检测
如果能够及时发现泄漏,确定泄漏点,可有效地减轻事故造成的损失和危害。目前己有多种检测管道泄漏的方法,其中根据测量分析的媒介不同可分为直接检测法与间接检测法。
2.1直接检测法
是指直接用测量装置对管线周围的介质进行测量,判断有无泄漏产生。最常用的是空气取样法,此法测量装置有火焰电离检测器和可燃气体监测器。
2.2间接检测法
是指根据泄漏引起的管道流量、压力等参数及声、光、电等方面变化进行泄漏检测。
2.2.1 体积或质量平衡法
体积或质量平衡法是直接利用己有的测量仪表,如流量计、温度计、压力表等,连续检测管道,并发现微小泄漏。
2.2.2 压力梯度法
通常压力分布呈斜直线,根据漏点前后直线斜率的变化,判断泄漏点位置。压力梯度法需要在管道上安装多个压力检测点,而且仪表精度及间距都对定位结果有较大的影响。
2.3 互相关分析法
以上、下两站的传感器接收到的随机信号建立互相关函数。根据所接收的两信号的特征,得出互相关函数值的变化。一般说来当没有泄漏发生时,互相关函数的值在零值附近;发生泄漏后,互相关函数之间很显著变化,以此检测泄漏。
另外,新型天然气管道泄漏检测技术有红外线成像法、传感器法、漏磁检测技术、热红外成像、气体成像等。
3、长输管道泄漏的预防措施
3.1定期对长输管道进行全面的安全性检查,对出现的问题或缺陷的管道进行及时有效地修补或更换。
3.2加大技术投入,提高科技含量。如引进先进的防腐型管道故障定位仪,配备先进的钻孔机、检漏车等,以便迅速准确的查找漏点。
3.3完善管道的监测系统。如完善SCADA系统,实现以快速准确地定位。
3.4实行管线责任制,建立完善的定点、定时、定人的巡线制度。
3.5提高巡视人员的业务水平,加强业务能力培训,形成专业的检漏力量。
3.6加大对违章占压的清除力度和对管道线路的标识和宣贯,发挥社会的参与性,杜绝出现人为破坏。
3.7建立完善有效地管道档案资料。如管道年限、投产时间、管道材质、区段相邻地下设施等,为检漏工作服务,如对运行时间较长或问题较多的管道,可重点检查等。
4、结束语
天然气长输管道泄漏关系到人民生命财产安全和社会稳定,要保证管道的安全运行,需要建立有效的管理机制;加大从业人员的技术培训,提高业务水平;采用先进的技术手段;发挥社会的参与意识,加大宣传;增强各参与单位的责任;探索泄漏事故防预和控制的方法,进而杜绝天然气长输管道泄漏发生。
参考文献
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【关键词】石油天然气;运输管道;泄露
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
随着世界范围内的能源缺乏,石油天然气的长运输管道泄露问题越来越受到重视,本文就其泄露检测及定位技术进行了研究。
二、系统原理
有关输油管道的检漏方法说明:主要分为直接的检漏方式和间接的方式两种。直接的方法就是在管道外进行的,在管道外安装检测元件检查。该方法检测比较细微,能定位,方便使用,在管道建设时进行安装,间接的方法是以检测到的一系列变化的管道运行参数能得出是否发生泄漏现象与直接方法相比,这种方式不灵敏,只能检测出一些泄漏较大的现象,但该方法也存在在管道建设后进行,特点是能进行不断的升级。
所谓的高精度管道泄漏监测定位技术,详细的来划分是由多种学科组合而成。该系统的主要构成因素有次声波管道泄漏定位技术、全球卫星定位系统、地理信息管理系统构成。它是以地理信息管理系统技术的综合管理平台为基础,适用范围为距离长、多管段、条件复杂的地区进行使用。该系统的核心是地理信息管理系统,它是将生产信息的管理平台构建为可视的,这样生产数据的集中管理和共享就能达到,这样做的好处是方便管道管理中对生产运转情况和安全情况的管理。
输油管道泄漏报警以及定位系统的功能是来监视输油管道上每段管道是否出现泄漏情况的。如果出现原油泄漏的情况,系统做的是自动发出警报且详细定位。这样做的目的是使油田生产单位及输送单位能及时应对突发事件,从根本上降低了损失。将系统与管道的具体情况特点进行结合,针对性和实用性较强,从而满足了油田及输送单位生产必需的条件。
输油管道在正常运行中的过程中出现的故障主要是原油的泄漏。输油管道在进行工作运转中,会由于腐蚀穿孔或者是其他外力作用等外因导致原油泄漏,这造成的损伤都是严重的。还有一些较专业的盗油组织,这都对输油生产造成了一定干扰,出现安全隐患。综上所述,监视油管是否泄漏的状况对输油管道安全生产管理起着决定性的作用,同时保障了输油管道的正常规则的运行。
三、管道泄漏定位与检测技术
目前主要检漏方法有两种:
对石油产品和气体泄漏的直接检漏法;
对因泄漏所造成的流量、压力、声音等物理参数发生变化而进行检测的的间接检漏法。
1.直接检漏法
石油天然气长输管道的泄漏监视最初阶段采用的是人工分段巡视的方法。利用此法进行检测,在天然气中需要添加添味剂,当天然气浓度在空气中达到最低爆炸的极限(约1%)时,依靠嗅觉可能才会被发觉。为了对泄漏检测能力的提高,对各种可携带的检测仪器进行了研制与开发,对石油天然气管道泄漏检测设备也要进行研制。微量泄漏的检测一般采用直接检漏法进行检测,这种检测不只是在管道运行过程可进行,在停运阶段也可进行检测。
2.间接检漏法
(一)基于物质平衡的检漏方法。该方法有较高的应用价值,通过利用动态体积或质量平衡原理以及管道进、出口流量差来检漏既能检测出大的泄漏,也能检测出小的泄漏,但此种检漏方法是容易受到流量计精度和对管道油品存余量估计误差的影响。
(二)单纯采用压力刚童信号进行检漏。压力梯度法我国多数长输管道不在中间泵站上设置流量计,在这种情况下只采用压力信号来;波敏法(Wavealert)突然发生的泄漏会在管内产生一个负压力波,并同时向上、下游两个方向传播,根据这一现象进行泄漏监视的方法称为波敏法进行检漏。
(三)放射性检漏技术。油气管道的放射性检漏技术是将放射性标记物131碘或82澳加人管道内,经过泄漏处时示踪剂漏出附着于泥土中,采用示踪剂检漏仪,在管道内部或地表沿线检测,记录漏出示踪元素的放射性。根据记录曲线,可以找出泄漏部位。2.3 管道泄漏自动检测与定位技术
随着计算机技术的迅速发展及SCADA系统在油气长输管道上应用的出现,在线实时检测技术也逐渐发展起来。这些方法是在建立管道实时模型的基础上,利用SCADA系统采集到的数据作为边界条件,再依据一定的检测原理进行泄漏检测。泄漏检测与定位技术的原理是动态质量平衡法与压力偏差法。
四、加强油气管道风险预控及安全管理的几点措施
1.要有风险识别意识,加强隐患排查
油气公司对旗下管理的管道有主要的风险识别与评价责任,必须定期开展相关的检查和管理,确保管道的完好性和运输的安全性,做好完整性管理工作。在实施管道完整性管理过程中,首先要定期收集和整理管辖范围内的管道数据,然后进行认真、仔细地识别和分析后进行风险评价。及时全面细致地掌握各运输管道的风险状况,分析各项风险因素对管道整体安全性的影响,从而明确需要开展的风险项管理和控制,合理分配有限维护和维修的部位。根据风险评价和分析结果,进行实地检测后及时采取维护和维修措施。相关企业和部门应认识到定期检测的重要性,积极主动地进行检测并及时发现和消除隐患,尤其是在一些城镇建设施工地区需加强管理,做好管道标识工作,避免因施工挖掘造成的管道破坏。
2.加强油气管道法制建设,依法监督管理
我国关于石油天然气运输管道的检验法规还并不完善,相关的检测技术和手段还比较落后,使得我国油气管道的定检率比较低,仍然存在一些安全隐患。国家相关部门应尽快出台《石油天然气管道保护法》,从立法上加强石油天然气管道管理的发质建设,明确各级政府和相关部门在管道运输安全问题上的责任和义务。同时进一步规范石油天然气管道安全生产服务组织,严抓严打非法盗油、占压和破坏等行为。
五、输油管道泄漏检测技术的发展趋势
1.采用软硬件相结合的方法来进行输油管道的泄漏检测,在检测过程中应以软件方法为主,而硬件方法为辅
近些年来,控制理论、计算机技术、模式识别、信号处理、人工智能等学科获得了很大发展,这些技术的发展促进了输油管线泄漏检测技术的进步,这种以软件为主的检测方法能够实现在线监测,出现问题时迅速发出报警信号。所以,这种检测技术以成为研究的趋势和热点,同时对于非线性的管道系统,在检测和定位的过程中自动适应思想具有重要作用。但是因为基于硬件方法存在定位精度方面较高和在误报警率方面较低,所以将硬件方法和软件方法进行有机结合,就能够促进管道泄漏检测的技术发展。
2.实现SCADA系统和泄漏检测系统的有机结合
SCADA系统能够为泄漏检测系统提供准确的数据源,同时能够监管管道运行状况,这是管道检测自动化的主要发展方向。因为检漏系统的单一性不利于经济效益的实现,所以泄漏检测系统将和SCADA系统进行有机结合,对SCADA系统中的功能加以充分利用,并使其成为SCADA系统的重要组成部分。
3.充分利用光纤传感器
光纤传感器是近几年来发展的重点,其在对物理量测量的过程中,能够对信号加以传输。它在抗干扰和对信号衰减进行解决方面具有无法比拟的优越性。此外,伴随着分布式光纤传感器的快速发展,在不久的将来,我们就能够只利用几根或一根光纤而对管道内物质的压力、温度、管壁应力、流量进行及时的在线测量。这有利于管道监控系统的进一步发展,所以,在输油管道的泄漏检测技术中充分应用分布式光纤传感器有着很好的前景。其不但有利于泄漏检测技术在定位和精确性方面的发展,而且具有一定的便利性,经济性,以更好的维护输油管道的发展。
六、结束语
只有加强石油天然气长运输管道的泄露检测及定位技术的研究,才能使石油管道整体质量得到提高,该部分研究具有很强的实用价值。
参考文献:
[1] 彭海辉.输油管道安全生产管理的改进措施[J]. 中国石油和化工标准与质量.2013(3):166-168.
关键词:天然气管道;泄漏;定位检测
天然气通过天然气管道进行输送,在这个过程中,由于输送距离过长,会受到很多自然或者人为的因素影响,导致管道破裂,发生天然气泄漏事故。天然气储运企业应当重视管道的维护、泄漏点的检测以及管道的安全管理等工作,确保天然气安全运输。要逐渐将数字化系统运用到天然气管道泄漏部位检测和维修当中,让天然气管道运输变得更加安全合理,不仅保护了国家的财产,也维护了自然环境。
一、天然气管道泄漏点定位监测的方法
现在比较常用的天然气管道泄漏点定位监测方法有基于模型法、基于信号处理法以及基于知识法。这三种方法各有各的优点和缺陷,在使用的过程中需要进行仔细的思考和研究,保证最终选择的正确性和最终结果的准确性。
基于模型法需要建立整体管线分布的数学模型,根据这个模型进行科学的分析和综合,因此,影响这一方法的重要因素便是模型建立的准确度。如果准确度发生偏差,将会严重影响最终的结论;基于知识法是比较新型的检测办法,利用管线中的SCADA系统进行数据传输和分析,能够更加科学的获得最终结论;基于信号处理法的检测速度较快,原理也比较简单,是比较常用的一种检测方法。
二、天然气数字化管网的运用与开发
(一)天然气管网数字化技术运用的意义
构建数字化的天然气管网有利于实现运输企业对管道的在线控制和实时控制,能够快速的判断泄漏部位,实现天然气管线的中央控制集中化管理。这样有利于维修部门和维修人员及时的对故障部位进行处理。
(二)天然气管网数字化管理技术的可行性分析
天然气生产和运输的规模逐渐变大,气田和运输部门的数字化建设步伐也应当加快。现在已经在气田中成功的运用了SCADA系统,实现了单井井口数据和运输过程中的实时监控,为加快数字化步伐提供一定的实践和理论基础。SCADA系统是数据采集和监督控制系统的简称,是比较科学和复杂的一种综合性测控系统,由控制中心、通信系统和采集系统构成,能够对整个天然气管道进行及时的监控,提供实时的数据,让天然气管道能够在总控制之下进行安全有效的运行。
对于单井数据采集存储系统的研究已经获得很多的结果,让工程控制部门能够及时的获得生产和运输中的数据,建立相应的数据库和网络分享平台,能够让工程整体上的数据获得更快的总和,有利于控制部门进行实时的分析和研究,实现天然气管网的在线分析和管理。
对于集气站的生产数据采集主要是利用了SCADA系统,通过网络将数据和图像传送给生产运行调度部门,对天然气管网的整体运行进行统一的管理。集气站主要是利用SCADA的中心系统,将数据进行存储和共享,并利用外接端口进行天然气管网分析。
(三)天然气管网数字化管理技术研究与开发
天然气管网数字化管理技术的开发主要是通过对单井地面管线的分析和支线干线的分析进行数据总和管理,从而判断单井管线和支线干线的整体运行情况,具体的细分到每一个环节,加强整体上的数字化管理。
对单井的地面管线管理主要是研究每个不同的观测点的压力值和瞬间流量值判断整体管线状态,并做好分析报警提示,能够在天然气管道出现问题的时候及时地进行处理。而对于支线干线的管理主要是集中在上下游压力和进出流量上,通过这些分析能够判断其运行状态,及时的发现管道是否有泄漏、堵塞等状况,保证抢修到位,从而保证整体管道的顺利运行。
天然气管网数字化管理技术的开发有利于发挥SCADA系统的优势,及时的掌握管网运行中的数据,并对数据进行综合分析利用。这样大大的提高了管网自动监控的能力,从而提高整体上的管理水平,减轻工作人员的劳动强度,提高工作效率。并能够保证整体工程安全环保运行。
三、天然气管道泄漏点内外检测
天然气管道在运行的过程中内外会受到不同的影响,发生不同的变化,在研究天然气管道泄漏的时候一定要将管道分成内外两个部分进行仔细的分析和研究,从而保证最终结果的准确性。
首先是在管道外部一般会设有外防腐层,这个防腐层对于保证管道的密封性具有极大的作用。但是在使用的过程中,这一防腐层有可能会由于老化或者剥离等原因失去原本的效果,导致天然气的泄漏,所以,在检测天然气泄漏点的时候,一定要注重外部防腐层的勘察。
然后是管道内部检测,这一检测可以掌握管体内外的腐蚀情况以及发现在制作时产生的生产缺陷等问题,便于及时的进行修复和维修,从而避免天然气的泄漏。一般情况下,为了保证检测结构的对应性和准确性,会使用直接开挖的方式进行检测。
利用管道内侧的检测数据,可以对管道维修工作和外防腐层的修复工作同时进行指导,能够获得比较科学的结果,有助于保证天然气管道的安全顺利运行。外侧检测数据在一定程度上受到了很多因素的影响,无法获得一个准确的判断,具有相应的局限性,在使用外检测数据进行指导时一定要和内检测数据相结合,保证整体管道的顺利运输。
结束语
天然气管道泄漏不仅会损害国家利益,更是会污染环境,影响了人们的生存环境。随着科学技术的发展,天然气管道检测变得越来越科技化和现代化,通过利用现代化数字系统,保证最终检测结果的准确性。并且,在天然气管道检测中一定要重视内外检测相结合的办法,尽量的排除偶然因素,及时的对泄漏原因进行修复,能够保障整体管道运行的顺畅性和安全性,提高工作效率,让天然气运输获得更好的发展。
参考文献
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关键词:燃气;防漏;防腐;设计
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.078
1 引言
社会进步与人类发展,导致高层建筑天然气已经是人们必要设备之一。由于高层建筑装修已经逐渐发展和完善,对于天然气也需要更加干净整齐,所以天然气需要合适地方进行铺设。
2 燃气设计环节的重要性
高层建筑燃气工程建设的灵魂就是燃气工程的设计阶段,它是进行燃气工程质量管理和经济控制的起点,燃气工程质量的好坏只接受到设计质量好坏的严重影响,设计阶段的设计偏差、设计阶段的敷衍了事等问题都会给整个燃气工程带来巨大的质量问题和经济损失,所以必须细致的做好设计阶段的控制关,从源头杜绝燃气工程问题的出现,对于燃气工程设计必须做好严格的分析,对于重点环节进行重点设计,根据工程特点,有针对的进行设计,确定好每个环节的经济和质量的相关目标,做好高层建筑燃气工程设计重要环节的分析工作。
3 高层建筑燃气设计存在问题与处理
我们通常情况下使用的天然气成分是:甲烷98%,丙烷0.3%,丁烷0.3%,氮气1%及其它物质,其爆炸极限为5%-15%。对于天然气泄漏通常会表现在几点位置,如天然气管线、阀表、配件等接口处,当接口处容易出现问题,使其天然气泄漏会大大增加。对于天然气泄漏后产生的爆炸,往往会涉及很广,天然气爆炸往往只是一瞬之间,爆炸后温度可以达到很高的温度,产生破坏力非常巨大,对于天然气泄漏导致爆炸会对人民生命安全和财产都会产生很大影响。
3.1 前期设计不足的处理
相关燃气工程设计工作在满足燃气工程运营商所规定要求和功能的前提下,还必须按照地方及国家的相关标准、规范和规程进行工程设计工作。对于控制设计质量环节还要分为三个小环节。
第一,做好设计评审阶段的工作,设计评审也是燃气工程设计的重要环节,这一环节的设定主要是为了对设计文件做一个大体的评价,并在这个工程之中找出设计方案的不足之处,并积极地寻求解决措施,使得设计方案尽量合理、安全、可靠、经济。
第二,做好涉及的经济分析工作,在设计中,每一个新技术新方法或是新材料的运用都势必引起费用和质量等问题的变化,所以必须做好经济分析工作,将技术方法的变化与费用的变化连接起来,避免造成不必要的损失。
第三,严格按照燃气工程的专业设计程序进行工程程序的设计,在实际生活中,要想保障好燃气工程的设计质量,使其满足客观要求,使其符合国家和地方的各种标准和规范,就必须严格按照科学的设计程序进行设计。
第四,做好涉及追踪工作,应该定期或不定期的对设计文件进行审核和检查,以及时的发现涉及方案中存在的问题加以纠正,使设计方案更加科学合理和完善。
3.2 防漏问题的处理
天然气泄漏通常可以分为外燃气管线泄漏,室内燃气管线泄漏,控制、调节、测量等零部件及其连接部位泄漏。往往出现泄漏问题会出现在天然气连接方式,天然气连接方式通常采用螺纹连接,由于这种螺纹连接使接头处粘结不牢固,才会导致泄漏问题的出现。所以,针对上述问题,在对天然气进行设计过程中,要采取防止泄露措施。天然气通常是无缝钢管,对于无缝钢管进行对接时要进行焊接,这是避免接头处粘结不牢固产生的天然气泄漏。在对无缝钢管焊接要进行检查钢管是否表面光滑整洁,焊缝排列一定要密实避免出现交叉,焊接过后要进行检查、气密性实验、0.4MPa压力实验和一些复杂的测试,来保证万无一失。这些做完后一定要对密封处进行拍片,保证其安全合格。对于天然气走向也要避开一些经常施工的地方,并标识走向,这样可以有利于检查和维修天然气。
3.3 防腐问题的处理
天然气通常会埋藏在墙面或者是梁底,由于墙面中材料都会含有一些碱性液体和水汽,就会导致天然气容易发生腐蚀问题。对于燃气腐蚀性质分为两种,化学腐蚀和电化学腐蚀。为了确保天然气使用寿命,在对天然气进行设计的过程中,要做一些前期准备工作,来做好燃气的防腐工作。就现在天然气和燃气输送管都应该进行保护,这些保护类型有很多种措施,如石油、沥青、玻璃布,、聚乙烯粘胶带等防腐措施,还有一些就是阴极保护措施等等。如以下几种措施:
①在输送天然气的时候我们做一些前期处理,使其天然气杂质含量降到最低,杂质会对天然气形成很大危害,所以避免此类问题发生,同时对于内壁也可以做一些树脂镀层处理,这样有助于防腐和运输天然气。
②对于天然气外壁可以进行聚乙烯防腐胶带和树脂镀层处理,让其天然气与外界隔离,达到防腐效果。
③在前期暗埋天然气前,要对天然气进行前期检查,清理内部的锋利物体、水汽和碎片。这样就可以有效的防止镀层被破坏。
④在进行暗埋天然气时,一定要注意天然气要被混凝土和墙体完全包围,并且覆盖面一定厚度要超过2cm,只要这样做,才能满足和有效保护天然气。
⑤对于楼层内部天然气,天然气通常会在楼板内,对于这些天然气应该做套管处理,套管应该伸出至少为5CM,同时仍需注意的是套管两端一定要用防水材料。
⑥在对天然气暗埋时,要增加天然气与土壤之间的电阻,使其达到电流腐蚀。
4 结束语
随着国家发展,社会不断进步,我国高层建筑燃气使用在增加,对于天然气是一样重大问题,天然气符合现代当代人们的需求,它成为了现代天然气的发展趋势,为了保证施工的有效进行,同时也要满足高层建筑风格的质量保证,天然气为现代做出了突出的贡献。天然气设计关系到每家每户,一定要引起重视,在满足实际条件下,提高设计意识,满足用户需求。燃气是造福千万家的工程,既要符合施工条件,也要满足现代化需求,才能促进我国高层建筑燃气暗埋的发展,使我国繁荣富强。在我国高层建筑建筑燃气工程的设计中,我们一定要严格控制好设计的重要环节,并进行科学合理的分析,将其特殊性和安全性严格的控制到最好,根据实际情况,做好高层建筑燃气工程设计重要环节的分析工作。
参考文献:
Abstract: The development of China's energy consumption of urban natural gas is an important strategic adjustment, gas safety related to people's lives and property safety. Natural gas as a domestic fuel has entered every household, which makes use of natural gas security situation is worsening. Therefore, you must take reasonable and effective use of natural gas safety precautions. This paper analyzes the current natural gas system security risks discussed properly raise small town full of gas systems and related management measures properly all technical measures.
Keywords: natural gas, security management, security technology
前言近年来,随着农村城镇化建设步伐的加快,天然气作为民用燃料已进入千家万户,这使得天然气使用的安全形势日趋严峻。因此,必须对天然气的使用采取合理有效的安全防范措施。
一、天然气安全事故天然气是甲类火灾危险性物质,其爆炸极限是5.3~15%,属甲类火灾危险性物质,最小点火能仅为2.0MJ,燃烧速度快、放热量大。其安全事故以天然气燃烧、爆燃和爆炸产生的高温、冲击波等为破坏方式。
发生天然气事故的基本条件是天然气泄漏且已达到燃爆极限和存在点火源。致燃气意外泄漏的原因很多,如燃气用具质量差或使用不当,管道超期运行(设计寿命20年),管道腐蚀,供气压力不达标,野蛮施工致管道破裂,自然灾害等,特别是在建筑内部泄漏时,因空气流动速度慢,爆炸点与泄漏点距离大,人的嗅觉逐渐适应气味变化而丧失辨识能力,不易察觉天然气泄漏,使天然气积聚达到爆炸极限,遇明火即爆炸。人为破坏也是导致泄漏发生的原因之一,如自杀或刑事案件等。
二、天然气安全管理优化措施目前,《城市燃气安全管理规定》、《城市燃气管理办法》法律法规,对城市燃气安全管理的规定包括:燃气工程建设、配运营、燃气使用、抢修和事故应急处置四个方面,规定了由城建、安监、公安消防等部门分工负责的方式进行行政管理,天然气经营单位和用户行为自律进行安全管理的模式。而天然气安全管理存在以下局限:
(一)经营单位管理的局限性一是因天然气经营单位的规模普遍偏小,用户安全管理制度不完善,安全管理技术人员数量不足,培训不到位;二是管网及相关设备的维护、保养、更新和新技术改造缺少资金;三是难以对用户的安全违法行为实施惩处。
(二)用户自我安全防范的局限性一是鉴于天然气用户安全知识水平不高,燃气安全意识和事故处置能力不强的现状,科学安全用气难以保证;二是老、幼等人群用气没有安全措施;三是燃气具产品和服务质量良莠不齐;四是家居装修不执行《城镇燃气设计规范》;
天然气安全管理环节中,用户是最弱的一环,安全意识和事故处置能力不强,一旦发生事故,又最容易被伤害。因此,天然气经营单位、主管部门和相关管理部门要加强燃气安全知识的宣传教育,包括::管道、灶具等设备设施安全;报警器、通风等防护装置有效使用;特殊人员的重点监护;供气质量监督和事故快速反应等,提高人民群众的安全意识和事故处置能力,选用本质安全化程度高的燃气设施和安全防护设施,以预防和减少天然气安全事故的发生。
三、城镇天然气安全技术
(一)加臭处理技术和楼栋调压器设备。天然气中臭味剂加入量一般按照标准条件下的数值来控制,要按不同温度、压力下的气体比重,根据具体情况增减臭味剂用量,加臭点选择在降压后的燃气低压输配管道上,多在配气站推荐选用四氢噻酚等新型臭味剂;设置楼栋调压器要根据长期实测值确定所覆盖的楼栋数及用户数,而不能随意减配;应用箱式低压燃气调压器消除附加压头。
(二)管网断裂保护。我国未强制安装管网逐级断裂自动保护设备,但相关单位应结合实际,使用燃气管道止回阀、用户设施管道的防断裂泄漏安全阀等安全保护装置,以提高安全等级。
(三)从近年的事故现场勘查得出,用户天然气设施封闭在家庭装修内是十分危险的,嵌入式灶具和橡皮软管的广泛使用使隐患加剧。用户设施可以采用暗埋、暗封等方式,但必须满足现行国家标准《城镇燃气设计规范》提出的最低技术要求。
(四)灶具和连接具使用。根据特定燃气的燃烧速度选用灶具燃烧器,灶具的火焰才易稳定,使用才安全。采用离子感应式熄火保护装置的嵌入式灶具,可防止燃气从灶具大量泄漏。另外,连接燃气具的橡胶软管易老化漏气,而新流行的铝塑复合管和波纹金属软管质地硬,建议采用规范卡具,使用压紧螺帽固定,规范室内连接方式。(五)家用天然气燃气报警装置。日前市场相关产品的种类有:IC卡燃气表自关断产品、家用燃气管道自动断气电磁阀、燃气报警器和采用机电一体化技术具有上述功能的相关产品等。有的家用燃气管道自动切断阀采用GSR电磁阀先进工艺,系家用燃气泄漏控制(报警)器设计配套的低压脉冲电磁阀,能确保在燃气泄漏达到或超过安全浓度时,在声光报警并自动启动排气设施的基础上再自动快速切断气源,从而最可靠地避免燃气泄漏事故的发生。
四、结束语发展城镇天然气是我国能源消费调整的重要战略,用气安全关系到人民的生命财产安全。目前,天然气安全相关设备很多,技术成熟,然而普及率却非常低。原因除了有经济水平的限制外,更重要的是安全管理的缺位和人们安全意识的淡薄。
参考文献:
[1]章中远:国外输气管道建设成都《大然气与石油》2000(12)P1-10
[2]李峻利:《运输工程》北京人民交通出版社1994年
关键词:天然气 输气站场 风险管理
中图分类号:F470.22 文献标识码:A
风险管理是社会组织或者个人用降低风险的消极结果的决策过程,通过风险识别、风险估测、风险评价,并在这些基础上选择与优化组合各种风险管理技术,对风险实施有效控制和妥善处理风险所致损失的后果,从而以最小的成本获得最大的安全保险。
1 输气站场风险分析
基于故障模式与影响分析法是一种风险分析的方法,简称FMEA方法。站场的功能是将输气管线上的天然气汇合境压后进行输送,以保证管线输送的压力要求。在采用FMEA方法时,应将输气站场设备和管线划分为风险评价危险源及危险区,同时还需要考虑如下的问题:
1.1 确定失效后果
主要包括确定后果严重度、不易探测度、可能性程度、风险度值RPN以及计算结果分析等等。
1.2 制定应对措施
针对设备风险远高于管线风险的评价结果,对高风险设备采取调整其设备工艺、操作规程、提高巡检频率、缩短检验周期等相关措施。在日后的常规管理中可针对调整后的设备再次进行RPN危险度值计算,并比较措施可行性及效果,确保输气站场的运行更加有效、安全。
1.3 天然气站场风险原因分析
一般天然气计量站场的设备主要有分离器,收、发球筒、阀门、汇气管、管线等,其他的设备还有变送器、清管球通过指示器、温度表、压力表等,这些设备和仪器、仪表之间的连接形式主要是法兰连接、焊接和螺纹连接。根据现场的实际情况,天然气站场发生的风险最主要的是天然气的泄漏,而常见的泄漏主要有法兰之间的泄漏、管道泄漏、螺纹泄漏和阀门泄漏等。
1.3.1 法兰间的泄漏
造成法兰间泄漏的原因主要有以下几种。
(1)密封垫片压紧力不足,法兰结合而粗燥,安装密封垫出现偏装,螺栓的松紧程度不一致,两个法兰的中心线位置发生位移。
(2)由于脉冲流的设计不合理,没有采取减振措施或者是减振措施不符合要求而造成的管道振动,致使螺栓产生松动而造成了泄漏。
(3)管道由于变形或者沉降现象的发生而导致的泄漏
(4)在冷热季节交替时螺栓由于热胀冷缩而造成的缩短或伸长,从而导致泄漏现象的发生。
(5)如果密封垫片的使用时间过长,由于垫片的材料老化容易出现塑性变形或者是回弹力下降的现象,这种情况也容易导致泄漏的出现。
(6)天然气腐蚀造成泄漏,但这种情况并不是很常见,但由于垫片和法兰质量问题可能产生此种泄漏。
1.3.2 管道泄漏
管道产生泄漏现象的主要原因是未焊透、裂纹等焊接缺陷引起的,但是随着焊接技术的发展和施工质量以及检测手段的提高,这种焊接缺陷正在逐渐的减少。还有一种是由于管道被腐蚀而引起的泄漏现象,天然气站场管道引起腐蚀的原因很多,常见的有:周围的介质引起的腐蚀、应力引起的腐蚀、氧和水引起的腐蚀、硫和细菌引起的腐蚀以及氢引起的腐蚀。而这其中氢引起的腐蚀后果最为严重,其原因在于尽管目前脱除H 2S的技术较高,但由于输送压力的提高,造成H 2S的分压提高,从而使HIC更为突出,而且这种腐蚀由于前期迹象不明显,发展速度较快,一旦发生造成的损失和影响较大。
1.3.3 冲刷引起的泄漏
容易出现此类故障的部位流速比较快的弯管弯头处,由于在管道的加工过程中,对于冲压成型和冷煨、热煨成型的弯头,弯曲半径最大的一侧存在着加工减薄量。而且天然气的流速一般都比较快,在经过弯头的时候就会对管壁产生非常大的冲刷力,在这种力的作用下,管壁的金属会不断地被冲刷带走,这就导致了管壁逐渐的变薄,最后造成了泄漏的现象。
对于下游站场的弯头,由于上游的硫化铁铁粉等杂质跟随着管线到达下游,这些杂质的存在,相当于磨料的作用,加速了磨损速度。天然气站场排污管线靠近排污池的弯头最容易穿孔,这也是因为排污管线排污频繁、气质质量差,靠近排污池的气流速度非常快,造成磨损严重,因而造成穿孔泄漏。
1.3.4 振动引起的泄漏
管道的振动使法兰的连接螺栓松动,垫片上的密封比压下降,振动还会使管道焊缝内缺陷扩展,最终导致严重的泄漏事故。天然气管道振动的成因主要有以下几种:
(1)管线内压力脉动引起管道的振动。气流的脉动是引起天然气管道振动的最主要的原因之一,在长输天然气管道上常用压缩机给天然气加压,压缩机周期性地、间歇性地进气和排气,结果引起管路内气流压力的脉动,当脉动气流在管线内传播碰到弯头、变径管、汇管以及盲板等时,管道系统受到周期性激振力,在激振力的作用下引起管道及其附属设备的振动。
(2)压缩机振动引起管线的振动。当压缩机工作时,由于活塞组存在往复惯性力及力矩的不平衡、旋转转惯性力及力矩的不平衡、连杆摆动惯性力的存在以及机器重心的周期性移动等各种复杂合力的作用,使压缩机工作时产生机械振动,从而引起和其相连的管道振动。
(3)风力引起的振动
当的管子在受到风力时,会产生卡曼涡流效应,引起管子的振动。所谓卡曼涡流是指当流体垂直于管子流动时,在管子的背面将产生有规则的涡流,因而出现交替的横向力,称为卡曼涡流。
1.3.5 螺纹泄漏
目前,天然气站场常采用的API锥管螺纹连接,锥管螺纹包括圆螺纹、偏梯形螺纹,设计锥度为1/8(半径方向),其密封是由内、外螺纹啮合的紧密程度决定的。由于结构设计的原因,啮合螺纹间存在一定的间隙,从本质上讲,API螺纹不具备密封能力,其密封性是通过使用螺纹脂里的一些固体物质(如铜、锌、锡等软金属)来减小间隙。要提高密封性能,必须要有足够大的接触压力和足够小的螺纹间隙。当温度变化时,螺纹连接部位可能发生应力松弛,也可能造成接触压力下降,使密封性能下降,振动也造成螺纹连接变松。
管螺纹密封的泄漏跟使用的密封材料有直接关系。我国普遍使用铅油麻丝、聚四氟乙烯胶带密封,铅油麻丝等溶剂型填料在液态时能填满间隙,固化后溶剂挥发,导致收缩龟裂,而且耐化学性能差,很容易渗漏;聚四氟乙烯胶带不可能完全紧密填充,调整时容易断丝,易堵塞管路阀门,而且聚四氟乙烯和金属摩擦系数低,管螺纹很容易松动,密封效果也不是很好。
2 输气站场的风险控制
通过以上对输气站场的风险分析,泄漏现象的产生是输气站场的主要风险,要想加强天然气输气站场的风险管理与控制,就必须最大限度的减少泄漏现象的发生,因为输气站场一旦发生泄漏事故就必定会造成严重的后果,甚至是安全事故,为了使输气站场的泄漏得到有效的控制,可采取以下的措施加以防治。
(1)变法兰连接和螺纹连接为焊接,减少漏起点和静密封点
(2)采用冗余设计。对排污管线和放空管线来说,最好采用双阀设计,其中一阀可以用来保证密封效果,用另一阀来截流,同时管线和弯头尽可能的采取冗余设计。
(3)做好日常的维护和管理工作,主要包括坚持定时、定点巡检,尤其是要对静密封点进行重点的检查。
(4)将可燃性报警系统应用到站场管理中,如果有泄漏现象的发生,可及时报警。
(5)加强天然气气体质量的管理,从根本上减少管道腐蚀的现象。
3结束语
根据以上对输气站场以及对其风险分析和风险控制的分析,我们可以知道天然气的泄漏是输气站中较为常见的一类风险,要想对这类风险进行有效的减少和控制,就必须对其进行合理的分析,在此基础上再采取科学有效的控制措施。
参考文献:
[1] 冯晓东 赵忠刚 白世武 站场完整性管理技术研究 管道技术与设备 2011(04)
关键词:城镇;天然气;输气管道;结构;设计;安装
1 我国城镇天然气产业的发展关于城镇天然气管道设计探讨
六十年来,我国的城镇燃气经历了由单一的人工煤气到人工煤气再到液化石油气和天然气三气并存的发展过程。改革开放以来,从80年代利用焦炉气和化肥厂释放气为主城镇燃气,到90年代初期在广东沿海等地首先使用进口液化石油气作为城镇燃气的主要气源,再到90年代末期至21世纪初,陕气进京、西气东输,我国城镇燃气行业进入前所未有的发展阶段。国家从能源战略的层面上也对天然气的开发利用高度重视,在规划、建设、政策以及资金上都给予支持。除化工和发电之外,管道天然气在城镇燃气中广泛应用于居民生活、工业、商业等各个领域,推动了城镇燃气行业的快速扩张。
2 城镇天然气输送管道的结构特点
新时期城镇现代化改造进程加快,天燃气工程是其中不可缺少的项目之一,关系着城市、集镇地区的燃料供应水平,进而影响了区域产业的可持续发展。输送管道是天然气运输体系的核心构成,在很大程度上影响了燃料能源的输送效率。以下为城镇天然气输送管道的结构特点:
①距离长。城镇指的是城市、集镇等两个不同级别的区域,因而天然气工程涉及的范围较广。城市与集镇之间的离差异较大,天然气输送管道所连接的距离也随之延长。对于天然气输送而言,两地管道之间的间距应给企业或用户使用燃料。
②施工难。较大,容易降低输送过程的作业效率,无法及时地供输送管道工程的施工难度大,整个施工流程常会遇到不同因素的阻碍。首先,城市天然气管道输送量大,采用大管径的管道开挖更大的管槽,结构空间受限破坏了地下其它管线的连接;其次,集镇地区的地理环境略差于城市,输气管道设计方案受到了地理条件的约束,增大了后期施工的难度。
③风险大。据了解,近年来国内天然气泄漏事故的发生率较之前上升6.2%左右,既危害了城镇地区的环境安全,也导致了严重的经济损失。这是由于天然气输气管道结构安装质量不合格,面对日趋增大的输送流量,管道出现开裂、脱节等问题,使得天然气输送存在巨大的质量隐患及安全隐患。
④结构多。天然气是一种新型的燃料能源,为了保证燃气定时定量地传输到位,必须为其配备完善的管道设施。除了主要的管道结构外,输气管道工程还需安装使用其它辅助构建,如:管道的焊接件、加固件等,必要时为管道增加支护结构。结构组合构件的数量多、形式多,增加了管道安装的难度。
3 城镇天然气输气管道的设计要点
天然气不再局限于自然资源的开采使用,其逐渐演变为一种新型的能源产业,为其它产业经济提供了足够的能源保障。城镇是新时期现代化建设的重点区
域,天然气工程建设是完善基础设施的必备条件。结合输气管道的结构特点,设计人员在规划输气管道中需制定科学可行性的方案。
①管道方案。选定输气管道方案时,管道分布及安装情况决定了天然气输送的效率。根据城镇周边的地理环境来看,确定输气管道方案需重点考虑用气点和路径两方面。具体情况:规划用气点应考虑城镇人口密集区域,尽可能设计在用气量较多的地点,方便天然气的供应输送;路径设计坚持“最优、最短”的原则,设计管道路径之前,安排专业人员到工程现场勘测检查,以免地质条件对管道安装造成阻碍。
②安全措施。针对天然气运输期间存在的安全隐患,输气管道结构设计需采取相应的安全防护措施,降低爆炸、泄漏等事故的发生率。其中,需要考虑的工艺内容包括管输气体的构成、输气数量及可控制范围等。如:在输气站设计越站旁通,进出气站的光纤应配备断阀装置,截断阀设计考虑合理的安全间距。通过这样的安全设计,天然气输送过程发现紧急情况时,利用自动或手动完成断阀操作,便可控制泄漏事故的发生。
③难点控制。设计阶段是城镇天然气输气管道规划的过程,引导了后期施工单位完成管道安装的作业秩序。因此,设计管道结构需注意难点控制,提前解决安装操作面临的种种难题。比较常见的管道难点,即大跨度、河流等特殊路段,此区域地理条件特殊,设计不当会破坏管道结构的完整性,造成输气泄漏、管道受损等质量隐患。如:埋地管道与公路、铁道、河流、地下管线等存在交叉的,应当设计标志桩作为警示;交通事故多发地段,对输气管道增加防护结构,增强管道的抗冲击能力。
4 城镇天然气输气管道安装技术的流程
城镇天然气输气管道结构设计方案确定后,设计单位审核无误,应及时交给施工单位。施工是输气管道工程的核心环节,管道安装则是最为关键的内容。从工程质量、输送需要、燃气安全等角度考虑,施工单位安装前规划的作业流程需包括:
①前期准备。施工现场准备安装需要用到的工具、材料,检查人员详细核对管道的型号、规格、质量等是否符合设计图纸要求。进行管道、沟槽的清理,以免杂质物影响到各节管材的组合安装。
②编制工艺。从掌握的工程资料编制施工工艺,使其对安装操作更具有指导性。除了正常的操作流程外,管道安装工艺要重点考虑城镇地区等级的标准,确保输气管道的强度系数。参照管道工程所处区域的地质环境、用气量等考虑施工中的强度指标,见表1。
③安装施工。管道结构形式不同,其安装操作的流程也大不一样。城镇天然气输气管道工程日趋增多,各种新型的管道结构得到推广应用,安装人员需保证结构安装的质量。这里以“无缝管”为例,其是近年来比较先进的管道,在使用寿命及强度性能等方面均优于普通管道。“无缝管”的安装方法:先把钢管预热至240℃,管道硬度减弱则更容易安装。依照输气管四周的地质环境,加固管道埋设的区域。
④泄漏处理。针对管道安装操作失误造成的泄漏事故,施工人员应立即采取措施处理,谨防现场发生爆炸。降压处理是常用的方法,包括直接焊补、嵌填焊补、复贴焊补、更换管道等。小范围泄漏紧急执行直接焊补方案,大范围泄漏则立即更换管道。
5 结语
综上所述,传统粗放型经济产业模式导致能源过度耗损,引发了能源供应不足。合理地开发利用天然气资源,不仅可以缓解国民经济发展带来的能源问题,也可显著控制传统能源造成的环境污染。加强输气管道结构的设计及安装,在保证工程质量的前提下提升了城镇天然气输送使用的效率。
参考文献:
关键词:大口径天然气管道;泄漏;应急措施;微正压焊接工艺
鄂尔多斯盆地大牛地气田某集气干线(L360)为φ508×7.1,设计压力为6.3MPa,设计输气量为15×108m3/d,该干线连接的集气站共有12座之多。2013年5月因机械事故导致该埋地管线出现两个2.5cm×4cm的泄漏孔洞,幸运的是有关单位人员及时抢险,立即启动应急预案,经过对比L360钢和20#钢的化学成分,充分了解焊缝的应力情况,采用微正压焊接工艺的修补方案,该大口径天然气管道泄漏的重大险情得以避免且经济损失也较小。天然气泄漏,后果是非常严重的,必须严加防范。一旦发现泄漏,必须在最短的时间内堵漏。采取何种措施与方法最为有效,时间最短,效果最好,历来都是被关注的关键课题与技术。
目前我国天然气管道事业发展迅猛,管道泄漏防范与处置技术必然会愈加重视,以上述抢险事故为例,探讨天然气管道泄漏实用的处置方法、破损部位的修补工艺,总结其经验教训,这具有十分重要的作用与意义。
1 管道穿孔和机械损伤后抢险的习惯做法
我国石油行业中老的油气集输管道一般为10#或20#钢材,设计压力一般为1.6MPa以下。这些管道在出现穿孔和机械损伤时,常采用的处理方法是将主管道停输并进行清管作业,达到可以焊接动火条件后进行打“补丁”焊接处理。示意图如图1所示。
管道打“补丁”堵漏示意图 管道“打卡子”方式堵漏示意图
图1 图2
在难以停输的情况下,采用“打卡子”方式堵漏,示意图如图2所示。依靠螺母、螺栓对橡胶垫的足够挤压将漏气的孔洞密封住。
2 L360φ508管线出现险情时的应急措施
2.1 立即启动应急预案。该天然气管道瞬间泄漏时其运行压力5.2MPa,幸运的是没有形成火花引燃天然气。有关单位立即启动了应急预案,疏散施工人员,封锁交通路口,并在下风口500m外拉起警戒线,关断漏点上下游管道阀门,放空管道内天然气,并及时调来了消防车。
2.2 及时了解管道破损状况,防止火花形成而引起现场爆炸等次生事故。管线破损部位如何修补才是必须要关注的关键课题。首先派两名穿戴好正压呼吸器的抢险人员到事故地点进行实地考察。此处管道埋深约1.6m,推土机前斗六齿中的两齿插入管道内, 两齿周围管壁伤口内凹,没有开裂,这点证明了L360管材较好的抗撕裂性能,如图3。推土机撤离时,为防止在漏点处齿与管壁引起火花,派消防车采用喷淋加以防护。
图3
2.3 核算焊缝的应力情况,研判修补方案。当用图1打“补丁”方式,采用E6010焊条进行补焊时,熔焊后焊缝的屈服强度σb= 450MPa,焊缝的抗拉强度σs=520MPa。应力分析如图4和图5,由应力分析可知,“补丁”的抗拉应力σ1= 94.1MPa,抗弯曲应力σ2=2689 MPa,σ2>σb。工程经验显示,“补丁”越大,稳定性越差,越容易开裂。设计规范也不允许此种补焊方式。故此方案不可行;由焊条 E6010化学成分可知,采用图2打“卡子”的方式,靠两根螺栓对橡胶垫的挤压所产生的压力封住管内5.5MPa下的天然气亦是不可能的和不可行的。
图4 图5 应力分析单元
3 修补方法
从L360钢和20#钢的化学成分可以看到两种钢的含碳量上限一致,均为0.22%,说明钢脆性相近。硅(Si)的最大值L360为0.45%,20#钢为0.37%,它能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。说明L360钢材比20#钢的弹性性能和抗拉强度要高。锰(Mn)的最大值L360钢为1.4%,20#钢为0.65%,它在钢材中可以提高钢的常温强度、硬度及耐磨性能,说明L360的常温性能高于20#钢材。适量的锰可以提高钢材强度,消除硫、氧对钢材的热脆影响,改善钢材热加工性能,并改善钢材的冷脆倾向。L360钢材的抗拉强度为460~760MPa,20#钢的抗拉强度为410~550Mpa,L360钢材的抗拉强度范围大小比20#钢材高出50~210MPa。因此决定采用微正压焊接工艺的修补方案。
参考设计规范中开口补强的方案进行抢险,利用库存的Ф508×7.1管子包住受伤管道。经计算知Ф508管道外周长为1596mm,若用Ф508×7.1管子将其包裹,则处理后管道外周长应为1641mm。具体做法是:截两段长1.1m的Ф508管子,将该两段管子分别分为外弧长为809.5 mm和786.5mm不等的两部分,利用L360较好的韧性,将外弧长809.5mm的这两部分向Ф508管子冲压,扩充内径,并将四个边缘倒坡口,处理达到焊接要求。在泄漏管道的天然气放空压力接近零时,点燃外泄天然气,处理内凹伤口,防止影响将来管道的通球,并将原管道的外防腐层处理合格后,用已扩径的两部分管对伤口处进行包裹并满焊。图6为焊接后的照片。
图6 采用微正压焊接的修补方案焊接后的照片
4 结语
该大口径的天然气管道泄漏抢险方案,若利用建管道时余下的管道将受损管道整段换下来,更换管段长度约1m,此方案需要将管道内的天然气放空,并需要利用阻燃气体N2进行置换。置换段管道长度32km,需要气态N2约12000m3,相当于液态N2约20m3。完成整个过程需要约2.5天时间,影响天然气产量约1030×108m3,直接经济损失约1600万元。显然此方案经济损失是较大的亦是不可取的。本应急抢险措施共用时13小时,比其他可行方案节约时间约47小时,减少直接经济损失约1174万元。充分利用管材特性,方法简单易行且符合现行设计施工规范,该大口径的天然气管道泄漏抢险修补方案无疑提供了一套因地制宜的实用方法。
【关键词】LNG;加气站;建设;运营;安全;管理
液化天然气在全世界得到了广泛应用,在我国,市场对液化天然气的大量需求使LNG加气站数量猛增,但我国的LNG产业毕竟起步较晚,对LNG加气站的相关规章制度比较滞后,存在着一些不规范的加气站,这些不规范的加气站有部分发生泄漏甚至爆炸事故,存在极大的安全隐患。因此要加大对LNG加气站的安全管理。
1 LNG加气场站建设运营过程中的安全风险
1.1 火灾爆炸危险因素
石油化工原理及产品都具有易燃易爆的特点,液化天然气的主要成分是甲烷,甲烷属于一级可燃气体,一旦被点燃,就会发生火灾爆炸且扩散能力强,同时,火灾中产生的热量和爆炸产生的冲击波会直接导致工人受伤或死亡和现场设备、建筑物的毁坏。如果爆炸是由大量可燃气体构成的蒸汽云爆炸,则会带来毁灭性的灾难。这些事故一旦发生,就难以施救。
1.2 液化天然气泄漏的危险性
液化天然气在储存容器中处于高压状态,一旦阀门、气瓶、干燥器、管道焊缝、法兰盘、压缩机、回收罐等零件的工艺存在缺陷,液化天然气就很容易泄漏。此外,如果液化天然气的管道被拉脱或者车辆意外撞上必然会造成液化天然气的泄漏,如果有火源存在就会发生火灾爆炸。
1.3 低温的危险性
液化天然气液化储存,泄漏以后就会迅速蒸发,随着泄漏的增多,蒸发速度会降低到一个较稳定的速度,蒸汽和空气混合形成密度比空气小的“云团”。此外,液化天然气自身的温度很低,泄漏时会使空气中的水蒸气冷凝,液化天然气再进一步气化,会使周围温度大大降低,可能会造成相关设备遇冷收缩和脆性断裂,损坏设备并冻伤周围人员。
1.4 翻滚的危险性
液化天然气长期静止储存于储罐内会形成两个稳定的液相层。如果外界热量传导到罐内,会使液相层传质、传热,进而相互混合,下层密度大的液体会吸收上层的热量,两层的密度就会逐渐相近,当密度相当接近时,在短时间内会产生大量气体使储罐里的压力大大上升。这就是翻滚现象。
1.5 对人的生理危害
甲烷是天然气的主要成分,它本身无毒,但会造成窒息,人如果处于体积分数为10%以上的甲烷气体中会感到压迫感,及时呼吸新鲜空气即可。但如果持续处于这种空气环境中就会呼吸困难而眩晕、失去知觉甚至死亡。此外,如果天然气含量高于50%,氧气含量低于10%,就会对人体造成永久性伤害。
2 相关防控措施
2.1 储罐压力的安全防护
液化天然气储罐内的压力值应在一定范围内,储罐内压力偏低或偏高都会造成不良影响。造成储罐压力偏高的因素有:热量传导引起液化天然气蒸发;大气压下降或操作失误;充注期间液化天然气闪蒸等等。此外,造成储罐压力偏低的因素有:以很快的速度排液或抽气;充注温度较低的液体等等。因此必须给储罐安装压力空气阀和真空安全阀,真空安全阀可以感受大气压,进而判断储罐内是否为真空状态,预防储罐出现负压,而压力空气阀相反,它主要预防储罐内出现超压。同时也要在压力安全阀和真空安全阀之间设置一个截止阀,这样可以便于检修。
2.2 低温冻伤的安全防护
对人而言,人体皮肤如果和低温物体接触就会粘在物体表面,此时要采取加热的方式是粘接的皮肤从低温表面挪开。因此,一定要让接触低温的操作人员穿上特殊的工作服,避免皮肤与低温物质直接接触。操作人员特殊的工作服应包括:防护面罩、安全帽、低温手套,还要穿由专门的合成纤维或纤维棉制成的长裤、长袖的工装及高筒靴,且尺寸要大一些,便于紧急情况发生时快速脱下衣服。
对设备而言,低温管线及阀门等设计时都要考虑操作人员的安全,要进行保冷防护,这样可以避免操作人员直接和低温金属接触而受伤。此外,操作人员还要熟悉日常与低温接触的部分构件的性质,避免材料因低温气体排放而温度降低,对操作人员造成伤害。
2.3 窒息危害的安全防护
天然气中的气体都是有损健康的气体,在低浓度、短时间内,会使呼吸困难,长时间就会导致严重的疾病,而高浓度的气体则会使人很快失去知觉,短时间内死亡。处于低浓度的天然气气体环境中,操作人员一开始可能不会意识到,但等意识到时可能已经太迟。因此,为了预防天然气气体对人体产生窒息危害,在室内,要安装固定的可燃气体探测器,在室外,要给工作人员配备便携式可燃气体探测器,这样可以及时探测到气体浓度,如果气体浓度达到报警值,可燃气体探测器就会报警,防止气体对人体造成伤害。
2.4 作业现场的安全要求
LNG加气站应制定健全的、科学的、合理的特种设备安全管理制度和岗位操作规程。对操作人员,要求操作人员严格按照操作规程操作,对加气站内的设备定期巡回检查并做好记录;对充装人员,要求他们在加气时必须将机动车辆熄火,车上人员下车在安全区域等候,加气过程中严禁检修车辆、敲击铁器等可能产生火花的行为,非工作人员不能进行加气卸气作业;对新入站工作人员,要对他们进行至少30个课时的安全教育培训,在他们考试合格后,持压力容器操作或气瓶充装证上岗。此外,要定期组织所有员工进行应急预案演练,定期安排所有工作人员学习安全及岗位操作规程、制度并考试。
液化天然气的安全管理是一个值得重点关注的问题,因此,各层次的人员都要充分的发挥自身的作用,深入贯彻实施关于安全生产工作的一系列政策,重视人民的生命财产安全,顾客在加气时也要遵守相关规定,不明知故犯。这样就能从根本上杜绝危险事故的发生,保证液化天然气的安全性,促进它的进一步发展。
3 结语
液化天然气的应用技术经过十多年的发展已经初步成熟,它低成本、高效益、无污染、使用便捷的特性在当今和以后都有巨大的发展潜力。尽管液化石油气是一种很危险的燃料,但在它发展的几十年里具有良好的安全记录。保证液化石油气安全的关键是能否了解液化石油气的特殊属性和危险之处,是否按严格的标准设计、施工、运行及管理。
参考文献:
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[3]郑桂友,于京春,刘尚书,霍秀芝,李斌,李超,王真龙,侯宇驰.LNG气化站的设计[J].煤气与热力,2009(07).
关键词:天然气 安全管理 技术
中图分类号:TU714文献标识码: A
1 天然气安全概述
天然气是甲类火灾危险性物质,其爆炸极限是5.3~15%,属甲类火灾危险性物质,其安全事故以天然气燃烧、爆燃和爆炸产生的高温辐射、冲击波等为破坏方式。发生天然气事故的基本条件是天然气泄漏且已达到燃爆极限和存在点火源。致天然气意外泄漏的原因很多,如燃气用具质量差或
使用不当,管道超期运行,管道腐蚀,供气压力不达标,野蛮施工致管道破裂,自然灾害等,人为破坏也是导致泄漏发生的原因之一。
2 天然气管道的环境安全技术
城市燃气的种类有液化石油气、天然气、煤气等。鉴于天然气是一种相对安全的清洁能源,随着当今对环保要求提高,天然气在城市中的迅速增长,有了根本性的转变,天然气成为城市燃气的主要气源,形成了全国乃至跨国的供气网络。因此,保证燃气管道的环境安全至关重要的。下面我们分条介绍:
2.1 安全保护范围内的禁止行为
禁止任何单位和个人在管道设施的安全保护范围内从事下列危及管道设施安全的活动:
2.1.1 在低压、中压、次高压管道设施中心线两侧各0.7米以内和未采取有效安全保护措施,在中心线两侧各0.7 米~6.5 米的安全保护范围内,取土、修渠、种植深根植物、排放腐蚀性物质,堆放大宗物资及危险化学品,修筑建筑物、构筑物,打桩或者顶进作业;
2.1.2 在高压、超高压管道设施中心线两侧各6.5 米以内种植深根植物以及在高压、超高压管道设施中心线两侧各6.5 米以内和未采取有效安全保护措施在中心线两侧各6.5米~50 米的安全保护范围内,取土、修渠、排放腐蚀性物质,堆放大宗物资及危险化学品,修建养殖场、码头或者其他建筑物、构筑物,打桩或者顶进作业,新建、改(扩)建铁路、公路、桥梁、河渠、架空电力线路,埋设地下电(光)缆,设置安全或者避雷接地体;
2.1.3 在高压、超高压管道设施中心线两侧各50 米以内和未采取安全保护措施在中心线两侧各50 米~500 米范围内实施爆破作业;
2.1.4 未按国家和本市燃气工程设计规范及消防技术规范要求,在管道设施两侧规定的距离内敷设其它管道设施;
2.1.5 其他危害管道设施安全的行为。
2.2 涉及河道的管道设施安全保护要求
沿河、跨河、穿河、穿堤、临河的管道设施,由管道设施权属企业与河道管理部门根据国家有关规定确定安全保护范围,并设置标志。涉及航道的,还需征求航道管理部门的意见。
2.3 安全保护范围外的作业要求
在管道设施安全保护范围外进行爆破、打桩、修筑大型建筑物或者构筑物等施工,可能损坏或危害管道设施安全的,应由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致,并采取相应安全保护措施后方可进行。
2.4 禁止的解除
对于所禁止的管道安全保护范围内的作业,如确需进行作业,需经规划、消防等行政主管部门同意,由建设单位与相关管道设施权属企业双方协商一致,并对管道设施采取相应安全保护措施后方能进行。
2.5 违法占压物的拆除
对占压管道设施上的违法建筑物或者构筑物,区、县人民政府可以组织有关规划管理部门、市燃气管理处或者县(区)燃气行政管理部门拆除,所需费用由违法建设的单位或者个人承担。
2.6 备案
施工避让新建、改建、扩建的建设工程确实需要管道设施改道的、搬迁或者增加安全防护设施的,由建设单位与管道设施权属企业订立协议和采取相应的补救措施,并将协议报市燃气管理处备案。
2.7 施工征询
建设单位在开工前,应当向管道设施权属企业征询地下管道设施的情况及施工保护要求,并组织向施工单位进行交底。管道设施权属企业应当在三日内给予书面答复。
2.8 维修和抢险
发生管道设施事故时,管道设施权属企业应当根据应急处理预案,迅速采取相关的安全措施,组织不间断的抢修、抢险作业,直至抢修、抢险完毕。涉及道路交通的,需同时通报公安交通管理部门。
3 天然气的使用安全技术
(1)加臭处理技术和楼栋调压器设备。天然气中臭味剂加入量一般按照标准条件下的数值来控制,根据具体情况增减臭味剂用量,加臭点选择在降压后的燃气低压输配管道上,多在配气站推荐选用四氢噻酚等新型臭味剂;设置楼栋调压器要根据长期实测值确定所覆盖的楼栋数及用户数,而不能随意减配。
(2)管网断裂保护。我国未强制安装管网逐级断裂自动保护设备,但相关单位应结合实际,使用燃气管道止回阀、用户设施管道的防断裂泄漏安全阀等安全保护装置,以提高安全等级。
(3)从近年的事故现场勘查得出,用户天然气设施封闭在家庭装修内是十分危险的,嵌入式灶具和橡皮软管的广泛使用使隐患加剧。用户设施可以采用暗埋、暗封等方式,但必须满足现行国家标准《城镇燃气设计规范》提出的最低技术要求。
(4)灶具和连接具使用。根据特定燃气的燃烧速度选用灶具燃烧器,灶具的火焰才易稳定,使用才安全。采用离子感应式熄火保护装置的嵌入式灶具,可防止燃气从灶具大量泄漏。另外,连接燃气具的橡胶软管易老化漏气,而新流行的铝塑复合管和波纹金属软管质地硬,建议采用规范卡具,使用压紧螺帽固定,规范室内连接方式。
(5)家用天然气燃气报警装置。日前市场相关产品的种类有:I C卡燃气表自关断产品、家用燃气管道自动断气电磁阀、燃气报警器和采用机电一体化技术具有上述功能的相关产品等。有的家用燃气管道自动切断阀采用G S R电磁阀先进工艺,系家用燃气泄漏控制(报警)器设计配套的低压脉冲电磁阀,能确保在燃气泄漏达到或超过安全浓度时,在声光报警并自动启动排气设施的基础上再自动快速切断气源,从而最可靠地避免燃气泄漏事故的发生。这些设备笔者认为,我们
必须将其列入新建住宅必备设施。
4、天然气安全管理优化措施目前,《城市燃气安全管理规定》、《城市燃气管理办法》法律法规,对城市燃气安全管理的规定包括:燃气工程建设、配运营、燃气使用、抢修和事故应急处置四个方面,规定了由城建、安监、公安消防等部门分工负责的方式进行行政管理,天然气经营单位和用户行为自律进行安全管理的模式。而天然气安全管理存在以下局限:4.1经营单位管理的局限性一是因天然气经营单位的规模普遍偏小,用户安全管理制度不完善,安全管理技术人员数量不足,培训不到位;二是管网及相关设备的维护、保养、更新和新技术改造缺少资金;三是难以对用户的安全违法行为实施惩处。因此,天然气经营单位应根据《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》建立健全用户安全管理制度,加强供气管道及附件的日常检查、维护和保养工作,对出现的故障和存在的隐患及时进行整改,做到设施设备不带病工作,在燃气干管保护范围内无占管、压管现象;严格执行安全专项资金提取和使用规定,确保职工安全培训和安全投入;针对用户的特点改进安全用气的宣传方式。4.2用户自我安全防范的局限性一是鉴于天然气用户安全知识水平不高,燃气安全意识和事故处置能力不强的现状,科学安全用气难以保证;二是老、幼等人群用气没有安全措施;三是燃气具产品和服务质量良莠不齐;四是家居装修不执行《城镇燃气设计规范》;天然气安全管理环节中,用户是最弱的一环,安全意识和事故处置能力不强,一旦发生事故,又最容易被伤害。因此,天然气经营单位、主管部门和相关管理部门要加强燃气安全知识的宣传教育,包括::管道、灶具等设备设施安全;报警器、通风等防护装置有效使用;特殊人员的重点监护;供气质量监督和事故快速反应等,提高人民群众的安全意识和事故处置能力,选用本质安全化程度高的燃气设施和安全防护设施,以预防和减少天然气安全事故的发生。
4.3 地下管网的安全监测问题
目前,地下长输高压管线已有内部通球(智能球)监测,但是对于城市中低压燃气管线,还没有内部监测要求。由于内外腐蚀、地表应力变化等造成的管线损坏还处于不可控状态。因此当前必须做好中低压管线的巡线监察工作和应急救援工作,及时发现泄漏,及时开展泄漏应急救援,防范事故扩大。5.结束语
总而言之,发展城镇天然气是我国能源消费调整的重要战略,用气安全关系到人民的生命财产安全。天然气作为民用燃料已进入千家万户,这使得天然气使用的安全形势日趋严峻。因此,必须对天然气的使用采取合理有效的安全防范措施。本文分析了当前天然气系统存在的安全隐患,探讨了提高小城镇天然气系统妥全性的管理措施和相关妥全技术措施。
参考文献
[1]章中远:国外输气管道建设成都《大然气与石油》2000(12)P1-10
1、我们将天然气管道阀门手柄逆时针旋转90°,手柄和管道平行则说明燃气打开了。有的天然气阀门时球形的,通常阀门上会有标准箭头和开、关的标识,大家根据阀门上的提示将天然气阀门打开就好了。如果燃气表安全阀关闭了,大家将煤气表上方的红色的按钮向上提起就可以使用。
2、天然气属于危险气体,大家使用完燃气灶后可将灶前阀门关闭,如果我们需长时间外出需将燃气灶总阀门关闭。有些业主担心燃气阀门经常关闭会出现磨损,从而导致燃气泄漏。为了避免这种情况,我们应定期对燃气管道等设备进行检查。
3、天然气管道使用久了容易出现老化的情况,为了避免因为天然气管道老化脱落而引发燃气泄漏的情况,大家需定期更换燃气管道。通常燃气软管需2年就更换一次,大家可联系燃气公司工作人员上门进行安装。
4、大家在装修厨房时,可以在厨房安装燃气报警器。市场上燃气报警器类型多样,有的燃气报警器和阀门、排气扇连接,当出现燃气泄漏时能够自动关闭电磁阀门,打开排气扇进行通风。在厨房安装燃气报警器能够及时检测室内天然气的浓度。
(来源:文章屋网 )