近幾年來,隨著我國經濟實力、冶金技術、天然氣輸送鋼管生產能力的提高,在全國范圍內建成了多條天然氣輸送大動脈,全國各大中城市天然氣利用工程也相繼投產, 城市天然氣高壓管道鋼板的鋼級從L245(B)到L555(×80),鋼板的強度、韌性都有很大的提高,由此而帶來的顯著特點是新建的城市高壓輸氣管道輸送壓力顯著提高,輸送效率和儲氣能力明顯改善,但由此也產生了一些新問題。
現在,我國城市化進程不斷加快,城市建設日新月異,原先的高壓輸氣管道進入城市三類、四類地區越來越普遍,這就要求我們對高壓氣體輸氣管道的安全性、潛在的危險因素及發生事故後的影響範圍、危害性進行研究,從而及時有效的採取措施,在事先預防、事中控制、事後處置的過程中,建立起一套適合自身特點的事故預警應急機制,為構建和諧、安寧的社會環境努力。
1、深圳市天然氣次高壓管線現狀
深圳市天然氣次高壓氣體管線設計壓力1.6MPA,主要輸氣乾管管徑ф508, 一期工程於2006年7月28日開始供氣。由於深圳的城市現狀,大部分的次高壓管線在城市的三類和四類地區,地下各類市政設施複雜,有些地段與地鐵、高壓電纜交叉,地下建構築物複雜,地下水位高,有些次高壓管線因為穿越高速公路、城市快速路、廣深鐵路等重要設施不得不採用定向鑽穿越。有些次高壓管線需要爬山、穿越河流,我們還需要防止山體滑坡,河流汛期等因素對高壓輸氣管道的影響,加強水土保持工作。因此,我們對高壓輸氣管線的安全管理和運行維護面臨許多新問題,需要我們認真的研究,採取新技術和手段,達到安全輸氣的目的。
2、高壓輸氣管道破損過程分析及數學模型
通過對高壓輸氣管道破損後天然氣洩漏過程及控制分析,我們可以將其分為三個階段:
第一階段,由於天然氣比空氣輕,管道內的天然氣洩漏後會在洩漏點上空聚集並不斷向上擴散,這是事故發生的萌芽階段,也是最有利於控制,將危害降低到最小的關鍵時期。這一時期採取的最有效控制措施包括:迅速切斷高壓輸氣管道上下游閥門,從源頭控制洩漏量,用消防水對高壓輸氣管道破損處噴水,防止因天然氣流速過高產生靜電起火,同時對洩漏天然氣進行稀釋。
第二階段,隨著時間的推移,天然氣聚積量會逐步增加,形成混合爆炸氣體,遇點火源會發生閃爆,這時的影響範圍是非常大的,瞬間會形成高溫氣體,造成強的熱輻射和衝擊波,對周圍建築物和人員造成大的傷害,其危害性遠大於火焰穩定燃燒的影響。
第三階段,閃爆後從破裂口噴出的天然氣會穩定的燃燒,並引燃周圍的可燃物,這時是不適合立即將從破裂口噴出的天然氣火焰撲滅的,而是應該確定管道上下游閥門是否關閉嚴密,並將周圍可燃物搬運走。
3、造成高壓輸氣管道破裂洩漏的主要潛在危險因素及事故分類
造成高壓輸氣管道破裂洩漏的主要潛在危險因素包括:①第三方施工造成管道破裂,主要有打樁、挖掘、打地質探測井、定向鑽、大開挖等機械施工,這是高壓輸氣管道面臨的最主要的威脅,今年8月30日發生在重慶市的高壓天然氣管道破裂就是因此造成的;②施工質量問題,主要有施工技術水平、強力組裝、焊接缺陷、補口補傷質量、檢驗控制;③腐蝕失效,主要有電化學腐蝕、化學腐蝕、微生物腐蝕、應力腐蝕、電流乾擾腐蝕;④疲勞失效,主要在跨越河道管線受河堤兩岸基礎位移、管道支墩沉降、晝夜溫差等因素; ⑤地質運動和自然災害,如山體滑坡或泥石流將管線拉斷。
高壓輸氣管道破損事故按破損裂縫寬度可分為三類:
一般事故——管線破損裂縫寬度2cm;
重大事故——管線破損裂縫寬度大於2cm,同時小於管道半徑R;
特大事故——管線破損裂縫寬度大於管道半徑R。
通常,我們也可以針對事故的影響範圍、造成的經濟損失和人員傷亡、事故原因等方面進行分類。
- 5月 13 週五 201111:29
城市高壓輸氣管道破裂洩漏
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