油气长输管道运行风险安全预防措施
引言
把油气矿场收集、处理后的原油、天然气输送给用户的管道设施,称为油气长输管道。油田集输生产中,一般把直径大于150mm,油、气输送距离大于100km的管道称为油气长输管道。
一、管道风险分析
1.第三方破坏
包括人为因素破坏和自然灾害破坏。如管道上方违章施工、在管道上打眼盗油、管道附近土层移动、滑坡等都可能导致管道发生失效。
2.腐蚀
包括外腐蚀、内腐蚀和应力腐蚀。土壤、阴级保护失效和绝缘涂层老化等均会导致管道外腐蚀;施工安装不当等又会引起应力腐蚀。
3.操作
包括施工误操作和运行误操作等。在管道投运前,对施工工人进行岗位培训,避免造成管道憋压和阀门损坏;运行过程中药严格执行调度指令,严格操作规程,避免因输油泵、加热炉故障,管道输油量达不到设计流量或管道沿程降温过大,造成凝管、停输。
4.材料缺陷
包括管材初始缺陷和施工缺陷。初始缺陷是在制造、施工和运输过程中产生的;安装缺陷则是在管段施工过程中形成的。这些缺陷的存在导致管道强度降低。直接影响管道运行的可靠性。
二、安全预防措施
1.管网设计、安装、验收技术资料齐全
石油、天然气管道的漆色、色环,流向指示等标志应明显、醒目并符合有关规定。资料中必须有管网平面布置图,标记完整,
位置准确;石油、天然气管道管理制度健全(如定期巡回检查制度),指定专人,落实责任,定期检查,记录齐全。
2.管道无严重腐蚀泄漏,防静电积聚措施可靠
石油、天然气管道应能满足工艺设计参数,无泄漏(3点/1000m),地下或半地下敷设管道符合有关规程要求,承压管道必须有足够的强度,不允许有深度大于2mm以上的点状腐蚀和超过200mm2以上的面状腐蚀。热力管道的保温层应完好无损,且热补偿装置应符合有关要求。管道外敷防腐绝缘层和阴极保护装置完好。
3.管道安全防护符合要求,确保附近设施安全埋地敷设的原油、稳定轻烃、20℃时饱和蒸气压力小于0.1MPa的天然气凝液、压力小于或等于0.6MPa的油田气管道与居民区、村镇、公共福利设施、工矿企业等的距离不小于10m。
管道的支承,吊架等构件均应牢固合理,架空敷设管网下方为交通通道时,应有相应的跨高及悬挂醒目的警示标志;埋地管道的敷设深度符合标准要求,敷层完整无破损。
4.管道穿越符合规范要求,防止产生相互影响
穿越水域、冲沟位置符合线路总走向,穿越水域、冲沟堤基的管道,且两岸地面低于河水位时,设置止水环或阻水墙。穿越铁路、公路时,避开石方区、高填方区、路堑、道路两侧为同坡向的陡坡地段。地面上的管道应尽量避免与道路、铁路和航道交叉。在不能避免交叉时,交叉处跨越的高度也应能使行人和车船安全通过。地下的管道一般沿道路敷设,各种管道之间保持适当的距离,以便安装和维修;供热管道的表面有保温层,敷设在地沟或保护管内,应避免被土压坏和使管子能膨胀移动。
5.加强管线保温防冻措施减少外力影响风险
对于蒸汽管道、高温管道、低温管道以及有防烫、防冻要求的管道,需要用保温材料包覆在管道外面,防止管内热(冷)量的损失或产生冻结。对于某些高凝固点的液体管道,为防止液体太粘或凝固而影响输送,还需要加热和保温。常用的保温材料有水泥珍珠岩、玻璃棉、岩棉和石棉硅藻土等。当管道种类较多时,为了便于操作和维修,在管道表面上涂以规定颜色的油漆,以资识别。
例如,蒸汽管道用红色,压缩空气管道用浅蓝色等。
6.采取各种防腐清洗手段延长管线使用寿命
为防止土壤的侵蚀,地下金属管道表面应涂防锈漆或焦油、沥青等防腐涂料,或用浸渍沥青的玻璃布和麻布等包覆。埋在腐蚀性较强的低电阻土壤中的管道须设置阴极保护装置,防止腐蚀。地面上的钢铁管道为防止大气腐蚀,多在表面上涂覆以各种防锈漆。种管道在使用前都应清洗干净,某些管道还应定期清洗内部。为了清洗方便,在管道上设置有过滤器或吹洗清扫孔。在长距离输送石油和天然气的管道上,须用清扫器定期清除管内积存的污物,为此要设置专用的发送和接收清扫器的装置。
7.加强管线泄漏检测手段减少停输反应时间
为了保证管道安全运行和发生事故时及时制止事故扩大,除在管道上装设检测控制仪表和安全阀外,对某些重要管道还采取特殊安全措施,如在煤气管道和长距离输送石油和天然气的管道上装设事故泄压阀或紧急截断阀。它们在发生灾害性事故时能自动及时地停止输送,以减少灾害损失。
8.建立“三防四责”防护体系加强油气泄漏监控
通过建立联合站以上输油泵自动连续远程监控、预警报警和站控停泵防线;敏感区域管线中间截断阀的监控和远程紧急截断防线;敏感水源地、河流等拦油基础设施建设和远程监控防线等“三道防线”和油田公司、厂(处)、作业区(大队)、基本生产单元“四个责任”层级的油气泄漏防控责任体系,从而形成了从巡查到管理,再到地域及重点要害部位的油气泄漏综合防控体系,达到了“及时发现、快速处置、有效控制”目的。
结束语
由于油气长输管道在国民经济中的重要性,以及泄露油气造成的极大危害性和环境破坏力,因此在加强安全预防措施时,还要加大日常安全管理,定期演练应急预案,定期对管道进行检测、维修,检测、维修记录齐全;有管道事故应急预案,抢险救援人员和设备配备到位,定期进行管道事故应急救援演练。
篇2:液化石油气火灾爆炸事故预防措施
1、球罐在设计时对选材应有明确的技术要求,其质量及规格应符合相应的国家标准和行业标准。要说明盛装介质的腐蚀性适用浓度范围,设计时要留有腐蚀裕度。运行时要严格执行工艺指标不得超浓度运行。
2、球罐基础施工时,其基础承台地下隐蔽工程必须经监理部门验收,以防止球罐基础发生不均匀沉降,使罐体在不良应力下运行。
3、球罐组装施工单位应具备相应的施工资质,施工时时应严格按照技术规范组织施工,严格按技术要求正确选用焊接材料、使用正确的焊接方法施工。
4、球罐在投入使用前必须办理《压力容器使用许可证》,并建立设计、制造、安装、检验档案。球罐应按《压力容器安全技术监察规程》的规定,定期进行检验。
5、球罐的安全附件(液面计、压力表、安全阀、紧急切断装质、温度表)必须齐全好用。
6、建立、建全并严格落实《安全、消防管理规定》,特别是严格落实用火管理规定、规范用火作业。罐区工作人员必须经过安全教育和技术培训,经考核取得上岗许可证后方可上岗。
7、罐区必须配有完善的消防设施,罐体应配有喷淋冷却水和消防水幕。按规定液态烃罐区应配有高压消防水(0.8mpa-1.2mpa)系统,并配有蓄水池。建议最好在罐区配自动或手动的高压消防炮。
8、球罐底部接管的第一道法兰、阀、垫片的压力等级应比球罐本体提高一个压力等级,垫片应选用带有金属保护圈的缠绕垫片,法兰应选用对焊法兰,螺栓应使用高强度螺栓,球罐第一道法兰、阀门、垫片、螺栓的安装、使用、更换应有详细的记录。
9、为应急处理事故,宜在球罐底部的管线上增加注水管线,该管线在正常情况下应用盲板与物料系统隔开。冬季,要及时脱除罐内游离水,防止底部阀门冻裂。
10、配电设备应与罐距离大于80m,电缆沟内应充砂。
11、罐区球罐必须设有防雷、防静电接地。
12、球罐运行必须严格执行工艺技术规程,不得超温、超压、超负荷运行。
篇3:液化石油气储罐受热失效预防措施
1防火间距应符合要求
防火间距可降低燃烧区的热辐射能对邻近罐、设备的影响,避免将邻近的储罐或设施烤着,导致灾害扩大。由于液化石油气的较大火灾危险性,故它的防火间距较大。储罐之间的防火间距不应小于相邻较大罐的直径,分组布置的储罐应单排布置,组与组之间的距离应不小于20m。液化石油气储罐或罐区与建(构)筑物,堆场、道路等设施的安全距离应符合规范所规定的要求。1984年11月19日,墨西哥国家石油公司液化石油气储运站由于管线泄漏引起大火,后发生了液化石油气的蒸气爆炸,650人死亡,6000人受伤,近3.1万人无家可归,财产损失高达2250万美元(1990年币值)。其事故教训之一,就是储罐间防火间距太小,以至火灾引起一个储罐燃烧爆炸后,其他储罐也受到波及,紧接着发生一连串的连锁爆炸引发更多的伤亡和损失。
2储罐表面涂白防护
储罐表面涂白防护是将罐体表面涂成白色,借以反射阳光直射的热量。夏季阳光直晒到地面的热流率大约为1010W/m2,储罐若是黑体,90%的热量可以被吸收,而若是白体,仅有20%~30%被吸收,罐体表面的光滑度和清洁度越高,吸收的热量越少。
采用2个长15m、直径为2.9m,体积为113m3圆筒形储罐,在7月的2天里进行阳光下受热试验,罐重35900kg,内容物49100kg,液体充装度为90%,罐表面没有隔热层,但是被涂成白色。其中一个罐在实验前迅速被装满,类似于绝热压缩,因此该罐的初始温度较高。实验期间没有任何液化气输入和输出。。随着环境白天和黑夜温度变化,罐内温度变化仅在几度范围,曲线呈正弦波趋势。环境的平均温度为25.2℃,而罐内的平均温度不高于28.2℃。
3喷淋水膜防护
喷淋水膜防护是直接向罐体表面喷淋水,形成一层水膜进行防护;采用在辐射火焰和罐之间喷射水幕吸收辐射热也属此类方法。这种方法需要有足够的供水量,可用的操作系统,保证在遭受火灾时能快速启动,一般适用于固定容器,不适用于移动的槽、罐。在液化石油气储罐区发生火灾时,为了防止发生新的燃烧和爆炸,需用大量的喷淋水对着火罐和相邻罐及设备进行冷却,储罐宜设置固定式消防喷淋装置。喷淋装置宜采用喷雾头。储罐上的液位计、进出管线的阀门、梯子等薄弱环节应设有辅助喷雾头。消防用水量及设储水池的要求应按《建筑设计防火规范》的有关规定执行。喷淋装置的控制阀宜放在距罐壁10m以外、便于操作的地点。
喷淋水膜的强度可以根据火焰热辐射强度、受保护容器的尺寸、几何形状和充装量加以调节。用池火或丙烷燃烧器模拟的火灾热辐射作用于液化石油气储罐,罐壁受喷淋水膜保护,确定在一定时间内罐壁不失效的最低喷淋供水强度,即安全喷淋强度。实验结果表明;当4.85m3的储罐受喷6.7L/m2·min喷淋强度保护和0.5m3的储罐受9.61L/m2·min喷淋强度保护时,足以保证在90min甚至更长时间内,罐内气相部分的壁温低于90℃;然而,必须在罐壁温度达到300℃之前启动水喷淋装置,并且保持罐壁表面完全湿润,否则罐壁温度很快上升至500~600℃,短时间内便会导致储罐失效。储罐的几何形状和火焰强度直接影响到安全喷淋强度,表1列出了不同几何形状储罐和火焰强度下的安全喷淋强度。实验结果表明:处于火灾场所的液化石油气储罐,在大于安全喷淋强度的水膜保护下,保持器壁无干燥表面,并在器壁温度达到300℃之前就已启动水喷淋装置,能够在几个小时内不失效。如果储罐上设置的安全阀能够正常工作,安全喷淋强度9.61L/m2·min可降低到7~8L/m2min以下。
4保温隔热防护
保温隔热防护是采用一种具有低导热性能和内部能发生吸热的隔热耐火物质,覆盖于罐体表面进行防护。这种方法较适用于火车槽车和汽车槽车;对于球形固定储罐的钢支柱应作保温隔热防护,耐火极限不应低于2h。
用1m3的液化石油气储容器进行实验,容器器壁无保温隔热层,进行火焰烘烤,在7.7~9.5min内便发生了爆炸。2个64t充满丙烷的铁路槽车陷入火中,未使用保温隔热层防护的在24min时发生了蒸气爆炸,而使用了保温隔热层的则94min后才发生爆炸。同样的铁路槽车实验条件下,使用容器体积为原来的1/5,在其外部夹套内用聚氨酯泡沫作为保温隔热层,在受火焰烘烤40min内,传入罐内的热流率仅为辐射热的1/5~1/6。
在容器上安装或不装安全阀,测定在安全阀的安全泄放作用下,隔热垫层的防护能力。一个充装量为25%~50%的1.9m3丙烷容器,没有安全阀,被火焰烘烤8~14min后发生了蒸气爆炸;若容器上装有安全阀,则爆炸没有发生。表2列出了不同体积的球形容器,受隔热介质防护的性能。
由此可见,保温隔热防护方法能有效地延续和防止受热辐射的液化石油气容器壁温升高、器内温度和压力升高。在容器内部存在液化气体的情况下,容器内气相部分的壁温可保持在300℃以下。设有安全阀的较小容积的容器,安全泄放时间可达1h以上,较大容器的容器在几小时以上,保温隔热层可降低辐射热的传递速度,使安全阀能够及时释放出进入容器中的热能,避免过热。这种方法较其他防护方法更依赖于安全阀的动作。
5安全泄放防护
液化石油气罐上设置的安全阀具有重要的作用,避免了由于器内压力升高而引起的高温过热液体,同时其安全泄放起到了泄压冷却的作用。储罐上设置的安全阀应是全启封闭弹簧式安全阀。容器为100m3或100m3以上的储罐应设2个或2个以上的安全阀,并且安全阀应装设放散管,其管径不应小于安全阀出口的管径。放散管管口应高出储罐操作平台2m以上,且应高出地面5m以上,安全阀与罐之间必须装设阀门。
储罐区应设备用储罐,以备开罐检查、检修及发生事故时用,火灾时,为了安全,将危险区域的易燃物料转移到安全地带的备用储罐中。
6堆土掩埋罐体防护
液化石油气储罐也可用堆土掩埋或半埋进行罐体防护,两样也可起到防止热辐射的作用,同时还可保护罐体免受爆炸抛射物的冲击,延迟储罐失效的时间可更长。用土掩埋一般要求在容器周围筑一个坡度不超过34°的防护墙,需要占地面积较大,此法较适用于球形储罐的防护。然而,使用沙粒与纤维混合制成的新掩埋材料能提高防护墙的坡度达75°以上,从而能降低其厚度,减少占地面积,因为这种合成新材料具有较强的粘合力。
用金属板模拟罐壁进行的堆土掩埋实验得出良好的隔热防护结果。表3为倾斜金属板在堆土掩埋防护下,火焰辐射强度和时间与不同防护深度处的温度升高情况。
由于合成纤维材料在高温下受到破坏而降低粘合力,堆层在火焰中会受到不同程度的损坏,但堆层的厚度降低是缓慢的,火焰持续几小时以后,一个1m厚的堆层外表面仅减薄35cm,受保护的金属板仍然保持着最初的温度。
实验表明,采用这种防护方法,堆层的厚度应保持在0.5~1m范围,尽管堆层的外表面在火熔炉热作用下会有一定程度的损坏,但器壁和器内装物的温度仍能在几个小时内保持不变,取得良好的防护效果。
为了保护液化石油气罐来自外部的影响,还可在罐外层建上很厚的预应力混凝土层,如终端检测罐。