论文部分内容阅读
【摘 要】 本文通过对天然气的物性分析，以天然气储配站为例对天然气输配设施存在的危险有害因素进行分析，通过事故模拟，分析发生事故时的危险程度及其影响范围，分析了天然气输配设施存在的危险因素。
【关键词】 天然气；危险有害因素；危险程度
1.前言
天然气，是一种多组分的混合气态燃料，天然气有使用安全、热值高、洁净等优势。随着人们的环保意识提高，天然气作为一种清洁高效的能源越来越多应用到许多领域：天然气发电、天然气化工工业、城市燃气事业、压缩天然气汽车等。
在天然气利用过程中的主要困难是储存与运输。天然气在储存、运输过程中存在许多危险因素，现以天然气储配站为例，分析天然气配送过程中存在的危险因素。
2.天然气的危险性
天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。其物质的危险性分析如下：
2.1天然气的易燃性
天然气属于一级可燃气体，极易燃。比煤气（一氧化碳）、汽油等物质更易燃。天然气不但易燃，而且燃烧时发出的热量（热值）和火焰温度也很高。其热值35462-39523千焦/立方米），火焰温度高达2020℃。着火时热辐射很强，极易引燃、引爆周围的易燃、易爆物质，使火势扩大。
2.2天然气的易爆性
天然气与空气混合达到一定比例时，遇火源即能引起着火爆炸。天然气在室温下的爆炸极限为5%-15%。天然气在空气中的浓度处于爆炸下限或爆炸上限时，混合气体遇火源一般只是发生爆燃。爆燃所产生的压力一般不会超过405千帕。但当天然气在空气中的浓度超过爆炸下限，特别是达到反应当量浓度，则发生威力最大的爆炸。
因为天然气的爆炸下限低，只要泄漏出少量的气体，就会很快在一定的范围内与空气形成爆炸性混合气体，所以说天然气极易发生爆炸。
2.3天然气的易积聚静电荷性
天然气的电阻率较高。属静电非导体。天然气通过流动、喷射、冲击、沉降等机械运动而产生静电荷，此时，天然气产生静电的速度大于静电荷流散速度而引起静电积聚。电荷积聚到一定程度，就产生了电场强度和电位，电场强度超过容器内油蒸汽所承受的场强时，气体被击穿而放电，放电电能大于油气的点火能量，而导致油气燃爆造成事故的发生。
2.4天然气的易受热膨胀性
储存在容器内的天然气，随着温度的升高，体积会不断膨胀，气态压力也会不断增大。容器内压增加，极易造成容器胀裂。
2.5天然气易气化
天然气在常温常压下为气态，它是在低温或高压的条件下被压缩液化成液态，液态天然气在常温常压下极易气化。因此，在储存、管道输送、使用天然气的过程中，一旦发生泄漏，就极易酿成火灾或爆炸事故。
2.6天然气的毒性分析
天然气主要由甲烷组成，其性质与纯甲烷相似，属“单纯窒息性”气体，高浓度时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。若不及时脱离，可致窒息死亡。液化天然气与皮肤接触会造成严重冻伤。另外，天然气在不完全燃烧时会产生一氧化碳毒气。
2.7天然气的腐蚀性
天然气中大都含有不同数量的硫化氢。硫化氢对容器内壁有腐蚀作用；硫化氢的含量越高，对容器的内壁腐蚀越快。
2.8易产生静电
天然管口、喷嘴或破损处高速喷出时能产生静电。其主要原因是因为天然气是一种多成分的混合气体，气体中含杂质，在高速喷出时与管口、喷嘴或破损处产生了强烈摩擦。天然气中所含的杂质越多，产生的静电荷就越多；气体的流速越快，产生的静电荷也越多。极易产生高电位静电，所以其放电火花足以引起火灾或爆炸事故。
3.天然气配送设施存在的危险因素
天然气配送设施一般设有储罐、阀组、高中压管道、调压计量、加臭装置等设施设备，存在的危险因素如下：
3.1火灾爆炸
高压储罐如果质量不符合要求、连接部位密封不好造成燃气泄漏；阀门、过滤器、流量计、调压器如果质量不合格，出现质量问题，或违章操作，造成天然气泄漏；燃气管道由于材质不符合的规定，焊接、施工不符合规定要求或管道敷设埋深不够、重型车辆经过管道敷设区对管道造成破坏、管道防腐不符合要求造成内外腐蚀、管道基础不均匀沉降等原因将会造成燃气泄漏。
一旦造成燃气泄漏，泄漏的燃气使环境中浓度达到5%-15%范围，如果遇到火源就会爆炸。
3.2压力容器爆炸
天然气储罐，受火焰、高温影响，罐内气体膨胀，压力猛然增加，可发生物理爆炸，这种爆炸危害程度更大。天然气储罐发生物理爆炸，罐内的天然气会发生燃烧爆炸，释放能量失控，会造成严重的后果。
3.3压力管道爆炸
处于高压状态的管道，如果受高温影响，使压力上升，导致管道张裂或爆炸。管道发生破裂爆炸事故，容易沿着管道系统扩展蔓延，使事故迅速扩大。
3.4中毒窒息
大量天然气泄漏，当空气中天然氣浓度达到25-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速。若不及时脱离，可致窒息死亡。
4.危害程度分析
天然气成分为含83%-99%甲烷，下面以甲烷发生泄漏，形成蒸气云，遇火源，发生爆炸事故，对周围建筑和人员产生的伤害后果情况进行模拟。
4.1天然气泄漏量
4.1.1泄漏情况分析
主要泄漏设备：各种管道（高压、中压及低压管道）、接头、过滤器、阀门、调压设备等。不同设施的损坏情况或裂口尺寸不一样，同时，由于天然气在不同设备内部流动时的物料状态是不一样的，因而，在进行分析时，必须针对具体的设备进行具体的分析。这里，选择高压输气管进行讨论。
4.1.1.1高压输气管的参数：内部绝对压力2.5MPa，外界大气压力0.1MPa，管道内直径207mm，外径219mm。
【关键词】 天然气；危险有害因素；危险程度
1.前言
天然气，是一种多组分的混合气态燃料，天然气有使用安全、热值高、洁净等优势。随着人们的环保意识提高，天然气作为一种清洁高效的能源越来越多应用到许多领域：天然气发电、天然气化工工业、城市燃气事业、压缩天然气汽车等。
在天然气利用过程中的主要困难是储存与运输。天然气在储存、运输过程中存在许多危险因素，现以天然气储配站为例，分析天然气配送过程中存在的危险因素。
2.天然气的危险性
天然气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。其物质的危险性分析如下：
2.1天然气的易燃性
天然气属于一级可燃气体，极易燃。比煤气（一氧化碳）、汽油等物质更易燃。天然气不但易燃，而且燃烧时发出的热量（热值）和火焰温度也很高。其热值35462-39523千焦/立方米），火焰温度高达2020℃。着火时热辐射很强，极易引燃、引爆周围的易燃、易爆物质，使火势扩大。
2.2天然气的易爆性
天然气与空气混合达到一定比例时，遇火源即能引起着火爆炸。天然气在室温下的爆炸极限为5%-15%。天然气在空气中的浓度处于爆炸下限或爆炸上限时，混合气体遇火源一般只是发生爆燃。爆燃所产生的压力一般不会超过405千帕。但当天然气在空气中的浓度超过爆炸下限，特别是达到反应当量浓度，则发生威力最大的爆炸。
因为天然气的爆炸下限低，只要泄漏出少量的气体，就会很快在一定的范围内与空气形成爆炸性混合气体，所以说天然气极易发生爆炸。
2.3天然气的易积聚静电荷性
天然气的电阻率较高。属静电非导体。天然气通过流动、喷射、冲击、沉降等机械运动而产生静电荷，此时，天然气产生静电的速度大于静电荷流散速度而引起静电积聚。电荷积聚到一定程度，就产生了电场强度和电位，电场强度超过容器内油蒸汽所承受的场强时，气体被击穿而放电，放电电能大于油气的点火能量，而导致油气燃爆造成事故的发生。
2.4天然气的易受热膨胀性
储存在容器内的天然气，随着温度的升高，体积会不断膨胀，气态压力也会不断增大。容器内压增加，极易造成容器胀裂。
2.5天然气易气化
天然气在常温常压下为气态，它是在低温或高压的条件下被压缩液化成液态，液态天然气在常温常压下极易气化。因此，在储存、管道输送、使用天然气的过程中，一旦发生泄漏，就极易酿成火灾或爆炸事故。
2.6天然气的毒性分析
天然气主要由甲烷组成，其性质与纯甲烷相似，属“单纯窒息性”气体，高浓度时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。若不及时脱离，可致窒息死亡。液化天然气与皮肤接触会造成严重冻伤。另外，天然气在不完全燃烧时会产生一氧化碳毒气。
2.7天然气的腐蚀性
天然气中大都含有不同数量的硫化氢。硫化氢对容器内壁有腐蚀作用；硫化氢的含量越高，对容器的内壁腐蚀越快。
2.8易产生静电
天然管口、喷嘴或破损处高速喷出时能产生静电。其主要原因是因为天然气是一种多成分的混合气体，气体中含杂质，在高速喷出时与管口、喷嘴或破损处产生了强烈摩擦。天然气中所含的杂质越多，产生的静电荷就越多；气体的流速越快，产生的静电荷也越多。极易产生高电位静电，所以其放电火花足以引起火灾或爆炸事故。
3.天然气配送设施存在的危险因素
天然气配送设施一般设有储罐、阀组、高中压管道、调压计量、加臭装置等设施设备，存在的危险因素如下：
3.1火灾爆炸
高压储罐如果质量不符合要求、连接部位密封不好造成燃气泄漏；阀门、过滤器、流量计、调压器如果质量不合格，出现质量问题，或违章操作，造成天然气泄漏；燃气管道由于材质不符合的规定，焊接、施工不符合规定要求或管道敷设埋深不够、重型车辆经过管道敷设区对管道造成破坏、管道防腐不符合要求造成内外腐蚀、管道基础不均匀沉降等原因将会造成燃气泄漏。
一旦造成燃气泄漏，泄漏的燃气使环境中浓度达到5%-15%范围，如果遇到火源就会爆炸。
3.2压力容器爆炸
天然气储罐，受火焰、高温影响，罐内气体膨胀，压力猛然增加，可发生物理爆炸，这种爆炸危害程度更大。天然气储罐发生物理爆炸，罐内的天然气会发生燃烧爆炸，释放能量失控，会造成严重的后果。
3.3压力管道爆炸
处于高压状态的管道，如果受高温影响，使压力上升，导致管道张裂或爆炸。管道发生破裂爆炸事故，容易沿着管道系统扩展蔓延，使事故迅速扩大。
3.4中毒窒息
大量天然气泄漏，当空气中天然氣浓度达到25-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速。若不及时脱离，可致窒息死亡。
4.危害程度分析
天然气成分为含83%-99%甲烷，下面以甲烷发生泄漏，形成蒸气云，遇火源，发生爆炸事故，对周围建筑和人员产生的伤害后果情况进行模拟。
4.1天然气泄漏量
4.1.1泄漏情况分析
主要泄漏设备：各种管道（高压、中压及低压管道）、接头、过滤器、阀门、调压设备等。不同设施的损坏情况或裂口尺寸不一样，同时，由于天然气在不同设备内部流动时的物料状态是不一样的，因而，在进行分析时，必须针对具体的设备进行具体的分析。这里，选择高压输气管进行讨论。
4.1.1.1高压输气管的参数：内部绝对压力2.5MPa，外界大气压力0.1MPa，管道内直径207mm，外径219mm。