城镇燃气输配管道泄漏火灾风险评估

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1、城镇燃气输配管道泄漏火灾风险评估城镇燃气输配管道泄漏火灾风险评估黄郑华(中国武装警察学院河北廊坊065000)摘要:分析城镇燃气输配管道泄漏事故风险,压力燃气输配管道泄漏火灾危险特性.结合某城镇中压燃气管道工程实例,评估不同泄漏面积下燃气输配管道发生泄漏事故,形成喷射火的危害程度和范围,并结合工程设施工图纸,对工程途径路段最危险点进行分析,得出的结论,期望能够为城镇燃气管道的建设,审核,运营,管理等部门的消防安全工作提供参考.关键词:燃气;输配管道;泄漏;火灾;风险评估燃气管道是国民经济和社会发展的重要"生命线".我国有着成百上

2、千公里的燃气管道,这些管道遍布城市的大街小巷,周围分布着无数各类阀井,沟槽,地下建构筑物等密闭空间,由于燃气具有易燃易爆,高能高压,有毒有害,连续作业,点多线长,环境复杂等特点,一旦泄漏就极有可能导致爆炸,火灾,中毒等恶性事故.燃气管道的安全问题,既影响管道的安全正常运输,企业及居民的正常供气,又威胁人民群众生命安全和生活环境.分析评估城镇燃气输配管道泄漏火灾风险,采取措施提高其安全性,具有十分重要的意义.1城镇燃气输配管道泄漏风险近年来,国内外发生了数起的重大燃气安全事故,造成大量财产损失和人员伤亡.以西安燃气公司为例,其所有

3、主体管网都按严格的标准建设,并大量采用耐腐蚀性极好的PE管,但是从l997年投运至今仍发生了259次燃气泄漏事件.表1为西安燃气公司259次燃气泄漏事故统计..表1259次燃气泄漏事故统计序号泄漏性质泄漏原因数量1放散阀泄漏施工和管材质量782阀门泄漏管材质量76:.直埋餐线漏气.施工质量和腐蚀175法兰及管件泄漏施工和管材质量61原煤气转换管线漏气腐蚀和设计因素126其弛事件外力破坏77埋地钢塑转换漏气施工质量和设计因素80合计259燃气输配管道泄漏的原因是多方面的,主要原因包括:管材本身存在风险,如普通灰铁管属于脆性管材,当

4、载荷和突发应力超过其耐受能力时会使管道发生断裂,钢管的耐化学腐蚀能力低,使用寿命短,聚乙烯塑料管(PE管)力学性能,抗老化性能,稳定性,易变形等与钢铁材料相比有较大差距;管材腐蚀危险,管道易受周围环境,空气质量及土壤情况的影响,发生腐蚀,造成重大经济损失及泄漏事故;管道施工存在隐患,.管道设备存在众多薄弱环节,且存在交叉施工,盲目施工现象,提升了管道破坏危险;第三方破坏风险,诸如盗气打孔,河流挖沙及城市,道路的建设等现象,?4?随机性强且不易控制;环境影响也不容忽视,如地震破坏及管道水毁等,将严重威胁管道安全;此外,由于燃气管网

5、巡查易出现漏洞,检漏不利;以及燃气输配管道安全管理不善等.从表1中259次燃气泄漏事故统计分析,可知燃气输配管道事故主要原因集中在管材质量,建设施工,埋地燃气管道的腐蚀等,第三方破坏也是管道泄漏事故发生的重要原因.2城镇燃气输配管道火灾特点燃气具有易燃易爆性.天然气的最小点火能量为0.28mJ,火焰传播速度为0.67m/s,最低着火温度约537℃,爆炸极限为5～15.燃气一旦泄漏即被明火点燃,继而发生连续的稳定燃烧;燃气泄漏后与空气混合,再遇火源发生爆燃,继而在泄漏处继续燃烧的现象,也称作稳定燃烧.稳定燃烧火焰的形状与破裂口形状

6、,开口大小有关,多以喷射的形式燃烧并伴有轰鸣声.燃气泄漏后,迅速与空气混合,形成爆炸混合物,遇火源发生的爆炸性燃烧,也叫做动力燃烧,这种爆炸性燃烧会产生强烈的冲击波和高温,破坏周围建筑物,设备和容器,造成重大财产损坏和人员伤亡.燃气通常以压力管道形式输配,增加了泄漏的危险性.管道燃气比瓶装液化石油气更容易实现长期,稳定,持续的供应,在一定程度上易造成持续和大量的燃气泄漏,导致大范围的燃烧爆炸气体空间.燃气泄漏后遇下风向火源点燃,能够逆风向迅速蔓延.燃气泄漏后,在风力不大或风向不定的情况下,四处飘逸弥漫,人力无法堵截和控制,一旦着

7、火,常常造成大面积燃烧.通常,燃气在压力管道破损或放空速度过快时都容易产生静电,其放电火花的能量足以引燃燃气.3城镇燃气输配管道泄漏火灾风险评估方法3.1燃气泄漏量估算燃气从裂口泄漏的速度与其流动状态有关.当≤()南时,气体里音速流动,其泄漏量由式(1)给出.QG=C(南)(1)当-(o>(若

8、_)南时,气体呈亚音速流动,其泄漏量由——CHEMICALSAFETY&ENVIRONMENT⑩一一化工安全与环境2011年第24期式(2)给出.,Qa=YCdAP馏()(2)y一√()()()}1一(譬)](2)式中:Qc

9、——气体泄漏速度,kg/s;P——燃气管道输气压力,Pa;P.——环境压力,Pa;cd——气体泄漏系数,当裂口形状为圆形时取1.[)(】,三角形时取0.95,长方形时取0.90;M一气体摩尔质量,kg/ktool;R——气体常数J/mol?K;一气体温度,K;—