天然气泄漏分析

6.2.1天然气供应系统

6.2.1.1概况

天然气供应系统包括一座天然气调压计量站及辅助输送管道系统。天然气调压计量站应能保证在电厂各种运行工况下，对来自上游长输供气管道的天然气进行计量、换热、处理、降压或稳压，使天然气在所要求的温度、压力和流量下连续输入下游发电机组的配气管道中，供燃气轮机燃烧。天然气调压站系统包括燃气的计量，燃气处理（过滤、分离、换热），燃气压力调整（监控调压器，附内装式紧急切断阀、工作调压器），安全装置（进出口火灾紧急切断阀、安全放散阀、燃气泄漏报警器），监测监控站控系统。

调压站主要运行参数：

（1）燃气轮机安装/运行数量：4台；

（2）调压站进口天然气压力：约3.0～4.2MPa，以后为6.0 MPa；

（3）调压站进口天然气温度：5℃；

（4）调压站出口天然气压力：2.22～2.61 MPa；

（5）四台燃气轮机最大连续运行工况耗气量：调压站进口：159200Nm3/h（额定工况）；185000 Nm3/h（最大工况）；调压站出口：分四路，各39800 Nm3/h（额定工况）；46250 Nm3/h（最大工况）。

（6）调压站出口天然气温度范围：大于露点温度+28℃。

6.2.1.2危险物质特性

本子单元物质理化特性见表6.3.1.1所示。

表6.2.1.1 天然气调压站子单元危险物质系数及危险特性

6.2.1.3预先危险性分析

预先危险性分析过程及结果如下：

潜在事故一：天然气火灾、爆炸

触发事件：

（1）故障泄漏：①天然气管道、调压站和燃气设施的设备故障；②压力容器、压力管道破裂；③压力调节阀、隔断阀、绝缘法兰及流量测量孔板泄漏；④雷电造成的破裂泄漏。

（2）安全防爆措施失控：①天然气装置的灯具等防爆性设施失效；②进入易燃易爆区人员未交出明火；③易燃易爆区域10m内动火，而未采取有效防范措施；④报警装置失灵。

现象：天然气系统火灾爆炸

原因事件：①天然气泄漏与空气混合形成爆炸性混合物，且浓度达到爆炸极限范围；②遇有火种；③静电起火。

事故后果：设备严重受损，人员伤亡

危险等级：IV

防范措施：

（1）控制与消除火种：①严禁吸烟和携带火种，严禁穿带钉皮鞋进入易燃易爆区；②天然气调压站、燃气设施10m内动火必须办理“火票”，并采取有效地防范措施；③使用防爆型电器。

（2）严格控制设备质量及其安装质量：①容器、泵、筏、管线等设备及其配套仪表要选用合格产品，并把好安全质量关；②管道等有关设施在投产前要按要求进行试压；③对设备、管线、泵、阀、仪表等要定期检查、保养、维修，保持完好状态；④按规定要求安装电气线路，并定期进行检查、维修、保养，保持其完好状态。

（3）安全设施要齐全完好：①配齐安全设施，入消防设施等，并保持完好；②易燃易爆场所安装可燃气体检测报警装置。

潜在事故二：天然气中毒、窒息

触发事件：

（1）故障泄漏：①天然气接收站和燃气设施的设备故障泄漏；②压力容器、压力管道破裂；压力调节阀、隔断阀、绝缘法兰及流量测量孔板泄漏；③雷电造成的破裂泄漏；④蒸发器因腐蚀穿孔火阀门损坏而造成天然气泄漏。

（2）安全防爆及通风设施措施失控：①报警装置失灵；②因通风设备失灵而使作业场所缺氧。

现象：中毒、窒息，泄漏刺激气味。

原因事件：

（1）天然气泄漏引起的窒息；（2）作业场所缺氧，窒息场所作业时无人监护；（3）通风不良，进入现场人员无个体防护措施。

事故后果：人员伤亡，人员健康受到损害

危险等级：III

防范措施：

（1）严格控制设备质量及安装质量，消除泄漏的可能性；

（2）防止车辆行驶时撞坏设备、管线；

（3）泄漏后应采取相应措施：①查明泄漏源点，切断相关阀门，消除泄漏源，及时报告；②如泄漏量大，应疏散有关人员至安全处。

（4）定期检修：维护保养，保持设备的完好状态；检修时要有人监护及抢救后备措施，作业人员要穿戴好防护用品；

（5）在特殊场合下（如在有毒场所抢救、急救等），要有应急预案，抢救时要正确佩带好相应的防毒过滤器或氧气呼吸器，穿戴好劳动防护用品；

（6）组织管理：①加强对天然气泄露的检测；②教育、培训职工掌握天然气等物质的特性，预防中毒、窒息的方法及其急救法；

③要求职工严格遵守各种规章制度、操作规程；④设立危险、有毒、窒息性的标志；⑤设立急救点，配备相应的急救药品、器材；⑥培训医务人员对中毒、窒息、灼烫等急救处理能力。

6.2.1.4定量安全评价

定量安全评价采用道化学公司“火灾、爆炸指数法”对该子单元求取一般工艺系数（F1）和特殊工艺系数（F2），按F3=F1×F2求出工艺危险系数（F3），再按火灾、爆炸指数F&EI=F3×MF求得该子单元的火灾危险爆炸指数。

（1）火灾爆炸危险指数计算

天然气调压站子单元火灾、爆炸危险指数（F&EI）计算过程及结果见表6.2.1.4。

表6.2.1.4 天然气调压站子单元火灾、爆炸危险指数（F&EI）计算

根据表6.2.1.4计算出的（F&EI）值，按F&EI危险等级表见表5.2.3.2，进行危险等级划分。

显然，从计算结果来看，天然气调压站子单元固有危险性等级为非常大。本工程设计使用的天然气消耗量较大，按照GB18218—2000判断，属于重大危险源，存在着非常大的火灾和爆炸的危险，必须可采取工艺控制、物质隔离、防火设施等补偿措施，进一步降低其危险性。

（2）火灾爆炸影响区域计算

下面计算天然气调压站子单元火灾、爆炸时影响区域半径（暴露半径）：

R= F&EI×0.84×0.3048(m)=215.46×0.84×0.3048=55.165（m）

该暴露半径表明天然气调压站子单元危险区域的平面分布，它是一个以工艺设备的关键部位为中心、以暴露半径为半径的圆。