天然气泄漏分析
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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。