含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准讨论

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5 0 1 0~ 5 0 0 01~ 1 0
管道距民宅不小于 100 m, 且距管道 300 m 内常住居民户数不大于 20 户; 距铁路及高速公路不小于 300 m; 距公共设施及城镇中心不小于 1 000 m 管道距民宅不小于 100 m; 距铁路及高速公路不小于 300 m; 距公共设施 不小于 500 m; 距城镇中心不小于 1 000 m 管道距民宅不小于 100 m; 距铁路及高速公路不小于 200 m; 距公共设施 及城镇中心不小于 500 m
基金论文 : 高含硫气藏高效安全开发技术
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大型油气田及煤层气开发国家科技重大专项
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油气田地面工程第 29 卷第 10 期 ( 2010 10)
村庄等人口聚居区) 和公众设施 ( 城镇中心外的公 共娱乐设施如野营地和公共建筑) 的最小距离, 详 细分级说明见表 1。
表1 ERCB 含硫化氢天然气管道公众安全 防护距离分级说明
( 2008ZX05017)
。在国内, 国家安全生
产监督管理总局已颁布实施含硫化氢天然气井公众 安全防护距离分级标准 , 而对含硫化氢天然气集 输管道尚未有规范性文件。普光高含硫气田开发建 设依据中国石化安 [ 2006] 252 号文件在集输管道 两侧 100 m 范围内进行了搬迁工作。 从保障和促进我国含硫气田安全、高效开发的 长远角度来看, 制定和实施含硫化氢天然气集输管 道的公众安全防护距离标准是必然的选择, 政府需 要规范气田开发生产过程并实施监管职能, 企业当 前在管道建设中面对无标准、规范指导的窘境, 公 众生命安全必须得到切实保护。针对我国含硫化氢 天然气集输管道公众安全防护距离分级标准建立问 题, 通过 ERCB 标准在普光气 田含硫化氢天 然气
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普光气田集输管道 E RCB 分级
ERCB 是 Albert a 省 政府 下 的独 立准 司 法机
2 1 分级标准 构 , 负责监管加拿大绝 大部分含硫化 氢天然气生 产 , 其在含硫气田开发安全标准制定方面具有丰富 经验和卓越成果, 其所制定的含硫气田生产设施公 众安全防护距离分级标准得到广泛参考和引用。 ERCB 规定输送硫化氢含量超过 10 m ol/ kmo l 的天然气管道需建立公众安全防护距离, 并针对管 道泄漏硫化氢扩散毒害事故 , 根据管段间最大硫化 氢泄漏体积 V 对管道分级并确定公众安全防护距 离。以管道设计的最大操作压力 , 泄漏后事故段管 道两端截断阀立即关闭 , 管段内存储的天然气全部 外溢, 并将其转化到标准状态下计算 [ 4] V = g v f g w A p L ESD ( 1) 式中 g v 为管段内天然气在标准状态与最大操 作压力下的体积比 ; f g 为标准状态下管道内天然气 体积百分比 ; w 为管输 天然气硫化氢 最大体积含 量 ; A p 为管道横截面积 ( m 2 ) ; L ESD 为截断阀间管 段长度 ( m) 。 根据 V 的大小 , 将公众 安全防护 距离分为 4 级。对不同等级, ERCB 规定了管道距单座固定民 宅、居民散居区 ( 城镇中心以外, 1/ 4 mi2 内固定 民宅超过 8 座的地区 ) 、城镇中心 ( 城市、乡镇及
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ERCB 公众安全防护距离分级 指标
管道 H 2 S 泄漏体积 / m 3 < 300 300~ 2 000 2 000~ 6 000 ! 6 000
气井 H 2 S 释放速率 / m 3 ∀ s - 1 0 01~ 0 3 0 3~ 2 0 2 0~ 6 0 !6 0
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3 1
公众安全防护距离分级策略
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井分级标准, 可建立依据硫化氢最大泄漏体积的含硫
等级 气井 H 2 S 释放速率 / m ∀ s
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化氢天然气集输管道最小安全距离要求, 结果见表 4。
最小安全距离
表 4 含硫化氢天然气集输管道 公众安全防护最小距离
管道 H 2 S 泄漏体积 / m 3 ! 5 000 1 000~ 5 000 < 1 000
分级指百度文库及等级
由表 3 可知, 含硫化氢天然气集输管道分级用 硫化氢泄漏体积为含硫化氢天然气井释放 1 000 s 的结果 , 以此再根据我国已颁布的含硫化氢天然气
从便于实施、应用的角度 , 含硫化氢天然气集 输管道公众安全防护距离分级 指标应具有以 下特
油气田地面工程第 29 卷第 10 期 ( 2010 10)
根据建立的分级指标对普光气田集输管道最长 管段重新分级计算, 结果见表 5。依据此结果, 普 光气田现有集输管道都属于 2 级以上, 已进行的搬 迁工作很好得保障了管道距民宅不小于 100 m, 并 可满足气田开发要求。
表5 普光气田集输管道最长管段分级
管段等级 2 2 2 2 2 2 2 2 序 H 2 S 泄漏体积 / 号 m3 9 10 11 12 13 14 15 16 1 651 1 643 1 338 1 332 1 306 779 504 280 管段等级 2 2 2 2 2 3 3 3 序 H 2 S 泄漏体积 / 号 m3 1 2 3 4 5 6 7 8 2 213 1 881 1 878 1 878 1 855 1 847 1 799 1 660
表3
等级 1 2 3 4
等级 H 2 S 泄漏体积 / m 1 2 < 300 300~ 2 000
最小安全距离 管道建设用地以外 距单座固 定民 宅和 居民 散 居区 不 小于 100 m ; 距城 镇中 心或 公共 设施 不 小于 500 m 距单座固定 民 宅不 小 于 100 m, 且 1/ 4 mi2 内最多 8 座民宅 ; 距居民散居区不小于 500 m; 距城镇中心或公共设施不小于 1 500 m 由 ERC B 决定 , 但不小于 3 级
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2 000~ 6 000
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! 6 000
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分级计算 对普光气田含硫化氢天然气集输管道所有管段
依据 ERCB 标准进行分级计算 , 选取相连集 气站 间管道中最长管段的分级结果如表 2 所示。
表 2 普光气田集输管道最长管 段 ERCB 分级
序 管段长度 / 号 m 1 2 3 4 5 6 7 8 680 578 577 577 570 850 828 1 147 H 2 S 泄漏 体积 / m 3 2 213 1 881 1 878 1 878 1 855 1 847 1 799 1 660 等 级 3 2 2 2 2 2 2 2 序 管段长度 / 号 m 9 10 11 12 13 14 15 16 760 1 135 1 329 1 323 902 1 231 797 442 H 2 S 泄漏 体积 / m 3 1 651 1 643 1 338 1 332 1 306 779 504 280 等 级 2 2 2 2 2 2 2 1
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前言
含硫化氢天然气集输管道承担将气井采出天然
集输管道的应用 , 分析国内标准建立存在的困难, 参考国内已颁布的含硫化氢天然气井公众安全防护 距离制定管道最小安全防护距离要求 , 并提出公众 防护建议。
气汇集并输送的重要职责 , 是含硫气田开发地面工 程的重要组成部分。由于管输介质含有腐蚀性的致 命有毒气体硫化氢, 造成管道生产运行中存在严重 的泄漏事故隐患 , 可能造成重 大人员毒害伤 亡事 故。为减少含硫化氢天然气集输管道对周边公众健 康和生命的威胁 , 一种有效的应对方案是在管道周 边设定公众安全防护距离 , 与民宅、公共设施及城 镇中心等保持一定间距。在含硫化氢天然气集输管 道公众安全防护距 离分级标准制 定方面, 加 拿大 Albert a 省 能 源 保 护 委 员 会 ( Energ y Resour ces Co nser vation Board, ERCB) 和美国 T ex as 州铁路 委员会 ( Railro ad Co mmission, RRC) 建 立了 专 门的法令对其进行规范
普光气田现有含硫化氢天然气集输管道最高等 级为 3 级 , 绝大部分管道属于 2 级。结合普光气田 开发现场调研情况, 对 3 级管道, 由于气田周边人 口稠密, 现有搬迁距离不能满足 1/ 4 m i 内民宅数 量少于 8 座和距居民散居区至少 500 m 的要求; 对 2 级及以下管道, 现有搬迁距离基本可以满足 ER CB 最小公众安全防护距离。 ERCB 标准建立在地广人稀的加拿大 , 已达到 公众安全防护距离所投入的搬迁成本可承受的基础 上。而我国含硫气田主要所在地川渝地区, 人口密 度远高于加拿大, 如果标准制定完全依据 ERCB, 将导致过高的搬迁成本而阻滞气田开发 , 不利于我 国能源开发战略和地方经济发展。我国川渝地区以 山区环境为主, 区域的复杂地形对人员疏散、物资 调集及消防抢险等含硫化氢天然气集输管道事故控 制实施可造成显著阻碍, 仅依靠公众安全防护距离 不足以实现全面的公众防护。
油气田地面工程第 29 卷第 10 期 ( 2010 10)
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doi: 10 3969/ j issn 1006 6896 2010 10 035
含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标准讨论*
朱渊1
1 中国石油大学安全工程系
陈国明1
刘德绪2
2 中国石化集团中原石油勘探局勘察设计研究院
摘要: 我国含硫气田开发迫切需要建立含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分级标 准, 以满足政府监管 、管道建设和公众保护的需求。 以普光气田含硫化氢天然气集输管道为对 象, 依据能源保护委员会 ( Ener gy Reso urces Co nserv at ion Board) 标准划分公众安全防护距离, 指出我国标准建立面临搬迁成本过高和公众防护不足的问题。 根据硫化氢最大泄漏体积 , 推荐我 国含硫化氢天然气集输管道公众安全防护距离分为 3 级, 并建立与含硫化氢天然气井一致的最小 安全距离; 针对公众防护问题 , 推荐管道运营企业在本质安全 、管道控制及应急救援方面可采取 的事故控制措施 , 以配合标准实施 , 降低公众风险。 关键词 : 公众安全防护距离; 含硫化氢天然气; 集输管道 ; 硫化氢
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点 : 通用性好, 能够针对各种类型的含硫化氢天然 气集输管道进行分级; 事故代表性强 , 建立在管道 可能对公众造成的最严重事故基础上 ; 含义精简, 具有明确的内涵和直观的理解; 计算简便 , 通过简 单计算即可获得, 应用方便。依据以上标准, 参考 加拿大和美国标准 , 建议以管道生产运行中硫化氢 最大泄漏体积作为公众安全防护距离分级指标 , 并 参考公式 ( 1) 建立完整定义。 依据分级指标 , 我国含硫化氢天然气集输管道 公众安全防护 距离 可根 据 ERCB 指 标分 为 3 级。 首先, ERCB 1 级指标所规定的最小安全距离未完 全体现含硫化氢天然气集输管道特点 , 可与其他等 级合并 ; 其次 , 我国油气田 开发没有与 ERCB 相 对等的监管机构, ERCB 4 级指标建立的最大安全 距离需在标准中予以明确; 最后 , 国内含硫化氢天 然气井公众安全防护距离分为 3 级, 一致的分级便 于建立统一的最小安全距离 , 避免标准间差异引发 的冲突。 3 2 最小安全距离划分 公众安全防护最小距离建立在公众个人可接受 风险和油气田开发成本投入的基础上 , 一方面公众 希望此距离足够大使风险尽可能降低 ; 另一方面, 企业诉求较小 的最小安全距离以降低 安全投入成 本。通过 ERCB 标 准在 普光气 田的 应用 和分 析, 我国标准在制定过程中需适度放宽公众个人可接受 风险标准, 公众安全防护最 小距离小于 ERCB 标 准。此方案在含硫化氢天然气井公众安全防护距离 标准制定过程中也得到了采纳。 从含硫气田公众安全防护整体层面, 在整个生 产过程中, 天然气钻井生产和集输管道建设紧密联 系 , 且都需要建立公众安全防护距离。 ERCB 在制 定公众安全防护距离时对此进行了统一考虑, 建立 了相协调的分级指标, 采取一致的公众安全防护最 小距离。当一个区域同时存在含硫化氢天然气井和 集输管道时 ( 现场普遍存在) , 此方案可有效避免标 准间冲突, 方便工程应用, 有效提升标准的适用性 和实用性 , 值得我国标准制定时借鉴。 ERCB 与管 道分级相对应的含硫化氢天然气井分级指标见表 3。