第四章 集輸系統(tǒng)安全

第四章集輸系統(tǒng)的安全技術(shù)

第四章集輸系統(tǒng)的安全技術(shù)

第一節(jié)防火與防爆技術(shù)第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)2/2/20231第一節(jié)防火與防爆技術(shù)天然氣集輸系統(tǒng):承壓系統(tǒng);天然氣介質(zhì)易燃、易爆;氣田采出的天然氣可能含有腐蝕性和毒性都很強(qiáng)的H2S。這些因素給天然氣集輸?shù)陌踩a(chǎn)和人身安全帶來(lái)危險(xiǎn)。因此，天然氣集輸系統(tǒng)的建設(shè)和操作管理要特別樹立安全生產(chǎn)的觀念，根據(jù)集輸系統(tǒng)的特點(diǎn)采取各種有效的安全技術(shù)措施。

2/2/20232第一節(jié)防火與防爆技術(shù)第一節(jié)

防火與防爆技術(shù)天然氣的主要成分是甲烷，還含有一些乙烷、丙烷、丁烷等較重的烴類，從地層采出的未經(jīng)處理的含硫天然氣還含有毒性很大的硫化氫氣體。甲烷、乙烷等烴類及硫化氫氣體都是易燃物質(zhì)，與空氣以一定比例混合后會(huì)形成爆炸性的氣體混合物。

2/2/20233第一節(jié)防火與防爆技術(shù)1．燃燒及燃燒速度燃燒是一種同時(shí)有熱和光發(fā)生的強(qiáng)烈氧化反應(yīng)。燃燒必需具備如下條件：(1)有可燃物質(zhì)；(2)有助燃物質(zhì)(氧或氧化劑)；(3)能導(dǎo)致著火的火源，如明火、靜電火花、灼熱物體等。氣體的燃燒不需要象液體那樣經(jīng)歷蒸發(fā)的過(guò)程，所以燃燒速度很快。氣體的燃燒性能常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋?lái)衡量，一些可燃?xì)怏w與空氣的混合物在25.4mm直徑的管道中火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑囼?yàn)數(shù)據(jù)見表4-1。

2/2/20234表4-1一些可燃?xì)怏w在直徑25.4mm管道中的火焰?zhèn)鞑ニ俣葰怏w名稱最大火焰?zhèn)鞑ニ俣?，m／s可燃?xì)怏w在空氣中的含量，％氫一氧化碳甲烷乙烷丙烷丁烷4.831.250.670.850.820.8238.5459.86.54.63.62/2/20235第一節(jié)防火與防爆技術(shù)2．可燃物質(zhì)的自燃1)自燃點(diǎn)可燃物質(zhì)在沒(méi)有明火火源的情況下，在有助燃物質(zhì)的環(huán)境中能自行著火燃燒的最低溫度，稱為自燃點(diǎn)。

表4-2列出了幾種物質(zhì)在空氣中的自燃點(diǎn)。2/2/20236表4-2幾種物質(zhì)在空氣中的自燃點(diǎn)

物質(zhì)名稱自燃點(diǎn)，℃物質(zhì)名稱自燃點(diǎn)，℃甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷硫化氫537510446408290248260汽油苯石油醚乙二醇硫磺瀝青木材4156802463782602502602/2/20237第一節(jié)防火與防爆技術(shù)影響可燃物質(zhì)自燃點(diǎn)的因素很多:壓力對(duì)自燃點(diǎn)有很大的影響，壓力愈高，則自燃點(diǎn)愈低。

苯在1atm時(shí)自燃點(diǎn)為680℃；在10atm下為590℃；在25atm下為490℃。可燃?xì)怏w與空氣混合物的自燃點(diǎn)隨其組成而變化。當(dāng)混合物的組成符合燃燒的化學(xué)理論計(jì)算量時(shí)自燃點(diǎn)最低?；旌蠚怏w中氧濃度增高，也將使自燃點(diǎn)降低。催化劑的存在對(duì)液體和氣體的自燃點(diǎn)都會(huì)有影響，此外，容器的直徑與容積在一定程度上也影響物質(zhì)的自燃點(diǎn)。

2/2/20238第一節(jié)防火與防爆技術(shù)2)可燃物質(zhì)的自燃某些可燃物質(zhì)的自燃點(diǎn)很低，在常溫下就能發(fā)生自燃。與常溫空氣接觸就能著火的物質(zhì)有黃磷、磷化氫、鐵的硫化物等，這類物質(zhì)最為危險(xiǎn)。例如：干燥的鐵的硫化物(FeS、Fe2S3等)極易自燃，自燃時(shí)，主要反應(yīng)為：

FeS2+O2FeS+SO2+222kJFeS+O2FeO十SO2+48.9kJ2FeO+O2Fe2O3+270kJ

Fe2O3+O2Fe2O3+3S+585kJ2/2/20239第一節(jié)防火與防爆技術(shù)含硫氣田的集輸管道和站場(chǎng)設(shè)備中，存在著不少因腐蝕而產(chǎn)生的硫化鐵。如果設(shè)備或管道打開而不采取適當(dāng)措施，干燥的硫化鐵與空氣接觸，便能發(fā)生自燃，如有天然氣存在，還有可能發(fā)生爆炸事故。預(yù)防硫化鐵的自燃，采取的措施有：(1)在打開可能積聚有硫化鐵的容器前，應(yīng)噴水使硫化鐵處于潤(rùn)濕狀態(tài)；(2)定期清管和清洗設(shè)備，除去管道、設(shè)備內(nèi)的硫化鐵；(3)減緩或防止金屬設(shè)備的腐蝕，以減少或防止硫化鐵的生成。

2/2/202310第一節(jié)防火與防爆技術(shù)3．爆炸性混合物

可燃?xì)怏w以一定比例與空氣均勻混合后若遇火源，氣體混合物的瞬間快速燃燒會(huì)引起爆炸，該氣體混合物稱為爆炸性混合物。1)爆炸極限可燃?xì)怏w與空氣構(gòu)成的混合物，并不是在任何混合比例之下都是可燃或可爆的，而且混合的比例不同，火焰蔓延的速度也不同。2/2/202311第一節(jié)防火與防爆技術(shù)濃度低于某一極限或高于某一極限，火焰便不能蔓延。

爆炸下限：可燃?xì)怏w在空氣中剛足以使火焰蔓延的最低濃度；爆炸上限：剛足以使火焰蔓延的最高濃度。爆炸極限一般用可燃?xì)怏w在混合物中的體積百分?jǐn)?shù)來(lái)表示爆炸極限在防火、防爆上具有重要意義，為保證生產(chǎn)的安全，必須避免所處理的氣體達(dá)到爆炸極限范圍之內(nèi)。

表4-3列出了幾種氣體在一般情況下的爆炸極限。2/2/202312表4－3氣體的爆炸極限(20℃及l(fā)atm)

物質(zhì)名稱爆炸極限，％(體積)物質(zhì)名稱爆炸極限，%(體積)下限上限下限上限甲烷乙烷丙烷丁烷5.003.222.371.8615.0012.459.508.41乙烯乙炔氫硫化氫2.752.504.004.3028.6080.0074.2045.502/2/202313第一節(jié)防火與防爆技術(shù)

2)爆炸極限的主要影響因素爆炸極限不是固定的數(shù)值，而是隨一些因素而變化的，影響爆炸極限的主要因素有混合物的原始溫度、壓力，惰性氣體的含量，容器的大小等。(1)原始溫度混合物的原始溫度愈高，則爆炸極限的范圍愈大，即下限降低而上限增高。這是由于混合物溫度增高，加快了燃燒速度的結(jié)果。這樣，原來(lái)不燃或不爆的混合物，由于溫度升高就變成可燃可爆了。2/2/202314第一節(jié)防火與防爆技術(shù)(2)原始?jí)毫?/p>

混合物的原始?jí)毫?duì)爆炸極限有很大影響。一般情況下，當(dāng)壓力增加時(shí)，爆炸極限的范圍擴(kuò)大，并且上限隨壓力變化很顯著。這是由于在增壓情況下，物質(zhì)分子間距離更為接近，使燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行.

圖4-1說(shuō)明了壓力對(duì)甲烷爆炸極限的影響。相反，在減壓情況下，爆炸極限的范圍隨壓力的減小而縮小。2/2/202315圖4-1壓力對(duì)甲烷爆炸極限的影響

2/2/202316第一節(jié)防火與防爆技術(shù)(3)惰性介質(zhì)混合物中加入惰性氣體，爆炸極限的范圍會(huì)縮小。當(dāng)惰性氣體達(dá)到一定濃度時(shí)，可以完全避免混合物發(fā)生爆炸。這是由于惰性氣體的加入使可燃物分子與氧分子隔離，在它們之間形成不燃的“障礙物”。

圖4-2表示含甲烷的混合物中加入惰性氣體對(duì)爆炸極限的影響。由圖可見，混合物中惰性氣體增加，對(duì)上限的影響較之對(duì)下限更為顯著，因?yàn)槎栊詺怏w濃度加大，表示氧的濃度相對(duì)減小，而在上限時(shí)氧的濃度已經(jīng)很小，故惰性氣體濃度稍為增加一點(diǎn)，即產(chǎn)生很大影響，使爆炸上限急劇下降。2/2/202317圖4-2各種惰性氣體濃度對(duì)甲烷爆炸極限的影響2/2/202318第一節(jié)防火與防爆技術(shù)(4)容器容器的材料和尺寸對(duì)爆炸極限也有影響。在管道中進(jìn)行的氣體混合物爆炸實(shí)驗(yàn)表明，管道直徑愈小，爆炸極限的范圍也愈小。這可用器壁上的接觸效應(yīng)和熱損失來(lái)加以解釋。(5)點(diǎn)火源能量電火花的能量、火源與混合物的接觸時(shí)間的長(zhǎng)短等，對(duì)爆炸極限都有一定的影響。如甲烷，對(duì)電壓為100V、電流強(qiáng)度為2A的電流產(chǎn)生的電火花，其爆炸極限的范圍為5.9％～13.6％，如用3A電流產(chǎn)生的電火花，則爆炸極限范圍擴(kuò)大為5.85％～14.8％。2/2/202319第一節(jié)防火與防爆技術(shù)3)爆炸溫度與壓力氣體混合物爆炸后的最高溫度，可根據(jù)氣體和燃燒產(chǎn)物的焓值按熱量平衡的原理來(lái)計(jì)算。由于爆炸過(guò)程在瞬間完成，因此可不計(jì)熱量的損失。實(shí)際上，氣體混合物在密閉容器中的爆炸剛結(jié)束、系統(tǒng)處在最大爆炸壓力狀態(tài)時(shí)，爆炸中心和爆炸邊緣點(diǎn)的溫度是不同的。因此，計(jì)算的最高爆炸溫度可認(rèn)為是一種平均值。2/2/202320第一節(jié)防火與防爆技術(shù)氣體混合物爆炸后的最大壓力，可用下式計(jì)算：（4-1）式中、——原始?jí)毫妥畲蟊▔毫?，MPa；、——原始溫度和最高爆炸溫度，K；m、n——爆炸前后的氣體分子數(shù)。2/2/202321第一節(jié)防火與防爆技術(shù)甲烷的化學(xué)當(dāng)量燃燒反應(yīng)式為：CH4+2O2+2×3.76N2=CO2+2H2O+7.52N2其燃燒(爆炸)前后的分子數(shù)相同。化學(xué)當(dāng)量的甲烷和空氣混合物在密閉容器中的爆炸，其最大爆炸壓力也可用下式計(jì)算；(4-2)上式的使用范圍為：0.1MPa<<1.0MPa，290K<<450K。

2/2/202322第一節(jié)防火與防爆技術(shù)4．燃燒與爆炸的預(yù)防措施在生產(chǎn)中，防止火災(zāi)與爆炸事故的基本原則是：(1)所處理的物質(zhì)應(yīng)避免處于足以發(fā)生燃燒或爆炸的危險(xiǎn)狀態(tài)；(2)消除一切足以導(dǎo)致著火的火源。1)防止可燃可爆系統(tǒng)的形成2/2/202323第一節(jié)防火與防爆技術(shù)

(1)系統(tǒng)密閉與環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)密閉可使氣體或蒸氣不能泄漏，環(huán)境通風(fēng)使泄漏出的可燃?xì)怏w不可能積聚。可燃?xì)怏w漏出或空氣進(jìn)入充有可燃?xì)怏w的設(shè)備中，都可能導(dǎo)致事故發(fā)生，因此設(shè)備應(yīng)保持密閉。設(shè)備本身及與它相連的一切管道，都不能有明顯的滲漏，在投產(chǎn)前或定期檢查時(shí)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試壓及嚴(yán)密性試驗(yàn)；操作壓力必須加以控制，防止超壓。設(shè)備很難保證百分之百的絕對(duì)不泄漏，因此有必要采取通風(fēng)的方法防止可燃性氣體在車間內(nèi)積聚。在設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意密度較大的氣體或蒸氣在低洼處積聚。通風(fēng)設(shè)施的電氣部分應(yīng)按要求采用防爆型的。

2/2/202324第一節(jié)防火與防爆技術(shù)(2)充惰性氣體在可燃?xì)怏w與空氣的混合物中加入足夠量的惰性氣體，可以達(dá)到消除爆炸可能性的目的。在工業(yè)上常用的惰性氣體有氮、二氧化碳、水蒸氣。在開工前及停工后，用惰性氣體對(duì)系統(tǒng)行吹掃或置換，以防止事故的發(fā)生。(3)遵守安全操作規(guī)程與加強(qiáng)科學(xué)管理應(yīng)根據(jù)工藝介質(zhì)的易燃易爆特性，制定安全操作規(guī)程和管理制度并嚴(yán)格遵守。

2/2/202325第一節(jié)防火與防爆技術(shù)

2)火源的消除引起燃燒爆炸的火源一般有明火、摩擦與撞擊產(chǎn)生的火花、電氣設(shè)備或靜電放電火花等。為消除火源，采取的措施有：(1)建立嚴(yán)格的動(dòng)火制度，未經(jīng)許可不得在生產(chǎn)區(qū)使用明火或進(jìn)行焊接作業(yè)。(2)防止摩擦與撞擊產(chǎn)生火花。如敲擊設(shè)備或管道應(yīng)使用由銅、鋁等材料制成的不發(fā)生火花的工具；在傾倒易燃液體時(shí)，為防止鐵桶與金屬設(shè)備撞擊產(chǎn)生火花，應(yīng)在其接觸部位覆以不發(fā)生火花的材料。

2/2/202326第一節(jié)防火與防爆技術(shù)

(3)使用防爆型電氣設(shè)備。根據(jù)不同的爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所等級(jí)選用不同防爆等級(jí)的電氣設(shè)備，照明應(yīng)采用防爆燈具。(4)按規(guī)定對(duì)有關(guān)設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行接地，使所生成的靜電能迅速導(dǎo)人大地。(5)對(duì)于含硫天然氣的集輸系統(tǒng)，必須密切注意預(yù)防硫化鐵的自燃。脫水后的含硫干氣輸送可防止管道的腐蝕。但在管道投入運(yùn)行前，應(yīng)按規(guī)定對(duì)管內(nèi)進(jìn)行徹底的干燥。

2/2/202327第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)補(bǔ)充：硫化氫的腐蝕

暴露時(shí)間：在硫化氫（H2S）水溶液中，碳鋼和低合金鋼的初始腐蝕速度很大，約為0.7mm/a；2000hr后的腐蝕速度趨于平衡，約為0.01mm/a。流速：通常規(guī)定在硫氣體的流速應(yīng)大于3m/s，小于15m/s。小于3m/s課造成管線、設(shè)備底部的積液，而發(fā)生水線腐蝕、垢下腐蝕；大于15m/s，鋼鐵表面的硫化鐵膜不能牢固粘附，將以初始的高速度發(fā)生沖刷腐蝕。2/2/202328第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)第二節(jié) 硫化氫的人身安全防護(hù)一、概述

硫化氫（H2S）是一種劇毒氣體，它幾乎與氰化氫具有同等的毒性。平臺(tái)上硫化氫一旦泄露進(jìn)入大氣，其毒性的反應(yīng)從低濃度時(shí)難聞的氣味或刺激眼睛，直到在較高濃度時(shí)的嚴(yán)重中毒甚至死亡。因此，對(duì)在可能導(dǎo)致大氣中硫化氫濃度超過(guò)危害性濃度地區(qū)工作的人員必須制定一套完整的實(shí)用的人身安全防護(hù)措施，并保證有效實(shí)施。2/2/202329第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)二、硫化氫的人身安全防護(hù)1.硫化氫的特性(1)硫化氫的物理與化學(xué)特性①劇毒（幾乎與氰化氫有同等的毒性），麻痹人的呼吸系統(tǒng)，使呼吸作用受到阻滯，令受害者窒息而死，即使少量的硫化氫，也對(duì)人的健康造成危害；②無(wú)色；③比空氣重，其相對(duì)密度為1.1906,（空氣相對(duì)密度為1），易積聚于低洼處；2/2/202330第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)④低濃度時(shí)具有臭雞蛋的惡臭氣味，稍高濃度（少量）時(shí)則具有令人嘔吐的甜味，高濃度時(shí)因迅速麻痹人的嗅覺(jué)神經(jīng)，使人喪失嗅覺(jué)，反而聞不到味道；⑤燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰并產(chǎn)生SO2。SO2比H2S的毒性稍弱，當(dāng)SO2的體積濃度為8～12ppm時(shí)，很多人有明顯的鼻、咽、眼部受刺激的感覺(jué)。當(dāng)SO2的濃度為100ppm時(shí)，人只能忍受幾分鐘。SO2的濃度超過(guò)500ppm時(shí)，有極端的刺激性并在呼吸時(shí)就形成窒息的感覺(jué)；2/2/202331第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)⑥當(dāng)與空氣相混，其體積濃度在4.3％至46%之間時(shí)，可行成易爆炸的混合氣體；⑦可溶于水和油中，當(dāng)流體溫度升高時(shí)其溶解度降低；⑧溶于水的硫化氫對(duì)鐵基金屬有較強(qiáng)的腐蝕性。2/2/202332第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)（2）人對(duì)硫化氫的反應(yīng)人的鼻子對(duì)硫化氫的臭味極其敏感，可聞到0.13ppm的硫化氫，但決不容許依靠嗅覺(jué)來(lái)檢測(cè)硫化氫；①濃度增加到4.6ppm時(shí)嗅覺(jué)鈍化；②在8h內(nèi)可接受的最高濃度為10ppm，要求使用防毒面具；③在工作時(shí)最高允許接觸的濃度，10min內(nèi)不得超過(guò)50ppm;2/2/202333第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)④濃度達(dá)100ppm時(shí)，能刺激眼睛、咽、喉，引起咳嗽；⑤濃度達(dá)200ppm時(shí)，嗅覺(jué)失靈，眼睛、咽喉有灼燒感；⑥濃度達(dá)500ppm時(shí)，眩暈、喪失平衡、呼吸困難；⑦濃度達(dá)700ppm時(shí)，失去知覺(jué)，可能導(dǎo)致停止呼吸；⑧濃度達(dá)1000ppm時(shí)，立即失去知覺(jué)，造成死亡或永久性腦損傷神經(jīng)衰弱；⑨濃度達(dá)2000ppm時(shí)，吸一口氣立即死亡。2/2/202334第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)(3)吸入硫化氫的生理過(guò)程和癥狀①眼刺痛、鼻嗅覺(jué)鈍化、喉咳嗽；②肺->血->人身各器官->神經(jīng)：頭暈、喪失平衡、呼吸困難，甚至死亡；③心臟：缺氧導(dǎo)致死亡。在低濃度（100ppm）下長(zhǎng)時(shí)間的接觸，可能造成咳嗽，眼部燒灼或疼痛，咽喉刺激以及昏睡等。在硫化氫濃度高于700ppm時(shí)，幾秒鐘的接觸就可能停止呼吸。這將形成如氣喘、心跳、臉色蒼白、痙攣、瞳孔放大及喪失說(shuō)話能力等癥狀。由于呼吸器官麻痹，心跳停止，可能很快出現(xiàn)死亡。只要呼吸一次濃度為2000ppm硫化氫就可能造成死亡。2/2/202335第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)(4)硫化氫中毒的搶救措施硫化氫含量高導(dǎo)致中毒者停止呼吸和心跳時(shí)，必須立即采取措施進(jìn)行搶救，幫助中毒者恢復(fù)呼吸和心跳。否則，中毒者將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)死亡。切記：中毒者不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)心跳和呼吸。硫化氫中毒搶救措施：①進(jìn)入毒氣區(qū)救人之前，自己應(yīng)先戴上防毒面具；②立即把中毒者從硫化氫分布的現(xiàn)場(chǎng)抬到空氣新鮮的地方；

2/2/202336第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)③保持中毒者處于休息狀態(tài)。若中毒者已停止呼吸和心跳，應(yīng)立刻進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓，直至呼吸和心跳恢復(fù)或者醫(yī)生到達(dá)。有條件的可使用回生器（又叫“恢復(fù)正常呼吸器”）代替人工呼吸；④若中毒者沒(méi)有停止呼吸，應(yīng)保持中毒者處于休息狀態(tài)。有條件的給予輸氧，注意保持中毒者的體溫；⑤若中毒者呼吸和心跳恢復(fù)后，可給中毒者喂興奮性飲料，如咖啡或濃茶，應(yīng)有專人護(hù)理；⑥若眼睛受到輕微損害，可用干凈水徹底清洗，也可進(jìn)行冷敷2/2/202337第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)⑦在醫(yī)生證明中毒者已恢復(fù)健康可返回工作崗位之前，還應(yīng)使中毒者繼續(xù)處于醫(yī)療監(jiān)護(hù)之下；⑧在心跳停止之前，當(dāng)把中毒者轉(zhuǎn)移到新鮮空氣區(qū)立即恢復(fù)呼吸者，可認(rèn)為中毒者已恢復(fù)正常；⑨在輕微中毒的情況下，中毒者沒(méi)有完全失去知覺(jué)，若經(jīng)短暫休息后本人要求回崗位繼續(xù)工作時(shí)，醫(yī)生一般不要同意，應(yīng)休息1~2d。2/2/202338第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)2.人身安全防護(hù)（1）人員培訓(xùn)至少應(yīng)包括如下內(nèi)容：①硫化氫的來(lái)源、特性及其危害，特別是不同硫化氫濃度對(duì)人身的反應(yīng)；②防護(hù)設(shè)備，包括呼吸保護(hù)設(shè)備、安全服裝、安全繩及其它輔助設(shè)備的使用、注意事項(xiàng)和維護(hù)；③人工呼吸法和胸外心臟按壓法的急救知識(shí)并經(jīng)常進(jìn)行實(shí)習(xí)訓(xùn)練；

2/2/202339第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)④硫化氫探測(cè)和監(jiān)測(cè)裝置的使用，注意事項(xiàng)及限制；⑤緊急情況處理程序，即一旦因事故硫化氫發(fā)生泄漏，應(yīng)遵守的各項(xiàng)緊急處理程序；⑥通風(fēng)的重要性，包括使用風(fēng)向標(biāo)決定風(fēng)向等措施，以及正確使用人工通風(fēng)等。2/2/202340第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)（2）硫化氫的檢測(cè)1）化學(xué)方法①醋酸鉛試紙法：將醋酸鉛試液涂在白色的濾紙（或涂片）上，濾紙（或涂片）仍為白色，當(dāng)與硫化氫氣體接觸時(shí)會(huì)變成棕色或黑色。讓試紙（或涂片）與被測(cè)定區(qū)空氣接觸3-5min，根據(jù)色譜帶對(duì)照試紙（或涂片）改變顏色的深度可判斷硫化氫的濃度。②安碚瓶法：在玻璃瓶?jī)?nèi)裝有白色醋酸鉛顆粒，瓶口由海綿塞住，硫化氫通過(guò)海綿浸入瓶?jī)?nèi)與醋酸鉛反應(yīng)，使醋酸鉛顏色變黑，與試紙法一樣，是一種定性半定量測(cè)量方法。2/2/202341第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)③碘量法：

碘量法對(duì)天然氣中硫化氫含量是一種定量的化學(xué)方法，其測(cè)定范圍為0～500mg/m3（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下0～325ppm）。該方法是用過(guò)量的乙酸鋅溶液吸收氣樣中的硫化氫，生成硫化鋅沉淀，加入過(guò)量的碘溶液以氧化生成的硫化鋅，剩余的碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。此法可參閱中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11060.1-89《天然氣中硫化氫含量的測(cè)定——碘量法》。2/2/202342第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)2)電子探測(cè)儀測(cè)定法①可攜式硫化氫電子探測(cè)報(bào)警器；②固定式硫化氫探測(cè)系統(tǒng)。在生產(chǎn)的油氣中含有硫化氫氣體的平臺(tái)，為了監(jiān)測(cè)硫化氫的存在，保護(hù)操作人員的安全，平臺(tái)上一般安裝有硫化氫探測(cè)系統(tǒng)，以探測(cè)硫化氫的泄漏并發(fā)出警報(bào)。2/2/202343第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)該系統(tǒng)的傳感器內(nèi)裝有一種稱為MOS的感應(yīng)物質(zhì)來(lái)檢測(cè)硫化氫氣體，這種物質(zhì)充滿于兩電極之間，在沒(méi)檢測(cè)到硫化氫氣體的狀態(tài)下，兩電極間的電阻是非常大的（在兆歐以上）。當(dāng)這種物質(zhì)吸收到硫化氫氣體時(shí)，兩電極間的電阻急劇下降（達(dá)到千兆左右）。電阻的下降與所吸收的硫化氫氣體的多少有極大的關(guān)系，吸收的硫化氫氣體愈多，電阻下降就愈大，反之，愈小。2/2/202344第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)這種電阻的改變?cè)谳斎腚娐分斜晦D(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并進(jìn)行放大，被放大了的模擬信號(hào)被傳送到模／數(shù)轉(zhuǎn)換器上，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再被傳送到微處理器中進(jìn)行數(shù)字處理，最后顯示出所檢測(cè)的硫化氫濃度，與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)微處理器的信號(hào)又進(jìn)行數(shù)／模轉(zhuǎn)換為4～20mA的輸出信號(hào)到報(bào)警卡上。由于4～20mA的輸出是相對(duì)于所檢測(cè)到的硫化氫氣體濃度的多少，根據(jù)這個(gè)電流來(lái)設(shè)定高、低濃度報(bào)警，當(dāng)檢測(cè)到硫化氫氣體存在時(shí)，報(bào)警卡上就會(huì)有濃度數(shù)字顯示，并伴有聲音報(bào)警。2/2/202345第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)硫化氫泄漏時(shí)的個(gè)人防護(hù)用品：①自持式呼吸器（SCBA）；②帶濾毒罐的防護(hù)面罩。維護(hù)保養(yǎng)：定期對(duì)探測(cè)器進(jìn)行檢查、清潔，每月對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行一次功能試驗(yàn)。(3)人身防護(hù)設(shè)備對(duì)于在有硫化氫的封閉空間環(huán)境中工作或在可能對(duì)健康或生命有危險(xiǎn)的濃度中工作的人員必須使用防毒面具或呼吸器。2/2/202346第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)1)過(guò)濾式防毒面具過(guò)濾式防毒面具由頭盔面罩、導(dǎo)氣管、濾毒罐三部分組成，其作用是把染毒的空氣濾凈后，供操作人員呼吸，并保持操作人員的眼睛、呼吸道和面部皮膚免受毒氣的直接損害。過(guò)濾式防毒面具只適合在空氣中含氧量正?；蚧菊＃ㄑ鯕獠坏陀?8%），有害有毒氣體的濃度不太高的環(huán)境中使用。2/2/202347第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)2)正壓自持呼吸器（SCBA）正壓自持呼吸器是一種在有毒、有害氣體濃度較高或濃度不清楚的環(huán)境中最為理想的防護(hù)裝置。正壓式即操作人員穿戴的面罩內(nèi)氣壓為正壓，無(wú)論環(huán)境中有毒氣體濃度有多高，即使面罩密封不嚴(yán)，發(fā)生泄漏，由于面罩內(nèi)氣壓高于大氣壓，有毒氣體不能進(jìn)入面罩內(nèi)。正壓式空氣呼吸器裝置配有小容積高壓氣瓶，呼吸器支持的時(shí)間，取決于用戶耗氣率，范圍較廣，可以20～100L/min，時(shí)間5～60min。2/2/202348第二節(jié)硫化氫的人身安全防護(hù)3）正壓供氣系統(tǒng)該系統(tǒng)有平臺(tái)儀表系統(tǒng)提供0.7MPa壓縮空氣，集中供氣，操作人員工作時(shí)也不必背負(fù)沉重的氣瓶，而只要將面罩的快速接頭插入氣源分配器的快速接頭即可進(jìn)行工作，而且工作時(shí)間不受限制。但是，氣管線的長(zhǎng)度限制了操作者的距離。同樣，操作者需從原路返回。2/2/202349第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)

集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)包括集輸管道和集輸站場(chǎng)的安全保護(hù)，安全保護(hù)內(nèi)容包括防火、防爆和防毒等。防毒方面的內(nèi)容已在上節(jié)做了介紹，下面介紹集輸管道與站場(chǎng)的防火、防爆安全保護(hù)。一、集輸管道的安全保護(hù)1．集輸管道的防火安全保護(hù)集輸管道的防火安全保護(hù)主要是防止管道破裂和放空不當(dāng)引起火災(zāi)。主要方法是采取防火安全措施，以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。2/2/202350第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)安全措施的內(nèi)容包括兩方面：(1)

管道選材正確并具有足夠的強(qiáng)度；(2)

管道同其他建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁、公用設(shè)施及企業(yè)等保持一定的安全距離。管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定；管道施工必須保證焊接質(zhì)量并符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，同時(shí)采取強(qiáng)度試壓和嚴(yán)密性試壓來(lái)認(rèn)定；在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行定期測(cè)厚，并保持良好的維護(hù)管理以保證管道的安全運(yùn)行。2/2/202351第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)2．集輸管道的防爆安全保護(hù)主要應(yīng)防止管道泄漏，避免泄漏氣體的燃燒和在封閉的空間內(nèi)產(chǎn)生爆炸。因此集輸管道的防爆安全保護(hù)，應(yīng)通過(guò)管道設(shè)計(jì)時(shí)材料選擇和強(qiáng)度計(jì)算的正確、施工質(zhì)量的確認(rèn)和生產(chǎn)過(guò)程中定期巡線檢漏工作來(lái)保證。2/2/202352第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)3．集輸管道的限壓保護(hù)和放空1)采氣管道的限壓保護(hù)采氣管道的限壓保護(hù)一般通過(guò)井場(chǎng)裝置的安全閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。天然氣集氣站進(jìn)站前管道上設(shè)置的緊急放空閥和超壓報(bào)警設(shè)施，對(duì)采氣管道的安全也能起保證作用。2/2/202353第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)2)集氣管道的限壓保護(hù)集氣管道的限壓保護(hù)通常由出站管道上安全閥的泄壓功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)集氣管道應(yīng)有自身系統(tǒng)的截?cái)嗪头趴赵O(shè)施。集氣支管道可在集氣站的天然氣出站閥之后設(shè)置集氣支管放空閥；長(zhǎng)度超過(guò)1km的集氣支管，可在集氣支管與集氣干管相連接處設(shè)置支管截?cái)嚅y。集氣干管末端，在進(jìn)入外輸首站或天然氣凈化廠的進(jìn)站(廠)截?cái)嚅y之前，可設(shè)置集氣干管放空閥，并在該處設(shè)置高、低壓報(bào)警設(shè)施，該報(bào)警設(shè)施一般設(shè)在站內(nèi)由站內(nèi)操作人員管理維護(hù)。2/2/202354第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)二、集輸站場(chǎng)的安全保護(hù)1．集輸站場(chǎng)的防火防爆措施(1)集輸站場(chǎng)的位置及與周圍建筑物的距離、集輸站場(chǎng)的總圖布置等應(yīng)符合防火規(guī)范的規(guī)定：(2)工藝裝置和工藝設(shè)備所在的建筑物內(nèi)，應(yīng)具有良好的通風(fēng)條件；凡可能有天然氣散發(fā)的建筑物內(nèi)應(yīng)安裝可燃?xì)怏w報(bào)警儀。2/2/202355第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)2．集輸站場(chǎng)的限壓保護(hù)和放空(1)井場(chǎng)裝置的限壓保護(hù)。井場(chǎng)裝置的限壓保護(hù)如圖4—3所示。各種限壓保護(hù)設(shè)備的作用是：①高低壓安全截?cái)嚅y。如圖4-3中的3所示。當(dāng)采氣管道的壓力高于上限或低于下限時(shí)，安全截?cái)嚅y3即自動(dòng)關(guān)閉。采氣管道超過(guò)上限壓力，一般是因?yàn)椴蓺夤艿蓝氯蚣瘹庹臼鹿是闆r下緊急關(guān)閉進(jìn)站截?cái)嚅y而造成的。采氣管道低于下限壓力，一般是因?yàn)椴蓺夤艿腊l(fā)生事故破裂所致。2/2/202356第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)②彈簧安全閥。如圖4-3中5、8所示，是一種超壓泄放設(shè)備。管道系統(tǒng)具有不同壓力等級(jí)時(shí)，為防止上一級(jí)壓力失控，保護(hù)下一級(jí)壓力系統(tǒng)的設(shè)備和管道，一般須裝設(shè)泄壓安全閥。2/2/202357圖4-3井場(chǎng)裝置限壓保護(hù)圖

l-采氣樹；2-采氣樹針形閥；3-高低壓安全截?cái)嚅y；4-氣井產(chǎn)量調(diào)節(jié)控制節(jié)流閥；5、8-壓力泄放安全閥；6-氣體壓力調(diào)節(jié)控制節(jié)流閥；7-截?cái)嚅y

2/2/202358第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)(2)集氣站的限壓保護(hù)。通常集氣站中的節(jié)流閥將全站操作壓力分成兩個(gè)等級(jí)。凡有壓力變化的系統(tǒng)，在低一級(jí)的壓力系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置超壓泄放安全閥。安全閥與系統(tǒng)之間應(yīng)安裝有截?cái)嚅y，以便檢修或拆換安全閥時(shí)不影響正常生產(chǎn)。在正常操作時(shí)，安全閥之前的截?cái)嚅y應(yīng)處于常開狀態(tài)，并加鉛封。常溫分離單井集氣站，在進(jìn)、出站的截?cái)嚅y之間，可在高壓系統(tǒng)或在中壓系統(tǒng)設(shè)一個(gè)緊急放空兼作檢修時(shí)卸壓放空的放空閥。放空氣體應(yīng)引出站外安全地段放空。2/2/202359第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)低溫分離集氣站中，高壓分離器和低溫分離器之前分別設(shè)有節(jié)流閥，故有壓力等級(jí)的變化，因此在高壓分離器和低溫分離器的前或后的管段上，應(yīng)分別設(shè)置超壓泄放安全閥。設(shè)在分離器進(jìn)口管段上的安全閥，其泄放介質(zhì)應(yīng)考慮為氣液混相；設(shè)在分離器出口管段上的安全閥，其泄放介質(zhì)則為氣相。

2/2/202360第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)天然氣集輸井站安全系統(tǒng)設(shè)置一、設(shè)置集輸井站安全系統(tǒng)應(yīng)考慮的問(wèn)題除設(shè)備材料選型外，通常井站安全系統(tǒng)包括：井口安全截?cái)嘌b置，站內(nèi)放空系統(tǒng)（手動(dòng)或氣液動(dòng)放空、安全閥泄放），緊急截?cái)嚅y等。2/2/202361第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)1.總體考慮因素天然氣集輸工藝系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)除考慮系統(tǒng)本身的安全外，還應(yīng)考慮周圍環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響，應(yīng)從以下方面考慮：①根據(jù)天然氣組分（是否含H2S、CO2以及含量的多少）和產(chǎn)量確定工藝流程，選擇適當(dāng)?shù)牟牧希ü懿?、設(shè)備用材料）;②站場(chǎng)工藝管道、設(shè)備的強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;③站場(chǎng)的總圖布置應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;④天然氣集輸系統(tǒng)應(yīng)采用必要的安全保護(hù)裝置和措施。2/2/202362第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)2.安全保護(hù)裝置設(shè)置（1）為確保井站高壓系統(tǒng)在事故狀態(tài)不超壓，特別是對(duì)含硫氣井，井口采用安全截?cái)嚅y。（2）站內(nèi)其他發(fā)生天然氣壓力變化的地方，采用先導(dǎo)式安全閥及手動(dòng)放空管。（3）對(duì)站內(nèi)主要壓力容器（分離器）、增壓設(shè)備后端設(shè)置先導(dǎo)式安全閥及手動(dòng)放空閥。（4）對(duì)集輸氣進(jìn)站及燃料氣進(jìn)、出站，緩蝕劑注入系統(tǒng)的高壓泵出口及中壓集輸加注口設(shè)置防止超壓的安全閥及物動(dòng)放空閥。（5）對(duì)集輸井站出站口設(shè)緊急截?cái)嚅y或止回閥，并設(shè)手動(dòng)放空閥。2/2/202363第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)二、集輸工藝系統(tǒng)安全的基本要求

1.基本要求

（1）氣井井口應(yīng)安裝井口高低壓緊急截?cái)嚅y氣井井口節(jié)流閥之后應(yīng)裝設(shè)井口高低壓安全截?cái)嚅y。當(dāng)采氣管道出現(xiàn)超高壓或超低壓的情況時(shí)，高低壓安全截?cái)嘧詣?dòng)關(guān)閉，氣井關(guān)井。當(dāng)采氣管道中水合物堵塞或集氣站發(fā)生意外事故，下游脫水站、凈化廠發(fā)生故障時(shí)，為了避免或減少天然氣的放空，通過(guò)站內(nèi)自控聯(lián)鎖系統(tǒng)關(guān)斷高低壓安全截?cái)嚅y，同時(shí)關(guān)閉采氣管道出站截?cái)嚅y。超低壓截?cái)嗫杀Ｗo(hù)井站設(shè)備和管道，防止管道和設(shè)備破損后天然氣的大量流失而造成爆炸、火災(zāi)、中毒等事故。2/2/202364第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(hù)（2）設(shè)置出站緊急截?cái)嚅y或止回閥。當(dāng)站內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)等事故時(shí)，防止下游天然氣倒流進(jìn)站內(nèi)。（3）設(shè)置放空閥。主要目的是停產(chǎn)檢修時(shí)放掉管道和設(shè)備中的天然氣，以預(yù)防火災(zāi)和中毒事故的發(fā)生。泄壓氣體的排放應(yīng)就近引入同級(jí)壓力的放空管線。對(duì)帶有液烴的氣體放空管線，在進(jìn)入火炬之前應(yīng)設(shè)有分液罐。站場(chǎng)內(nèi)的天然氣系統(tǒng)設(shè)置緊急放空系統(tǒng)應(yīng)符合《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50183的有關(guān)規(guī)定。站場(chǎng)的火炬及放空管宜位于站場(chǎng)生產(chǎn)區(qū)最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，火炬及放空管宜布置在站外地勢(shì)較高處，其與站場(chǎng)的距離由計(jì)算確定。