第四章 集輸系統(tǒng)安全

第四章集輸系統(tǒng)的安全技術

第四章集輸系統(tǒng)的安全技術

第一節(jié)防火與防爆技術第二節(jié)硫化氫的人身安全防護第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護2/2/20231第一節(jié)防火與防爆技術天然氣集輸系統(tǒng):承壓系統(tǒng);天然氣介質易燃、易爆;氣田采出的天然氣可能含有腐蝕性和毒性都很強的H2S。這些因素給天然氣集輸?shù)陌踩a(chǎn)和人身安全帶來危險。因此，天然氣集輸系統(tǒng)的建設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)的特點采取各種有效的安全技術措施。

2/2/20232第一節(jié)防火與防爆技術第一節(jié)

防火與防爆技術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，與空氣以一定比例混合后會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1．燃燒及燃燒速度燃燒是一種同時有熱和光發(fā)生的強烈氧化反應。燃燒必需具備如下條件：(1)有可燃物質；(2)有助燃物質(氧或氧化劑)；(3)能導致著火的火源，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)鞑ニ俣葋砗饬?，一些可燃氣體與空氣的混合物在25.4mm直徑的管道中火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑囼灁?shù)據(jù)見表4-1。

2/2/20234表4-1一些可燃氣體在直徑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可燃氣體在空氣中的含量，％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2．可燃物質的自燃1)自燃點可燃物質在沒有明火火源的情況下，在有助燃物質的環(huán)境中能自行著火燃燒的最低溫度，稱為自燃點。

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

物質名稱自燃點，℃物質名稱自燃點，℃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)防火與防爆技術影響可燃物質自燃點的因素很多:壓力對自燃點有很大的影響，壓力愈高，則自燃點愈低。

苯在1atm時自燃點為680℃；在10atm下為590℃；在25atm下為490℃。可燃氣體與空氣混合物的自燃點隨其組成而變化。當混合物的組成符合燃燒的化學理論計算量時自燃點最低?；旌蠚怏w中氧濃度增高，也將使自燃點降低。催化劑的存在對液體和氣體的自燃點都會有影響，此外，容器的直徑與容積在一定程度上也影響物質的自燃點。

2/2/20238第一節(jié)防火與防爆技術2)可燃物質的自燃某些可燃物質的自燃點很低，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有黃磷、磷化氫、鐵的硫化物等，這類物質最為危險。例如：干燥的鐵的硫化物(FeS、Fe2S3等)極易自燃，自燃時，主要反應為：

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

Fe2O3+O2Fe2O3+3S+585kJ2/2/20239第一節(jié)防火與防爆技術含硫氣田的集輸管道和站場設備中，存在著不少因腐蝕而產(chǎn)生的硫化鐵。如果設備或管道打開而不采取適當措施，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，應噴水使硫化鐵處于潤濕狀態(tài)；(2)定期清管和清洗設備，除去管道、設備內的硫化鐵；(3)減緩或防止金屬設備的腐蝕，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3．爆炸性混合物

可燃氣體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)爆炸極限可燃氣體與空氣構成的混合物，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：可燃氣體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氣體在混合物中的體積百分數(shù)來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到爆炸極限范圍之內。

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)

物質名稱爆炸極限，％(體積)物質名稱爆炸極限，%(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

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果。這樣，原來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(2)原始壓力

混合物的原始壓力對爆炸極限有很大影響。一般情況下，當壓力增加時，爆炸極限的范圍擴大，并且上限隨壓力變化很顯著。這是由于在增壓情況下，物質分子間距離更為接近，使燃燒反應更容易進行.

圖4-1說明了壓力對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壓力對甲烷爆炸極限的影響

2/2/202316第一節(jié)防火與防爆技術(3)惰性介質混合物中加入惰性氣體，爆炸極限的范圍會縮小。當惰性氣體達到一定濃度時，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爆炸極限的影響。由圖可見，混合物中惰性氣體增加，對上限的影響較之對下限更為顯著，因為惰性氣體濃度加大，表示氧的濃度相對減小，而在上限時氧的濃度已經(jīng)很小，故惰性氣體濃度稍為增加一點，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甲烷爆炸極限的影響2/2/202318第一節(jié)防火與防爆技術(4)容器容器的材料和尺寸對爆炸極限也有影響。在管道中進行的氣體混合物爆炸實驗表明，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和熱損失來加以解釋。(5)點火源能量電火花的能量、火源與混合物的接觸時間的長短等，對爆炸極限都有一定的影響。如甲烷，對電壓為100V、電流強度為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，則爆炸極限范圍擴大為5.85％～14.8％。2/2/202319第一節(jié)防火與防爆技術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計算。由于爆炸過程在瞬間完成，因此可不計熱量的損失。實際上，氣體混合物在密閉容器中的爆炸剛結束、系統(tǒng)處在最大爆炸壓力狀態(tài)時，爆炸中心和爆炸邊緣點的溫度是不同的。因此，計算的最高爆炸溫度可認為是一種平均值。2/2/202320第一節(jié)防火與防爆技術氣體混合物爆炸后的最大壓力，可用下式計算：（4-1）式中、——原始壓力和最大爆炸壓力，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)防火與防爆技術甲烷的化學當量燃燒反應式為：CH4+2O2+2×3.76N2=CO2+2H2O+7.52N2其燃燒(爆炸)前后的分子數(shù)相同。化學當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4．燃燒與爆炸的預防措施在生產(chǎn)中，防止火災與爆炸事故的基本原則是：(1)所處理的物質應避免處于足以發(fā)生燃燒或爆炸的危險狀態(tài)；(2)消除一切足以導致著火的火源。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

(1)系統(tǒng)密閉與環(huán)境通風系統(tǒng)密閉可使氣體或蒸氣不能泄漏，環(huán)境通風使泄漏出的可燃氣體不可能積聚。可燃氣體漏出或空氣進入充有可燃氣體的設備中，都可能導致事故發(fā)生，因此設備應保持密閉。設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)前或定期檢查時應按規(guī)定進行試壓及嚴密性試驗；操作壓力必須加以控制，防止超壓。設備很難保證百分之百的絕對不泄漏，因此有必要采取通風的方法防止可燃性氣體在車間內積聚。在設置通風系統(tǒng)時，應注意密度較大的氣體或蒸氣在低洼處積聚。通風設施的電氣部分應按要求采用防爆型的。

2/2/202324第一節(jié)防火與防爆技術(2)充惰性氣體在可燃氣體與空氣的混合物中加入足夠量的惰性氣體，可以達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)程與加強科學管理應根據(jù)工藝介質的易燃易爆特性，制定安全操作規(guī)程和管理制度并嚴格遵守。

2/2/202325第一節(jié)防火與防爆技術

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、電氣設備或靜電放電火花等。為消除火源，采取的措施有：(1)建立嚴格的動火制度，未經(jīng)許可不得在生產(chǎn)區(qū)使用明火或進行焊接作業(yè)。(2)防止摩擦與撞擊產(chǎn)生火花。如敲擊設備或管道應使用由銅、鋁等材料制成的不發(fā)生火花的工具；在傾倒易燃液體時，為防止鐵桶與金屬設備撞擊產(chǎn)生火花，應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

(3)使用防爆型電氣設備。根據(jù)不同的爆炸和火災危險場所等級選用不同防爆等級的電氣設備，照明應采用防爆燈具。(4)按規(guī)定對有關設備、設施進行接地，使所生成的靜電能迅速導人大地。(5)對于含硫天然氣的集輸系統(tǒng)，必須密切注意預防硫化鐵的自燃。脫水后的含硫干氣輸送可防止管道的腐蝕。但在管道投入運行前，應按規(guī)定對管內進行徹底的干燥。

2/2/202327第二節(jié)硫化氫的人身安全防護補充：硫化氫的腐蝕

暴露時間：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大于3m/s，小于15m/s。小于3m/s課造成管線、設備底部的積液，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第二節(jié) 硫化氫的人身安全防護一、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。平臺上硫化氫一旦泄露進入大氣，其毒性的反應從低濃度時難聞的氣味或刺激眼睛，直到在較高濃度時的嚴重中毒甚至死亡。因此，對在可能導致大氣中硫化氫濃度超過危害性濃度地區(qū)工作的人員必須制定一套完整的實用的人身安全防護措施，并保證有效實施。2/2/202329第二節(jié)硫化氫的人身安全防護二、硫化氫的人身安全防護1.硫化氫的特性(1)硫化氫的物理與化學特性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，也對人的健康造成危害；②無色；③比空氣重，其相對密度為1.1906,（空氣相對密度為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④低濃度時具有臭雞蛋的惡臭氣味，稍高濃度（少量）時則具有令人嘔吐的甜味，高濃度時因迅速麻痹人的嗅覺神經(jīng)，使人喪失嗅覺，反而聞不到味道；⑤燃燒時呈藍色火焰并產(chǎn)生SO2。SO2比H2S的毒性稍弱，當SO2的體積濃度為8～12ppm時，很多人有明顯的鼻、咽、眼部受刺激的感覺。當SO2的濃度為100ppm時，人只能忍受幾分鐘。SO2的濃度超過500ppm時，有極端的刺激性并在呼吸時就形成窒息的感覺；2/2/202331第二節(jié)硫化氫的人身安全防護⑥當與空氣相混，其體積濃度在4.3％至46%之間時，可行成易爆炸的混合氣體；⑦可溶于水和油中，當流體溫度升高時其溶解度降低；⑧溶于水的硫化氫對鐵基金屬有較強的腐蝕性。2/2/202332第二節(jié)硫化氫的人身安全防護（2）人對硫化氫的反應人的鼻子對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來檢測硫化氫；①濃度增加到4.6ppm時嗅覺鈍化；②在8h內可接受的最高濃度為10ppm，要求使用防毒面具；③在工作時最高允許接觸的濃度，10min內不得超過50ppm;2/2/202333第二節(jié)硫化氫的人身安全防護④濃度達100ppm時，能刺激眼睛、咽、喉，引起咳嗽；⑤濃度達200ppm時，嗅覺失靈，眼睛、咽喉有灼燒感；⑥濃度達500ppm時，眩暈、喪失平衡、呼吸困難；⑦濃度達700ppm時，失去知覺，可能導致停止呼吸；⑧濃度達1000ppm時，立即失去知覺，造成死亡或永久性腦損傷神經(jīng)衰弱；⑨濃度達2000ppm時，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(3)吸入硫化氫的生理過程和癥狀①眼刺痛、鼻嗅覺鈍化、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：缺氧導致死亡。在低濃度（100ppm）下長時間的接觸，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，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(4)硫化氫中毒的搶救措施硫化氫含量高導致中毒者停止呼吸和心跳時，必須立即采取措施進行搶救，幫助中毒者恢復呼吸和心跳。否則，中毒者將會在短時間內死亡。切記：中毒者不會自動恢復心跳和呼吸。硫化氫中毒搶救措施：①進入毒氣區(qū)救人之前，自己應先戴上防毒面具；②立即把中毒者從硫化氫分布的現(xiàn)場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，應立刻進行人工呼吸和胸外心臟按壓，直至呼吸和心跳恢復或者醫(yī)生到達。有條件的可使用回生器（又叫“恢復正常呼吸器”）代替人工呼吸；④若中毒者沒有停止呼吸，應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后，可給中毒者喂興奮性飲料，如咖啡或濃茶，應有專人護理；⑥若眼睛受到輕微損害，可用干凈水徹底清洗，也可進行冷敷2/2/202337第二節(jié)硫化氫的人身安全防護⑦在醫(yī)生證明中毒者已恢復健康可返回工作崗位之前，還應使中毒者繼續(xù)處于醫(yī)療監(jiān)護之下；⑧在心跳停止之前，當把中毒者轉移到新鮮空氣區(qū)立即恢復呼吸者，可認為中毒者已恢復正常；⑨在輕微中毒的情況下，中毒者沒有完全失去知覺，若經(jīng)短暫休息后本人要求回崗位繼續(xù)工作時，醫(yī)生一般不要同意，應休息1~2d。2/2/202338第二節(jié)硫化氫的人身安全防護2.人身安全防護（1）人員培訓至少應包括如下內容：①硫化氫的來源、特性及其危害，特別是不同硫化氫濃度對人身的反應；②防護設備，包括呼吸保護設備、安全服裝、安全繩及其它輔助設備的使用、注意事項和維護；③人工呼吸法和胸外心臟按壓法的急救知識并經(jīng)常進行實習訓練；

2/2/202339第二節(jié)硫化氫的人身安全防護④硫化氫探測和監(jiān)測裝置的使用，注意事項及限制；⑤緊急情況處理程序，即一旦因事故硫化氫發(fā)生泄漏，應遵守的各項緊急處理程序；⑥通風的重要性，包括使用風向標決定風向等措施，以及正確使用人工通風等。2/2/202340第二節(jié)硫化氫的人身安全防護（2）硫化氫的檢測1）化學方法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，當與硫化氫氣體接觸時會變成棕色或黑色。讓試紙（或涂片）與被測定區(qū)空氣接觸3-5min，根據(jù)色譜帶對照試紙（或涂片）改變顏色的深度可判斷硫化氫的濃度。②安碚瓶法：在玻璃瓶內裝有白色醋酸鉛顆粒，瓶口由海綿塞住，硫化氫通過海綿浸入瓶內與醋酸鉛反應，使醋酸鉛顏色變黑，與試紙法一樣，是一種定性半定量測量方法。2/2/202341第二節(jié)硫化氫的人身安全防護③碘量法：

碘量法對天然氣中硫化氫含量是一種定量的化學方法，其測定范圍為0～500mg/m3（相當于標準狀態(tài)下0～325ppm）。該方法是用過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準溶液滴定。此法可參閱中華人民共和國國家標準GB11060.1-89《天然氣中硫化氫含量的測定——碘量法》。2/2/202342第二節(jié)硫化氫的人身安全防護2)電子探測儀測定法①可攜式硫化氫電子探測報警器；②固定式硫化氫探測系統(tǒng)。在生產(chǎn)的油氣中含有硫化氫氣體的平臺，為了監(jiān)測硫化氫的存在，保護操作人員的安全，平臺上一般安裝有硫化氫探測系統(tǒng)，以探測硫化氫的泄漏并發(fā)出警報。2/2/202343第二節(jié)硫化氫的人身安全防護該系統(tǒng)的傳感器內裝有一種稱為MOS的感應物質來檢測硫化氫氣體，這種物質充滿于兩電極之間，在沒檢測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）。當這種物質吸收到硫化氫氣體時，兩電極間的電阻急劇下降（達到千兆左右）。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這種電阻的改變在輸入電路中被轉換成電壓信號并進行放大，被放大了的模擬信號被傳送到模／數(shù)轉換器上，轉換為數(shù)字信號，再被傳送到微處理器中進行數(shù)字處理，最后顯示出所檢測的硫化氫濃度，與此同時，經(jīng)過微處理器的信號又進行數(shù)／模轉換為4～20mA的輸出信號到報警卡上。由于4～20mA的輸出是相對于所檢測到的硫化氫氣體濃度的多少，根據(jù)這個電流來設定高、低濃度報警，當檢測到硫化氫氣體存在時，報警卡上就會有濃度數(shù)字顯示，并伴有聲音報警。2/2/202345第二節(jié)硫化氫的人身安全防護硫化氫泄漏時的個人防護用品：①自持式呼吸器（SCBA）；②帶濾毒罐的防護面罩。維護保養(yǎng)：定期對探測器進行檢查、清潔，每月對該系統(tǒng)進行一次功能試驗。(3)人身防護設備對于在有硫化氫的封閉空間環(huán)境中工作或在可能對健康或生命有危險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1)過濾式防毒面具過濾式防毒面具由頭盔面罩、導氣管、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裝置。正壓式即操作人員穿戴的面罩內氣壓為正壓，無論環(huán)境中有毒氣體濃度有多高，即使面罩密封不嚴，發(fā)生泄漏，由于面罩內氣壓高于大氣壓，有毒氣體不能進入面罩內。正壓式空氣呼吸器裝置配有小容積高壓氣瓶，呼吸器支持的時間，取決于用戶耗氣率，范圍較廣，可以20～100L/min，時間5～60min。2/2/202348第二節(jié)硫化氫的人身安全防護3）正壓供氣系統(tǒng)該系統(tǒng)有平臺儀表系統(tǒng)提供0.7MPa壓縮空氣，集中供氣，操作人員工作時也不必背負沉重的氣瓶，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行工作，而且工作時間不受限制。但是，氣管線的長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)的安全保護第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護

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

管道選材正確并具有足夠的強度；(2)

管道同其他建筑物、構筑物、道路、橋梁、公用設施及企業(yè)等保持一定的安全距離。管道的強度設計應符合有關規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定；管道施工必須保證焊接質量并符合現(xiàn)行標準規(guī)范的要求，同時采取強度試壓和嚴密性試壓來認定；在生產(chǎn)過程中應對管道進行定期測厚，并保持良好的維護管理以保證管道的安全運行。2/2/202351第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護2．集輸管道的防爆安全保護主要應防止管道泄漏，避免泄漏氣體的燃燒和在封閉的空間內產(chǎn)生爆炸。因此集輸管道的防爆安全保護，應通過管道設計時材料選擇和強度計算的正確、施工質量的確認和生產(chǎn)過程中定期巡線檢漏工作來保證。2/2/202352第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護3．集輸管道的限壓保護和放空1)采氣管道的限壓保護采氣管道的限壓保護一般通過井場裝置的安全閥來實現(xiàn)。天然氣集氣站進站前管道上設置的緊急放空閥和超壓報警設施，對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2)集氣管道的限壓保護集氣管道的限壓保護通常由出站管道上安全閥的泄壓功能來實現(xiàn)，同時集氣管道應有自身系統(tǒng)的截斷和放空設施。集氣支管道可在集氣站的天然氣出站閥之后設置集氣支管放空閥；長度超過1km的集氣支管，可在集氣支管與集氣干管相連接處設置支管截斷閥。集氣干管末端，在進入外輸首站或天然氣凈化廠的進站(廠)截斷閥之前，可設置集氣干管放空閥，并在該處設置高、低壓報警設施，該報警設施一般設在站內由站內操作人員管理維護。2/2/202354第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護二、集輸站場的安全保護1．集輸站場的防火防爆措施(1)集輸站場的位置及與周圍建筑物的距離、集輸站場的總圖布置等應符合防火規(guī)范的規(guī)定：(2)工藝裝置和工藝設備所在的建筑物內，應具有良好的通風條件；凡可能有天然氣散發(fā)的建筑物內應安裝可燃氣體報警儀。2/2/202355第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護2．集輸站場的限壓保護和放空(1)井場裝置的限壓保護。井場裝置的限壓保護如圖4—3所示。各種限壓保護設備的作用是：①高低壓安全截斷閥。如圖4-3中的3所示。當采氣管道的壓力高于上限或低于下限時，安全截斷閥3即自動關閉。采氣管道超過上限壓力，一般是因為采氣管道堵塞或集氣站事故情況下緊急關閉進站截斷閥而造成的。采氣管道低于下限壓力，一般是因為采氣管道發(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②彈簧安全閥。如圖4-3中5、8所示，是一種超壓泄放設備。管道系統(tǒng)具有不同壓力等級時，為防止上一級壓力失控，保護下一級壓力系統(tǒng)的設備和管道，一般須裝設泄壓安全閥。2/2/202357圖4-3井場裝置限壓保護圖

l-采氣樹；2-采氣樹針形閥；3-高低壓安全截斷閥；4-氣井產(chǎn)量調節(jié)控制節(jié)流閥；5、8-壓力泄放安全閥；6-氣體壓力調節(jié)控制節(jié)流閥；7-截斷閥

2/2/202358第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護(2)集氣站的限壓保護。通常集氣站中的節(jié)流閥將全站操作壓力分成兩個等級。凡有壓力變化的系統(tǒng)，在低一級的壓力系統(tǒng)應設置超壓泄放安全閥。安全閥與系統(tǒng)之間應安裝有截斷閥，以便檢修或拆換安全閥時不影響正常生產(chǎn)。在正常操作時，安全閥之前的截斷閥應處于常開狀態(tài)，并加鉛封。常溫分離單井集氣站，在進、出站的截斷閥之間，可在高壓系統(tǒng)或在中壓系統(tǒng)設一個緊急放空兼作檢修時卸壓放空的放空閥。放空氣體應引出站外安全地段放空。2/2/202359第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護低溫分離集氣站中，高壓分離器和低溫分離器之前分別設有節(jié)流閥，故有壓力等級的變化，因此在高壓分離器和低溫分離器的前或后的管段上，應分別設置超壓泄放安全閥。設在分離器進口管段上的安全閥，其泄放介質應考慮為氣液混相；設在分離器出口管段上的安全閥，其泄放介質則為氣相。

2/2/202360第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護天然氣集輸井站安全系統(tǒng)設置一、設置集輸井站安全系統(tǒng)應考慮的問題除設備材料選型外，通常井站安全系統(tǒng)包括：井口安全截斷裝置，站內放空系統(tǒng)（手動或氣液動放空、安全閥泄放），緊急截斷閥等。2/2/202361第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護1.總體考慮因素天然氣集輸工藝系統(tǒng)的安全設計除考慮系統(tǒng)本身的安全外，還應考慮周圍環(huán)境對系統(tǒng)的影響，應從以下方面考慮：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?shù)牟牧希ü懿?、設備用材料）;②站場工藝管道、設備的強度應符合有關標準規(guī)范;③站場的總圖布置應符合有關標準規(guī)范;④天然氣集輸系統(tǒng)應采用必要的安全保護裝置和措施。2/2/202362第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護2.安全保護裝置設置（1）為確保井站高壓系統(tǒng)在事故狀態(tài)不超壓，特別是對含硫氣井，井口采用安全截斷閥。（2）站內其他發(fā)生天然氣壓力變化的地方，采用先導式安全閥及手動放空管。（3）對站內主要壓力容器（分離器）、增壓設備后端設置先導式安全閥及手動放空閥。（4）對集輸氣進站及燃料氣進、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置防止超壓的安全閥及物動放空閥。（5）對集輸井站出站口設緊急截斷閥或止回閥，并設手動放空閥。2/2/202363第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護二、集輸工藝系統(tǒng)安全的基本要求

1.基本要求

（1）氣井井口應安裝井口高低壓緊急截斷閥氣井井口節(jié)流閥之后應裝設井口高低壓安全截斷閥。當采氣管道出現(xiàn)超高壓或超低壓的情況時，高低壓安全截斷自動關閉，氣井關井。當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，為了避免或減少天然氣的放空，通過站內自控聯(lián)鎖系統(tǒng)關斷高低壓安全截斷閥，同時關閉采氣管道出站截斷閥。超低壓截斷可保護井站設備和管道，防止管道和設備破損后天然氣的大量流失而造成爆炸、火災、中毒等事故。2/2/202364第三節(jié)集輸系統(tǒng)的安全保護（2）設置出站緊急截斷閥或止回閥。當站內出現(xiàn)火災等事故時，防止下游天然氣倒流進站內。（3）設置放空閥。主要目的是停產(chǎn)檢修時放掉管道和設備中的天然氣，以預防火災和中毒事故的發(fā)生。泄壓氣體的排放應就近引入同級壓力的放空管線。對帶有液烴的氣體放空管線，在進入火炬之前應設有分液罐。站場內的天然氣系統(tǒng)設置緊急放空系統(tǒng)應符合《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》GB50183的有關規(guī)定。站場的火炬及放空管宜位于站場生產(chǎn)區(qū)最小頻率風向的上風側，火炬及放空管宜布置在站外地勢較高處，其與站場的距離由計算確定。