天然气加气站危险因素分析行业资料石油天然气工业行业资料石油、天然气工业.pdf

2 主要危险、有害因素识别 2.1 周边环境危险、有害因素分析 2.2 物质的危险、有害因素性分析 本项目涉及的危险物质主要是天然气，依据建筑设计防火规范的规 定：天然气的火灾危险性类别为甲类，下面对天然气的特性及危险有害因素 进行辨识。2.2.1 天然气的组成 本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非 烃类气体混合物的总称。天然气的主要成分是甲烷，且含有乙烷、丙烷、丁 烷及戊烷以上的烃类，还含有少量的二氧化碳、氮、硫化氢等非烃组分。其 物性参数为：密度 0.7708 kg/m3；相对密度 0.5964（对空气 10）；爆炸极 限：515；热值：8100 kcal/m3。天然气中甲烷的体积百分比较高，因此，天然气的主要危险有害因素来 自甲烷，而乙烷、二氧化碳和氮气等的体积百分比不会高到对人体产生危害 的程度，故在不予辨识分析。甲烷的物化性质及危险危害特性见表 2-2。甲烷的物化性质及危险危害特性 表 2-2 标识 中文名：甲烷 英文名:methane；Marsh gas 分子式：CH4 相对分子质量：16.04 CAS 号：74-82-8 危险货物编号：21007；UN 编号：1971 理化性质 危险性类别：第 2.1 类 易燃气体 危险性棕述：本品易燃，具窒息性。外观与性状：无色无臭气味 溶解性：微溶于水，溶于醇、乙醚。熔点（）：-182.5 沸点（）：-161.5 相对密度（水=1）：0.42（-164）临界温度（）：-82.6 临界压力（MPa）：4.59 相对密度（空气=1）：0.55 燃烧热（KJ/mol）：889.5 最小点火能（mJ）：0.28 饱和蒸气压（KPa）：53.32（-168.8）燃烧爆炸 危险性 燃烧性：易燃 燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳 闪点()：-188 聚合危害：不聚合 爆炸极限%（V/V）：5.3 15 稳定性：稳定 引燃温度（）：538 禁 忌 物：强氧化剂、氟、氯。危险特性：易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器 从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。毒性 急性毒性：LD 50：无资料 LC 50：无资料 对人体 危害 甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达 25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息 死亡。皮肤接触液化本品，可致冻伤。急救 皮肤接触：若有冻伤，就医治疗。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人 工呼吸。就医。防护 工程控制：生产过程密闭，全面通风。呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，佩戴 自吸过滤式防毒面具（半面罩）。眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。身体防护：穿防静电工作服。手 防 护：戴一般作业防护手套。其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人 监护。泄漏处理 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给 正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构 筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。操作处理 操作处置注意事项：密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧 化剂接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。配备相应品种和数量的消防器 材及泄漏应急处理设备。法规信息 危险化学品安全管理条例（国务院令 344 号）、工作场所安全使用化学品规定（1996 原劳部发 423 号）等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危 险化学品的分类及标志（GB13690-92）将该物质划为第 2.1 类易燃气体。2.2.2 天然气的火灾危险性 1）易燃性 天然气属甲类，当其在作业场所或储存区弥漫、扩散或在低洼处聚积，在空气中只要较小的点燃能量就会燃烧，因此，具有较大的火灾危险性。天然气在空气中燃烧为均相燃烧，遇火即着。一旦燃烧产生，呈现出燃 烧速度快、燃烧温度高、辐射热强的特点，其燃烧温度可达 2120。天然气 燃烧过程中各可燃组分的燃烧反应式及放出的热值见表 2-3。气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳组分 反应式 放出的热值，kJ/m 3 高热值 低热值 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 氢 一氧化碳 硫化氢 CH 4+2O 2=CO2+2H 2O C2H6+3.5O 2=2CO 2+3H 2O C3H8+5O2=3CO2+4H2O C4H10+6.5O2=4CO2+5H2O C5H12+8O2=5CO2+6H2O H2+0.5O2=H2O CO+0.5O2=CO 2 H2S+1.5O2=SO2+H2O 37613.72 65891.83 93778.96 121519.58 149364.85 12069.91 11958.15 23730.02 33866.00 60265.84 86281.83 112142.94 138112.88 10207.14 21904.5 注：燃烧反应在温度为 15.5、压力为 101.325kPa 的条件下进行。碳氢化合物燃烧反应的通式为：CmHn(m n)O2 mCO2 n H2O 42 天然气燃烧没有物态的变化，燃烧速度快，放出热量多，因而产生的火 焰温度高、辐射热强，造成的危害性也大。2)易爆性 可燃性混合气体的爆炸，首先是天然气与空气的相互扩散、均匀混合形 成爆炸性混合气体，并且由于混合气体遇着火源使爆炸开始发生；其次是由 于连锁反应过程的发展，爆炸范围不断扩大和爆炸威力升级；最后是完成化 学反应，爆炸力造成灾害性破坏。设备中的天然气泄漏在大气中，其浓度达到爆炸极限范围时，遇火源即 将发生燃烧或爆炸，当天然气浓度低于下限时，遇火源既不爆炸亦不燃烧，当天然气浓度高于上限时，遇火源不爆炸但能发生燃烧。在设备中，如果存在天然气与空气形成的混合气体，其浓度在爆炸极限 范围内时，有点火能即发生燃烧或爆炸，这种爆炸危险性更大。2.2.3 天然气的热膨胀性 气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳当天然气受热膨胀所产生的压力大于管道的抗压强度时，还也会发生气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳设备爆炸，因此电加热保温带温度控制非常重要。2.2.4 扩散性 天然气能以任何比例与空气混合，说明气体具有无限的掺混性。容易与 空气形成爆炸性混合物，顺风飘移，遇火源即爆炸蔓延，如天然气中的氢、甲烷等。2.2.5 形成水合物的危害 本项目加气站的天然气为干气，不带水，但若异常情况下，气中带水时，天然气中的某些组分如甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷和二氧化碳等会与液态水 在一定的温度、压力条件下所形成的一种外形象冰霜的物质，即水合物。这 种晶体的形成与堆积，会减小输送管道的截面积，严重时造成堵塞，使管道 系统内压增大，带来更大的危害。水合物的形成机理及条件与水结冰完全不同，即使温度高达 29，只要 天然气的压力足够高，其仍然可以与水形成水合物。形成天然气水合物的必 要条件是：1）必须有液态水与天然气接触；2）天然气中的水蒸气分压等于或超过在水合物体系中与天然气的温度 对应的水的饱和蒸汽压；3）天然气的温度必须等于或低于其在给定压力下水合物形成温度。以上三个条件是形成水合物的内因，此外还有一些加速水合物形成的外 因，主要包括以下几个方面：1）高流速、气流扰动或压力脉动；气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳2）出现小的水合物晶种；3）天然气中含有硫化氢和二氧化碳，因为这两种酸性气体比烃类气体 更容易溶于水 2.3 工艺过程危险因素分析 2.3.1 加压过程危险因素分析 2.3.2 加注过程危险因素分析 2.3.3 储存过程危险因素分析 2.4 电气设施危险因素分析 电气火灾事故的原因包括电气设备缺陷或导线过载、电气设备安装或使 用不当等，从而造成温度升高至危险温度，引起设备本身或周围物质的燃烧、爆炸。在调压站等易燃、易爆危险环境中，设置有防爆电机、电控阀门、仪 器仪表、照明装置及连接电气设施的供电、控制线路等。这些设施、连接一 旦发生火灾或故障，将会引起安全事故。1）火灾爆炸危险区域划分不准确 火灾爆炸危险区域划分不准确可能造成危险区域防爆电气设施等级确 定错误，以至于所选用的电气设施安全防爆性能不能满足实际工况要求，引 发事故。2）电气防爆性能 防爆电气设施自身存在质量问题；系统连接完成后，整体防爆性能不能 满足工况要求；在实际运行中，对已具防爆性能的电气设备、线路、电机、照明设备进行改装、维护或修理，随后又未经防爆性能检测就投入使用，可 能造成不防爆，造成火灾、爆炸等安全事故。气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳3）电气线路事故 电气线路往往由于短路、过载运行、连接点接触电阻过大等原因，产生 电火花、引起电线、电缆过热，从而造成电气火灾。漏电还会引起触电事故。造成这些危险有害因素的原因一般包括：电气设备的设置不能满足其工 作环境的要求，电气设备没有国家指定机构的安全认证标志或是国家颁布的 淘汰产品，电力装置不能满足用电负荷的要求，电气设备没有可靠的触电保 护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护及电气安全距 离，未根据作业环境和条件选择安全电压或安全电压值和设施不符合规定。2.5 防雷、防静电危险因素分析 加气站的防雷、防静电设施有可能存在质量问题或管理不善，从而造成 安全事故。1）静电：由于摩擦、接触-分离、破断、感应和电荷迁移等原因而产 生静电，如设备、设施无防静电措施或防静电措施效果差时，会使静电逐渐 积累，导致静电放电而产生静电火花。在可能产生静电危害的作业场所，没 有配置个人防静电的防护用品，可由于运动中产生的磨擦使人体带上静电，并可能因静电电击引起精神紧张、摔倒、坠落，造成二次事故。2）雷电：雷电是一种大气放电的现象，虽然放电作用时间短，但放电 时可产生数万伏至数十万伏冲击电压，放电电流可达几十到几十万安培，电 弧温度也可达几千度以上，对建筑群中高耸的建筑物及尖形物、空旷区内孤 立物体以及特别潮湿的建筑物、屋顶内金属结构的建筑物及露天放置的金属 设备等有很大威胁，可造成生命和财产的巨大损失。雷电的危害一般分为两 类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用；二是雷电的二 次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁感应。其火灾危险性主要表现为：气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳（1）雷电流的高压效应产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，巨 大的电压击穿电气设备的绝缘使设备发生短路，导致火灾爆炸等直接灾害；（2）雷电流高热效应放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点产生高温，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸；（3）雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡；（4）雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电 荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压，产生放电现象从而导致 火灾；（5）雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，感生出 的电流可引起变压器局部过热而导致火灾；（6）雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用会引起 配电装置或电气线路断路的燃烧从而导致火灾。造成这些危险因素的主要原因有：1）系统所设置的防雷、防静电装置的位置、连接方法不正确，造成防 雷、防静电效果达不到设计要求；2）避雷装置发生故障或消除静电装置失灵；3）防雷、防静电装置采用非良导体材料制造，或年久失修接触不良，造成接地电阻过大，难以起到消除雷电或静电作用。2.6 车辆伤害 加气站在经营过程中，现场会有加气出入车辆、工作人员办公车辆等，会由于车辆问题、驾驶员违章驾驶等原因发生车辆伤害事故。2.7 人为失误 气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳人在生产活动中起着决定性的主导作用和支配作用，而人又会受到诸多 客观因素的影响，因此，不可避免有人有失误的概率存在，特别是在特定的 操作系统中进行具体作业时，影响人的诸多因素，都会在一定的条件下对正 在进行操作的人产生影响，好的因素会使人的工作积极性高涨，从而会提高 生产的效率，而不好的因素却会使人的情绪受到影响，会导致生产效率下降，严重的还会使人在日常生活及工作中的行为失常，极易导致事故发生。国内外的事故统计分析表明，在每年发生大量的事故中，大部分的事故 是由人的因素造成的。由此可见，人在生产活动中行为的管理以及全面提高 操作者的综合素质，对企业的安全生产是至关重要的。2.8 主要有害因素分析 2.8.1 窒息性气体中毒危害 甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒 息。当空气中甲烷达 25-30时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集 中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息死亡。2.8.2 温度危害 1）高温危害 本项目在夏季加气作业过程中存在高温危害。当加气工在炎热的夏季进 行作业时，高温可影响其体温调节，水盐代谢及循环系统、消化系统、泌尿 系统等。当热调节发生障碍时，轻者影响劳动能力，重者可引起别的病变，如中暑。当水盐代谢的失衡，可导致血液浓缩、尿液浓缩、尿量减少，这样 就增加了心脏和肾脏的负担，严重时引起循环衰竭和热痉挛。气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳2）低温危害 本项目在冬季加气作业过程中存在低温危害。当环境温度低于皮肤温度 时，首先皮肤毛细血管收缩，使人体散热量减少。当环境温度继续下降时，产生冷应激效应，通过肌肉的抖动，增加了产热量，维持体温恒定。当在低 温环境下工作时间过长时，超过了人体的冷适应能力，体温调节发生障碍，就会造成机体的损害，如冻伤。2.9 重大危险源辨识 根据国家标准重大危险源辨识 GB18218-2000 和国家安全生产监督 管理局的文件关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协 调字200456 号）的规定进行重大危险源辨识，辨识结果如下：该加气站储气瓶组（储气井）包括：单罐容积为 20m3的汽油储罐 3 个，单罐容积为 50m3的柴油储罐 2 个。如最大储量按 90%计算，可得：该加气站的储气瓶组（储气井）属于重大危险源。因此，建议企业应根据安全生产法的规定，该加油站对重大危险源 应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急预案，告知从业人 员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。将本单位重大危险源及有 关措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和有关 部门备案。气依据建筑设计防火规范的规定天然气的火灾危险性类别为甲类下面对天然气的特性及危险有害因素进行辨识天然气的组成本项目输送的介质天然气是通过气井从地下开采出来的烃类和少量非烃类气体混合物的总称天然气的主要成对密度对空气爆炸极限热值天然气中甲烷的体积百分比较高因此天然气的主要危险有害因素来自甲烷而乙烷二氧化碳和氮气等的体积百分比会高到对人体产生危害的程度故在予辨识分析甲烷的物化性质及危险危害特性见表甲烷的物窒息性危险性类别第类易燃气体外观与性状无色无臭气味溶解性微溶于水溶于醇乙醚理化性质熔点沸点临界温度临界压力燃烧热最小点火能燃烧爆炸燃烧性易燃危险性闪点相对密度水相对密度空气饱和蒸气压燃烧分解产物一氧化碳