[精选]《油气储运概论》储运安全技术.pptx
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1、8储运平安技术储运平安技术18.1集输系统的平安技术集输系统的平安技术天天然然气气集集输输系系统统是是一一个个承承压压系系统统,天天然然气气介介质质易易燃燃、易易爆爆,有有的的气气田田采采出出的的天天然然气气还还含含有有腐腐蚀蚀性性和和毒毒性性都都很很强强的的H2SH2S,这这些些因因素素给给天天然然气气集集输输的的平平安安生生产产和和人人身身平平安安带带来来危危险险。因因此此,天天然然气气集集输输系系统统的的建建设设和和操操作作管管理理要要特特别别树树立立平平安安生生产产的的观观念念,根据集输系统的特点采取各种有效的平安技术措施。根据集输系统的特点采取各种有效的平安技术措施。28.1.1防火
2、与防爆技术防火与防爆技术天天然然气气的的主主要要成成分分是是甲甲烷烷,还还含含有有一一些些乙乙烷烷、丙丙烷烷、丁丁烷烷等等较较重重的的烃烃类类,从从地地层层采采出出的的未未经经处处理理的的含含硫硫天天然然气气还还含含有有毒毒性性很很大大的的硫硫化化氢氢气气体体。甲甲烷烷、乙乙烷烷等等烃烃类类及及硫硫化化氢氢气气体体都都是是易易燃燃物物质质,与与空空气气以以一一定定比比例例混混合合后后会会形形成成爆爆炸炸性性的的气气体体混混合物。合物。31、燃烧及燃烧速度、燃烧及燃烧速度燃燃烧烧是是一一种种同同时时有有热热和和光光发发生生的的强强烈烈氧氧化化反反响响。燃烧必需具备如下条件:燃烧必需具备如下条件:
3、1有可燃物质;有可燃物质;2有助燃物质氧或氧化剂;有助燃物质氧或氧化剂;3能能导导致致着着火火的的火火源源,如如明明火火、静静电电火火花花、灼灼热热物体等。物体等。4气气体体的的燃燃烧烧不不需需要要象象液液体体那那样样经经历历蒸蒸发发的的过过程程,所所以以燃燃烧烧速速度度很很快快。气气体体的的燃燃烧烧性性能能常常以以火火焰焰传传播播速速度度来来衡衡量量,一一些些可可燃燃气气体体与与空空气气的的混混合合物物在在25.4mm直直径径的的管道中火焰传播速度的试验数据见表管道中火焰传播速度的试验数据见表8-1。562、可燃物质的自燃、可燃物质的自燃1自燃点自燃点可可燃燃物物质质在在没没有有明明火火火火
4、源源的的情情况况下下,在在有有助助燃燃物物质质的的环环境境中中能能自自行行着着火火燃燃烧烧的的最最低低温温度度,称称为为自自燃燃点点。表表8-2列列出出了了几几种种物物质质在在空气中的自燃点。空气中的自燃点。78 影响可燃物质自燃点的因素很多。压力对自燃影响可燃物质自燃点的因素很多。压力对自燃点有很大的影响,压力愈高,则自燃点愈低。如苯点有很大的影响,压力愈高,则自燃点愈低。如苯在在1atm时自燃点为时自燃点为680,在,在10atm下为下为590,在,在25atm下为下为490。可燃气体与空气混合物的自燃。可燃气体与空气混合物的自燃点随其组成而变化,当混合物的组成符合燃烧的化点随其组成而变化
5、,当混合物的组成符合燃烧的化学理论计算量时自燃点最低。混合气体中氧浓度增学理论计算量时自燃点最低。混合气体中氧浓度增高,也将使自燃点降低。催化剂的存在对液体和气高,也将使自燃点降低。催化剂的存在对液体和气体的自燃点都会有影响,此外,容器的直径与容积体的自燃点都会有影响,此外,容器的直径与容积在一定程度上也影响物质的自燃点。在一定程度上也影响物质的自燃点。9 2 2可燃物质的自燃可燃物质的自燃 某某些些可可燃燃物物质质的的自自燃燃点点很很低低,在在常常温温下下就就能能发发生生自自燃燃。与与常常温温空空气气接接触触就就能能着着火火的的物物质质有有黄黄磷磷、磷磷化化氢氢、铁铁的的硫硫化化物物等等,这
6、这类类物质最为危险。现以硫化铁为例说明如下。物质最为危险。现以硫化铁为例说明如下。10 枯燥的铁的硫化物枯燥的铁的硫化物FeSFeS、Fe2S3Fe2S3等极易自燃,等极易自燃,自燃时,其主要反响如下:自燃时,其主要反响如下:11含含硫硫气气田田的的集集输输管管道道和和站站场场设设备备中中,存存在在着着不不少少因因腐腐蚀蚀而而产产生生的的硫硫化化铁铁。如如果果设设备备或或管管道道翻翻开开而而不不采采取取适适当当措措施施,枯枯燥燥的的硫硫化化铁铁与与空空气气接接触触,便便能能发发生生自自燃燃,如如有有天天然然气气存在,还有可能发生爆炸事故。存在,还有可能发生爆炸事故。12 预防硫化铁的自燃,采取
7、的措施有:预防硫化铁的自燃,采取的措施有:1 1在在翻翻开开可可能能积积聚聚有有硫硫化化铁铁的的容容器器前前,应应喷喷水使硫化铁处于润湿状态;水使硫化铁处于润湿状态;2 2定定期期清清管管和和清清洗洗设设备备,除除去去管管道道、设设备备内内的硫化铁;的硫化铁;3 3减减缓缓或或防防止止金金属属设设备备的的腐腐蚀蚀,以以减减少少或或防防止硫化铁的生成。止硫化铁的生成。133、爆炸性混合物、爆炸性混合物 可可燃燃气气体体以以一一定定比比例例与与空空气气均均匀匀混混合合后后假假设设遇遇火火源源,气气体体混混合合物物的的瞬瞬间间快快速速燃燃烧烧会会引起爆炸,该气体混合物称为爆炸性混合物。引起爆炸,该气
8、体混合物称为爆炸性混合物。141爆炸极限爆炸极限 可燃气体与空气构成的混合物,并不是在可燃气体与空气构成的混合物,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。浓度合的比例不同,火焰蔓延的速度也不同。浓度低于某一极限或高于某一极限,火焰便不能蔓低于某一极限或高于某一极限,火焰便不能蔓延。可燃气体在空气中刚足以使火焰蔓延的最延。可燃气体在空气中刚足以使火焰蔓延的最低浓度,称为该气体的爆炸下限;同样,刚足低浓度,称为该气体的爆炸下限;同样,刚足以使火焰蔓延的最高浓度,称为爆炸上限。爆以使火焰蔓延的最高浓度,称为爆炸上限。
9、爆炸极限一般用可燃气体在混合物中的体积百分炸极限一般用可燃气体在混合物中的体积百分数来表示。数来表示。15 爆炸极限在防火、防爆上具有重要意爆炸极限在防火、防爆上具有重要意义义,为为保保证证生生产产的平安,必的平安,必须须防止所防止所处处理的气体到达爆炸极理的气体到达爆炸极限范限范围围之内。表之内。表8-38-3列出了几种气体在一般情况下列出了几种气体在一般情况下的爆炸极限。的爆炸极限。162爆炸极限的主要影响因素爆炸极限的主要影响因素 爆爆炸炸极极限限不不是是固固定定的的数数值值,而而是是随随一一些些因因素素而而变变化化的的,影影响响爆爆炸炸极极限限的的主主要要因因素素有有混混合合物物的的原
10、原始始温温度度、压压力力,惰惰性性气气体体的的含含量量,容容器器的大小等。的大小等。1 1原始温度原始温度 混混合合物物的的原原始始温温度度愈愈高高,则则爆爆炸炸极极限限的的范范围围愈愈大大,即即下下限限降降低低而而上上限限增增高高。这这是是由由于于混混合合物物温温度度增增高高,加加快快了了燃燃烧烧速速度度的的结结果果。这这样样,原原来来不不燃燃或或不不爆爆的的混混合合物物,由由于于温温度度升升高高就就变变成可燃可爆了。成可燃可爆了。17 2 2原始压力原始压力 混混合合物物的的原原始始压压力力对对爆爆炸炸极极限限有有很很大大影影响响。一一般般情情况况下下,当当压压力力增增加加时时,爆爆炸炸极
11、极限限的的范范围围扩扩大大,并并且且上上限限随随压压力力变变化化很很显显著著。这这是是由由于于在在增增压压情情况况下下,物物质质分分子子间间距距离离更更为为接接近近,使使燃燃烧烧反反响响更更容容易易进进行行,图图8181说说明明了了压压力力对对甲甲烷烷爆爆炸炸极极限限的的影影响响。相相反反,在在减减压压情情况况下下,爆爆炸炸极极限限的的范范围随压力的减小而缩小。围随压力的减小而缩小。18193 3惰性介质惰性介质 混混合合物物中中参参加加惰惰性性气气体体,爆爆炸炸极极限限的的范范围围会会缩缩小小。当当惰惰性性气气体体到到达达一一定定浓浓度度时时,可可以以完完全全防防止止混混合合物物发发生生爆爆
12、炸炸。这这是是由由于于惰惰性性气气体体的的加加人人使使可可燃燃物物分分子子与与氧氧分分子子隔隔离离,在在它它们们之之间间形形成成不不燃燃的的“障障碍碍物物。图图8-28-2表表示示含含甲甲烷烷的的混混合合物物中中参参加加惰惰性性气气体体对爆炸极限的影响。对爆炸极限的影响。2021 由由图图可可见见,混混合合物物中中惰惰性性气气体体增增加加,对对上上限限的的影影响响较较之之对对下下限限更更为为显显著著,因因为为惰惰性性气气体体浓浓度度加加大大,表表示示氧氧的的浓浓度度相相对对减减小小,而而在在上上限限时时氧氧的的浓浓度度已已经经很很小小,故故惰惰性性气气体体浓浓度度稍稍为为增增加加一一点点,即即
13、产产生生很很大大影影响响,使使爆爆炸炸上限急剧下降。上限急剧下降。22 4 4容器容器 容容器器的的材材料料和和尺尺寸寸对对爆爆炸炸极极限限也也有有影影响响。在在管管道道中中进进行行的的气气体体混混合合物物爆爆炸炸实实验验说说明明,管管道道直直径径愈愈小小,爆爆炸炸极极限限的的范范围围也也愈愈小小。这这可可用用器器壁壁上上的的接接触触效应和热损失来加以解释。效应和热损失来加以解释。5 5点火源能量点火源能量 电火花的能量、火源与混合物的接触时间的长电火花的能量、火源与混合物的接触时间的长短等,对爆炸极限都有一定的影响。如甲烷,对电短等,对爆炸极限都有一定的影响。如甲烷,对电压为压为100V、电
14、流强度为、电流强度为2A的电流产生的电火花,其的电流产生的电火花,其爆炸极限的范围为爆炸极限的范围为5.913.6,如用,如用3A电流产生电流产生的电火花,则爆炸极限范围扩大为的电火花,则爆炸极限范围扩大为5.8514.8。233爆炸温度与压力爆炸温度与压力气气体体混混合合物物爆爆炸炸后后的的最最高高温温度度,可可根根据据气气体体和和燃燃烧烧产产物物的的焓焓值值按按热热量量平平衡衡的的原原理理来来计计算算。由由于于爆爆炸炸过过程程在在瞬瞬间间完完成成,因因此此可可不不计计热热量量的的损损失失。实实际际上上,气气体体混混合合物物在在密密闭闭容容器器中中的的爆爆炸炸刚刚结结束束、系系统统处处在在最
15、最大大爆爆炸炸压压力力状状态态时时,爆爆炸炸中中心心和和爆爆炸炸边边缘缘点点的的温温度度是是不不同同的的。因因此此,计计算算的的最最高高爆爆炸炸温度可认为是一种平均值。温度可认为是一种平均值。24254、燃烧与爆炸的预防措施、燃烧与爆炸的预防措施 在生产中,防止火灾与爆炸事故的基在生产中,防止火灾与爆炸事故的基本原则是:本原则是:1 1所处理的物质应防止处于足以发生所处理的物质应防止处于足以发生燃烧或爆炸的危险状态;燃烧或爆炸的危险状态;2 2消除一切足以导致着火的火源。消除一切足以导致着火的火源。261防止可燃可爆系统的形成防止可燃可爆系统的形成 1 1系统密闭与环境通风。系统密闭与环境通风
16、。系系统统密密闭闭可可使使气气体体或或蒸蒸气气不不能能泄泄漏漏,环环境境通通风风使使泄泄漏漏出出的的可可燃燃气气体体不不可可能能积积聚聚。可可燃燃气气体体漏漏出出或或空空气气进进入入充充有有可可燃燃气气体体的的设设备备中中,都都可可能能导导致致事事故故发发生生,因因此此设设备备应应保保持持密密闭闭。设设备备本本身身及及与与它它相相连连的的一一切切管管道道,都都不不能能有有明明显显的的渗渗漏漏,在在投投产产前前或或定定期期检检查查时时应应按按规规定定进进行行试试压压及及严严密密性性试试验验;操操作作压压力必须加以控制,防止超压。力必须加以控制,防止超压。27 设设备备很很难难保保证证百百分分之之
17、百百的的绝绝对对不不泄泄漏漏,因因此此有有必必要要采采取取通通风风的的方方法法防防止止可可燃燃性性气气体体在在车车间间内内积积聚聚。在在设设置置通通风风系系统统时时,应应注注意意密密度度较较大大的的气气体体或或蒸蒸气气在在低低洼洼处处积积聚聚。通通风风设施的电气局部应按要求采用防爆型的。设施的电气局部应按要求采用防爆型的。28 2 2充惰性气体。充惰性气体。在在可可燃燃气气体体与与空空气气的的混混合合物物中中参参加加足足够够量量的的惰惰性性气气体体,可可以以到到达达消消除除爆爆炸炸可可能能性性的的目目的的。在在工工业业上上常常用用的的惰惰性性气气体体有有氮氮、二二氧氧化化碳碳、水水蒸蒸气气。在
18、在开开工工前前及及停停工工后后,用用惰惰性性气气体体对对系系统统进进行行吹吹扫扫或或置置换换,以防止事故的发生。以防止事故的发生。3 3遵守平安操作规程与加强科学管理。遵守平安操作规程与加强科学管理。应应根根据据工工艺艺介介质质的的易易燃燃易易爆爆特特性性,制制定定平平安安操操作规程和管理制度并严格遵守。作规程和管理制度并严格遵守。292火源的消除火源的消除 引引起起燃燃烧烧爆爆炸炸的的火火源源一一般般有有明明火火、摩摩擦擦与与撞撞击击产产生生的的火火花花、电电气气设设备备或或静静电电放放电电火火花花等等。为为消消除除火源,采取的措施有:火源,采取的措施有:1 1建建立立严严格格的的动动火火制
19、制度度,未未经经许许可可不不得得在在生生产区使用明火或进行焊接作业。产区使用明火或进行焊接作业。2 2防防止止摩摩擦擦与与撞撞击击产产生生火火花花。如如敲敲击击设设备备或或管管道道应应使使用用由由铜铜、铝铝等等材材料料制制成成的的不不发发生生火火花花的的工工具具;在在倾倾倒倒易易燃燃液液体体时时,为为防防止止铁铁桶桶与与金金属属设设备备撞撞击击产产生生火火花花,应应在在其其接接触触部部位位覆覆以以不不发发生生火火花花的的材材料。料。303 3使使用用防防爆爆型型电电气气设设备备。根根据据不不同同的的爆爆炸炸和和火火灾灾危危险险场场所所等等级级选选用用不不同同防防爆爆等等级级的的电电气气设设备备
20、,照明应采用防爆灯具。照明应采用防爆灯具。4 4按按规规定定对对有有关关设设备备、设设施施进进行行接接地地,使使所所生成的静电能迅速导入大地。生成的静电能迅速导入大地。5 5对对于于含含硫硫天天然然气气的的集集输输系系统统,必必须须密密切切注注意预防硫化铁的自燃。意预防硫化铁的自燃。脱脱水水后后的的含含硫硫干干气气输输送送可可防防止止管管道道的的腐腐蚀蚀。但但在在管管道道投投入入运运行行前前,应应按按规规定定对对管管内内进进行行彻彻底底的的枯枯燥。燥。318.1.2防毒防毒 含含硫硫天天然然气气的的集集输输系系统统除除了了要要预预防防火火灾灾、爆爆炸炸危危险险事事故故之之外外,还还应应采采取取
21、相相应应措措施施预预防防中中毒毒事事故的发生。故的发生。由由于于硫硫化化氢氢是是毒毒性性很很大大的的气气体体,吸吸人人高高浓浓度度的的硫硫化化氢氢会会迅迅速速死死亡亡,即即使使低低浓浓度度的的硫硫化化氢氢,也会刺激眼睛、鼻子和喉咙。也会刺激眼睛、鼻子和喉咙。32 空空气气中中含含不不同同浓浓度度的的硫硫化化氢氢对对人人体体的的危危险险性性如如下:下:1 1长长期期接接触触的的极极限限值值TLVTLV:10mg10mgL L体体 积积,下同下同;2 2接触数小时后有轻微病症:接触数小时后有轻微病症:7070150mg/L150mg/L;3 3呼呼吸吸1h1h不不致致出出现现严严重重反反响响的的最
22、最高高浓浓度度:170170300mg300mgL L;4 4接触接触30min30min至至1h1h后有危险:后有危险:450450500mg500mgL L;5 530min30min之内致命的浓度:之内致命的浓度:600600800mg800mgL L;人体对硫化氢的生理学反响见表人体对硫化氢的生理学反响见表8-48-4。33 表表8-4 8-4 硫化氢对人体的毒性硫化氢对人体的毒性34表表8-48-4硫化氢对人体的毒性续表硫化氢对人体的毒性续表 35可可以以看看出出,即即使使较较低低浓浓度度的的硫硫化化氢氢对对人人都都是是致致命命的的。为为预预防防硫硫化化氢氢中中毒毒事事故故的的发发生
23、生,含含硫硫天天然然气气集集输输系系统统必必须须采采取取有有效效的的防防毒平安措施:毒平安措施:1集集输输管管道道应应有有正正确确的的设设计计、施施工工和标准的操作管理,防止含硫天然气的泄露;和标准的操作管理,防止含硫天然气的泄露;2含含有有硫硫化化氢氢的的天天然然气气集集配配站站场场,应在适当位置装设应在适当位置装设23个风向指示标;个风向指示标;363在在站站场场的的工工艺艺装装置置和和有有工工艺艺设设施施的的建建筑筑物物内内,应应装装设设硫硫化化氢氢检检测测报报警警仪仪,防防止止操操作作人人员误入有硫化氢泄漏的场所;员误入有硫化氢泄漏的场所;,4操操作作和和维维护护人人员员在在取取样样或
24、或处处理理故故障障时时应戴防毒器具;应戴防毒器具;5如如需需进进入入容容器器内内检检修修,应应事事先先对对容容器器内内的的介介质质进进行行置置换换和和吹吹扫扫,当当容容器器内内的的氧氧含含量量大大于于18、H2S含含量量小小于于10mgm3时时,才才允允许许进进行检修作业。行检修作业。378.1.3集输系统的平安保护集输系统的平安保护 集集输输系系统统的的平平安安保保护护包包括括集集输输管管道道和和集集输输站站场场的的平平安安保保护护,平平安安保保护护内内容容包包括括防防火火、防防爆爆和和防防毒毒等等。防防毒毒方方面面的的内内容容已已在在上上节节做做了了介介绍绍,下下面面介介绍绍集集输输管管道
25、道与与站站场场的的防防火火、防爆平安保护。防爆平安保护。381、集输管道的平安保护、集输管道的平安保护1集输管道的防火平安保护集输管道的防火平安保护 集集输输管管道道的的防防火火平平安安保保护护主主要要是是防防止止管管道道破破裂裂和和放放空空不不当当引引起起火火灾灾。主主要要方方法法是是采采取取防防火火平平安安措措施,以实现平安生产。平安措施的内容包括两方面:施,以实现平安生产。平安措施的内容包括两方面:1 1管道选材正确并具有足够的强度;管道选材正确并具有足够的强度;2 2管管道道同同其其他他建建筑筑物物、构构筑筑物物、道道路路、桥桥梁梁、公用设施及企业等保持一定的平安距离。公用设施及企业等
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