高压天然气管道泄漏爆炸后危害分析.pdf
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1、第 4 3卷第 7期 2 0 1 4年 7月 当 代 化 工 C o n t e m p o r a r y C h e m i c a l I n d u s t r y V o 1 4 3N 0 7 J u l y ,2 0 1 4 高压天然气管道泄漏爆炸后危害分析 骆洪森 ,王为民 ,张 月 ,陈 印 ,武 旭 。 ( 1 中国民航lT程咨询公司, 北京 1 0 0 6 2 1 ; 2 辽宁石油化 L 大学 石油天然气1 一 程学院, 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 ; 3 中国石油大学 ( 北京 ) , 北京 1 0 2 2 4 9) 摘 要 : 高压天然气管道泄漏可能导致很多严重
2、后果,火灾爆炸给周围的人员和建筑物造成重大的伤害 和破坏 。所以 ,对其爆炸危害进行研究分析具有重要现实意义 。介绍了天然气管道爆炸后的主要危害形式和后 果评价分析,并简单介绍了爆炸事故发生特点和爆炸的相关理论。 关键词:高压;天然气管道;爆炸;危害 中图分类号 :T E 8 3 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 - 0 4 6 0( 2 0 1 4)0 7 1 3 3 0 0 3 Le a ka ge Ex pl o s i o n Ha z a r d Ana l y s i s o f Hi g h Pr e s s ur e Na t ur a l Ga s Pi
3、pe l i ne s LUO Ho n g s e n ,WANG We i mi n , Z HANG Y ue , CHEN Y i n ,W UXu ( 1 C i v i l A v i a t i o n E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g C o mp a n y o f C h i n a , B e i j i n g 1 0 0 6 2 1 , C h i n a 2 Co l l e g e o f P e t r o l e u m a n d Na t u r a l Ga s E n g i n e e r i n g
4、 , Li a o n i n g S h i h u a Un i v e r s i t y , Li a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 0 1 , Ch i n a ; 3 C h i n a P e t r o l e u m U n i v e r s i t y( B e i j i n g ) , B e i j i n g 1 0 2 2 4 9 , C h i n a ) Abs t r ac t :The l e a k a ge o f h i g h pr e s s ur e n a t ur al g a s pi pe l i n e
5、 s c a n l e a d t o m a ny s e r i o us c o ns e q ue nc e s ,fir e a n d e x p l o s i o n c a u s e s i g n i fic a n t d a ma g e a n d d e s t r u c t i o n t o p e o p l e a n d b u i l d i n g s S o s tu d y o n i t s e x p l o s i o n h a z a r d a n a l y s i s h a s i mp o r t a n t p r a
6、c t i c a l s i g n i fic a n c e I n t h i s p a p e r , ma i n l y t h e ma i n d a ma g e f o r m a n d c o n s e q u e n c e a s s e s s me n t a n a l y s i s of na t ur a l ga s pi p el i ne e xpl os i o n we r e i n t r o du c e d,a n d t h e e x pl o s i o n a c c i de n t c ha r a c t e r i
7、 s t i cs we r e s i mpl y d i s c us s e d a s we l l a s r e l a t e d t h e o r i e s Ke y wo r d s : Hi g h p r e s s u r e ; Na t u r a l g a s p i p e l i n e ; E x p l o s i o n ; Ha r m 天然气是一种无味无色无毒的气体 ,成分中约 9 5 以上是甲烷 ,同时含有较少量的乙烷 、丙烷 、 丁烷等烷烃 。天然气 的爆炸极 限仅为 5 1 5 ,相 对来说很低 。天然气如果泄漏 ,就会立 即与空气接 触
8、 ,形成爆炸性混合气体 。若遇到火源,明火就可 能发生火灾爆炸事故 ,从而对周围设备和建筑物造 成破坏 ,甚至会造成人员伤亡 。高压天然气管道 泄漏时,由于压力很大,泄漏速度快,泄漏率大, 所 以产生的破坏力很大 。因此 ,对高压天然气管道 泄漏事故危害范围评价分析研究 ,对于风险管理和 输气管线定量风险后果评价具有重要意义 ,并为天 然气管道的安全运行和应急预案提供重大依据 。 比较多,例如纵向焊缝缺陷、脆性断裂等。同时 , 设计因素 、建筑条件 ,维护技术和周边环境状况可 以影响高压天然气管道失效频率 。在役时间可以决 定一些管道失效 ,例如 ,疲劳破坏 ,腐蚀破坏一般 受在役时间影响 ;
9、地震 ,超压 ,第三方机械干扰不 受管道在役时间的影响。第三方机械干扰有时会使 管道立即失效 ,有时会使管道经过一段时间后发生 疲劳损坏 ,二者后果影响都 比较严重。根据调查统 计 ,过去有些严重的管道断裂事故就是 由于这种原 因导致的。管道失效泄漏后 ,高压气体不断泄漏 出 来 ,与空气立 即混合 ,遇到点火源就会发生火灾爆 炸 1 高压天然气管道事故发生特点 2 爆炸的基本理论 高压天然气管道在运行过程中会受到内部和外 部大的腐蚀 、 应力腐蚀裂纹 、 机械破坏 、 加工缺陷 、 外力、 结构缺陷、自然灾害等多种因素的影响,从 而产生管道断裂或穿孔。 危险区域一般由燃烧时间, 失效方式 ,
10、发生爆炸事故地点的环境条件 、气象条 件来决定。对于高压天然气管道来说 ,其失效方式 2 。 1 爆炸及其特征 爆炸是指物质从一种状态 ,经过物理变化或化学 变化 , 突然变成另一种状态, 并释放出巨大的能量 , 同时产生光和热或机械功。 通常爆炸表现有以下特征 : ( 1 ) 爆炸的内部特征 :在有限的体积 内,大 收稿 日期 : 2 0 1 3 1 2 1 6 作者简介 : 骆洪森 ( 1 9 6 8 一) ,男,辽宁沈阳人 ,高级工程师,1 9 9 3年毕业于抚顺石油学院石油储存与运输专业,从事供油工程规划设计技术工 作 E -ma i :I h s 5 3 9 I 6 3 C O M
11、第 4 3卷第 7期 骆洪森 ,等 :高压天然 气管道泄漏爆炸后危害分析 1 3 3 I 量气体和能量突发释放或急剧转化。同时,在有限 式。热辐射的伤害准则有热通量准则 、热剂量准则 体积和极短时间内积聚 ,其邻近介质会由于造成的 和热通量一 时间准则 。冲击波的伤害准则有超压准 高温高热等非寻常状态而形成急剧的压力突跃和随 则 、冲量准则 、超压一 冲量准则。伤害形式为热辐 后 的复杂运动 ,并且显示出不寻常的移动或机械破 射的是喷射火和火球 ,对于喷射火 的热辐射伤害来 坏效应 。 说 ,假设其为稳定火灾 ,则可以采用热通量准则 ; ( 2 )爆炸的外部特征: 爆炸可以以一定的方 对于火球
12、的热辐射伤害,假设其为瞬时火灾,则可 式使能量转变为原物质或产物的压缩能 ,然后物质 以采用热通量一 时间准则 ;蒸气云爆炸的伤害形式 由压缩态膨胀,在膨胀过程中作机械功,从而引起 为冲击波, 爆炸冲击波超压危害最大,破坏作用最 附近介质的变形 、移动和破坏。同时由于介质受振 强 ,影响范围比较广 。对于蒸气云爆炸 ,可采用超 动而会发出一定的声响 。 压一 冲量准则。由于热辐射和冲击波的伤害机理不 2 2 爆炸的分类 一样 ,所 以很难直接将二者进行比较 ,为了便捷 比 ( 1 ) 按爆炸的性质分类 :物理爆炸 ,化学爆 较 ,通常使用 5 0 致死率作为统一基准 炸 ,核爆炸。 3 3 火
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