从一起天然气管道爆炸事故看置换流速的控制

作者:苏庆力 来源:西宁中油燃气有限责任公司 点击:  评论: 更新日期:2016年10月06日

 

摘要:新建天然气管道投入使用前的置换工作关键是要控制好管道内气体流速,流速过快带来的危害众所周知,但低流速同样危害巨大。本文仅通过一起管道爆炸事故的分析提醒同行注意低流速置换的危害。
    新建天然气管道投入使用前都要经过置换,目前广泛采用多是天然气直接置换法,即:用天然气直接推进管道,替换出原来管道中的空气,而不采用惰性气体进行隔离的置换方法,这种方法节省时间、比较经济、简单易行,但同时存在危险性高的弊端。直接置换过程中关键的操作是控制好置换管道中气体的流速,流速过快容易造成静电积聚、管道内残存焊渣、石子等与管道碰撞等不安全因素,但流速过慢同样会出现严重的安全问题。
    2007年在一条新建的天然气管道置换结束后,用户使用终端燃气设备时,发生了一起管道爆炸事故,所幸没有造成人员伤亡,经过事后分析,发现管道在置换过程中没有保证一定的管内流速,致使置换后的管道内残存有爆炸性混合气体,点火时回火发生爆炸。
管道概况:新建管道长约200m,设计压力为0.4MPa。从一支线阀门井用de110的PE管道接出后埋地铺设,途中从一地下砖制烟道下方下翻穿越,之后穿出地面改为DN100钢制管道进入车间,经调压、计量后接入燃烧设备(图1)。管道建成后经过空气强度和气密性试验合格。
 
    置换操作过程:工作人员缓慢打开阀门1,使天然气缓慢进入新建管道。同时,打开排空阀门,排除管道内空气和混合气体,并在排空口检测天然气浓度,合格后关闭排空阀门,置换结束。
    爆炸现场情况:用户启动燃烧设备后随即发生爆炸,穿越地下砖制烟道后段的PE管道径向断裂、穿出地面的钢制管道严重扭曲变形,连带着地下的部分PE管道移位近3m,一墙之隔的车间内的钢制管道焊缝撕裂、油漆脱落,新安装的燃气表累计读数为8.1m3
    爆炸与原因分析:管道置换通过位于调压器之后的DN50的放散口排放,并且排放量(8.1m3)也远远高于管道水容积(约1.5m3),使工作人员误以为置换已经彻底。事实上,由于调压器之后的压力只有7kPa,排放口的气体流速虽然很高,但3m3/h的流量换算为压力为0.36MPa的中压管道内气体流速是仅有0.03m/s的流速,根本不能达到带出空气的目的,致使管道内残存有爆炸性混合气体,遇火后发生爆炸。
   结论和教训:天然气置换过程是一个危险系数较高的作业,因此要高度重视置换的安全,直接置换法虽然有诸多好处但是在操作时一定要注意控制好管道内气体流速,既不能高流速置换,也必须高度重视低流速带来的危害。
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