天然氣管道泄漏原因分析及防范處置對(duì)策

肖子云（中國(guó)石油西氣東輸管道公司廈門管理處，福建　廈門　361000）

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天然氣管道泄漏原因分析及防范處置對(duì)策

肖子云
（中國(guó)石油西氣東輸管道公司廈門管理處，福建廈門361000）

摘要：隨著天然氣消費(fèi)比例的不斷提高，必須更加重視天然氣利用過程中的泄漏安全管理。因此，針對(duì)現(xiàn)代社會(huì)造成天然氣管道泄漏的原因及其所產(chǎn)生的危害，應(yīng)積極探究天然氣管道泄漏事故的防范措施和處置對(duì)策，為防止天然氣管道泄漏，消除或減小天然氣泄漏造成的危害提供參考。

關(guān)鍵詞：天然氣；泄漏；防范措施；處置對(duì)策

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著能源結(jié)構(gòu)低碳化的發(fā)展，我國(guó)天然氣利用在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例迅速增長(zhǎng)。2003年我國(guó)天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中占比還只有2.5%，到2014年已經(jīng)上升到6.3%。根據(jù)國(guó)家發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，到2020年，我國(guó)天然氣主干管道里程達(dá)到12萬公里以上，實(shí)施氣化城市民生工程，城鎮(zhèn)居民基本用上天然氣，天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重提高到10%以上。因此，必須更加重視天然氣開采、運(yùn)輸、供應(yīng)和利用過程中的安全管理，特別是天然氣泄漏事故的防范措施和處置對(duì)策。

一、天然氣的特性

（一）易燃性

天然氣的燃燒不需要像固體和液體那樣經(jīng)過熔化蒸發(fā)過程，燃燒速度很快。它的最小點(diǎn)火能量較低，為0.48MJ。即使在微弱的火源作用下，也易發(fā)生燃燒。與空氣混合后，濃度達(dá)到15%以上，溫度達(dá)到550℃就會(huì)燃燒。天然氣燃燒時(shí)溫度可達(dá)2020℃。

（二）易爆性

天然氣泄漏與空氣以一定比例混合后，形成燃燒或爆炸的混合氣體，天然氣爆炸的濃度極限在5%-15%之間。在有限空間內(nèi)形成的混合氣體氣爆炸危害性更大。

（三）擴(kuò)散性

天然氣中的甲烷等比空氣輕的氣體逸散在空氣中，容易與空氣混合形成爆炸性混合體，并順風(fēng)漂移，遇火源即爆炸蔓延。而天然氣中的丁烷、硫化氫等比空氣重的氣體，則漂流在地面溝渠等死角處，長(zhǎng)時(shí)間集聚不散，遇火源即燃燒爆炸。

二、天然氣泄漏產(chǎn)生的危害

（一）微毒損害人健康

未凈化天然氣中含高濃度的硫化氫，吸入后會(huì)出現(xiàn)頭昏、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，疾病過程中尚可出現(xiàn)精神癥狀、步態(tài)不穩(wěn)、昏迷、運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)及偏癱。已經(jīng)脫硫處理的天然氣如果長(zhǎng)時(shí)間接觸也會(huì)出現(xiàn)頭痛、頭昏、失眠等癥狀。

（二）缺氧易使人窒息

凈化天然氣主要成分為甲烷，在通風(fēng)不良時(shí)燃燒，會(huì)產(chǎn)生一氧化碳致人傷亡。天然氣大量泄漏在空氣中燃燒爆炸過程中，吸收了周邊空氣中的氧氣，易造成人、畜缺氧窒息傷亡事故。因此，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，首要任務(wù)是疏散人畜，遠(yuǎn)離泄漏點(diǎn)。

（三）爆炸使人傷亡

天然氣爆炸下限低，一旦發(fā)生爆炸產(chǎn)生高溫高壓和沖擊波，造成人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失巨大。

城市燃?xì)夤艿佬孤?zāi)害性事故共分5個(gè)階段：[1]泄漏；早期處置失??；人員未被及時(shí)疏散；發(fā)生火災(zāi)、爆炸等次生災(zāi)害；控制、救援不得當(dāng)。

三、天然氣管道泄漏原因分析

根據(jù)文獻(xiàn)[2]統(tǒng)計(jì)，造成燃?xì)夤艿朗鹿实闹饕蛴型饬ζ茐摹⒐艿栏g、施工質(zhì)量等（見下表）。

結(jié)合文獻(xiàn)[3-6]以及作者工作經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)具體原因如下：

燃?xì)夤艿朗鹿史诸惤y(tǒng)計(jì)表

（一）城市管網(wǎng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃

城市公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，涉及到市政、電力、電信及自來水等，由于地下管線沒有統(tǒng)一規(guī)劃，管理涉及的部門較多，存在各自為政的局面。施工單位對(duì)地下管線情況不清楚，缺乏燃?xì)夤艿腊踩Ｗo(hù)意識(shí)，挖斷、鏟壞、壓裂燃?xì)夤艿兰捌漭o助設(shè)施，致使燃?xì)庑孤┑氖录嘤邪l(fā)生。

（二）管道設(shè)施的質(zhì)量不合格

一是管道的鋼管或聚乙烯PE管等材料，未按照壓力等級(jí)選用，以次充好，造成破壞隱患。二是管道的閥門、石棉墊片和放散球閥質(zhì)量不合格，出現(xiàn)強(qiáng)度小、密封嚴(yán)密程度差、韌性差情況，其使用壽命大大縮短。這都能夠?qū)е侣馇闆r的發(fā)生。

（三）管道防腐措施不得力

防腐層起到隔離鋼管與土壤的作用，防腐層質(zhì)量的好壞直接影響管道的使用壽命。管道的防腐存在缺陷，導(dǎo)致管道在土壤的作用下出現(xiàn)腐蝕穿孔，是造成管道泄漏的重要因素。

（四）忽視施工質(zhì)量

1.焊接質(zhì)量

燃?xì)夤艿赖陌惭b施工一般采用焊接方式進(jìn)行鋼管的連接，焊接過程中可能會(huì)出現(xiàn)焊縫的外部缺陷，這種缺陷一般處于鋼管接頭的外面，通過放大鏡或者用肉眼都可以直觀地看到，這些缺陷主要有焊縫的燒穿和咬邊情況，甚至有些焊縫的尺寸不符合施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，還有一些內(nèi)部的缺陷比如存在氣孔、未焊透和夾渣情況等。因此焊接的質(zhì)量直接關(guān)系到燃?xì)夤艿赖馁|(zhì)量，不過關(guān)的焊接極易導(dǎo)致燃?xì)夤艿赖男孤﹩栴}。

2.不按施工圖紙施工

燃?xì)夤艿缹?shí)際施工中，常常存在一些不按圖紙施工現(xiàn)象，在一定程度上影響了施工質(zhì)量和可靠性。諸如一些管溝深度不夠，不符合管道深度要求，和地下電纜的安全距離太小，管道與地面馬路、建筑及構(gòu)筑物的垂直和水平靜距過小等問題，這些都是施工過程中的施工質(zhì)量較差導(dǎo)致的。

3.施工管理問題

如在管道安裝過程中，部分施工人員的責(zé)任心不強(qiáng)，長(zhǎng)期將管道露天存放，經(jīng)過風(fēng)吹日曬，管道的表層非常容易出現(xiàn)漏點(diǎn)；在施工期間，施工人員不負(fù)責(zé)，加之監(jiān)理不能對(duì)施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查，驗(yàn)收過程也不能按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格驗(yàn)收，最終導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，從而留下泄漏隱患。

（五）自然因素

燃?xì)夤艿佬孤┑脑蜻€包括不可抗力或未知因素，例如自然災(zāi)害、氣候變化和土層沉降等。自然災(zāi)害有可能造成燃?xì)夤艿缿铱?、變形、斷裂、燃?xì)庠O(shè)施損壞產(chǎn)生泄漏，氣候變化也會(huì)帶來應(yīng)力突變，從而使燃?xì)夤艿腊l(fā)生泄漏。

四、天然氣管道泄漏防范措施

要實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤艿佬孤┑姆乐危仨毤訌?qiáng)燃?xì)夤艿赖陌踩芾?，采取?yán)格防范措施。

（一）加強(qiáng)規(guī)劃和管理部門間的協(xié)調(diào)

一是在建設(shè)規(guī)劃上必須與市政、城建、電力、電信等部門加強(qiáng)協(xié)作，最好可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合辦公，這樣就可以有效地防止各個(gè)部門的規(guī)劃設(shè)計(jì)彼此沖突，通過多部門的協(xié)作，最終制定一套科學(xué)合理的規(guī)劃方案。二是在施工、維修過程中，加強(qiáng)燃?xì)夤艿琅c其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的協(xié)調(diào)，確保不相互沖突，避免造成管道設(shè)施的人為損壞。

（二）加強(qiáng)管道施工的質(zhì)量管理

燃?xì)夤艿赖氖褂脡勖仨毎凑諛?biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)要求，從管道材料的選型、設(shè)計(jì)、質(zhì)檢、招標(biāo)、采購(gòu)運(yùn)輸?shù)绞┕み^程，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理，確保整個(gè)施工工程的材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

嚴(yán)格控制管道焊接的質(zhì)量。管材在進(jìn)行焊接前要進(jìn)行溫差消除，避免由此造成的焊接質(zhì)量缺陷；在開展焊接時(shí)要及時(shí)將管材的接口表面處理好，完成焊接收工，要將管口封堵避免進(jìn)入雜物；管道焊接完成后要進(jìn)行復(fù)查，將質(zhì)量隱患及時(shí)排除，再下溝填埋，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行填平夯實(shí)，確保管道填埋質(zhì)量。

（三）建立健全管道防腐層記錄

天然氣管道防腐層由于埋地時(shí)間長(zhǎng)久而出現(xiàn)老化、發(fā)脆、剝離和脫落，從而造成管道的腐蝕和穿孔，引起泄漏。因此要定期對(duì)城市燃?xì)夤艿婪栏瘜舆M(jìn)行全方位的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，檢測(cè)腐蝕引起的管道壁厚減薄程度，對(duì)出現(xiàn)問題的部位要及時(shí)進(jìn)行維修或更換。建立健全防腐層歷史數(shù)據(jù)記錄，包括施工建設(shè)記錄、運(yùn)行和維修記錄、腐蝕測(cè)量記錄、環(huán)境土壤記錄等，為管道安全運(yùn)行和技術(shù)改造提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。

（四）加強(qiáng)燃?xì)夤艿肋\(yùn)行的安全管理

天然氣管道企業(yè)應(yīng)該不斷完善安全管理制度，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全操作規(guī)程；嚴(yán)格控制天然氣管道天然氣質(zhì)量，確保達(dá)到輸送質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；定期檢查管道的安全保護(hù)設(shè)施，定期進(jìn)行清管排除管內(nèi)積水和污物；定期檢查廠房、儀表間、線路閥室等處的天然氣濃度；加強(qiáng)對(duì)管道安全宣傳力度，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和技能方面的培訓(xùn)，提高員工的安全意識(shí)和安全作業(yè)水平，建立管道事故安全預(yù)案。

五、天然氣泄漏事故處置對(duì)策

（一）準(zhǔn)備充足，未雨綢繆

1.統(tǒng)一思想，提高認(rèn)識(shí)

認(rèn)真學(xué)習(xí)《燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》、《天然氣管理使用辦法》、《石油天然氣管道系統(tǒng)治安風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全防范要求》等法律法規(guī)，提高思想認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)防范意識(shí)，落實(shí)人防、物防、技防等有關(guān)制度、措施。

2.周密制定處置預(yù)案

由省、市、縣政府分別制定天然氣泄漏處置預(yù)案，成立由地方政府主要領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)，公安、安監(jiān)、消防、交通、勞動(dòng)、衛(wèi)生、石油、燃?xì)獾认嚓P(guān)部門和有關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)為成員的領(lǐng)導(dǎo)小組，明確各自責(zé)任。要定期召開聯(lián)系會(huì)，組織開展安全檢查，防微杜漸，堵塞漏洞，確保安全。

3.定期組織開展演練

根據(jù)天然氣處置預(yù)案，由政府牽頭，每年組織相關(guān)部門開展一、二次的演練。

（二）全面了解事故詳情

1.接報(bào)準(zhǔn)確，出動(dòng)迅速

接報(bào)告時(shí)，首先要問清事故發(fā)生的時(shí)間、詳細(xì)地址、泄漏物質(zhì)的載體、是否發(fā)生燃燒爆炸、有無人員傷亡等情況。按照事先預(yù)案確定1名總指揮，指揮調(diào)集各方力量，做到快速反應(yīng)。在保證現(xiàn)場(chǎng)需要的情況下，出動(dòng)人員盡量少而精，分批進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，防止一哄而上出現(xiàn)差錯(cuò)，造成不必要的犧牲；同時(shí)要及時(shí)調(diào)出救援所需的防化車、搶險(xiǎn)救援車、醫(yī)療救護(hù)車等特種裝備。

2.現(xiàn)場(chǎng)詢問，掌握實(shí)情

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)周邊后，要詳細(xì)詢問有無人員被困；泄漏的部位，是管道天然氣體泄漏還是液化天然氣泄漏，泄漏量大小；有沒有采取堵漏措施，有無堵漏設(shè)備，是否能夠?qū)嵤┒侣?；若是液化天然氣?chǔ)罐泄漏，應(yīng)弄清總體布局，泄漏罐容量、實(shí)際儲(chǔ)量、鄰近罐儲(chǔ)量，總儲(chǔ)存量等情況，能否采取倒罐和注水排水等措施。

3.實(shí)地檢測(cè)，有的放矢

查明泄漏擴(kuò)散區(qū)域及周圍有無火源；利用儀器檢測(cè)事故現(xiàn)場(chǎng)氣體濃度、擴(kuò)散范圍；測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)及周圍區(qū)域的風(fēng)力和風(fēng)向；搜尋遇險(xiǎn)和被困人員，并迅速組織營(yíng)救和疏散；確定進(jìn)攻路線和進(jìn)攻陣地。

（三）組織開展警戒營(yíng)救

1.設(shè)立警戒，劃定范圍

根據(jù)詢情和檢測(cè)情況，劃定危險(xiǎn)區(qū)域，確定警戒范圍，設(shè)立警戒標(biāo)志，布置警戒人員，嚴(yán)格控制人員、車輛出入，并在整個(gè)處置過程中，實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)情況，隨時(shí)調(diào)整警戒范圍。

2.疏散人員，組織救生

疏散泄漏區(qū)域及擴(kuò)散可能波及范圍內(nèi)一切無關(guān)人員；現(xiàn)場(chǎng)組織救生小組，攜帶救生器材迅速進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，采取正確的救助方式，將所有遇險(xiǎn)人員救至安全區(qū)域；對(duì)救出人員進(jìn)行登記和現(xiàn)場(chǎng)急救；將傷情較重者送交醫(yī)療急救部門救治。

3.加強(qiáng)防護(hù)，保障安全

進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)或警戒區(qū)內(nèi)的人員必須佩戴隔絕式呼吸器，穿著全封閉式防化服；外圍人員可穿純綿戰(zhàn)斗服，扎緊褲口袖口，勒緊腰帶褲帶，必要時(shí)全身澆濕后進(jìn)入擴(kuò)散區(qū)；進(jìn)入低溫泄漏場(chǎng)所處置冷凍液化天然氣的人員還要穿防寒服，要爭(zhēng)取“快進(jìn)快出”，減少滯留時(shí)間，防止發(fā)生凍傷。

（四）嚴(yán)密細(xì)致處置險(xiǎn)情

1.禁絕火源存在

禁止一切火源，凡是進(jìn)入警戒區(qū)內(nèi)的所有人員不得穿化纖類服裝、帶鐵釘?shù)男?，不?zhǔn)攜帶鐵質(zhì)工具進(jìn)入擴(kuò)散區(qū)參加救援。同時(shí)，必須關(guān)閉手機(jī)、普通電臺(tái)等移動(dòng)通信設(shè)備，在切斷電源不會(huì)引發(fā)爆炸的前提下，應(yīng)及時(shí)視情況切斷警戒區(qū)內(nèi)所有電源，熄滅明火，停止高熱設(shè)備工作。

2.稀釋驅(qū)散氣體

組織一定數(shù)量的噴霧水槍向地面和空中噴霧，轉(zhuǎn)移天然氣飄流方向和飄散高度，室內(nèi)還要加強(qiáng)自然通風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)，驅(qū)散、稀釋飄浮的氣云；驅(qū)散稀釋不得使用直流水槍，以免強(qiáng)水流沖擊產(chǎn)生靜電；處置液化天然氣時(shí)，要防止泄漏物通過下水道、通風(fēng)系統(tǒng)和密閉性空間擴(kuò)散。

3.及時(shí)關(guān)閥斷源

管道或容器發(fā)生泄漏，首先要設(shè)法搞清輸氣管道的走勢(shì)，找準(zhǔn)閥門迅速關(guān)閉。如果是供氣部門敷設(shè)的輸氣管道，則應(yīng)立即通過其技術(shù)人員關(guān)掉總閥門，同時(shí)還要關(guān)嚴(yán)漏氣管道下端的閥門，防止天然氣逆向泄漏。關(guān)閉管道閥門時(shí)，必須使用開花或噴霧水槍掩護(hù)。

4.視情堵塞漏洞

根據(jù)天然氣泄漏現(xiàn)場(chǎng)情況，研究制定堵漏方案，分別采取不同的堵漏器具進(jìn)行堵漏。

5.清理現(xiàn)場(chǎng)，安全撤離

任務(wù)完成后，應(yīng)使用噴霧水、蒸汽或惰性氣體清掃現(xiàn)場(chǎng)，然后，清點(diǎn)人員、車輛及器材，撤除警戒，做好移交，安全撤離。

天然氣管道泄漏具有重大危害，通過分析其泄漏的各種原因，提出了相應(yīng)的防范對(duì)策，可以極大地消除燃?xì)庑孤┑目赡苄?，同時(shí)提出了天然氣泄漏的處置對(duì)策，盡可能消除或減少天然氣泄漏造成的危害。

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［編輯：張欽］

【犯罪研究】

中圖分類號(hào)：D631.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-6405（2016）01-0045-03

作者簡(jiǎn)介：肖子云（1988-），男，福建將樂人，就職于中國(guó)石油西氣東輸管道公司廈門管理處，主要從事天然氣儲(chǔ)存、運(yùn)輸研究。

收稿日期：2015-11-02