天然氣管道安全保護距離及防護措施研究
——以廣元市某天然氣公司為例

王小光 譚青藍

廣元市天然氣有限責任公司 四川 廣元 628000

天然氣管道是一種重要的能源輸送方式，其安全運行受多種因素的影響。為了保障天然氣管道的安全運行，需要采取有效的保護和防護措施。

1 影響天然氣管道安全保護距離的因素

1.1 管道的直徑和壓力

天然氣管道的直徑和壓力是影響管道安全保護距離的重要因素。在天然氣管道的設(shè)計和建設(shè)中，管道的直徑和壓力是2個最基本的參數(shù)，其大小決定了管道的輸送能力和運行效率。但是，過大的管道直徑和壓力也會對管道的安全性產(chǎn)生影響。具體地說：管道的直徑對安全保護距離的影響：管道的直徑越大，管道周圍的危險區(qū)域也就越大，因為在管道周圍，氣體泄漏和燃燒所產(chǎn)生的高溫和高壓區(qū)域也就越大[1]。因此，在設(shè)計和建設(shè)管道時，需要考慮管道的直徑對安全保護距離的影響，同時采取相應的安全措施來保障周邊環(huán)境和設(shè)施的安全。管道的壓力對安全保護距離的影響：管道的壓力也會影響管道周圍的危險區(qū)域大小。管道的壓力越高，泄漏和燃燒產(chǎn)生的高溫和高壓區(qū)域也就越大。

1.2 周邊環(huán)境條件

周邊環(huán)境條件也是影響天然氣管道安全保護距離的重要因素之一。周邊環(huán)境條件包括附近的建筑物、人口密度、地質(zhì)條件等多種因素。具體來說：（1）建筑物：附近的建筑物是影響管道安全保護距離的重要因素之一。建筑物高度、密度和距離都會影響危險區(qū)域的大小和分布。在管道設(shè)計和建設(shè)中，需要根據(jù)周邊建筑物的情況，制定相應的安全保護措施和距離。（2）人口密度：周邊人口密度也是影響管道安全保護距離的因素之一。在人口密集的地區(qū)，如城市、居民區(qū)等，管道的安全保護距離需要更大，以保障人員和財產(chǎn)的安全。（3）地質(zhì)條件：地質(zhì)條件也會影響管道安全保護距離的大小。如山區(qū)、河流、湖泊等地形地貌，都需要根據(jù)實際情況制定相應的安全保護措施和距離。

1.3 管道材料和構(gòu)造

管道材料和構(gòu)造也是影響天然氣管道安全保護距離的重要因素之一。不同的管道材料和構(gòu)造會對管道運行時的安全產(chǎn)生不同的影響。以下是管道材料和構(gòu)造對管道安全保護距離影響的一些例子：（1）管道材料：鋼管是天然氣管道常用的材料之一，其強度高、抗腐蝕性能好等特點使其在工業(yè)應用中得到廣泛應用。對于同樣直徑和壓力的管道，使用高強度材料可以使安全保護距離縮短20%～30%。（2）管道構(gòu)造：管道的構(gòu)造也會影響管道的安全保護距離。如采用雙壁泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可以提高管道泄漏檢測的準確性，從而能夠縮短安全保護距離。

1.4 管道內(nèi)介質(zhì)和運行狀態(tài)

（1）管道內(nèi)介質(zhì)和運行狀態(tài)也是影響天然氣管道安全保護距離的重要因素之一。具體地說，管道內(nèi)介質(zhì)的密度、溫度、流速等都會影響管道周圍危險區(qū)域的大小和分布，從而影響管道的安全保護距離。（2）管道內(nèi)介質(zhì)的密度：管道內(nèi)介質(zhì)的密度是影響管道周圍危險區(qū)域大小的重要因素之一。在相同條件下，密度越大的介質(zhì)，管道周圍的危險區(qū)域也就越大。因此，在設(shè)計和建設(shè)天然氣管道時，需要考慮管道內(nèi)介質(zhì)密度的影響，制定相應的安全保護措施和距離。（3）管道內(nèi)介質(zhì)的溫度：管道內(nèi)介質(zhì)的溫度也會影響管道周圍危險區(qū)域的大小。介質(zhì)溫度越高，管道周圍的危險區(qū)域也就越大。在管道設(shè)計和建設(shè)中，必須根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)的溫度等級來確定管道的安全保護距離，并采取相應的安全措施和標準[2]。（4）管道內(nèi)介質(zhì)的流速：管道內(nèi)介質(zhì)的流速也會影響管道周圍危險區(qū)域的大小。在管道設(shè)計和建設(shè)中，必須考慮管道內(nèi)介質(zhì)的流速，以確定管道的安全保護距離。（5）管道的運行狀態(tài)：管道的運行狀態(tài)也是影響管道安全保護距離的因素之一。如管道泄漏時，泄漏口的大小和位置也會影響管道周圍危險區(qū)域的大小。因此，在管道運行時，需要對管道進行定期檢查和維護，確保管道的運行狀態(tài)穩(wěn)定。

1.5 管道周邊的設(shè)施和設(shè)備

管道周邊的設(shè)施和設(shè)備也是影響天然氣管道安全保護距離的因素之一。在管道設(shè)計和建設(shè)中，需要考慮管道周邊的設(shè)施和設(shè)備的影響，以制定相應的安全保護措施和標準。（1）通信線路和電力設(shè)施：在天然氣管道周邊，也許會存在通信線路和電力設(shè)施。這些設(shè)施可能會在天然氣管道泄漏時造成火災和爆炸等安全風險。因此，在管道建設(shè)中，必須考慮管道周邊的通信線路和電力設(shè)施的位置和影響，采取相應的安全保護措施，保證周邊設(shè)施和設(shè)備的安全。（2）其他設(shè)施：在管道周邊還有許多其他設(shè)施，如公路、鐵路、建筑物等。這些設(shè)施也可能會在天然氣管道泄漏時造成安全風險，需要根據(jù)周邊設(shè)施和設(shè)備的情況來制定相應的安全保護措施。如廣元某燃氣公司創(chuàng)新實施的智能井蓋技術(shù)采用智能傳感、窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，不僅防噪防震，而且還具備自動報警的功能，物聯(lián)網(wǎng)智能井蓋系統(tǒng)具備智能監(jiān)控、智能防盜、智能自檢、智能維護、智能決策等功能，通過智能井蓋的全時段全方位實時監(jiān)測，可提升燃氣管網(wǎng)的預、報警能力，減少和杜絕燃氣事故的發(fā)生。

2 安全保護距離計算方法和標準

安全保護距離的計算方法和標準是為了保障管道的安全運行和周邊環(huán)境的安全。一般來說，安全保護距離的計算方法和標準是根據(jù)管道所處的具體情況和要求來確定的。

2.1 根據(jù)管道材料和直徑等因素計算

安全保護距離的計算方法可以根據(jù)管道的材料、直徑、工作壓力等因素來確定。例如，對于燃氣管道，其安全保護距離的計算方法可以參考相關(guān)的標準和規(guī)范，如《GB55009-2021燃氣工程項目規(guī)范》，《GB50160-2018石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》 等。在計算中，需要考慮到周邊環(huán)境、管道的材料、直徑、壓力、介質(zhì)等因素，例如當管道采用鋼管材料，管道直徑為219mm，設(shè)計壓力為1.0MPa，周邊環(huán)境為一般工業(yè)區(qū)時，其安全保護距離可計算為70m左右。

2.2 根據(jù)氣體泄漏量和風速等因素計算

另外一種計算安全保護距離的方法是根據(jù)氣體泄漏量、風速等因素來確定。這種方法適用于天然氣等易燃氣體的管道，其安全保護距離的計算需要考慮管道內(nèi)介質(zhì)的流量、溫度、壓力、泄漏量、風向、風速等因素。例如，對于一個天然氣管道，在不同的氣體泄漏量和風速下，安全保護距離的大小會有所不同，當管道內(nèi)發(fā)生泄漏時，如果泄漏量為10m3/h，風速為3m/s，那么安全保護距離為20m左右。安全保護距離的計算方法和標準需要綜合考慮管道的材料、直徑、壓力、介質(zhì)、周邊環(huán)境、氣體泄漏量、風速等因素。在管道設(shè)計、建設(shè)和運行過程中，必須按照相應的標準和規(guī)范確定管道的安全保護距離，并采取相應的安全措施和標準，以保障管道的安全運行和周邊環(huán)境的安全。

3 天然氣管道常見的防護措施及其原理

3.1 地下埋管

地下埋管是一種常見的管道防護措施。通過將管道埋在地下，可以減少管道受到外部物理和環(huán)境因素的影響，從而保護管道的安全運行。同時，地下埋管還可以避免對周邊環(huán)境造成污染和破壞。

3.2 防腐蝕處理

管道的防腐蝕處理也是一種常見的防護措施。在管道的設(shè)計和建設(shè)中，需要選擇防腐蝕性能好的材料，并采取相應的防腐蝕措施，以減少管道在使用過程中的腐蝕和損壞，從而保護管道的安全運行。

3.3 安全保護距離控制

安全保護距離控制是一種常見的管道防護措施。通過計算管道周圍的安全保護距離，制定相應的安全措施和標準，從而避免管道泄漏時對周邊環(huán)境造成的損害。

3.4 管道監(jiān)測系統(tǒng)

管道監(jiān)測系統(tǒng)是一種常見的管道防護措施。通過安裝傳感器、泄漏探測器等設(shè)備，對管道的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題，采取相應的措施進行修復，保障管道的安全運行。

3.5 管道維護和保養(yǎng)

管道維護和保養(yǎng)也是一種常見的管道防護措施。在管道的運行過程中，需要定期對管道進行檢查和維護，發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理，避免管道的損壞和泄漏，保障管道的安全運行。

4 防護措施的選擇和應用

4.1 地下埋管

對于燃氣管道的地下埋管方案，需要考慮以下幾個方面。首先，選擇合適的管道規(guī)格，一般需要根據(jù)管道的設(shè)計流量和工作壓力來確定。以廣元某燃氣公司項目為例，燃氣管道的直徑為219mm，壓力為1.0MPa。其次，管頂距離地面的距離需要根據(jù)管道規(guī)格和地下埋深來確定。根據(jù)相關(guān)標準和規(guī)范，如《GB55009-2021燃氣工程項目規(guī)范》，《GB50160-2018石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》 ，在一般城市道路和廣場區(qū)域，燃氣管道的埋深應在0.8～1.2 m之間，因此在本次項目中，燃氣管道的埋深可定為1 m，管頂距地面的距離即為0 m。除此之外，管道間距和管道數(shù)也需要考慮。在一般城市道路和廣場區(qū)域，相鄰燃氣管道的中心線距離應不小于2倍的管道直徑。在本次項目中，相鄰燃氣管道的中心線距離為2×219mm= 438mm。管道數(shù)需要根據(jù)燃氣管道的設(shè)計流量和工作壓力來確定。在本次項目中，假設(shè)燃氣管道的設(shè)計流量為2000m3/h，采用219mm直徑的管道，則每條管道的流量為Q=0.124m3/h·m。通過計算，可得到燃氣管道的數(shù)量為2000m3/h ÷Q=16129m。在進行地下埋管時，可以采用聚氯乙烯（PVC）管進行管道鋪設(shè)。PVC管具有耐腐蝕、耐磨損、使用壽命長等優(yōu)點，而且施工方便、成本低。需要注意的是，鋪設(shè)PVC管時，應根據(jù)規(guī)范和標準進行設(shè)計和施工。例如，在鋪設(shè)PVC管時，需保證管道在地下埋深范圍內(nèi)，并且管道的安裝位置、高度和坡度等都需要符合規(guī)范和標準的要求。此外，還需保證管道的連接處嚴密，防止管道在使用過程中發(fā)生泄漏。

4.2 防腐蝕處理

針對這條燃氣管道，應考慮采用防腐蝕處理措施進行防護。根據(jù)相關(guān)的標準和規(guī)范，如SY/T 0315—2011《石油天然氣工業(yè)鋼管外防腐涂層施工與驗收規(guī)范》，可以確定防腐涂層的材料和施工要求。在實際工程中，應選用符合規(guī)范的防腐涂層材料，按照規(guī)范要求進行施工和驗收，以減少管道在使用過程中的腐蝕和損壞。

4.3 安全保護距離控制

針對這條燃氣管道，應進行安全保護距離的計算，并采取相應的措施進行管道的安全保護。根據(jù)相關(guān)的標準和規(guī)范，如《GB55009-2021燃氣工程項目規(guī)范》，《GB50160-2018石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》 ，可以計算出該管道的安全保護距離為70m左右。在實際工程中，可以根據(jù)計算結(jié)果采取相應的措施，如設(shè)置安全防護區(qū)、標識警示標志等，以保護管道的安全運行和周邊環(huán)境的安全。

4.4 管道監(jiān)測系統(tǒng)

針對這條燃氣管道，應設(shè)置管道監(jiān)測系統(tǒng)，對管道的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和檢測。根據(jù)相關(guān)的標準和規(guī)范，如《GB55009-2021燃氣工程項目規(guī)范》，《GB50160-2018石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》 ，可以確定管道監(jiān)測系統(tǒng)的安裝位置和監(jiān)測設(shè)備的選用。在實際工程中，可以在管道上安裝流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、泄漏探測器等設(shè)備，對管道的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和檢測，及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題，采取相應的措施進行修復，保障管道的安全運行。

4.5 管道維護和保養(yǎng)

針對這條燃氣管道，應制定相應的管道維護和保養(yǎng)計劃，定期對管道進行檢查和維護。根據(jù)相關(guān)的標準和規(guī)范，如《GB55009-2021燃氣工程項目規(guī)范》，《GB50160-2018石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》 ，可以確定管道維護和保養(yǎng)的內(nèi)容和要求。在實際工程中，應制定相應的管道維護和保養(yǎng)計劃，按照規(guī)范要求進行檢查和維護，發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理，避免管道的損壞和泄漏，保障管道的安全運行。

5 結(jié)束語

通過研究了解到天然氣管道的安全保護距離及防護措施對于保障天然氣管道的安全運行具有非常重要的作用。在實際工程項目中，應根據(jù)管道的規(guī)格、周邊環(huán)境條件、管道材料和構(gòu)造、管道內(nèi)介質(zhì)和運行狀態(tài)以及管道周邊的設(shè)施和設(shè)備等因素綜合考慮，選擇合適的防護措施。