|
|
8 儲運(yùn)安全技術(shù)
8.1 集輸系統(tǒng)的安全技術(shù)
天然氣集輸系統(tǒng)是一個承壓系統(tǒng)，天然氣介質(zhì)易燃、易爆，有的氣田采出的天然氣還含有腐蝕性和毒性都很強(qiáng)的H2S，這些因素給天然氣集輸?shù)陌踩a(chǎn)和人身安全帶來危險。因此，天然氣集輸系統(tǒng)的建設(shè)和操作管理要特別樹立安全生產(chǎn)的觀念，根據(jù)集輸系統(tǒng)的特點采取各種有效的安全技術(shù)措施。
8.1.1 防火與防爆技術(shù)
天然氣的主要成分是甲烷，還含有一些乙烷、丙烷、丁烷等較重的烴類，從地層采出的未經(jīng)處理的含硫天然氣還含有毒性很大的硫化氫氣體。甲烷、乙烷等烴類及硫化氫氣體都是易燃物質(zhì)，與空氣以一定比例混合后會形成爆炸性的氣體混合物。
1、燃燒及燃燒速度
燃燒是一種同時有熱和光發(fā)生的強(qiáng)烈氧化反應(yīng)。燃燒必需具備如下條件：
(1)有可燃物質(zhì)；
(2)有助燃物質(zhì)(氧或氧化劑)；
(3)能導(dǎo)致著火的火源，如明火、靜電火花、灼熱物體等。
氣體的燃燒不需要象液體那樣經(jīng)歷蒸發(fā)的過程，所以燃燒速度很快。氣體的燃燒性能常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋砗饬�，一些可燃�(xì)怏w與空氣的混合物在25.4mm直徑的管道中火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑囼灁?shù)據(jù)見表8-1。
2、可燃物質(zhì)的自燃
1）自燃點
可燃物質(zhì)在沒有明火火源的情況下，在有助燃物質(zhì)的環(huán)境中能自行著火燃燒的最低溫度，稱為自燃點。表8-2列出了幾種物質(zhì)在空氣中的自燃點。
影響可燃物質(zhì)自燃點的因素很多。壓力對自燃點有很大的影響，壓力愈高，則自燃點愈低。如苯在1atm時自燃點為680℃，在10atm下為590℃，在25atm下為490℃�？扇�?xì)怏w與空氣混合物的自燃點隨其組成而變化，當(dāng)混合物的組成符合燃燒的化學(xué)理論計算量時自燃點最低�；旌蠚怏w中氧濃度增高，也將使自燃點降低。催化劑的存在對液體和氣體的自燃點都會有影響，此外，容器的直徑與容積在一定程度上也影響物質(zhì)的自燃點。
2）可燃物質(zhì)的自燃
某些可燃物質(zhì)的自燃點很低，在常溫下就能發(fā)生自燃。與常溫空氣接觸就能著火的物質(zhì)有黃磷、磷化氫、鐵的硫化物等，這類物質(zhì)最為危險。現(xiàn)以硫化鐵為例說明如下。
干燥的鐵的硫化物(FeS、Fe2S3等)極易自燃，自燃時，其主要反應(yīng)如下：
含硫氣田的集輸管道和站場設(shè)備中，存在著不少因腐蝕而產(chǎn)生的硫化鐵。如果設(shè)備或管道打開而不采取適當(dāng)措施，干燥的硫化鐵與空氣接觸，便能發(fā)生自燃，如有天然氣存在，還有可能發(fā)生爆炸事故。
預(yù)防硫化鐵的自燃，采取的措施有：
（1）在打開可能積聚有硫化鐵的容器前，應(yīng)噴水使硫化鐵處于潤濕狀態(tài)；
（2）定期清管和清洗設(shè)備，除去管道、設(shè)備內(nèi)的硫化鐵；
（3)減緩或防止金屬設(shè)備的腐蝕，以減少或防止硫化鐵的生成。
3、爆炸性混合物
可燃?xì)怏w以一定比例與空氣均勻混合后若遇火源，氣體混合物的瞬間快速燃燒會引起爆炸，該氣體混合物稱為爆炸性混合物。
1）爆炸極限
可燃?xì)怏w與空氣構(gòu)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，而且混合的比例不同，火焰蔓延的速度也不同。濃度低于某一極限或高于某一極限，火焰便不能蔓延�？扇�?xì)怏w在空氣中剛足以使火焰蔓延的最低濃度，稱為該氣體的爆炸下限；同樣，剛足以使火焰蔓延的最高濃度，稱為爆炸上限。爆炸極限一般用可燃?xì)怏w在混合物中的體積百分?jǐn)?shù)來表示。
爆炸極限在防火、防爆上具有重要意義，為保證生產(chǎn)的安全，必須避免所處理的氣體達(dá)到爆炸極限范圍之內(nèi)。表8-3列出了幾種氣體在一般情況下的爆炸極限。
2）爆炸極限的主要影響因素
爆炸極限不是固定的數(shù)值，而是隨一些因素而變化的，影響爆炸極限的主要因素有混合物的原始溫度、壓力，惰性氣體的含量，容器的大小等。
（1)原始溫度
混合物的原始溫度愈高，則爆炸極限的范圍愈大，即下限降低而上限增高。這是由于混合物溫度增高，加快了燃燒速度的結(jié)果。這樣，原來不燃或不爆的混合物，由于溫度升高就變成可燃可爆了。
（2)原始壓力
混合物的原始壓力對爆炸極限有很大影響。一般情況下，當(dāng)壓力增加時，爆炸極限的范圍擴(kuò)大，并且上限隨壓力變化很顯著。這是由于在增壓情況下，物質(zhì)分子間距離更為接近，使燃燒反應(yīng)更容易進(jìn)行，圖8—1說明了壓力對甲烷爆炸極限的影響。相反，在減壓情況下，爆炸極限的范圍隨壓力的減小而縮小。
（3)惰性介質(zhì)
混合物中加入惰性氣體，爆炸極限的范圍會縮小。當(dāng)惰性氣體達(dá)到一定濃度時，可以完全避免混合物發(fā)生爆炸。這是由于惰性氣體的加人使可燃物分子與氧分子隔離，在它們之間形成不燃的“障礙物”。圖8-2表示含甲烷的混合物中加入惰性氣體對爆炸極限的影響。
由圖可見，混合物中惰性氣體增加，對上限的影響較之對下限更為顯著，因為惰性氣體濃度加大，表示氧的濃度相對減小，而在上限時氧的濃度已經(jīng)很小，故惰性氣體濃度稍為增加一點，即產(chǎn)生很大影響，使爆炸上限急劇下降。
（4)容器
容器的材料和尺寸對爆炸極限也有影響。在管道中進(jìn)行的氣體混合物爆炸實驗表明，管道直徑愈小，爆炸極限的范圍也愈小。這可用器壁上的接觸效應(yīng)和熱損失來加以解釋。
（5)點火源能量
電火花的能量、火源與混合物的接觸時間的長短等，對爆炸極限都有一定的影響。如甲烷，對電壓為100V、電流強(qiáng)度為2A的電流產(chǎn)生的電火花，其爆炸極限的范圍為5.9％～13.6％，如用3A電流產(chǎn)生的電火花，則爆炸極限范圍擴(kuò)大為5.85％～14.8％。
3）爆炸溫度與壓力
氣體混合物爆炸后的最高溫度，可根據(jù)氣體和燃燒產(chǎn)物的焓值按熱量平衡的原理來計算。由于爆炸過程在瞬間完成，因此可不計熱量的損失。實際上，氣體混合物在密閉容器中的爆炸剛結(jié)束、系統(tǒng)處在最大爆炸壓力狀態(tài)時，爆炸中心和爆炸邊緣點的溫度是不同的。因此，計算的最高爆炸溫度可認(rèn)為是一種平均值。
4、燃燒與爆炸的預(yù)防措施
在生產(chǎn)中，防止火災(zāi)與爆炸事故的基本原則是：
(1)所處理的物質(zhì)應(yīng)避免處于足以發(fā)生燃燒或爆炸的危險狀態(tài)；
(2)消除一切足以導(dǎo)致著火的火源。
1）防止可燃可爆系統(tǒng)的形成
(1)系統(tǒng)密閉與環(huán)境通風(fēng)。
系統(tǒng)密閉可使氣體或蒸氣不能泄漏，環(huán)境通風(fēng)使泄漏出的可燃?xì)怏w不可能積聚。可燃?xì)怏w漏出或空氣進(jìn)入充有可燃?xì)怏w的設(shè)備中，都可能導(dǎo)致事故發(fā)生，因此設(shè)備應(yīng)保持密閉。設(shè)備本身及與它相連的一切管道，都不能有明顯的滲漏，在投產(chǎn)前或定期檢查時應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試壓及嚴(yán)密性試驗；操作壓力必須加以控制，防止超壓。
設(shè)備很難保證百分之百的絕對不泄漏，因此有必要采取通風(fēng)的方法防止可燃性氣體在車間內(nèi)積聚。在設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)注意密度較大的氣體或蒸氣在低洼處積聚。通風(fēng)設(shè)施的電氣部分應(yīng)按要求采用防爆型的。
(2)充惰性氣體。
在可燃?xì)怏w與空氣的混合物中加入足夠量的惰性氣體，可以達(dá)到消除爆炸可能性的目的。在工業(yè)上常用的惰性氣體有氮、二氧化碳、水蒸氣。在開工前及停工后，用惰性氣體對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃或置換，以防止事故的發(fā)生。
(3)遵守安全操作規(guī)程與加強(qiáng)科學(xué)管理。
應(yīng)根據(jù)工藝介質(zhì)的易燃易爆特性，制定安全操作規(guī)程和管理制度并嚴(yán)格遵守。
2）火源的消除
引起燃燒爆炸的火源一般有明火、摩擦與撞擊產(chǎn)生的火花、電氣設(shè)備或靜電放電火花等。為消除火源，采取的措施有：
(1)建立嚴(yán)格的動火制度，未經(jīng)許可不得在生產(chǎn)區(qū)使用明火或進(jìn)行焊接作業(yè)。
(2)防止摩擦與撞擊產(chǎn)生火花。如敲擊設(shè)備或管道應(yīng)使用由銅、鋁等材料制成的不發(fā)生火花的工具；在傾倒易燃液體時，為防止鐵桶與金屬設(shè)備撞擊產(chǎn)生火花，應(yīng)在其接觸部位覆以不發(fā)生火花的材料。
《油氣儲運(yùn)概論》第八章儲運(yùn)安全技術(shù).ppt
(3.1 MB, 下載次數(shù): 138, 售價: 3 金幣)
2012-3-17 10:40 上傳
點擊文件名下載附件
售價: 3 金幣 [記錄]
|
|
|關(guān)于我們|網(wǎng)站地圖|油氣儲運(yùn)網(wǎng)
( 魯ICP備11007657號-3 )
字化.webp)
發(fā)表于 2012-3-17 10:40:31
收藏
分享
淘帖
支持
反對
