天然气长输管道防火防爆技术

火灾预防应坚持“预防为主，防消结合”的方针，坚持消防安全工程要与管道主体工程同时设计、同时建设和同时投入使用的“三同时”原则。天然气管道防火防爆可分为前期预防、初期探测及后期扑救等3个阶段，并渗透到设计、施工建设和运行管理各环节中。

1.前期预防

前期预防即指采用密闭输送方式，并采用本质安全设计消除管道内天然气发生泄漏或者管道内混入空气，生产厂区使用防爆电气设备等措施消除火种，使得天然气的燃烧或爆炸不具备基本条件，从而达到防火防爆的目的。

（1）设计阶段。

严格按照《输气管道工程设计规范》（GB 50251—2015）及《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183—2015）等国家标准及行业标准进行管道的强度设计、路由选择、防腐处理、总平面布置及防火防爆和防雷防静电设计等，以达到管道本质安全设计的要求，从设计上避免管道及设备发生破裂失效造成天然气泄漏。

（2）施工建设阶段。

施工建设过程极易造成管道本体损伤等现象，给投产运行期间留下隐患，所以施工建设阶段应该严格按照《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB 50369—2014）进行施工和验收，保证施工质量。

（3）运行管理阶段。

天然气长输管道自投产运行起，其火灾爆炸危险性便随之产生，所以在管道设计和施工的基础上，运行管理阶段在天然气火灾爆炸预防上显得尤为重要。一般天然气长输管道在运行管理阶段主要从7个方面进行预防。

①用火作业管理。

所谓“用火作业”系指在具有火灾爆炸危险场所内进行的施工过程，如焊接、烘烤、切割、使用非防爆电器等。对用火作业要实行严格管理，采用票证管理、分级审批、气体环境分析、双岗监护及领导带班作业等措施，实行“三不用火”规定（指没有经批准的“用火作业许可证”不用火，防火措施不落实不用火，用火监护人不在现场不用火），严格控制用火作业的风险，从而将天然气火灾爆炸的危险性降到最低。

②消防管理。

天然气长输管道所有站场均安装设置火灾报警系统，按标准配备灭火器材等消防设施，在大型站场（如压气站）设置消防水系统，实现工艺装置区、生活区消防水、灭火器全覆盖。同时，建立防火档案，设置防火标志，确定火灾危险源（点），实行严格的管理；结合岗位职责，实行防火巡检；定期对职工进行消防安全培训；制定灭火和应急疏散预案，定期组织消防演练等。此外，定期对火灾自动报警系统、消防灭火系统进行日常检查、维护保养和定期检测，以确保消防系统完好。

③超限保护。

超压、超限运行有可能造成管道、设备等失效，导致天然气泄漏。压力管道、压力容器上均安装压力安全泄放阀，一旦超压便自动泄放；同时通过SCADA系统实现对压力、温度等参数的实时监测，具备自动联锁保护功能，一旦出现压力、温度异常可采取截断、停机、放空等动作，消除压力、温度超限带来的破坏作用。

④设备检维修。

天然气站场所用的工业阀门、仪表、压力容器等设备较多，而设备本体及连接处的动、静密封点数量众多，例如一个普通压气站，其动、静密封点可达5 000～6 000之多，而所有密封点均有存在天然气泄漏的风险，故加强日常巡检的检漏及定期对设备进行检维修尤为重要。巡检人员随身携带可燃气体报警仪及装有肥皂水的喷壶，对主要设备密封点进行检漏；每年春季及秋季两次对所有设备进行集中检维修和保养，如对所有阀门进行排污、注脂等，有效防止设备外漏。

⑤防雷防静电。

按照《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183—2015）等标准要求，在站场阀室等装置区要加强防雷防静电的防护，可采用埋设接地网、安装接地线等措施，同时按要求每半年进行接地电阻的测试，及时整改不合格点，保证接地保护有效。

⑥防腐及检测。(www.xing528.com)

管道防腐主要是采取外防腐层保护和阴极保护相结合的措施。例如：加强恒电位仪等阴保设备的运行管理和管道阴保测试，延缓管道腐蚀速度；通过对全线管道的外防腐层检测及时发现并修补防腐层缺陷点；通过发送漏磁和几何内检测器掌握管道焊接缺陷点、金属损伤缺陷点分布情况，及时采取措施修补，消除管道缺陷带来的天然气泄漏的火灾爆炸的隐患。以上措施可有效延长管道使用寿命，即可降低管道因腐蚀失效造成的天然气泄漏及火灾爆炸的危险性。

⑦线路巡护。

由于长输管道线路较长，且存在较多危险因素，如地质灾害、第三方施工、恐怖破坏等，均有可能造成管道破坏而发生天然气火灾爆炸事故，且从行业内事故统计来看，长输天然气管道的火灾爆炸事故多发生在线路上，所以加强管道巡护力度，及时发现并制止威胁管道安全的行为，是管道运行管理的一项必要内容。例如：可建立管理处、巡线队和属地巡线员三级管道巡护机制，执行分段承包制度，并利用GPS巡检机等设备来不断提高管道巡护到位率，以保证及时发现和制止威胁管道安全的第三方施工、地质灾害等，以降低管道火灾爆炸的危险性。

2.初期探测

天然气燃烧或爆炸的形成必须具备3个条件，即泄漏的天然气、与空气混合形成爆炸混合气、点火源。虽然人们无法左右空气，但点火源可在前期预防中控制并消除，所以此阶段控制的重点就在于泄漏天然气的探测。有时微小的泄漏可能引发较小的火焰，而第一时间探测到小火，并及时扑灭，是抑制火灾扩大甚至爆炸的重要环节。因此，要求天然气的站场阀室在设计和建设阶段应配备火灾报警系统，安装可燃气体探测报警仪及火焰探测仪，并实现远传和联动；在运行管理阶段，加强对火灾报警系统的维护，定期进行测试，确保其运行良好。

3.后期扑救

泄漏的天然气一旦燃烧或爆炸引发火灾，第一时间控制火势并设法扑灭，将大大减少其造成的损失。因此，火灾扑救的方法是否得当至关重要。由于长输管道天然气的火灾爆炸具有上述特点，决定了管道天然气火灾扑救难度大，且研究起来困难。国内外学者对天然气射流火、井喷火灾及灭火方法进行了大量研究，提出了扑救天然气火灾的方法，主要有：

（1）细水雾法。

通过一些学者的研究发现，细水雾法灭火的机理主要是冷却火焰，应用该原理研制的灭火器材有便携式细水雾灭火器和细水雾灭火车等，并在实际天然气火灾扑救中得到了应用，在控制火势和扑灭火灾上都有一定效果。

（2）水枪交叉灭火法。

通过多支水枪对准火焰根部喷射，利用隔绝可燃物与火源的原理达到灭火，此种方法被利用到了气田井喷火灾扑救上，对以射流火形式为主的管道天然气火灾具有指导意义。

【能力提升训练】

案例：2000年美国天然气输气管道火灾事件。2000年8月19日凌晨，美国新墨西哥州一条向加利福尼亚输送天然气，埋在地下2米多深的输气管道在距佩科斯河150 m处出现了破裂而造成泄漏，继而引发爆炸与大火。爆炸炸出了一条长25 m、深6m的大坑。爆炸发生时，一个12口之家，正在附近露营，当场被炸死6人，4人在被送医院后死亡，2人重伤。爆炸后的大火火焰在32 km之外都可以看见。

根据本节课所学知识或参考相关资料，试分析天然气长输管道火灾爆炸特点，并提出有效的天然气长输管道的防火防爆安全技术措施。

【归纳总结提高】

1.天然气火灾爆炸危险性有哪些？

2.天然气长输管道火灾爆炸特点有哪些？

3.天然气长输管道火灾爆炸危险点分布有哪些？

4.总结天然气长输管道的防火防爆安全技术措施。