1、QualitativeandQuantitativeAnalysisofLeakageAccidentinGasSystemLIUBao-rong1,2,ZHUXi-cheng1,DUYu-feng1,YANGJiel,MIAOHu-linl(1TaiyuanGasCompany,Taiyuan030024,China;2TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:Theformandharmofleakageaccidentsingassystem,theaccidentrateduringthesystemopera
2、tionandthecalculationofleakageratesarediscussedTakingthegassysteminacityofNorthernChinaforresearchobject,aqualitativeandquantitativeanalysisofleakageaccidentinthegassystemiscarriedoutwiththeexperiencesofothercitiesTheexternalforcedestruction,naturalfactorsandimproperusearethreemaincausesofleakageacc
3、identsinthegassystemKeywords:gassystem;leakage;qualitativeanalysis;quantitativeanalysis1燃气管道漏损事故漏损事故形式及危害1燃气系统漏损事故形式及造成的危害分为:a漏失。燃气漏损后未被点燃,则为漏失,可能造成人员窒息和中毒。b火球。燃气漏损后若尚未与空气充分混合即被点燃,属扩散式燃烧,形成球形或半球形火体,称为火球,对周围产生强烈的热辐射。c喷射火焰。燃气从破裂处喷射出即被引燃,就形成喷射火焰,对周围人员、财产造成危害。d爆炸。大量燃气迅速泄漏到大气中,如果燃气、空气的混合物处理爆炸极限内,火源的引燃能量足
4、够强,则可能发生爆炸,并产生压力波,对周围人员及财产造成严重的危害。燃气管道漏损事故的形成过程见图1,根据国内外的经验及实际发生的案例,燃气系统漏损后发生漏失、火球、喷射火焰、爆炸的概率分别为0.90、0.01、0.05、0.04。燃气管道漏损事故率分析燃气管道运行期一般可分为投产初期、稳定工作期和老龄期。在投产初期暴露管道系统的内在问题,如设计、施工、管材、设备等方面的问题,事故率较高。随着工程的不断完善和调整,漏损事故率会逐渐下降至较低的水平,投产初期时间通常为0.53.0a。此后,进入一般可持续20a的稳定工作期,漏损事故率一直保持在低水平,事故主要为第三方责任事故。之后,设施老化、系统
5、腐蚀及磨损加剧,进入管道的老龄期,漏损事故率逐渐增加,呈上升趋势。由以上分析可知,随运行时间的推移,事故发生概率呈浴盆状分布2。若在稳定工作期加强管道的检测和维护,就可以适当延长管道的使用寿命,降低管道的漏损事故率。2燃气系统漏损事故原因的定性分析2000年2006年北方某城市共发生燃气系统漏损事故411起,根据事故发生原因,并结合全国其他地区燃气系统漏损事故原因,将漏损事故原因分为外力破坏(Y)、自然因素(O)、使用不当(P)、施工原因(W)及日常管理(X)5类。外力破坏a施工外力破坏燃气管道(B)。具体分为:地质勘探破坏管道(B1);推土机推断凝水缸抽水管(B2推土机推断凝水缸抽水管(B3
6、路面打夯机震动,导致管道断裂(B4施工破坏管道地基,管道发生不均匀沉降断裂(B5拆除房屋时建筑重块砸断管道(B6)。b载重车辆碾压燃气管道(C)。道路的流动载荷经土体作用在中低压燃气管道上,使管道受力,同时流动载荷也导致道路的回填土不均匀沉降,使管道基础不均匀沉降,在双重作用下,燃气管道断裂(C1设计中未考虑承受巨大载荷的住宅小区庭院管道,受清运垃圾等载重车辆碾压,因载荷过重而被压断(C2载重车辆压坏凝水缸井圈、井盖,压断凝水缸抽水管(C3c违章建筑物等压占燃气管道(D)。违章建筑物等长期压占管道,使燃气管道长期在荷载的作用下,因受力产生缓慢沉陷,引发断裂(D1其他管道搭设在燃气管道上,使燃气
7、管道承载,在长期作用下发生断裂(D2因水平净距不够,其他管道对燃气管道形成侧向推力,造成燃气管道焊口撕裂(D3燃气管道上方绿化带的深根植物损坏管道(D4d偷盗燃气设施(I)。不了解燃气泄漏的危害,偷盗管道上的阀门等燃气设施(I1用户偷气,破坏燃气设施(I2房屋拆除时偷盗燃气管道及设施(I3自然因素a燃气管道腐蚀(A)。电化学腐蚀(A1化学腐蚀(A2杂散电流腐蚀(A3微生物腐蚀(A4腐蚀性大气环境破坏燃气管道(A5投运时间较长,管道材质失效(A6投运时间较长,防腐层失效(A7b地质条件变化(E)。管道下的人防工程因雨水冲刷塌陷导致燃气管道地基发生变化,管道变形断裂(E1因雨水冲刷导致燃气管道地基
8、毁坏流失,管道悬空扭曲变形(E2季节变化引起土层的不均匀胀缩、升降,导致钢质管道焊口和铸铁管的机械接口处受到剪切力而破坏(E3污水等管道破裂冲刷管道地基,造成土壤流失,导致燃气管道断裂(E4c自然因素(L)。储气罐因水槽、挂圈水封结冰,发生吸空变形、脱轨漏气等现象(L1调压站内水封式安全阀因气温骤降发生冻裂,造成安全放散系统失灵,燃气非正常放散(L2冬季气温骤降,冻裂户外明装阀门(L3气候的变化造成燃气设施应力突变(L4地震引发管道断裂(L5大风使储气罐脱轨(L6暴雨冲毁燃气管道及设施(L7使用不当用户使用燃气设施不当(F)。炊事后用户未按使用要求关闭旋塞阀,胶管脱落后发生燃气泄漏(F1用户炊
9、事时长时间离开灶具,火因溢汤、风吹等因素被扑灭漏气(F2下进风嵌入式燃气灶直接安装在灶台上,无二次进风口(F3胶管老化,未及时更换(F4燃气灶具漏气,炊事后用户未按使用要求关闭旋塞阀(F5用户忘记火上烧水,致使水熬干、设施烧坏发生漏气(F6长时间使用燃气热水器导致设施烧坏漏气(F7用户将燃气热水器烟道安装在楼道内,排出烟气导致人员缺氧中毒(F8用户炊事后未关闭灶具(F9施工原因a燃气管道施工不当(G)。焊工无证施焊(G1焊接管道不加工坡口,造成焊缝有气孔、夹渣、裂纹等缺陷(G2焊缝未焊透,焊缝严重错边或其他超标缺陷造成焊缝强度低(G3焊缝未进行检验和无损探伤,或未检验出超标焊接缺陷(G4破坏的
10、管道外防腐层未及时修复,造成腐蚀穿孔(G5法兰安装不同心、不同面、间距过大或过小,安装应力过大,管道长期受力,影响连接质量(G6回填土质量不符合技术要求,造成地基塌陷,导致管道断裂(G7没有严格进行管道强度试验、气密性试验(G8未严格按设计图施工,擅自更改,造成管道缺陷(G9管道埋深不满足技术要求(G10b燃气管道材质选用不当(H)。铸铁管存在气孔、缩孔、裂纹等缺陷,造成管道局部应力集中,导致管道断裂(H1钢管卷制工艺差,椭圆度未达标,焊缝有缺陷(H2阀门气密性差(H3钢管壁厚不均匀,强度不均匀(H4法兰为非标准产品(H5焊接材料选用、保存不当(H6日常管理a日常管理不到位(J)。燃气管网原始
11、资料不全,技术状况不明(J1巡线、检测、查漏制度不完善(J2由于资金问题,未能按时检查维修管道(J3对群众的安全宣传教育力度不足(J4燃气管理的法律、法规执行力度不够(J5调压设施老化或维护不及时,造成失灵,导致上级管网和下级管网直通,压力超限而发生燃气表漏气(J6调压站定期巡视不到位,发生水封式安全阀缺水,无法控制调压器出口压力,导致安全放散系统失灵而发生超压放散(J7凝水缸排放的冷凝水直接倒入凝水缸井内,由于长期浸泡,造成管道发生电化学腐蚀和化学腐蚀,直至腐蚀穿孔(J8管道上方或周围无明显标志物或警示带(J9燃气气质不达标(J10牺牲阳极或阴极保护装置缺损(J11b违章操作(K)。作业现场
12、管理不善,导致管道内形成混合气,遇明火引发燃爆(K1用户私自改动户内燃气设施(K2其他管道施工使用电焊时用燃气管道做接地搭线(K3新旧燃气管道资料不清,擅自通气(K4管道未置换彻底,就擅自通气(K5深井、深坑作业未佩戴防毒面具(K6高空作业未佩戴安全护具(K73燃气系统漏损事故原因的定量分析我们对北方某城市2000年2006年燃气系统的漏损事故原因进行统计(见表1)。外力破坏是燃气系统发生漏损事故的主要原因,比例为42.3%;自然因素是燃气系统发生漏损事故的重要原因,比例为35.0%;使用不当是燃气系统发生漏损事故的次要原因,比例为12.0%。三者之和为89.3%,说明解决燃气系统的漏损事故应
13、着重从这三方面人手:建立专职巡线队伍,加强燃气设施的巡视检查监管力度,杜绝外力破坏;结合实地开挖,定期对燃气系统进行安全可靠性评价,发现问题及时整改,杜绝腐蚀漏气现象;普及燃气安全知识,加强用户的安全意识,避免用户使用不当。表12000年一2006年北方某城市燃气系统漏损事故原因统计Tab1StatisticsofleakageaccidentcausesingassysteminacityofNorthernChinafrom2000to2006类别发生漏损事故原因漏损事故次数/次比例/%Y施工外力破坏燃气管道(B)12630.7载重车辆碾压燃气管道(C)409.7违章建筑物等压占燃气管道(D)10.2偷盗燃气设施(I)71.7O燃气管道腐蚀(A)12129.4地质条件变化(E)194.6自然因素(L)41.0P用户使用燃气设施不当(F)4912.0W燃气管道施工不当(G)184.4燃气管道材质选用不当(H)112.7X日常管理不到位(J)51.2违章操作(K)102.4参考文献:1孙永庆,钟群鹏,张峥城市燃气管道风险评估中失效后果的计算J天然气工业,2006,(1):1201222王蕾,李帆城市燃气输配管网的可靠性评价J煤气与热力,2005,25(4):58.XX设计有限公司Your Name Design Co., Ltd.
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