某天然气气化工程生产安全分析与评价

撰写人：_日 期：_西安建筑科技大学 本科毕业设计（论文）题 目某天然气气化工程生产安全分析与评价学生姓名xxxxx 学 号xxxxxxx院（系）xxxxxxxx专 业xxxxxxx指导教师xxxxxxxxx时 间2013 年 6 月 3 日 第 3 页摘要天然气是一种安全、洁净的一次性能源，世界发达国家和发展中国家都十分重视天然气的开发和利用。为了进一步推广天然气这种经济、环保、洁净的新型能源，完善优化城市能源结构，创造良好的经济效益和社会效益，某天然气投资发展有限公司拟在某县门站内合建一座供气规模为1.5万Nm3/d的CNG加气标准站一座。本文通过对该加气站物理、化学危险因素以及重大危险源进行分析辨识，运用安全检查表、事故树分析、危险度法、TNT当量法和喷射火的方法，确定该加气站生产中存在的安全隐患，并且对天然气防火防爆，防泄漏给出了相应的对策措施，确保了该加气站安全经营。关键词：CNG加气标准站，危险有害因素，事故树，TNT当量法，防火防爆AbstractNatural gas is a safe, clean disposable energy, the worlds developed and developing countries have attached great importance to the development and utilization of natural gas, In order to further promote the natural gas this economy, environmental protection, clean new energy, improve the optimization of urban energy structure, to create a good economic and social benefits, Investment and Development Co., a natural gas gate stations within a county intends to jointly build a gas scale of 1.5 Wan Nm3 / d of CNG filling station a standard. In this paper, the filling physical, chemical risk factors and identification of major hazard analysis, the use of safety checklist，fault tree analysis, risk method, TNT equivalent method and jet fire methods to determine the presence of the filling stations in production security risks, and for gas fire and explosion, leak proof gives the corresponding countermeasures to ensure the safe operation of the stations.Key Words:Standard CNG filling stations，dangerous harmful factors， fault tree，TNT equivalent method, fire and explosion1绪论1.1课题研究的背景及意义 伴随着经济的发展和城市气化进程的加快，城市大气污染越来越严重。大气污染已危及到人们的身心健康，成为我国城市经济发展和社会进步的障碍，环境问题也影响到我国的国际形象。目前国家有关部门在“空气净化工程”中，提出以治理汽车排放与燃烧污染为突破口，开展“清洁汽车行动”和“清洁能源行动”。发展燃气汽车是改善大气环境质量的重大举措，又是我国汽车工业实现跨越式发展，能源结构实现转换的重要历史机遇，是利国利民、造福子孙的大事。我国又是一个石油相对短缺的国家，研制生产以压缩天然气、液化石油气汽车为代表的低排放燃气汽车，对合理利用能源、促进我国汽车工业的发展，具有十分重要的意义。1.2国内外天然气发展历程1.2.1国外天然气发展历程 天然气作为一种优质、洁净燃料成为城市的主要能源，在世界燃气发展近180年的历史进程中，已日益显示出其必然性。与天然气汽车技术相关产业的发展一直得到发达国家的普遍重视。自20世纪30年代，欧美各国先后建立了燃气汽车及其附加装置的科研机构和专业生产厂，天然气汽车技术的发展日趋成熟，近年来最引人关注的天然气专用发动机和原装天然气汽车技术日趋完善成熟。发展天然气汽车的关键是由政府制订出明确的政策和法规。没有明确的政策和法规, 要想在世界上任何国家发展天然气汽车都是不可能。自1960 年美国加利福尼亚州首先通过立法控制车辆排放的污染物以来, 发达国家为解决车辆排放污染纷纷制订了行之有效的法规。经过30 多年的的发展, 各国制订的法规和标准逐年完善, 控制的污染物更加全面, 对污染物的排放值的控制也更加严格, 并已在世界上形成了美国、日本、欧洲三个主要车辆排放限制法规体系。1978 年美国开始对天然气政策逐步进行调整，国会通过了一些天然气法规。立法改革主要围绕三个主要问题： 首先是逐步解除对所有天然气井口价的控制，由市场决定气价。第二, 逐步解除对天然气使用的限制，使天然气能够在各领域与其他能源竟争。第三, 开放管道运输业, 使买主能够选购成本最低的天然气, 促进竟争。不受干预的价格、开放的运输业和不受约束的天然气使用, 这三者结合可以充分发挥市场优势, 使产量和运输量增加， 消费价格趋于合理水平。由于价格提高, 促进了勘探、生产和科研, 天然气储量大幅下滑势头开始得到控制, 产量下降幅度也略低于70年代。但是由于1 9 82 年美国经济不景气, 特别是19 8 6年油价暴跌, 气价相对升高, 因此天然气消费量有较大幅度下降, 天然气市场由供应紧缺转为供应有余。到80年代末, 夭然气在能源结构中的比例为25.9% 。由于全面解除对天然气使用的限制, 价格放开, 消费扩大, 促进了天然气的生产和科研。90 年代虽然勘探重大发现不多， 但是由于科技的发展，勘探效益提高，资源利用，范围拓宽到深层气、致密层气和煤层气等，加上采收率的提高, 使天然气储量下降的局面得到了扭转。在能源消费中的比例基本上保持稳定, 与8 0 年代持平。澳大利亚政府则规定到2000年, 联邦政府( 包括政府下属的企业) 所购买的新大车50% 必须使用有益于环保的代用燃料。另外, 联邦政府还鼓励州政府和地方政府采取同样的措，来推广天然气汽车的使用。使政府在发展天然气汽车中, 起到了带头的作用。澳大利亚联邦政府通过能源研究和开发公司( ERDC) 这一国家公司对天然气汽车技术的研制和开发进行投资。该公司在天然气汽车技术的研制和开发中, 与天然气汽车企业密切合作, 共同进行一些先进技术( 例如优化汽车在行驶距离、空间和重量的设计等) 的研制。在荷兰, 所有的民间研究工作均在荷兰工业研究院( TN O) 的协助督导下进行。在政府的鼓励下, 荷兰国内多家厂商自行开发研制各种天然气汽车器材, 自车用油气双回路系统的制造与维修, 至加气设备的制造及测试、检测设备等均相当完备。天然气汽车由于其在技术上成熟、经济上可行, 从而作为主要的汽车代用燃料在世界上迅速发展起来。到1994 年底, 世界上已经有400 多万辆LPG 汽车和123 万辆压缩天然气( CN G) 汽车。 到2000 年, 世界上的气体燃料汽车超过1500 万辆。1.2.2国内天然气发展历程 我国传统的一次能源结构以煤为主。煤炭在一次能源消费中占76%左右，而世界水平在26.9，发达国家一般在20左右，对比之下我国的能源结构显然是不尽合理的。我国“十五”规划把调整能源及产业结构作为主线，加强生态和环境建设，最终使国民经济可持续发展，国家规划天然气在能源结构中的比重提高到6，到2020年提高到20。“十一五”规划进一步强调“加强国内石油天然气勘探开发”。城市燃气化是城镇社会发展标志性的基础设施之一，城市燃气由液化石油气改为优质天然气，是洁净能源的一个新进步。城镇建设的发展，城区规模的扩大，各类耗能用户在增加的同时，应优先利用优质、洁净、燃烧后无污染的天然气资源调整南郑县的燃料结构，提高居民生活质量，对推动某县经济社会持续发展具有积极意义。近年来，随着经济的飞速发展，大气环境污染越来越严重, 城市大气污染的一个重要因素是机动车尾气污染。由于机动车大幅度增长，汽车排污造成的影响亦越来越严重，尾气污染已由局部性转变为连续性和累积性，城市居民成为汽车尾气污染的直接受害者，加强对现有机动车排气污染的治理和监督管理，发展燃气汽车是解决汽车尾气污染问题的有效途径。1.3本文主要框架第一章是绪论，主要是国内外天然气的发展历程；第二章主要是工程分析，介绍工程中的设备，工艺；第三章主要是危险有害因素的辨识及分析；第四章是对工程进行安全评价的单元划分；第五章定性定量分析评价。通过分析评价，找出各个单元中存在的可能的危险危害因素，为改进措施的提出提供依据；第六章是对策措施，对工程进行防火防爆防电的措施；第七章是结论，对工程安全评价应用研究进行了总结；第八章是参考文献。2 工程分析2.1项目名称及建设单位 项目名称：某县天然气城市气化工程 项目建设单位：某事市天然气投资发展有限公司2.2建设项目外部基本情况 某县位于某市西南部，地处东经10630-10722，北纬3224-337之间。县域南部与四川省通江县、旺仓县接壤，边界长度分别为48.7公里、94.2公里、15.8公里;西与陕西省宁强县、勉县为邻，边界长度分别为37公里、83公里；东与城固县、西乡县毗连,边界长度分别为79.3公里和39公里;北与汉中市汉台区隔江想望,边界长度为40公里,县界总长度围437公里。2.2.1 建设项目所在地的气象、水文、地质、地震等自然情况（1）地形地貌 某县在陕西的地貌分区中，属陕南山地的组成部分。境内横 东西的米仓山构成地貌骨架，汉江环绕东北部，地势南高北低，呈阶梯状分布。县域由北向南依次为平原区（属汉中平原一部分）、低山丘陵区（属大巴山低山丘陵的一部分）、中山区（属米仓-大巴山构造剥蚀中山的一部分）。三种主要地貌的面积分别占全县总面积的11.8%、22.5% 、65.7%。全县最低处是圣水镇东部的汉江河滩，海拔484米；最高点在南部碑坝镇与四川省交界的铁船山，海拔2468米；相对高度差1984米。（2） 气象条件 气候温和，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，水资源丰富，年平均气温14.6，最高39.5，最低-5。年平均降水量1069.7mm，年最大降水量1618.7mm(1983年)，年最小降水量643.6mm（1997年），年最大降雨量是年最小降雨量的1.7倍。雨量主要集中在5-10月份，占全年降雨量的70%。但时空分布差异较大，年度变幅643.6-1618.7mm。全年日照时间为1649小时，全年无霜期为253天，最大冻土深度35cm。（3）水文地质 本县主要河流有9条，除汉江过境外，以米仓山主脊为界，北坡有濂水河、冷水河、漾水河汇入汉江；南坡有西流河、碑坝河、后河、长潭河、焦家河汇入四川省嘉陵江。河流总长度365.4公里。有10平方公里以上流域面积的支流65条，总长886公里。河网密度每平方公里0.46公里。河流年径流深835.14毫米，径流总量多年平均为2352亿立方米,年内分布以7-10月最高，占全年的53.7%;5、6月径流量仅占全年的16%，造成部分区域夏季水稻插秧时用水困难。（4） 地震 根据国家地震局编制的中国地震烈度区划图（1990年版）、建筑抗震设计规范2008版附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”， 某县抗震设防烈度为7度区，设计地震分组属第一组，设计基本地震加速度值为0. 15g，特征周期为0.35s。2.3总平面布置2.3.1站区分布本项目主要包括CNG加气标准站（CNG压缩机组2台；前置干燥器1台； CNG加气机4台）、门站。输气源楼栋调压箱居民用户中压各区域调压撬管网商业、工业、采暖用户专用调压箱箱南郑门站南郑门站内加气站图2-1 输配系统流程框图（1） CNG加气标准站1 加气系统工艺流程本站输气管道的天然气，进站压力0.41.6MPa,温度常温。其含硫指标已符合车用压缩天然气GB18047-2000的要求，故本站不设脱硫装置，依次经过滤器、调压计量，再经过脱水装置干燥，然后进入压缩机组，经过压缩后压力升高到25MPa；再通过顺序控制盘进入高、中、低压储气井进行储气或给CNG汽车加气。调压器过滤计量紧急切断阀来自输气管道天然气压缩机缓冲罐干燥器CNG汽车售气机程序盘储气井组图2-2 加气站工艺流程图2 根据加气站的功能，可分加气区、工艺装置区、营业办公区。加气区布置有加气机，供CNG汽车加气；工艺装置区布置有压缩机、干燥器、调压计量装置、储气井等；营业办公区布置有办公室、营业室、休息室、值班室等。 站区南、东、西三面设2.2米高非燃烧实体围墙。站内道路为混凝土路面，站区按平坡设计；爆炸区域内房间及站房地面为不发火地面。加气区罩棚的面积为442.00，罩棚净空高度设计为6.0米，结构形式为钢网架。3 压力容器及主要压力管道的分级品种及分类表2-1 CNG加气站压力容器压管道分级分类表 序号容器管道名称设计压力（MPa）容积（M3）数量用途材质级别、品种、类别按设计压力分级按用途分种类按安全重要程度分类一、压力容器1干燥器1.01套双塔脱水中压分离压力容器二2储气井27.524眼储存高压储存压力容器三二、压力管道管径1压缩机前天然气管道1.0GB8163无缝钢管GB1/GC2输送甲类火灾危险介质2压缩机后天然气管道27.5GB/T14976不锈钢无缝钢管GB1/GC1（2）输送甲类火灾危险介质3放空及排污管道0.6GB8163无缝钢管GB1/GC2输送甲类火灾危险介质4 站内设施之间的防火间距表2-2 站内设施之间的防火间距（单位：米）施名称储气井压缩机干燥器加气机站房配电室控制室道路围墙储气井11.566.0514.365.3859.5636.3636.338.0420.0放散口681.1561.7663.7665.7410.733.0压缩机442.5626.0626.0626.029.0221.0干燥器543.6526.0626.0626.0220334.0加气机58.068.068.0注：分数线上数字为规范GB50028和GB50156要求的距离，分数线下数字为实际距离。（2） 门站 本站站内各建筑物之间以及与站外建构筑物之间的防火间距应符合现行国家标准中有关规定。根据站内功能设置全站可分为工艺装置区、站房及加气区三大区。 工艺装置区位于站区南部，包括站内高中压调压装置和加气站压缩机房等辅助设备。 加气区位于整个站区北部，面向南郑大道，便于加气车辆出入。加气区内主要建构筑物有加气棚，加气棚内设置有四个加气岛。站房位于工艺装置区和加气区中间，站房主要包括维修间、配电室、中控室、营业厅、正副经理室、安技办等。总平面布置是在保证各种工种生产流程合理，有序，简捷，顺畅的前提下进行的。同时也满足有关规范的规定，满足总图运输。门站进站：2.5MPa；门站出站：1.6MPa；中压管网：0.4MPa2.3.2站区给水、排水、消防设计(1)CNG加气标准站区给水、排水、消防设计 给水工程 加气站水源由门站接城市自来水管道的给水管网提供，水质满足GB5749生活饮用水卫生标准，接点处水压为0.3MPa，能够满足站内的日常用水的需要。根据工艺专业提供的条件，本站压缩机采用水冷式，生产用水为循环使用，消耗量很少，故不计入消耗。站内新设给水系统的水量和水压能满足生产、生活给水系统的需求；生活给水管采用镀锌钢管给水管，采用螺纹连接；在站区给水管网起点处设水表井一座。 排水工程 排水方式采用雨污分流制排水系统，生活污水经化粪池沉淀处理后，排入站前汉南大道污水管道；雨水利用站内道路坡度有组织排入站外汉南大道市政雨水管网。 消防工程 站房建筑类别均为丙类，根据规范的要求，耐火等级采用二级。采用普通混凝土地面，所有的门窗均朝外开、以利于事故状态下员工的逃逸。 加气区罩棚，采用完全敞开式，为钢网架结构，耐火等级采用二级，柱子耐火极限为2.5h，抗震设防按7度设计。压缩机房，采用框架结构，屋顶为轻钢结构，耐火等级采用二级，主体耐火极限不小于2.5小时 根据建筑灭火器配置设计规范 GB501402005及汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002第9.0.10条规定，灭火器材配置如下表：表2-3灭火器材配置表建筑物名称干粉型（碳酸氢钠）二氧化碳8（手提）5g（手提）35（推车）4g（手提）加气区51工艺装置区31站房4控制室2配电室2箱变2（2）门站给水、排水、消防设计给水工程 本工程生产、生活用水合用一个给水系统，称为生产生活给水系统，采用下行上给给水方式。站内生产、生活及消防用水取自于站外附近市政给水管网。在消防系统给水方面，由于本站区内的建筑物设计耐火等级均为二级，无高大建筑物，维抢修中心有车库、材料堆场、材料库及设备、车辆维修间，根据建筑设计防火规范和汽车库、修车库、停车场设计防火规范本工程在维抢修中心设120m3消防水池一座，设室外消防给水系统，车库及维抢修中心间设室内消防给水系统。从安全和节能两方面考虑，消防给水系统单独采用一套给水管网，由水池调节，水泵加压。 考虑到冬季采暖，本站采用热水循环系统给水方式，设1台立式0.12MW锅炉，采用循环供水。排水工程 站址处无市政排水管网。生产装置中天然气系统为密闭式工艺系统，生产过程中仅会产生极少量油污（视进站气源气质而定），油污定期掏运。生活污水经生物化粪池二级处理后，出水达到国家一级排放标准，处理水根据需要可收集并用于绿化，或排入站前108国道边排水渠；事故状态下的消防废水，按照站区道路的设计坡向，经雨水口收集，由雨水管道排出站外。雨水按照站区自然坡向，采取有组织地排放至站前108国道边排水渠。由于整个场站地坪低于站南G108，为拦截国道上雨水排入站内，需在站前设置截水渠。消防工程 本站消防工程由消防给水系统、干粉灭火器、消防道路组成；消防给水系统设移动式水枪系统，环形消防给水管网；站内维抢修中心设有环形消防车道，事故状态下方便大型消防车辆出入。 根据城镇燃气设计规范GB50028-2006和建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005 规定，主要建筑物或灭火对象的火灾危险等级以及所配灭火器级别见下表。表2-4建筑物火灾危险等级以及所配灭火器级别序号位 置火灾危险等级单具灭火器最小配置级别灭火器类型备注一工艺装置区和加气区1压缩机房严重危险级89B干粉2工艺装置区严重危险级89B干粉3加气区严重危险级89B干粉二站房1中 控 室中危险级55B二氧化碳2其它房间 轻危险级1A干粉三维抢修中心1办公楼轻危险级1A干粉2车库中危险级55B干粉3维修，抢休中心中危险级55B干粉4 堆料场中级危险55B干粉四箱式变中危险级55B二氧化碳2.3.3建设项目配套和辅助工程（1） 建筑工程本站建筑设计一般原则 本站属甲类火灾危险性场所，站内各建、构筑物耐火等级均为二级，加气罩棚为钢网架结构，耐火极限为0. 25h，采用非燃烧材料建造；建筑耐久年限50年；本工程的建构筑物标准作法及构件均采用陕西省标准图集和国标图集；站内所有生产辅助用建筑物的门窗向外开启；爆炸危险区域内的室内地坪采用不发火地面；建筑物建设地区地震设防烈度：7度；结构形式：综合办公楼（地上3层）为砖混结构，辅助用房（地上1层）等均为砖混；结构及基础设计 建筑地基采用素土挤密桩；基础采用砖条形基础；楼面、屋面采用钢筋混凝土现浇；消防水池、设备基础均采用钢筋混凝土结构。（2） 供电工程 本工程均以10KV高压单回路方式供电，低压侧以放射方式向各用电部位供电。高压电缆进线均采用直埋方式由站外市政公网引入，此部分由当地供电部门制定。 加气站设置一台630kVA100.4kV箱式变电站，箱式变电站容量为630kVA。由变电站低压侧向站内，各压缩机控制柜、干燥器控制柜及动力柜放射式配电，站内配电室内设置低压动力配电柜，向站内提供动力、照明配电。 门站设置一台800KVA100.4kV箱式变电站，箱式变电站容量为800kVA。由变电站低压侧向站内各压缩机控制柜、干燥器控制柜及动力柜放射式配电。站内配电室内设置低压动力配电柜，向站内生产系统及其它动力照明负荷供电。本低压配电柜采用双电源进线，正常工作电源引自站内箱式变电站，备用电源引自站内备用发电机。 备用电源与正常工作电源在运行时，严谨同时供电，双电源进线开关在设计上要求设置机械连锁，保证正常工作电源与备用电源不可能同时供电。本工程无功功率补偿采用低压侧集中自动补偿方式，补偿容量为89Kvar，补偿后高压侧功率因数不低于0.9。 本工程电力线路采用铜芯交联聚乙烯（铠装）绝缘电力电缆（YJV型）直埋敷设，电缆埋至冻土层以下，电缆穿越道路时穿钢管保护；电缆出地面加钢套管，和设备之间采用防爆扰性管保护；照明电缆地面下直埋至灯具或开关时穿钢管保护；安全场所建筑室内照明导线穿难燃聚乙烯（PVC）管暗配；电缆不得与其它任何管道同沟敷设，并应满足施工安全距离的要求。 站内压缩机主电机设有软起动装置，其余设备功率较小，一律直接起动。动力配电柜布置于配电室，PLC控制柜布置于中控室；压缩机控制柜安装在中控室，其电动机由中控室压缩机PLC柜配电，中控室计算机监控系统上有设备运行状况信号。照明系统电源引自配电室内配电柜，站房内设立照明配电箱。照明电压为0.25KV，其中加气站内生活照明容量按25KW考虑，门站内生活照明容量按80KW考虑照明配电系统采用放射式。主要工程量见表表2-4 加气站内电气设备材料表 序号名称型号及规格单位数量备注1箱式变站YBM102-630KVA/10/0.4KV座1共用2柴油发电机40KVA座13动力配电柜GGD2套14照明配箱XRM-改套45防爆路灯BAM53-NA/250W套86动力电缆YJV22-1.0KV-3X50+2X25米130YJV22-1.0KV-5X16米25YJV22-1.0KV-5X10米260YJV22-1.0KV-3X4米400表2-6 门站内电气设备材料表序号名称型号及规格单位数量备注1箱式变站YBM102-800KVA/10/0.4KV座12动力配电柜GGD2套13照明配箱XRM-改套8 4柴油发电机组100KVA座15节能型防爆灯BAD81-68H套206带应急节能型防爆灯BAD81J-68H 套10应急时间30min7防爆路灯BAM53-NA/250W套12配灯杆高6米8普通路灯1X250W套8配灯杆高6米9动力电缆YJV22-1.0KV-3X150+2X70米300YJV22-1.0KV-3X50+2X25米200YJV22-1.0KV-3X25+2X16米65YJV22-1.0KV-3X120+1X70米150YJV22-1.0KV-3X35+1X16米45YJV-1.0KV-5X16米45YJV-1.0KV-5X10米260YJV22-1.0KV-3X4米600ZR-YJV22-1.0KV-3X2.5米150（3） 采暖与通风工程 CNG加气站内采暖工程和空调工程为站房；通风工程为压缩机房、加气区和燃气热水炉间。 门站内采暖工程为两层办公楼、站房和门卫房；通风工程为办公楼中的燃气热水锅炉房、厨房和车库、材料库、维修抢修中心；空调工程为两层办公楼、站房和门卫房。采暖设计加气站与门站的采暖系统形式均采用燃气壁挂炉和散热器的形式；上供下回同程式机械循环系统。采暖供回水温度：80/60。加气站采暖设备：燃气壁挂炉、散热器门站采暖设备：常压立式燃气锅炉、散热器设备型号： 常压立式燃气锅炉：CLNS0.12-80/60-Q 燃气壁挂炉一体机：JLG32-B66A1 散热器：TSB2008-500-10通风设计 加气站通风设计，压缩机房：机械通风，在墙体上部安装防爆轴流风机；加气区：加气区为四周敞开钢网架结构，天然气泄露时不会造成堆积形成燃爆环境，属于自然通风方式。 门站通风设计，厨房：机械通风，在墙体上部安装轴流通风机燃气锅炉房：机械通风，在墙体上部安装防爆轴流风机；车库：机械通风，在墙体上部安装轴流风机；材料库和维修抢修中心：利用门窗，自然通风。分体空调设计 夏季站房采用分体空调形式降温。 分体空调型号：KFR-35GW/K 冷暖型 KFR-72LW/RI-JN 冷暖型（4） 测控系统 加气站与门站共用一中控室，面积为8.4x7.2m2。其中压缩机控制系统2套，脱水控制系统1套；PLC机柜1台，其中与门站的控制系统共用仪表配电柜、UPS电源、打印机等。 由于该工程工艺生产介质为易燃易爆气体，控制要求精确，过程参数的控制要求非常严格。基于这一特点，决定采用目前比较先进可靠、可编程控制系统（简称PLC）对该生产的全过程进行集中监视控制和管理。 控制系统采用可编程控制器（PLC）的监控模式，对门站的各工艺参数及设备运行情况进行全方位的监视和联锁控制，并对流量、温度、压力等工艺参数参数实现显示、报警、控制、累计、记录、查询、打印等功能。3 危险有害因素辨识3.1物质危险性分析3.1.1天然气天然气是是强烈的神经毒物，对粘膜有强烈刺激作用。急性中毒：短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。重者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度(1000mg/m3 以上)时可在数秒钟内突然昏迷，呼吸和心跳骤停，发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。长期低浓度接触，引起神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。同时，天然气对环境有危害，对水体和大气可造成污染。天然气易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。天然气一旦发生火灾，无关人员迅速撤离泄漏污染区至上风处，并立即进行隔离，小泄漏时隔离150m，大泄漏时隔离300m，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。或使其通过三氯化铁水溶液，管路装止回装置以防溶液吸回。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。3.1.2硫化氢硫化氢是易燃气体，具有强刺激性，是强烈的神经毒物，对粘膜有强烈刺激作用。急性中毒：短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。重者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度(1000mg/m3 以上)时可在数秒钟内突然昏迷，呼吸和心跳骤停，发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。长期低浓度接触，引起神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。 对环境有危害，对水体和大气可造成污染。硫化氢易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。硫化氢一旦发生泄漏，无关人员应迅速撤离泄漏污染区至上风处，并立即进行隔离，小泄漏时隔离150m，大泄漏时隔离300m，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。或使其通过三氯化铁水溶液，管路装止回装置以防溶液吸回。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。3.2工艺危险性分析3.2.1泄漏（管网） 天然气输配管网到气化区的各个角落，管线中介质泄漏是造成火灾、爆炸的主要因素。而造成管线泄漏的主要因素有：（1）管线制造、敷设缺陷 管子在制造和敷设焊接中，焊缝处会出现夹渣、未焊透、咬肉等缺陷。制作管子的钢材会存在气泡、砂眼等质量问题，这些原因往往在管线投产初期造成管道损坏，引起介质泄漏。（2）腐蚀 土壤具有腐蚀性，如防腐措施不力，会造成地下管线腐蚀损坏。（3）热应力 本地区最大冻土深度为0. 55m，如地下管道埋深不够或地上管线保温措施不力，会被冻裂。由于管道热胀冷缩的原因，会造成弯头严重变形，管线在热应力作用下发生拱起损坏。（4）操作失误由于人员操作失误，会造成管道敝压，造成管道破裂、介质泄漏。（5）建筑施工中，如监控管理不善，会造成天然气管道的人为破坏。3.2.2火灾、爆炸（1）站内阀门、仪表及管道等的主要危险、有害因素 站区管道、阀门、仪表及安全阀若平时缺少维护保养，压力超过设备管道能够承受的强度；设备管道及配件等在运行中由于腐蚀、疲劳掼伤等因素，强度降低，承受能力降低，从而发生炸裂和接头松脱，产生泄露，遇明火发生火灾及爆炸事故。 站区管道的腐蚀危害：输气管道多以金属材料制成，天然气输气管道腐蚀的类型主要分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。在管道低洼积水处，气液交界面的部位，电化学腐蚀最为强烈，是管线易于起爆和穿孔的部位。同时也有天然气输气管道中所含的H2S或CO2等杂质与金属管壁作用所引起的腐蚀。外壁腐蚀的情况比较复杂，视管道所处的环境具体分析。架空管道易受大气腐蚀，埋地管道易受土壤、细菌的杂散电流腐蚀。（2）设备控制系统的主要危险、有害因素 站内设备控制系统主要是对站内各种设备实施手动或自动控制。因此，加气站内存在着潜在的点火源，各生产环节防静电接地不良或者各种电气设备、电气线路的防爆、接头封堵不良，在天然气稍有泄漏时就易发生火灾爆炸事故。（3）供配电系统火灾、爆炸因素1 供配电设备制造、安装缺陷，会引起电气火灾事故。2 电线、电缆如采购质量把关不严，或在运行中长期不检查、更换，会因绝缘层老化，短路放电，引起火灾、爆炸事故。3 在有可燃气体聚积的场合，如电气设备静电接地，防漏电接地措施不力，会引起火灾、爆炸事故。4 在有可燃气体聚积的场合，如电气设备静电接地，防漏电接地措施不力，会引起火灾、爆炸事故。3.2.3物理爆炸（压力容器、锅炉）（1）高压容器、管道可能产生的危害 CNG加气系统工作压力高达25MPa，其主要设备压缩机、储气井等设备的部分或整体属高压容器、高压管道，由于材质、装配、施工、运行等方面的原因有可能产生爆裂事故,危及到职工人身安全。生产过程中各系统、工序产生的危险品的设备（或部位）、危险物品的种类、名称、危害程度：1 CNG压缩机 橇体内容器超压后有可能导致容器爆裂2 干燥器 橇体内容器超压后有可能导致容器爆裂3 废气回收罐 超压后有可能导致容器爆裂（2）压力容器物理泄漏或爆炸站内压缩机、储气井等设备及管线运行储存压力为25MPa，一旦破裂泄漏或爆炸，可能造成人员、财产伤亡。（3）锅炉爆炸事故因素分析1 锅炉设计、制造如安装缺陷，会引起锅炉爆炸事故。2 锅炉水处理不好，造成锅炉结垢，引起垢下腐蚀。3 人员操作失误，如锅炉缺水干燥，突然补水，会造成锅炉爆炸事故。4 锅炉仪表指示失灵，如水位表，压力表指示失真，安全阀失灵，会造成超压爆炸事故。5 承压部件不定期检验、维修、更换、也会引起锅炉爆炸事故。6 锅炉如果违章改造使用，造成常压锅炉带压运行，会引起锅炉爆炸事故。3.2.4化学性危险有害因素 天然气(CNG)的主要成分是甲烷，还有少量的乙烷、丙烷等烃类，以及微量的硫化氢气体等，是一种易燃、易爆的气体。与空气混合后，当其浓度在5一14范围内时，只要温度达到650左右，即使没有火源也会自行着火爆炸。天然气中含有硫化氢会对人体有毒害作用。当天然气大量地泄漏到空气或室内达到一定浓度时，会使空气中的含氧量减少，严重时可使人窒息死亡，而且天然气燃烧不充分时，生成的一氧化碳对人体也有毒害作用。此外，天然气还具有易产生静电积聚性，易膨胀性，易冻伤等危险特性。3.2.5机械伤害危险因素（1）违章操作，穿戴不符合规定的服装进行操作。（2）机械设备防护装置缺陷或损坏，或被拆除，导致事故发生。（3）操作人员疏忽大意，身体进入机械危险部位。（4）在机械设备检修时监护措施不力或监护人员不负责任，机械被别人随意启动，导致事故发生。（5）在不安全的机械设备上停留、休息，导致事故发生。（6）违章指挥，违犯安全操作规程，导致事故发生。（7）由于机械设备的运动（静止）部件、工具、加工件等直接与人体接触引起的夹击、碰撞、卷入、绞、刺等伤害。对该储配站而言，各种机械设备是发生伤害事故的重点部位。3.2.6触电及静电事故 站内电气设备有变压器、高低压配电柜、设备电机及电缆等，有可能产生漏电现象，造成操作工触电事故。 由于气体在管道中高速流动，有可能在设备、管道、加气机等处产生静电，静电是一种无源电荷，当人体触摸时通过人放电，静电不可能造成生命危险，但有可能引发二次事故，另外静电火花也有可能引燃泄漏的可燃气体。3.3自然灾害（1）雷电事故 加气站是易燃易爆场所，其站房、加气区等较突出的部分，夏季有可能遭到雷击，当人体靠近或触摸设备时有可能使人体遭到雷击，另外雷击也可能点燃或引爆可燃气体。门站是易燃易爆场所，其加气区罩棚等较突出的部分，夏季有可能遭到雷击，当人体靠近或触摸设备时有可能使人体遭到雷击，另外雷击也可能点燃引爆可燃气体，雷击能够破坏建筑物和设备，并可能导致火灾和爆炸事故的发生以及控制系统的紊乱。（2）暴雨洪水 站区雨水按照站区自然坡向，采取有组织地排放至站前汉南大道市政雨水管网。一般情况下暴雨洪水不可能造成灾害，但特大洪水下整个区域遇洪水灾害时，可能对设备、管道单位等造成破坏。（3）地震破坏 地震是一种产生巨大破坏力的自然现象，尤其对设备、建、构筑物的破坏作用更为严重。本地区地震裂度为7度，地震可能对设备基础、管道造成破坏。（4）不良地质不良地质对建筑物破坏作用巨大，但破坏作用往往只有一次，作用时间不长。3.4重大危险源辨识 针对加气站工艺特点，储气井进气、出气比较频繁，为有利于重大危险源控制，将储气井视为生产场所。该加气站生产场所压缩天然气储量约为1.5万标准立方米，根据重大危险源辨识GBl82182000知：天然气生产场所临界量为1t。故该加气站已构成重大危险源。该加气站存在较大的火灾、爆炸危险性，一旦发生事故，很容易造成人员伤亡和财产损失。 第 38 页4 评价单元划分及评价方法选择4.1 安全评价方法分类安全评价方法分类的目的是为了根据安全评价对象选择适用的评价方法。安全评价方法的分类方法很多，常用的有按评价结果的量化程度分类法、按评价的推理过程分类法、按针对的系统性质分类法、按安全评价要达到的目的分类法等。按照安全评价结果的量化程度，安全评价方法可分为定性安全评价方法和定量安全评价方法。（1）定性安全评价方法。定性安全评价方法主要是根据经验和直观判断能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的分析，安全评价的结果是一些定性的指标，如是否达到了某项安全指标、事故类别和导致事故发生的因素等。属于定性安全评价方法的有安全检查表、专家现场询问观察法、因素图分析法、事故引发和发展分析、作业条件危险性评价法(格雷厄姆-金尼法或LEC法)、故障类型和影响分析、危险可操作性研究等。（2）定量安全评价方法。定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律(数学模型)，对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定量的计算，安全评价的结果是一些定量的指标，如事故发生的概率、事故的伤害(或破坏)范围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。 4.2本文所选用的评价方法介绍根据本工程的特点，结合危险有害因素分析情况，本报告选用安全检查表、事故树(FTA)、危险度评价法三种评价方法对某天然气气化工程的安全现状进行定性、定量分析评价。4.2.1安全检查表法为了系统地找出系统中的不安全因素，把系统加以剖析，列出各层次的不安全因素，然后确定检查项目，以提问的方式把检查项目按系统的组成顺序编制成表，以便进行检查或评审，这种表就叫作安全检查表。安全检查表是进行安全检查，发现和查明各种危险和隐患、监督各项安全规章制度的实施，及时发现并制止违章行为的一个有力工具。由于这种检查表可以事先编制并组织实施，自20世纪30年代开始应用以来已发展成为预测和预事故的重要手段。安全检查表分析方法包括三个步骤，即建立合适的安全检查表、完成分析以及编制分析结果文件。安全检查表法是以经验为主的方法，可用于安全生产管理和对熟知的工艺设计、物料、设备或操作规程的分析，也可用于新工艺的早期开发阶段。安全检查表的编制流程如图4-1所示：图4-1安全检查表编制程序 在编制安全评价表时应注意以下几个方面的问题:（1） 检查表的整体性和目的性。编制出的检查表应反映检查所要达到的目的及被检查对象的全貌，只有检查表的结构体现出整体性和目的性的要求，才能为全面真买评价打下良好基础。（2） 检查表内容条款，可从人的因素、管理因素、机器设备因素、环境因素四个万面来确定，力求内容充买。（3） 安全检查表的内容条款不宜过多或过少，更不可漏项。多了会繁琐，不利于评价;少了，则评价不真实；漏项，易酿成事故。一般在15-20条为宜。（4） 突出重点。针对检查评价的目的和要求，处理好一般和重点的关系，在把握整体性的同时，做到重点突出。4.2.2危险度评价法危险度评价法是对建设工程或装置各单元和设备的危险度进行分级的安全评价方法，是随着我国安全工作的发展从日本引进并经简化的评价方法。该方法主要是通过评价、分析装置或单元的“介质”、“容量”、“温度”、“压力”、“操作”等5个参数而对装置或单元进行危险度分级的，进而根据装置或单元危险程度而采取相应的安全对策措施。 其危险度分别按A=10分。B=5分，C=2分，D=0分赋值计算，由累计分值确定单元危险度。表4-1 危险度评价取值表项 目分 值A（10点）B（5点）C（2点）D（0点）物 质1.甲类可燃气体2.态烃类3.甲类固体4.极度危害介质1.乙类可燃气体2.甲B、乙A类可燃液体3.乙类固体4.高度危害介质1. 乙B、丙A、丙B类可液体2.丙类固体3.中、轻度危害介质不属于左边的容 量1.气体1000m3以上2.液体100m3以上1.气体500-1000m3 2.液体50-100m31.气体100-500m32.液体10-50m31.气体100m32.液体10m3温 度1000以上使用，其操作温度在燃点以上1. 1000以上使用，其操作温度在燃点以下2.在250-1000使用，其操作温度在燃点以上1. 在250-1000使用，其操作温度在燃点以下2. 在低于250使用，其操作温度在燃点以上在低于250使用，其操作温度在燃点以下压 力100MPa20100MPa120MPa1Mpa以下操 作1.临界放热和特别剧烈的放热反映操作2.在爆炸极限范围内或其附近的操作1.中等放热反映（如烷基化、酯化、加成、氧化、聚合、缩合等反映操作2.系统进入空气或不纯物质，可能发生的危险、操作3.使用粉状或雾状物质，有可能发生粉尘爆炸的操作4.单批式操作1.轻微放热反应（如加氢、水合、异构化、烷基化、磺化、中和等反应）2.在精制过程中伴有化学反应3.单批式操作，但开始使用机械等手段进行程序操作4.有一定危险的操作无危险度操作1 见石油化工企业设计防火规范中的可燃物质的火灾危险性分类。2 见压力容器中介质毒性危害和爆炸危险程度分类（HG 20660-2000）表1、表2、表3。3 a.有触媒的反应，应取掉触媒层所占空间； b.气液混合反应，应按其反应的形态选择上述规定。 16点以上为1级，属高度危险； 1115点为2级，属中度危险；需同周围情况与其他设备联系起来进行评价； 110点为3级，属低危险度。4.2.3事故树分析法事故树分析法（Accident Tree Analysis，简称ATA）起源于故障树分析法（简称FTA），是安全系统工程的重要分析方法之一，它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。事故树分析法的分析步骤：（1）编制事故树1 确定所分析的系统。2 熟悉所分析的系统。3 调查系统发生的各类事故。4 确定事故树的顶上事件。5 调查与顶上事件有关的所有事件。6 事故树作图。（2）事故树定性分析主要内容：利用布尔代数简化事故树；求取事故树最小割集或最小径集；计算各基本事件结构重要度；定性分析结论。（3）事故树定量分析主要内容：确定引起事故发生的各基本原因事件的发生概率；计算事故树顶上事件发生概率；并将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。4.2.4TNT当量法所谓TNT当量是指核爆炸时所释放的能量相当于多少吨(t)TNT炸药爆炸所释放的能量。三硝基甲苯(Trinitrotoluene, TNT, 2,4,6-trinitromethylbenzene)是一种带苯环的有机化合物，熔点为摄氏81度。它带有爆炸性，常用来制造炸药。它经由甲苯的硝化作用而制成。 TNT炸药的数量又被使用作为能量单位，每公斤可产生420万焦耳的能量，1吨TNT相等于4.2千兆焦耳。4.2.5喷射火 喷射火事故主要的危害形式是由喷射火焰产生的热辐射，其计算方法是一种包括气流效应在内的喷射扩散模式的扩展。把整个喷射火看成是由沿喷射中心线上的所有点热源组成，每个点热源的热辐射通量相等。点热源的热辐射通量可按下式计算：式中q点热源热辐射通量，W； 效率