天然氣置換后管線漏氣事故分析

曹群虎

(太原市煤氣公司，山西太原 030024)

1 概述

隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，特別是西氣東輸戰(zhàn)略的實施，為太原市引進更加潔凈的天然氣能源提供了廣闊的前景，對推進太原市的碧水藍天建設起到積極的作用，也為彌補太原市城市燃氣氣源不足、燃氣市場拓展受限的局面提供了可能。

太原市煤氣管網(wǎng)經過近30年的運行，燃氣管網(wǎng)介質發(fā)生了變化，置換后針對燃氣輸配管網(wǎng)和設施漏氣現(xiàn)象增多的局面，有關部門進行了跟蹤分析，提出科學的處置措施，為有效地消除隱患，保證燃氣管網(wǎng)及戶內設施的安全穩(wěn)定運行提供依據(jù)。

2 燃氣管網(wǎng)漏氣的統(tǒng)計

為查找天然氣漏氣原因，并與人工焦爐煤氣漏氣原因進行對比，日前，有關單位和部門對2010年全市40萬戶天然氣客戶集中三個月時間分階段、分層次、分重點地用手推式精密檢漏儀對燃氣(焦爐煤氣、天然氣)管道進行大規(guī)模的集中排查，共排查燃氣管道5 747 km，其中天然氣管道2 687 km，煤氣管道3 060 km，發(fā)現(xiàn)和處理漏氣點508處，其中天然氣漏氣337次，占總漏氣量的66.3%，煤氣漏氣171次，占總漏氣量的33.7%。

508處疑似漏氣點按照漏氣部位(管線、閥門、凝水缸)和漏氣的原因進行分類分析統(tǒng)計，見表1。

從表1中可以看出，天然氣漏氣共337次，其中法蘭、壓蘭和墊處漏氣135處，占天然氣漏氣量的40%;管道放散閥、凝水缸管件等絲接部位漏氣89處，占天然氣漏氣量的26%;管道腐蝕、焊口開裂漏氣只有49處，占天然氣漏氣量的15%;因天然氣同沼氣成分相近，在檢測中檢漏儀往往報警誤判，需經專用色譜分析儀鑒定的，共有44處，占天然氣漏氣量的13%;其余為外力破壞或氣候變化等特殊因素造成漏氣。從表1中可以看出，煤氣漏氣171次，其中管道腐蝕、凝水缸芯管腐蝕、焊口開裂共77處，占煤氣漏氣量的45%;凝水缸旋塞因使用造成漏氣29處，占煤氣漏氣量的17%;法蘭、壓蘭和墊處漏氣共20處，占煤氣漏氣量的12%;經查不漏氣的28處，占煤氣漏氣量的16%;絲接部位漏氣的只占到3%，其余為外力破壞或氣候變化等特殊因素造成漏氣。

就處理的情況來看，在集中排查期太原市燃氣管道平均11 km就有1處隱患，其中天然氣管道平均8 km就有1處隱患，天然氣漏氣主要集中在管道法蘭、壓蘭處和絲接部位;煤氣漏氣的主要特點是管道腐蝕和旋塞因長期使用造成漏氣，就兩者漏氣原因的差異，分析主要和煤制氣管道在置換為天然氣的過程中，與法蘭處未進行徹底改造有關。

表1 天然氣、煤氣管網(wǎng)漏氣統(tǒng)計分析表

3 戶內燃氣設施漏氣情況

為消除天然氣置換戶內的安全隱患，在置換當天組織抄表員、維修工逐戶進行排查，發(fā)現(xiàn)問題，及時處置，確保戶內管道及設施安全可靠。過程中發(fā)現(xiàn)，天然氣區(qū)域內的維檢修量縱向和以前比、橫向和未置換區(qū)域比，都有明顯增多現(xiàn)象，由此對天然氣、煤氣戶內設施漏氣統(tǒng)計分析，并按2008年期間基本全部置換、置換一半和徹底未置換的建設路、大營盤、和平北路三個站進行天然氣、煤氣漏氣的橫向比較，按年漏氣率進行2009年和2010年的縱向比較，見表2。

其中在2010年由于門站加臭劑量的變化，造成建設路站已置換天然氣區(qū)域內4 309戶居民在事炊時反映漏氣，后經現(xiàn)場勘察和集中大量人力入戶檢查，排除了管道及設施泄漏的可能性，應在2010年5 532處漏氣中排除，實際漏氣量只有1 223處。對于年漏氣率按下述公式進行統(tǒng)計:

表2 天然氣、煤氣戶內設施漏氣統(tǒng)計分析表

從表2可看出，無論是已基本置換完畢的建設路站，還是置換一半的大營盤站，2010年天然氣區(qū)域內的年漏氣率都要比2009年高，增幅接近一倍;無論是置換一半的大營盤站，還是已全部置換天然氣的建設路和尚未置換的和平北路站對2010年的漏氣率進行天然氣和煤氣比較分析，都是天然氣區(qū)域內漏氣率要高一些，基本上能達到3倍左右。就處理情況來看，戶內管道和設施漏氣主要集中在煤氣表、單氣嘴、表前閥等處，這些部位均是管道絲接部位或用表墊、黃油密封的地方，造成漏氣原因主要是置換前未采取換油換墊改造或采取密封膠密封等。

4 燃氣管網(wǎng)、戶內設施漏氣原因分析

1)目前天然氣區(qū)域主要分布在太原市汾河以東地區(qū)，而煤氣集中在汾河以西地區(qū)，對兩地區(qū)從地勢、地下水位、土質、氣源等方面進行分析，主要原因有三方面:a.天然氣全日的中壓平均運行壓力要比煤氣的高。天然氣中壓管道、附屬設施較長期在高壓下運行，造成部分法蘭墊或絲接密封材料由于高壓發(fā)生變形，失去封閉效果，造成漏氣。b.天然氣是干氣，煤氣是濕氣，原來管網(wǎng)法蘭密封墊使用是石棉板，鑄鐵管機械接口處用的是橡膠密封圈，在置換天然氣后，管道內氣體介質變干燥，石棉板或橡膠密封圈等密封材料逐步脫出水分或芳香烴而造成萎縮變形，和法蘭或壓蘭的密封間隙增大，從而密封性失效，造成漏氣。室內煤氣表、單氣嘴、活節(jié)、表前閥等處，在使用天然氣一年后發(fā)生漏氣也是此原因，導致漏氣。c.不排除現(xiàn)在還在使用的部分密封材料根本就不適宜在天然氣管網(wǎng)中運用的問題，尚需做進一步的觀察和科學實驗。2)從管線腐蝕漏氣的情況上來看，煤氣區(qū)域內的管道腐蝕漏氣現(xiàn)象要比天然氣區(qū)域內高，驗證了河西地區(qū)因水位高，土壤pH值高到8.3左右，管道電化學腐蝕、化學管道嚴重，管道腐蝕速率快的特點;而汾河以東地區(qū)是城市中心地帶，土質好，土壤的電阻率高，管道腐蝕緩慢，管道損壞主要以第三方機械破壞為主的特點;汾河以東、以西地區(qū)管道的不同腐蝕特點，在今后的天然氣、煤氣管網(wǎng)管理和改造過程中要特別注意。3)從凝水缸的芯管漏氣上看，無論是天然氣，還是煤氣區(qū)域都占有一定比例，天然氣區(qū)域以絲接部位漏氣居多，煤氣區(qū)域主要是腐蝕漏氣和焊口漏氣。4)從凝水缸的旋塞和球閥漏氣情況來看，煤氣區(qū)域(29次)要遠高于天然氣區(qū)域(8次)，主要是煤氣管網(wǎng)運行中需要抽取冷凝水，在抽水過程中凝水缸的旋塞和球閥需要經常啟閉，使用的頻率較天然氣區(qū)域要大的多，造成旋塞和球閥損壞率高，這在煤氣主干管網(wǎng)上體現(xiàn)的尤為明顯。5)從隱患排查中可以看出，由于天然氣成分與沼氣相近，在手推車巡檢過程中時常發(fā)生報警現(xiàn)象，為排除隱患，需大量人力、物力投入;為避免浪費，色譜分析儀的運行極其重要。

5 燃氣管網(wǎng)漏氣處理措施

1)為了避免頻繁的降壓作業(yè)，保證廣大用戶連續(xù)穩(wěn)定用氣，一般先采取的是緊固螺栓或絲接部位。2)采取的常規(guī)方式是降壓作業(yè)，將法蘭墊片更換丁晴橡膠墊，防止漏氣。3)為了徹底消除隱患，解決密封問題，對原有管道進行切斷，釋放應力后，采取制作短管，套袖連接的方式，杜絕漏氣。4)對腐蝕嚴重的進行管道更換。

[1]沈致和.天然氣管網(wǎng)定線研究[J].山西建筑，2010，36(19):162-163.