一起天然氣泄漏事故暴露的安全問題

陸云召

（中山嘉明電力有限公司，廣東 中山 528437）

一起天然氣泄漏事故暴露的安全問題

陸云召

（中山嘉明電力有限公司，廣東 中山 528437）

介紹了某燃氣電廠一起因金屬軟管松脫導致大量天然氣泄漏的事故。針對此次事故，分析了天然氣泄漏的原因，暴露出電廠在設備質量、安裝環節、驗收環節、檢修環節和備品備件管理等方面存在的問題，提出了具有針對性的整改措施，以避免同類事故的發生。

天然氣；泄漏；安全因素；燃料流量

0 引言

某電廠390 MW F級改進型（燃機型號為M701F4）熱電聯產燃氣蒸汽聯合循環機組，總體配置為1臺M701F4型低NOx燃氣輪機、1臺336.6 MW燃氣輪發電機、1臺無補燃三壓再熱自然余熱鍋爐、1臺蒸汽輪機和1臺150 MW蒸汽輪發電機，燃料為天然氣。天然氣被分配到4條燃料管線：值班管線、主A管線、主B管線、頂環管線，各個管線的燃料流量分別由安裝在燃料單元中的控制閥控制。在燃機罩殼和燃氣單元安裝的通風風扇可排出燃機和管道在運行過程中發出的熱量，以防止燃機罩殼和燃機燃氣單元內溫度升高，并降低爆炸事故的風險，同時還設置了燃氣探測器來檢測燃氣泄漏。

在一次機組啟動過程中，因閥組間燃氣值班流量控制閥差壓前取樣閥后壓力變送器金屬軟管松脫，導致大量天然氣泄漏，運行人員立即采取措施，防止了事故的進一步擴大。

1 事故前機組狀態

9，10號機組處于備用狀態，并按調度要求正在啟動的過程中。

廠用電運行方式為：

（1） 220 kV雙母并列運行；

（2） 9號主變（9B）、10號主變（10B）掛5M；

（3） 12號高備變（12B）掛6M；

（4） 9號高廠變（09T）供機組廠用電；

（5） 12號高備變（12B）充電狀態作為機組廠用電的備用電源。

2 事故過程

2015-03-15T06：30，9號燃機啟動，燃機轉速上升。

06：52，TCS（牽引力控制系統）發出下列報警：“GT FUEL GAS UNIT VENTILAION （A）BACK UP RUN”、“GT FUEL GAS UNIT VENTILAION （B） BACK UP RUN”、“GAS DETECTOR FOR FUEL GAS UNIT ALARM”。檢查燃料間備用風機已聯動，TCS燃料間LEVEL顯示為超量程已無法顯示正常讀數。巡操員攜天然氣檢測儀前往現場進行檢測，同時機修及熱工人員到現場查漏。巡操員到達現場后發現，在距離9號燃機40 m處的區域，天燃氣檢測儀就已發出泄漏報警，泄漏濃度達40 % LEL（爆炸下限）。到達燃料間附近時，泄漏濃度100 % LEL，并聽到明顯的泄漏聲音。巡操員迅速開啟機房頂所有風機及門窗，并通知駐廠消防隊前來待命。

07：11，9號燃機打閘停機。停機后立即檢查，發現閥組間燃氣值班流量控制閥差壓前取樣閥后壓力變送器有一處彎管接頭脫落。標志泄漏位置后，將閥組間天然氣置換為氮氣。做好安全措施并開出工作票，由檢修人員尋找相關備件（Φ12的卡套接頭）對彎管接頭進行更換并裝復。

11：15，工作結束。運行、熱工技術員進行查漏，當壓力升至0.2 MPa時，查漏人員又發現金屬軟管管身大量漏氣。由于沒有該金屬軟管的備品，只能通過焊接硬管的方式臨時解決漏氣問題。

22：30，管道焊接、查漏等工作結束。經檢查，再無漏點。

次日05：00，9號燃機啟動并正常運行，閥組間危險氣體濃度無異常。

3 事故原因分析

經檢查發現，閥組間燃氣值班流量控制閥差壓前取樣閥后的金屬軟管與接往壓力變送器的水平硬管在彎頭位置松脫，該壓力變送器接頭前卡套裝反，是導致本次事故的主要原因。進一步檢查時發現，其余地方，如9號燃機燃氣供氣壓力表3一次門無法關緊并漏氣，供氣壓力變送器3二次門、供氣壓力表2一次門等位置也有不同程度的泄漏現象。

3.1 安裝不規范

（1） 9號機組建設時，天然氣軟管的安裝方法不規范且不統一，不少金屬軟管和取樣管的安裝方式不一致。有的金屬軟管裁斷了一頭，直接焊接在閥門上；有的則用索母連接；有的地方金屬軟管彎曲度過大；有的地方金屬軟管通過直角彎頭與取樣管連接；有的則直接通過短接與取樣管連接等。

（2） 變送器連接管套安裝工藝不良。檢查中發現不少金屬軟管的接頭上打了密封膠，因在運行中燃氣溫度比較高，當閥組間的燃氣壓力變送器及取樣管道受到較大的沖擊力時，容易產生振動，最終導致彎管接頭脫落。

3.2 使用材料不符合要求

泄漏的金屬軟管卡套式連接使用的不銹鋼管表面粗糙，光潔度不符合ISO1127《不銹鋼管規范質量-衛生級管道標準》規定的退火態無縫鋼管要求。這也是導致本次天然氣泄漏事故的主要原因之一。

4 暴露的問題

4.1 設備質量

GB/T 3733—2008《卡套式端直通管接頭》規定：被連接碳鋼鋼管應采用符合GB/T 3639—2009《冷拔或冷軋精密無縫鋼管》規定的低碳鋼正火態（NBK）無縫鋼管；不銹鋼管應符合GB/T 21835—2008《焊接鋼管尺寸及單位長度重量》規定的退火態無縫鋼管。根據相關規范，要求所用管材的硬度要低于卡套的硬度，所用管材表面一定要光滑、無毛刺、無裂紋、無氣孔、無銳邊等，管子端口應平整，所用管材與卡套要符合公差配合的要求。

泄漏的金屬軟管僅僅使用了較短時間就發生泄漏（9，10號機組于2014年12月投產），說明該軟管存在一定的質量問題。

4.2 安裝環節

卡套式Tube管的安裝原理是通過鎖緊螺母螺紋機械式推進，使卡套螺母向前運動推動后卡套向前，同時推動前卡套向前運動，接頭本體的尖端向內擠壓前卡套使前卡套的內刃嵌入被連接的管身形成密封，同時與接頭本體斜面形成密封。隨著螺母的進一步緊固，更大的阻力迫使前卡套向內動作，從而形成第2道牢固的支撐。

安裝環節中存在的問題如下：

（1） 后卡套內刃與管材的嵌入程度、緊固裝配力矩是否合適、前后卡套方向是否正確、配件有否缺少等對能否形成良好的密封起著重要影響；

（2） 為了取得更好的密封效果，不可以在卡套上涂抹密封膠，因為密封膠有可能通過縫隙進入系統中，造成取樣測壓管路和元件阻尼堵塞的現象；

（3） 原金屬軟管的兩頭都是通過鎖母連接，裁掉金屬軟管一頭來燒焊的做法存在較大風險。因為焊接部位溫度很高，不確定該金屬軟管能否耐受如此高溫，且高溫對管材有影響。

4.3 驗收環節

根據DL/T 5190.5—2012《電力建設施工技術規范》，卡套式管接頭連接的接頭及裝配方法應符合GB 3733—2008《卡套式端直通管接頭》的有關規定，裝配后卡套的刃口必須全部咬進鋼管表層，其尾部沿徑向收縮，應抱住被連接的管子，不得松脫或徑向移動，卡套螺母不允許打密封膠等。9號機組天然氣軟管連接方式是不被允許的，但在工程驗收過程中卻沒有被發現和提出。

4.4 檢修環節

在液壓、氣壓管道中，無論是金屬管接頭還是軟管接頭，都容易產生泄漏的問題。對于卡套式管接頭，會因管道受到較大的沖擊力使卡套松動或管端面變形而造成泄漏。

檢修時應檢查卡套是否失圓、刃口有無缺損、管端是否完好以及卡套螺母的壓緊程度等。需要重新裝卡套時，不應使用用過的卡套，應將管子前端截去、去除毛刺、檢查本體密封錐面后，使用新的卡套。

4.5 備品備件管理

（1） 氮氣量儲存不足。動火前需要對9號燃機閥組間燃氣管道進行氮氣置換，現場只有19個氮氣瓶，且僅有7瓶有氣。緊急聯系廠家再送來30瓶氮氣后才能繼續進行置換工作，延誤了燃氣-氮氣置換、查漏工作。

（2） 備件不足。相應的Φ12卡套和金屬軟管備件不足，影響了工作的進度。

5 整改措施

（1） 加強與相關方的溝通，聽取意見，認真考慮，適時對閥組間不符合規范的管道進行改造，使用符合規范的不銹鋼管和金屬軟管。

（2） 充分調研現場管道布置，結合機組運行情況，適時改造閥組間充氮查漏用管道系統，提高查漏效率、可靠性和安全性。

（3） 編寫天然氣泄漏應急預案并組織認真學習，做好事故預想。

（4） 加強常用儀表管道的有關標準和操作檢修規范的學習，進一步熟悉系統和機組設備。

（5） 加強物資和備件管理，涉及到查漏用的氮氣、合格的金屬軟管、卡套接頭、取樣管等都應有一定數量的存庫。

（6） 在涉及安裝、驗收等諸多環節時必須嚴把質量關，有疑問或不清楚的地方一定要將問題徹底弄明白，把工作做細做實。

6 結束語

自十二五規劃以來，國家提倡使用清潔能源發電，燃氣發電有了較大的發展。因燃機易發生天然氣泄漏，此類事故在國內外時有發生，稍有不慎，輕則損壞主機設備，重則造成重大傷亡事故，需要引起高度重視，加強人員培訓工作。當發生天然氣泄漏事故時，要立即采取有效措施，將事故的危害性降到最低，避免發生設備損壞和人身傷亡。

1 全國管道附件標準化技術委員會.GB/T 3733—2008卡套式端直通管接頭［S］.北京：中國標準出版社，2008. 2 全國鋼標準化技術委員會.GB/T 3639—2009冷拔或冷軋精密無縫鋼管［S］.北京：中國標準出版社，2009. 3 全國鋼鐵標準化技術委員會.GB/T 21835—2008焊接鋼管尺寸及單位長度重量［S］.北京：中國標準出版社，2008.

4 電力行業火電建設標準化技術委員會.DL/T 5190.5—2012電力建設施工技術規范［S］.北京：中國電力出版社，2012.

2015-12-12。

陸云召（1975-），男，助理工程師，主要從事燃機運行工作，email：luyunzhao1975@163.com。