天然氣長輸管道項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型研究

摘要：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測是合理精準(zhǔn)制定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案的基礎(chǔ)，本文通過構(gòu)建天然氣泄漏速率預(yù)測模型、火災(zāi)次生污染物CO源強(qiáng)預(yù)測模型及污染物的擴(kuò)散預(yù)測模型，結(jié)合實(shí)例預(yù)測分析天然氣長輸管道項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，以期為今后類似工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測提供技術(shù)思路。

關(guān)鍵詞：天然氣管道;環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);預(yù)測模型

中圖分類號(hào)：X820.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.152

Abstract： Environmental risk prediction is the basis for rational and accurate formulation of environmental risk emergency plans. By constructing natural gas leakage rate prediction model， fire secondary pollutant CO source intensity prediction model and pollutant diffusion prediction model， combined with example prediction and analysis of natural gas long-distance pipeline The project environmental risk provides a technical idea for environmental risk prediction of similar projects in the future.

Keywords： Natural gas pipeline; Environmental risk; Prediction model

自20世紀(jì)80年代開始，天然氣就是世界上發(fā)展最快的燃料之一[1]， 天然氣屬于甲類易燃危險(xiǎn)品，在輸送、儲(chǔ)存、使用等過程中，有可能發(fā)生泄漏，當(dāng)泄漏數(shù)量較大、達(dá)到濃度極限或遇明火時(shí)就會(huì)引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸[2]，對(duì)環(huán)境和人身安全造成危害。在環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中，選擇合理的模型準(zhǔn)確進(jìn)行天然氣長輸管道項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測顯得尤為重要。

1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素分析

天然氣是一種多組分混合氣體，主要成分是甲烷，另有少量乙烷、丙烷和丁烷[3]，甲烷濃度過高時(shí)，會(huì)使人窒息。當(dāng)空氣中甲烷達(dá) 25%～30%時(shí)，可引起頭暈、呼吸和心跳加速等不良反應(yīng)，甚至窒息死亡[4-5]。天然氣發(fā)生火災(zāi)爆炸事故時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化碳，嚴(yán)重可導(dǎo)致人中毒死亡。

2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型構(gòu)建

2.1 預(yù)測因子及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選取

天然氣長輸管道項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要為管道泄漏以及由泄漏爆炸產(chǎn)生的一氧化碳次生污染。因此，選取甲烷及一氧化碳作預(yù)測因子，取甲烷及一氧化碳評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別為最高容許接觸濃度300mg/m3、半致死濃度2069 mg/m3。

2.2 天然氣泄漏速源強(qiáng)率預(yù)測模型

氣體泄漏速率Q模型參考《建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T169-2004），泄漏速率QG 按下式計(jì)算：

2.3 火災(zāi)次生污染物CO源強(qiáng)預(yù)測模型

2.4 污染物的擴(kuò)散預(yù)測模型

采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的多煙團(tuán)模式進(jìn)行預(yù)測，具體如下：

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目概況

廣東省某天然氣長輸管道工程線路總長約142.05km，干線管徑D660mm，設(shè)計(jì)壓力9.2MPa，沿線共布設(shè)9個(gè)站場和10個(gè)閥室。

3.2 天然氣泄漏環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測

長輸管線泄漏源強(qiáng)分析，重點(diǎn)考慮管線嚴(yán)重?fù)p壞引起的大型泄漏事故，泄漏孔徑取50%管道直徑即330mm。管道泄漏事故下天然氣泄漏速率見表1。

分別預(yù)測在靜風(fēng)0.5m/s，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速2.1m/s 的氣象條件下，當(dāng)?shù)胤€(wěn)定度 D、F類，自泄漏后10 min甲烷在源點(diǎn)下風(fēng)向的擴(kuò)散情況預(yù)測結(jié)果見表2。

3.3 火災(zāi)次生污染物CO的釋放環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測

事故條件下天然氣管道泄漏速率為554.4 kg/s，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，碳不完全燃燒率，取5%，假設(shè)天然氣中均為甲烷，其碳的質(zhì)量百分比含量取75%，則一氧化碳排放源強(qiáng)為51.975 kg /s。

分別預(yù)測在靜風(fēng)0.5m/s，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速2.1m/s 的氣象條件下，當(dāng)?shù)胤€(wěn)定度 D、F類，自火災(zāi)發(fā)生后10 min，CO在下風(fēng)向的擴(kuò)散情況預(yù)測結(jié)果見表3。

4 結(jié)語

本文通過構(gòu)建環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型并結(jié)合實(shí)例，對(duì)廣東某長輸天然氣管道進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，預(yù)測結(jié)果可作為后期有針對(duì)性地制定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-02-15

作者簡介：邵偉（1987-），女，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境評(píng)價(jià)。