LNG長輸管線泄漏引發的火災爆炸事故影響分析

胡金花

【摘要】由于腐蝕、自然災害、人為破壞及管道本身缺陷等因素，輸氣管道發生泄漏事故概率較高，同時蒸汽云爆炸造成的后果最為嚴重。本文采用蒸汽云爆炸事故后果模擬分析法對LNG長輸管道泄漏引發的火災爆炸事故影響進行模擬分析。

【關鍵詞】LNG 管道輸送 泄漏 控制 措施

0 引言

LNG是英文液化天然氣（liquefied natural gas）的縮寫，其主要成分為甲烷。改革開放以來，隨著我國經濟持續高速發展，對能源，特別是天然氣等優質能源需求迅速增長。天然氣幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，燃燒產生的二氧化硫排放量幾乎為零，氮氧化物和二氧化碳的排放量僅分別為燃煤的19.2%和42.1%。以福建為例，擴大引進LNG后，年消費LNG500萬噸，產生的CO₂為1173萬噸，而燃用同等熱值褐煤將產生CO₂量2112萬噸，引進LNG將實現每年減排CO₂量941萬噸，減排SO₂量91.0萬噸，減排NOX量16.7萬噸。通過擴大天然氣覆蓋范圍、普及程度與市場占有率，改善城鄉居民的生活品質，促進全面小康社會建設進程。但LNG火災危險性類別為甲類，爆炸極限范圍（V%）為5.35%～15%，屬易燃、易爆物質，存在很大的危險性。

1 LNG長輸管線危險性分析

1.1 LNG長輸管道輸送流程

LNG長輸管道輸送上下游關系流程圖，見圖1。

1.2 LNG長輸管道輸送危險性分析

造成長輸管道泄漏的主要原因有：第三方破壞、自然災害和管道缺陷。其中第三方破壞主要包括：野蠻施工挖破管道、沿線違章占壓管道、運移土層造成管道暴露或懸空，或在管道附近打樁、挖掘、定向鉆、大開挖等；自然災害破壞主要是在臺風、暴雨、洪水、地基坍塌、地震等情況下導致泥石流、土層移動、坍塌等，造成管道外露、懸空及（或）位移；管道缺陷主要有：管道腐蝕穿孔、管道材料缺陷或焊口缺陷隱患等。

天然氣管線發生泄漏時，泄漏氣體的噴射、擴散后濃度在其燃爆極限范圍內的鐵路上通行的內燃機車、電力機車，公路上通行的機動車輛、沿途穿越、鄰近的輸電線路，管線沿途附近的工業區內企業的生產活動、居住區內居民的活動等，均有可能成為引起火災爆炸事故的點火源。

由于天然氣管道壓力較高，泄漏時高速氣體通過孔洞產生的靜電，也可能成為引發火災爆炸事故的點火源。

天然氣泄漏時遇雷暴，可能引發火災爆炸事故。

同時采用加壓輸送工藝（設計壓力約7.5MPa），又加劇了發生火災、爆炸的危險。

2 LNG管道輸送泄漏模擬分析

2.1 模型建立

為了便于計算和說明問題，本文采用蒸汽云爆炸事故后果模擬分析法對某公司天然氣管網二期工程LNG長輸管道輸送泄漏引發的火災爆炸事故影響進行模擬分析。即：某天然氣管網二期工程，全長約80km，線路用管直徑813mm，全線共設置2座站場、3座閥室，輸氣量2.07×100⁸m³/a，管內輸送介質為天然氣。

2.2 LNG管道輸送泄漏模擬分析

LNG管道輸送過程中，泄漏最為危險，遇點火源進而發生火災、爆炸事故。

LNG管道泄漏后延遲點火的概率比較高，取延遲點火時間為1min、5min，對孔泄漏方式進行蒸氣云爆炸事故后果模擬；取延遲點火時間為1min，對管道完全斷裂方式進行蒸氣云爆炸事故后果模擬。

根據《基于風險檢驗的基礎方法》（SY/T6714-2008）和《化工企業定量風險評價導則》（征求意見稿），泄漏情景可根據泄漏孔徑大小分為完全破裂以及孔泄漏兩大類，有代表性的泄漏場景見表1。

依據整個管道的直徑將確定的有關數據輸入安全評價與風險分析系統軟件，得到的模擬結果見表2、表3、表4和表5。

3 結果分析及其控制措施

通過上述模擬分析可知，管道小、中、大孔泄漏（延遲點火1min）蒸汽云爆炸事故模擬結果表明，財產損失半徑分別為4.3m，38.4m，182.5m；管道小、中、大孔泄漏（延遲點火5min）蒸汽云爆炸事故模擬結果表明，財產損失半徑分別為12.7m，105.1m，320.5m：管道完全破裂蒸汽云爆炸事故模擬結果表明，完全破裂的管道越長，所造成的財產損失越大，管道長度（模擬最長）為111000m時，財產損失半徑為1293.1m，管道長度（模擬最短）為1000m，財產損失半徑為595.2m。

綜上，管道泄漏所造成的影響范圍較大，對周邊的居民、建（構）筑物的生產、生活產生一定的影響，因此，必須采取安全防患措施，防止LNG在管道輸送過程中發生泄漏事故，避免災害爆炸事故發生。