含硫化氢天然气管道泄漏扩散控制新技术
(2024年)处置硫化氢气体泄漏基本对策
确保疏散通道畅通，避 免人员拥挤和混乱。
泄漏源控制与处理
01
02
03
04
迅速关闭泄漏源阀门，切断硫 化氢气体的来源。
启动应急排风系统，降低现场 硫化氢气体浓度。
使用专用吸附剂或中和剂对泄 漏的硫化氢气体进行处理。
对受影响的设备和管道进行检 修，确保安全后方可恢复使用
。
2024/3/26
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医疗救护与心理干预
对石油化工企业的防火设计进行了详细规定，包括厂区布置、设备选型
、消防设施等方面，以确保企业的安全生产。
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《危险货物道路运输规则》
规定了危险货物道路运输的管理要求和技术标准，包括车辆要求、驾驶
员要求、装卸要求等方面，以确保危险货物的安全运输。
25
企业内部管理制度完善
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解决措施
加强设备维护和校准，提 高操作人员的技能和意识 ，完善报警系统设计和选 型。
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应急处置措施
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现场人员疏散与撤离
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立即启动应急疏散预案 ，通过广播、警报等方 式通知现场人员。
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指导现场人员佩戴个人 防护用品，如防毒面具 、防护服等。
03
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按照预定的疏散路线和 集合点，有序组织人员 撤离。
个人防护装备选择与使用
呼吸防护
选用正压式空气呼吸器或 长管呼吸器，确保呼吸器 完好有效，并正确佩戴使 用。
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身体防护
穿戴全封闭化学防护服， 防止硫化氢气体与皮肤直 接接触。
手部防护
佩戴防化手套，确保手套 无破损且具备防硫化氢渗 透性能。
《2024年天然气高压管道泄漏扩散检测及其应用研究》范文
《天然气高压管道泄漏扩散检测及其应用研究》篇一摘要：本文针对天然气高压管道泄漏扩散的检测技术及其应用进行了深入研究。
首先，概述了天然气高压管道泄漏的背景和重要性；其次，详细介绍了泄漏检测技术的原理、方法和实施过程；最后，探讨了泄漏检测技术在实际中的应用及未来的发展方向。
一、引言天然气作为清洁能源，在我国能源结构中占有重要地位。
然而，天然气高压管道的泄漏不仅会造成资源浪费，还可能对环境及人身安全构成威胁。
因此，准确、及时地检测天然气高压管道的泄漏扩散情况，对于保障能源安全、环境保护和人民生命财产安全具有重要意义。
二、天然气高压管道泄漏扩散的背景及重要性天然气高压管道的泄漏扩散是一个复杂的过程，涉及到管道材料、外部环境、人为因素等多个方面。
一旦发生泄漏，若不能及时发现并处理，将可能导致严重的环境破坏和安全事故。
因此，对天然气高压管道泄漏扩散进行检测，不仅可以预防和减少事故的发生，还能提高能源利用效率，保障社会经济的持续发展。
三、天然气高压管道泄漏扩散检测技术1. 检测技术原理天然气高压管道泄漏扩散检测技术主要基于物理、化学和信息技术等多种原理。
其中，物理原理主要包括压力、温度、流量等参数的监测；化学原理则通过检测泄漏气体成分及浓度变化来判断泄漏；信息技术则通过传感器网络、大数据分析和人工智能等技术实现泄漏的快速检测和定位。
2. 检测方法（1）直接检测法：通过在管道上安装传感器，实时监测管道的压力、流量等参数，当参数异常时，判断为可能发生泄漏。
（2）间接检测法：利用地理信息系统（GIS）和遥感技术，结合历史数据和气象信息，预测和判断可能发生泄漏的区域。
（3）混合检测法：结合直接检测法和间接检测法的优点，既实时监测管道参数，又结合地理信息和气象数据，提高泄漏检测的准确性和效率。
四、天然气高压管道泄漏扩散检测技术的应用1. 实时监测与预警：通过安装传感器和建立监测系统，实时监测天然气高压管道的压力、流量等参数，当参数异常时及时发出预警，为抢修争取时间。
含硫化氢原油管道输送问题及解决对策
含硫化氢原油管道输送问题及解决对策硫化氢是一种无色、有味道并且毒性很高的气体，对环境和人体都非常有害。
在原油提取和加工过程中，硫化氢常常会产生，并伴随着原油一起从地下储存库输送到加工厂。
硫化氢的存在会带来很多问题，如气味扩散、腐蚀管道、对工人的危害等。
如何解决硫化氢原油管道输送问题是一个重要的课题。
一个有效的解决对策是通过改进原油提取和加工技术来减少硫化氢的产生。
可以采用低硫化氢原油或者其他无硫原油进行输送，从而减少硫化氢的积累和扩散。
加工厂可以使用高效的硫化氢气体的处理设备，将硫化氢排放到大气中之前进行有效的处理和净化，从而减少其对环境的影响。
可以在输送过程中使用合适的防腐蚀和防泄漏措施来减少硫化氢对管道的腐蚀。
对于输送硫化氢原油的管道，可以使用耐腐蚀的材料来制造管道，并定期对其进行检查和维护，以确保其正常的功能和安全性。
还可以采用监测和报警系统来实时监测硫化氢的浓度和气味的扩散情况，以及及时采取措施来控制和减少硫化氢的排放。
通过安装气体传感器和报警器，可以在硫化氢达到一定浓度或者出现泄漏时自动触发报警系统，提醒操作人员采取相应的应急措施。
对于工人的健康和安全也需要特别关注。
可以为工人提供必要的防护设备，如呼吸器、防毒面具等，以防止吸入硫化氢气体。
应为工人提供必要的培训，使其了解硫化氢的危害以及正确使用防护设备的方法。
针对硫化氢原油管道输送问题，可以通过改进技术、防腐蚀措施、监测报警系统和保护工人等多种对策来解决。
这些措施不仅可以保护环境、管道设施的安全，还可以确保工人的健康和安全。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑，以寻找最佳的解决方案。
高含硫气井硫化氢泄露扩散模拟和应急处置
Science &Technology Vision科技视界0引言石油天然气是我国现阶段能源体系的重要组成部分,其中天然气是新兴的清洁能源,其产物为二氧化碳和水,因此在近年受到政府的大力支持和人们的喜爱,天然气的需要量逐年增加。
在天然气的开采过程中,高含硫气田的风险最大,我国高含硫气田在总探明储量的四分之一,主要是分布在四川盆地。
硫化氢的具毒性是高含硫气田的主要风险,硫化氢的危险浓度临界浓度很低,仅为100ppm,因此一旦高含硫发生井喷事故,大量的硫化会随着井内流体,以高压向外喷出,在空气中扩散,能造成非常严重的后果。
震惊世界的重庆开县12.23井喷事故造成大量的人员伤亡主要原因就是因为井喷时伴随着大量硫化氢的扩散。
高含硫气井井喷硫化氢气体扩散有着混合气体扩散、重气扩散等特点,考虑利用计算流体力学(CFD)的方法,利用FLUENT 软件进行模拟,探索其扩散的特点,建立应急处置机制,对减轻事故后果有着重要的作用。
1CFD 数值模拟概述CFD 数值主要是以能量守恒方程、质量守恒方程、动量守恒方程等基本守恒方程为计算基础,再结合环境因素、工况因素等初始条件和约束条件,连续计算出这些守恒方程来描述所研究的流体的流动特点。
计算流体力学方法具有高效、低成本等优点,模拟流体的流动特性可以不受环境的印象,因此广泛的应用在气体的扩散模拟中。
FLUENT 软件是目前国内外应用最为广泛、理论最贴近实际的CFD 软件。
其最大的优势和亮点是其具有独一无二的网格生成技术,这对气体扩散的模拟有着重要的作用,其生成的网格还具备很强的适应性,能做到在一次气体扩散模拟后,对已经生成好的网格进行进一步的细化,从而提高可操作性和准确性,减少对计算机的要求。
FLUENT 还具备三维模拟的功能,能实现对复杂地形地貌的环境的气体扩散的模拟。
2数值模拟和结果分析2.1井场井喷条件简化高含硫气井井喷气体扩散相关条件很多,数值运算非常复杂。
高含硫天然气管道泄漏扩散探索
高含硫天然气管道泄漏扩散探索摘要：普光高含硫气田管网中的天然气未经脱硫处理，一旦发生管道泄漏事故，管道中的硫化氢气体伴随着天然气喷出，将对周边群众的人身安全造成极大的危险，将对企业造成巨大的经济损失以及不良的社会影响。
目前，随着普光气田开发生产已经超过十年，在为国家、企业带来空前价值的同时，高含硫天然气管线及酸液管线的铺设长度也由之初的不足50公里增长到现在的200余公里，管线泄漏导致的硫化氢扩散这一不可忽视的安全问题愈加受到企业及地方政府的关注。
关键词：硫化氢、管道、泄漏目前有关危险性气体泄漏扩散的研究多集中在不考虑实际条件的理论模型与基本方程，得出的大多是理论结果，在大多数的文献中均提到危险性气体的泄漏扩散受泄漏源位置、泄漏速度、方向以及气象条件、风速等因素的影响。
并不完全符合普光特有的人文地貌、生产环境，此次研究的方向就是通过结合普光地貌特征结合高含硫天然气的危害，探索其泄漏后的扩散规律。
结合典型泄漏事故，对比分析风速、泄漏孔径以及泄漏时间对扩散危害区域的影响。
1 酸气管道泄漏的危害普光气田开采出的天然气在未经脱硫前，天然气中硫化氢平均含量高达15%，在从井口输往集气站、净化厂的过程中，一旦发生泄漏，将会造成重大的人员伤亡和经济损失，如若伴随着爆炸，其后果更加严重，通常天然气爆炸的破坏形式通常有直接的爆炸、冲击波的破坏和火灾三种：1.1直接的爆炸爆炸对周围设备、建筑和人的直接作用，它直接造成机械设备、容器和建筑的毁坏以及人员伤亡。
机械设备和建筑物碎片的飞出，会在相当范围内造成危险，碎片击中人体则可能造成伤亡。
1.2冲击波的破坏爆炸时产生的高温高压气体产物以极高的速度膨胀，像活塞一样挤压周围空气，把爆炸反应释放出的部分能量传递给这周围的空气层。
空气受到冲击而发生扰动，这种扰动在空气中的传播就称为冲击波。
冲击波可以在周围环境中的固体、液体、气体介质(如金属、建筑材料、岩石、水、空气等)中传播。
某高含硫天然气项目对管道检漏技术的选择研究
某高含硫天然气项目对管道检漏技术的选择研究高含硫天然气是一种具有挑战性的资源，其开采和运输过程中存在着诸多技术难题。
管道的检漏技术尤为重要，因为天然气管道经常受到各种因素的影响，并且一旦发生泄漏，可能会引发严重的安全事故。
对于高含硫天然气项目而言，选择合适的管道检漏技术显得尤为重要。
一般而言，管道的检漏技术主要包括两大类：主动检测技术和被动检测技术。
主动检测技术通常指的是通过传感器等设备主动监测管道的泄漏情况，而被动检测技术则是通过特殊材料或化学物质来被动地捕捉泄漏现象。
针对高含硫天然气项目的管道检漏技术选择研究，我们将首先介绍高含硫天然气的特性，然后分别探讨主动检测和被动检测技术在该项目中的适用性，并对当前主流的检漏技术进行评估和比较。
一、高含硫天然气的特性高含硫天然气主要指的是硫化氢含量较高的天然气，硫化氢是一种具有刺激性气味的有毒气体，对人体和环境都具有严重危害。
对于高含硫天然气的开采和运输必须采取严格的安全措施。
高含硫天然气还具有易腐蚀、易渗透等特性，这也增加了管道泄漏的风险。
二、主动检测技术在高含硫天然气项目中的适用性主动检测技术包括超声波检测、红外热像检测、气体检测等各种方法。
针对高含硫天然气项目，超声波检测是一种比较常用的方法，其原理是通过超声波探测管道表面的厚度和材料疏松程度，从而判断管道是否存在裂纹或者漏洞。
红外热像检测也是一种有效的检漏技术，其原理是通过检测管道表面的温度变化来判断管道是否存在泄漏。
气体检测则是通过检测管道周围空气中的气体成分来识别泄漏情况。
由于高含硫天然气具有挥发性较低的特性，因此超声波检测和红外热像检测在该项目中的适用性并不是很高，因为其对气体泄漏的探测效果有限。
而气体检测虽然可以对硫化氢等气体成分进行检测，但其对管道内部泄漏的探测效果也不理想。
对于高含硫天然气项目而言，主动检测技术的适用性存在一定的局限性。
被动检测技术主要包括化学吸附法、色谱法、毛细管电泳法等方法。
含硫天然气泄漏后H2S扩散模型对比分析
含硫天然气泄漏后H2S扩散模型对比分析陈南熹;何佳坤;梁开武;廖凯;苏美意【摘要】含硫天然气泄漏后,H2 S扩散容易造成严重的中毒事故,是含硫天然气设备安全运行的重大隐患之一.介绍重气扩散模型的研究现状,对比分析各类模型的基本原理、适用范围和优缺点.结合具体场景,分别运用高斯烟羽模型、UDM模型、CFD模型对含硫天然气的泄漏扩散规律进行模拟,并分析各模型的精确度和适用性.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】4页(P67-70)【关键词】含硫天然气;重气;H2S;扩散模型【作者】陈南熹;何佳坤;梁开武;廖凯;苏美意【作者单位】重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331;重庆市九龙坡区消防支队六店子中队,重庆 400041;重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331;重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331;重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】TE38川渝地区气田采出的天然气大部分含有H2S，且含硫量较高。
含硫天然气的危险性较高，一旦发生泄漏，容易引发中毒、火灾甚至爆炸等事故,后果严重 [1-2]。
含硫天然气是一种混合气体，主要由CH4和H2S组成，H2S属于重气。
重气在大气中扩散受到环境风速、大气稳定度、地形条件等因素的影响[3]，其扩散规律相对复杂，目前没有统一的认识。
含硫天然气泄漏扩散后，H2S的浓度分布及影响范围可运用重气扩散模型进行模拟计算。
含硫天然气是混合气体，泄漏后CH4和H2S同时发生扩散，会使得H2S的扩散规律变得更为复杂，因而各类模型模拟计算的结果并不一定准确可靠。
为了寻求适用于模拟含硫天然气泄漏后H2S扩散的模型，我们将分别运用代表性的高斯烟羽模型、UDM模型及CFD模型进行模拟计算，对比分析各模型的适用性。
1 重气扩散模型研究现状20世纪70年代，国外开始利用现场试验的方法对重气扩散进行研究[4]。
2024年人工煤气转换天然气后管道泄漏处理技术（3篇）
2024年人工煤气转换天然气后管道泄漏处理技术随着能源结构的调整和环保要求的提高，2024年人工煤气将开始逐步被天然气所取代。
然而，天然气管道泄漏是一个常见的问题，它不仅会造成能源浪费，还可能导致火灾和环境污染。
因此，管道泄漏处理技术的研究和开发至关重要。
以下将介绍一些能够应用于2024年人工煤气转换天然气后管道泄漏处理的技术。
1. 管道泄漏检测技术管道泄漏的检测是处理泄漏问题的第一步。
目前，常用的泄漏检测技术包括气味检测、声音检测、红外线检测和激光检测等。
在2024年，随着技术的进步，还可能会出现更加高效、准确、精细的泄漏检测技术。
2. 管道泄漏定位技术一旦发现管道泄漏，准确地定位泄漏点非常关键。
目前，常用的泄漏定位技术有声音定位、振动定位和热影像定位。
声音定位技术通过测量泄漏声音的传播时间来确定泄漏位置；振动定位技术通过检测泄漏引起的管道振动来确定泄漏位置；热影像定位技术则是通过红外热像仪监测泄露气体产生的热能来确定泄漏位置。
这些技术可以相互结合使用，提高泄漏定位的准确性和可靠性。
3. 管道泄漏修复技术一旦泄漏点定位准确，即可进行泄漏修复工作。
在2024年，可能会出现更加高效、环保和节能的泄漏修复技术。
例如，可以使用聚合物材料修复小型泄漏，这种材料具有自黏合和自固化的特性，可以快速修复泄漏点。
对于大型泄漏，可能需要进行管道更换或焊接修复。
4. 泄漏后处理技术泄漏处理不仅包括泄漏点的修复，还包括泄漏后的环境治理工作。
泄漏后可能造成大量的气体和液体排放，对土壤、水体和周边环境造成污染。
因此，需要开发相应的泄漏后处理技术，包括围堰封控技术、污染物处理技术和生态修复技术等，以最大限度地减少泄漏造成的环境损害。
5. 泄漏监测和预警系统为了及时发现和处理管道泄漏，可以建立管道泄漏监测和预警系统。
这种系统可以通过定期巡检、远程监测和自动报警等手段，实现对管道泄漏的实时监测和预警。
通过及时发现泄漏并采取措施，可以最大程度地减少泄漏造成的损失。
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含硫化氢天然气管道泄漏扩散控制新技术杨锦林ꎬ王㊀旭ꎬ赵㊀凯ꎬ邓远平ꎬ罗广祥(中国石化西南油气分公司采气一厂ꎬ四川德阳㊀６１８０００)㊀㊀摘㊀要:从泄漏扩散控制系统结构原理㊁预警方法㊁关断触发㊁泄漏量计算㊁泄漏后的处置㊁泄漏点定位等介绍了ＣＰＰ管道泄漏控制新技术ꎬ并通过虚拟空间均匀扩散模型ꎬ计算了失误情况下扩散范围ꎬ推荐了管道环空封隔长度㊁触发压力阈值和搬迁距离ꎮ通过建设实验管道证实了ＣＰＰ管道泄漏安全连锁控制比普通管道具有显著的优越性ꎮ关键词:泄漏扩散㊀ＣＰＰ管道㊀预警㊀控制泄漏定位１㊀现状含硫化氢天然气泄漏扩散至大气环境ꎬ在大气环境中硫化氢含量达到３００μｍｏｌ/ｍｏｌ会立即威胁生命和健康ꎮ因此ＳＹ６７８０－２０１０«高含硫化氢气田集输管道安全规程»规定ꎬＨ２Ｓ平均含量为１３％~１５％(体积分数)的天然气埋地集输管道的搬迁距离宜不小于管道两侧个各４０ｍꎬ应急撤离距离宜不小于管道两侧各１５００ｍꎻ天然气裸露集输管道的搬迁距离宜不小于管道两侧各２００ｍꎬ应急撤离距离宜不小于管道两侧各１５００ｍꎮ常规管道系统安全措施包括距离防护满足ＧＢ５０１８３及相关规范要求以外ꎬ最主要的是设置采气㊁集气管道安全截断系统ꎬ确保线路爆破情况下能快速关闭邻近的两个阀室ꎮ包括安全截断装置㊁安全泄放装置㊁安全报警装置ꎻ新建集气干线埋设警示带ꎬ沿线设置里程桩㊁转角桩㊁警示牌等措施ꎮ但没有泄漏后阻止扩散的安全措施ꎮ本文提出一种含硫化氢天然气泄漏ꎬ但不扩散到大气环境的控制技术ꎮ２㊀泄漏控制新技术２.１㊀控制技术管道结构原理泄漏控制是通过改变管道系统结构㊁分析预警并配合连锁关断来实现的ꎬ管道模型如图１所示ꎬ管道系统由酸气管道㊁保护套管㊁紧急关断阀㊁封隔器㊁传感器㊁扶正器等组成ꎮ将具有上述结构的管道系统称之为ＣＰＰ管道(ＣａｓｉｎｇＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＰｉｐｅｌｉｎｅ)ꎬ其中酸气管道称之为内管ꎬ保护套管称之为外管ꎮ外管既起到保护酸气管道的作用ꎬ也起到阻止硫化氢气体向大气扩散作用ꎮ图１㊀ＣＰＰ模型原理２.２㊀泄漏预警分析泄漏预警分析包括预警理论与实现方法ꎮ为便于计算ꎬ本文在环形空间充注氮气的压力取０ ５ＭＰａꎮ２.２.１㊀内管泄漏预警理论假设管道建成后在环形空间注入氮气后的状态为初始状态ꎬ用Ｐ０㊁Ｔ０表示ꎮ此后环空压力随温度变化的状态为Ｐ１㊁Ｔ１ꎬ监视到的压力为Ｐꎮ根据天然气状态方程[１]ＰＶ＝ＺｎＲＴꎬ其中Ｖ即为环形空间的体积ꎬ针对特定管道ꎬＶ为固定不变的数值ꎬＺｎＲ也近似为一个常数ꎮ状态方程可以表述为公式(１)ꎮＰ１Ｔ１＝Ｐ０Ｔ０＝ＺｎＲＶ＝Ｃ(１)利用公式(１)可以计算正常状态下ꎬ温度变化后环空压力Ｐ１ꎬ如公式(２)ꎮＰ１＝Ｐ０Ｔ１Ｔ０＝ＺｎＲＴ１Ｖ(２)如果发生酸气管道泄漏ꎬ物质的量ｎ会显著增大导致环空压力Ｐ远远超过Ｐ１ꎬ监控中心监视到的压力会超过Ｐ１ꎬ即Ｐ>Ｐ１ꎮＰ１即是判断酸气管道泄漏的阈值ꎮ取四川地区全年最高环境温度４０ħ作为环空氮气受影响的最高温度ꎬ可以计算出内管泄漏的阈值为０ ５７ＭＰａꎮ２.２.２㊀外管泄漏预警理论外管泄漏理论与酸气泄漏的理论完全一致ꎬ由于环空泄漏ꎬ环空中物质的量ｎ会显著减小ꎬ环空压力会显著低于０ ５ＭＰａꎮ取四川地区全年最低环境温度０ħ作为环空氮气受影响的最低温度ꎬ可以计算出外管泄漏的阈值为０ ５ＭＰａꎮ２.２.３㊀泄漏预警方法内管泄漏预警可以有３种方法ꎮ①阈值法ꎬ通过理论计算的阈值进行判断ꎬ当监视到某管段压力大于预警阈值ꎬ发出预警ꎻ②历史曲线法ꎬ监视压力历史曲线ꎬ将某一点数小时或者数日压力数据绘制成曲线ꎬ呈持续㊁异常上升的压力点可以判断为内管泄漏ꎬ发出预警ꎻ③空间曲线法ꎬ将多个管段同一时刻压力绘制成沿管道走向的压力曲线ꎬ压力异常升高的点可以判断为内管泄漏ꎬ发出预警ꎮ外管泄漏预警同样有３种方法ꎮ①当监视到某管段压力低于预警阈值ꎬ发出预警ꎻ②监视压力历史曲线ꎬ将某一点压力呈持续㊁异常下降的压力点可以判断为外管泄漏ꎬ发出预警ꎻ③空间曲线法ꎬ压力异常下降的点可以判断为外管泄漏ꎬ发出预警ꎮ２.３㊀泄漏控制泄漏控制包括触发ＥＳＤＶ１㊁ＥＳＤＶ２阀关断动作ꎬ计算关断时泄漏到环形空间的硫化氢总量ꎮ２.３.１㊀连锁关断控制技术在管道两端分别设置紧急截断阀ＥＳＤＶ１㊁ＥＳ￣ＤＶ２(图１)ꎬ取各个管段监视压力的最大值ＭａｘＰ＝ｍａｘ{Ｐ１㊁Ｐ２ Ｐｎ}作为内管泄漏连锁紧急截断阀触发信号ꎮ如果ＭａｘＰ到达连锁截断的触发条件ꎬ触发紧急截断阀ＥＳＤＶ１㊁ＥＳＤＶ２关闭气源ꎮ按照文中的计算ꎬ内管泄漏触发条件ＭａｘＰ大于０ ５７即可ꎬ为防止仪器仪表误差引发错误触发关断ꎬ本文计算中触发条件为ＭａｘＰ＝１ ０ＭＰａꎮ取各个管段监视压力的最小值ＭｉｎＰ＝ｍｉｎ{Ｐ１㊁Ｐ２ Ｐｎ}作为外管泄漏连锁紧急截断阀触发信号ꎬ如果ＭｉｎＰ到达连锁关断的触发条件ꎬ触发紧急截断阀关闭气源ꎮ外管泄漏触发条件可以设置为ＭｉｎＰ＝０ ３ＭＰａꎮ同样ꎬ采用历史曲线法和空间曲线法ꎬ根据监视情况ꎬ可以在监控中心人工触发紧急截断阀ꎮ２.３.２㊀连锁时间与泄漏量控制由于各段环形空间体积非常有限ꎬ酸气泄漏时环形空间压力上升会非常快ꎬ并且压力升高的数值与ｎ呈正相关关系ꎬ采用前述触发条件ꎬ连锁关断动作时酸气泄漏量与时间可以采用公式(３)与公式(４)计算ꎮＱ酸＝Ｐ关ＶＰ标－Ｑ氮(３)酸式中:Ｑ酸 酸气泄漏量ꎬｍ３ꎻＰ关 触发关断压力阈值ꎬＭＰａꎬ取值１ ０ꎻＶ ＣＰＰ管道环形空间体积ꎬｍ３ꎻＰ标 标况压力ꎬＭＰａꎬ取值０ １０１ꎻＱ氮 ＣＰＰ管道环形空间充装的氮气体积ꎬｍ３ꎻｔ 泄漏开始到触发关断所经历时间ꎬｍｉｎꎻｑ 酸气泄漏速度ꎬｍ３/ｍｉｎꎮ由触发连锁关断时泄漏酸性气体量Ｑ酸以及气质组分硫化氢含量Ｃ(体积浓度)ꎬ可以计算泄漏的硫化氢总量ꎬ如公式(５)ꎮＱＨ２Ｓ＝ＣＱ酸(５)式中:ＱＨ２ＳＣ 天然气中Ｈ２Ｓ百分含量ꎬ本文取１３％ꎮ利用公式(３)~(５)可以计算触发连锁关断时泄漏的含Ｈ２Ｓ天然气总量㊁连锁关断所需时间㊁关断时泄漏的硫化氢总量ꎮ以１０００ｍＣＰＰ管道为例(表１)ꎬ假设建设ＤＮ２００的内管ꎬ采用ＤＮ３００的保护套管ꎬ内管与保护套管环形空间充装０ħꎬ０ ５ＭＰａ氮气ꎮ取最高环境温度４０ħꎬ用公式(２)计算酸气泄漏预警阈值为０ ５７ＭＰａꎬ预设触发条件为环空压力达到１ ０ＭＰａꎬ利用公式(３)~(５)计算酸气泄漏量㊁连锁关断触发时间㊁关断时硫化氢泄漏总量ꎮ表１㊀１０００ｍＤＮ２００ＣＰＰ管道泄漏控制计算数据看出(表２)ꎬ即使酸气管道发生泄漏的速度很小ꎬ也能够触发连锁关断ꎮ而大量泄漏情况表明ꎬ普通管道泄漏ꎬ在泄漏量较小时ꎬ基本不具备连锁关断的能力ꎬ发现泄漏完全依靠人工巡查ꎬ时间可能长达数天甚至数十天ꎮ表２㊀ＣＰＰ管道泄漏连锁关断响应时间与泄漏情况计算数据段长度５００ｍꎬ预警与触发连锁关断时的泄漏量会下降５０％ꎬ时间会缩短５０％ꎬ并且可以类推ꎮ连锁关断触发阈值越低ꎬ泄漏到环空的酸气总量越小ꎬ触发关断时间越短ꎮ２.４㊀泄漏处置内管泄漏后ꎬ通过环空监视并采取超压连锁关断ＥＳＤＶ阀ꎬ关断气源ꎮ对泄漏的内管ꎬ通过最近安全泄放系统放空ꎬ氮气置换后处置ꎮ内管降压后ꎬ对泄漏到环空的含Ｈ２Ｓ的天然气ꎬ通过取压点引至碱液罐进行中和处理ꎬ降低整个管段环空压力至大气压ꎬ再用氮气置换后与内管同步补漏或者更换即可ꎮ整个处置过程ꎬ正常情况下不会向大气环境释放出硫化氢ꎮ２.５㊀泄漏点定位除了泄漏扩散范围控制㊁管道保护以外ꎬＣＰＰ管道还能定位泄漏点ꎮ如果酸气管道泄漏ꎬ泄漏点所在的密封管段环空压力会快速上升ꎬ超过其他管段并且超过温度变化引起的压力上限ꎬ根据这个现象确定泄漏管段ꎮ在ＣＰＰ模型示意图中ꎬ密封的管段长度可以根据泄漏定位的精度要求确定ꎮ在管道建设时将一条管道根据工程定位精度需要ꎬ按照５０~５００ｍ的间隔设置监测管段ꎬ可以快速定位ꎬ定位的精度就是管段的长度ꎮ通过监视各管段环空压力快速下降可以判断套管泄漏及其位置ꎮ２.６㊀泄漏扩散浓度与搬迁距离在泄漏处置过程中ꎬ如果出现失误如碱液准备不足㊁操作失误可能引起含硫化氢天然气释放到大气ꎬ但释放的总量不高(表２)ꎬ扩散范围有限ꎮ通过建立虚拟空间均匀扩散模型ꎬ可以计算扩散边界的浓度及管道两侧搬迁距离ꎮ虚拟空间均匀扩散模型ꎬ是指以泄漏点为中心ꎬ虚拟出方形㊁圆柱形㊁半球形㊁椭球形４种空间ꎬ假设泄漏的气体均匀充满这个虚拟空间ꎬ计算气体平均浓度ꎬ作为空间边界的浓度ꎮ由于泄漏扩散浓度递减效应ꎬ计算的平均浓度其实是边界上气体浓度上限ꎬ根据这个浓度上限确定安全防护距离ꎬ是一种有效的距离防护ꎮ２.６.１㊀方形虚拟空间扩散浓度假设硫化氢均匀扩散到图２所示虚拟空间ꎬ分析计算各种距离边界可能的Ｈ２Ｓ浓度上限ꎮ该浓度即为泄漏气体标况下的体积总量所占空间的比例ꎬ计算公式如式(６)ꎮ图２㊀方形虚拟空间均匀扩散示意Ｃｍａｘ＝Ｑ２Ｌˑ２ＬˑＨˑ１０６(６)式中:Ｃｍａｘ Ｌ距离边界处气体浓度上限ꎬμｍｏｌ/ｍｏｌꎻＱ 泄漏到大气中气体总量ꎬｍ３ꎻＬ 泄漏点管道两侧距离ꎬｍꎻＨ 泄漏扩散高度ꎬｍꎮ２.６.２㊀圆柱形虚拟空间扩散浓度假设泄漏气体扩散如图３所示呈园柱状ꎬ则边界处浓度上限Ｃｍａｘ可用公式(７)计算ꎮＣｍａｘ＝Ｑ３.１４ˑＬˑＬˑＨˑ１０６(７)图３㊀圆柱形虚拟空间均匀扩散示意２.６.３㊀半球形虚拟空间扩散浓度假设泄漏气体扩散如图４所示呈半球状ꎬ则边界处浓度上限Ｃｍａｘ可用公式(８)计算ꎮＣｍａｘ＝Ｑ２.０９ˑＬˑＬˑＬˑ１０６(８)图４㊀半球形虚拟空间扩散模型示意２.６.４㊀椭球形虚拟空间均匀扩散浓度假设泄漏气体扩散如图５所示呈椭球状ꎬ短轴方向垂直于地平面ꎬ长轴方向平行于地平面ꎬ呈圆形状扩散ꎬ则边界处浓度上限Ｃｍａｘ可用公式(９)计算ꎮ图５㊀椭球形虚拟空间扩散模型示意Ｃｍａｘ＝Ｑ２.０９ˑＬˑＬˑＨˑ１０６(９)式中:Ｌ 椭球体长轴半径ꎬｍꎻＨ 椭球体短轴半径ꎬｍꎮ从公式(６)~(９)可以看出ꎬ如果知道泄漏气体的总量ꎬ就可以计算泄漏点附近各个距离点的最大气体浓度ꎮＣＰＰ管道集输技术就是可以控制泄漏总量的一种管道集输技术ꎮ２.６.５㊀扩散浓度与搬迁距离公式(６)~(９)表明ꎬ泄漏的总量越小ꎬ空气中硫化氢浓度越低ꎻ应用上述４种均匀扩散模型与环空管段长度㊁连锁管段阈值㊁原料气硫化氢含量㊁扩散高度等变量ꎬ计算各种情况下管道两侧Ｌ距离处硫化氢浓度ꎮ根据计算ꎬ在管道两侧相同距离处ꎬ其他条件相同时ꎬ采用椭球形虚拟空间均匀扩散模型计算的硫化氢浓度最高ꎬ方形虚拟空间均匀扩散模型计算的硫化氢浓度最低ꎬ见表３ꎮ从提高安全性的角度出发ꎬ安全防护距离宜选择椭球形虚拟空间均匀扩散模型ꎮ表３㊀椭球形虚拟空间Ｈ２－２０１０搬迁距离的规定ꎬ即含硫化氢天然气发生泄漏时ꎬ空气中硫化氢浓度可能达到１０００μｍｏｌ/ｍｏｌ的距离作为搬迁距离推荐依据ꎮ根据表３ꎬ可以得到各种情况下ＣＰＰ管道搬迁距离对照表(表不宜大于２００ｍꎬ推荐环空分隔管段长度１００ｍꎬ触发超压连锁关断阈值１ ０ＭＰａꎬ管道两侧搬迁距离推荐２５ｍꎮ天然气中硫化氢含量小于９％时ꎬ推荐管道两侧搬迁距离２０ｍꎮ表４㊀ＣＰＰ管道安全防护搬迁距离ｍ３㊀泄漏控制实验３.１㊀普通管道泄漏控制实验西南油气分公司在ＳＦ３１建设５００ｍ实验管道ꎬ开展天然气泄漏连锁关断实验ꎬ实验井生产为０ ６ˑ１０４ｍ３/ｄꎬ下游管网输气量为６ˑ１０４ｍ３/ｄꎮ实验结果表明在与输气管网连通条件下ꎬ测试(０ １~１)ˑ１０４ｍ３/ｄ泄漏速度ꎬ在泄漏点附近压力基本无变化(表５)ꎮ说明在上下游气源不断补给的条件下ꎬ管道腐蚀穿孔的泄漏强度通常较小ꎬ管线压力几乎没有变化ꎬ不会触发紧急关断阀的动作ꎮ只有在模拟爆管情况下(没有下游气源补充)ꎬ当泄漏量达到气井产量１ ３４倍时ꎬ才会触发井口紧急关断阀动作(表６)ꎮ表５㊀正常输气条件下泄漏点上游压降表６㊀模拟爆管泄漏条件下紧急切断阀关断动作实验为验证管道建设的可行性以及泄漏安全连锁可靠性ꎬ在ＣＸ９３井站建设了一条长约２０ｍ设计压力为４ ０ＭＰａ的实验管道ꎮ在６０ｍｉｎ时间内完成了０ ３ＭＰａ失压ꎬ１ ０ＭＰａ㊁１ ２ＭＰａ㊁１ ４ＭＰａ超压自动连锁关断ꎮ实验表明ꎬ在很短的时间内就能监视到压力异常上升ꎬ并实现自动关断ꎮ内管泄漏连锁关断过程没有天然气释放到大气环境ꎮ４㊀管道施工技术ＣＰＰ管道与夹套管相似ꎬ与夹套管相比ꎬ增加了环空压力监视㊁连锁控制㊁环空分段密封ꎬ但是管路上的阀门没有采用普通夹套阀的必要ꎬ管道建设施工方法可以参照夹套管施工方法[２－５](图８)ꎮ５㊀结论ａ)ＣＰＰ酸气管道集输技术集远程压力监视㊁泄漏预警㊁泄漏扩散控制㊁泄漏定位㊁管道与环境保护㊁连锁关断于一体的技术ꎬ具有限制危险源能量㊁隔离㊁安全冗余㊁防失误设计理念ꎬ是一种具有本质安全的酸气管道集输技术ꎮｂ)实验表明ꎬＣＰＰ管道可以有效实现天然气泄漏后快速预警㊁关断等响应ꎬ泄漏过程无天然气释放到大气ꎬ与常规管道泄漏控制相比ꎬ具有显著的优越性ꎮ图８㊀ＣＰＰ管道施工技术方案流程６㊀参考文献[１]㊀王允诚.油层物理学[Ｍ].北京石油工业出版社ꎬ１９９３.[２]㊀吴芳ꎬ李文东.夹套管施工技术[Ｊ].化工建设工程ꎬ２００１(２):３４－３５.[３]㊀李籍ꎬ甘泉.硫磺回收装置中夹套管施工工艺探讨[Ｊ].石油工程建设ꎬ２０１６(４):４６－４９.[Ｓ].[５]㊀孙文强ꎬ孙光磊.夹套管道施工技术与工艺[Ｊ].石油化工建设ꎬ２００９ꎬ３１(３):６７－６８.ＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆＳｏｕｒＧａｓＰｉｐｅｌｉｎｅＬｅａｋａｇｅａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎＹａｎｇＪｉｎｌｉｎꎬＷａｎｇＸｕꎬＺｈａｏＫａｉꎬＤｅｎｇＹｕａｎｐｉｎｇꎬＬｕｏＧｕａｎｇｘｉａｎｇ(ＳＩＮＯＰＥＣＳｏｕｔｈｗｅｓｔＯｉｌａｎｄＧａｓＢｒａｎｃｈＮｏ.１ＧａｓＦａｃｔｏｒｙꎬＳｉｃｈｕａｎꎬＤｅｙａｎｇꎬ６１８０００)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣＰＰｐｉｐｅｌｉｎｅｌｅａｋａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｌｅａｋａｇｅａｎｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄꎬｔｈｅｃｌｏｓｉｎｇｔｒｉｇｇｅｒꎬｔｈｅｌｅａｋａｇｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎꎬｔｈｅｄｉｓｐｏｓａｌａｆｔｅｒｔｈｅｌｅａｋａｇｅａｎｄｔｈｅｌｅａｋａｇｅｌｏｃａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｒａｎｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｅｒｒｏｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｄｉｆ￣ｆｕｓｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｓｐａｃｅ.Ｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅａｌｉｎｇｌｅｎｇｔｈꎬｔｈｅｔｒｉｇｇｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｅｌｏｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ.ＴｅｓｔｓｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｉｐｅｌｉｎｅｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＣＰＰｐｉｐｅｌｉｎｅｗｉｔｈｌｅａｋａｇｅｓａｆｅｔｙｉｎｔｅｒｌｏｃｋｓｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｏｒ￣ｄｉｎａｒｙｐｉｐｅｌｉｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌｅａｋａｇｅａｎｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎꎻＣＰＰｐｉｐｅｌｉｎｅꎻｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇꎬｃｏｎｔｒｏｌꎻｌｅａｋａｇｅｌｏｃａｔｉｏｎ。