第三章天然气火灾及消防

1、第三章 天然气火灾爆炸与消防第一节 天然气火灾爆炸的原因与危害一、 天然气燃烧反应机理与爆炸极限1.天然气燃烧反应机理天然气燃烧反应机理是含有自由基和自由原子参与的链式反应。天然气与空气的氧化反应是在一定条件下由缓慢氧化转化为剧烈氧化是由于混合气中还存在少量等活化的自由基和自由原子，它们与反应，并随着反应不断消失，又不断形成，而且更多的形成，使天然气燃烧持续进行下去。2.天然气爆炸极限定义 ：可燃气体与空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围。爆炸下限：可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸下限。爆炸上限：可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量

2、，称时可燃气体的爆炸上限。爆炸极限的计算只含有可燃气体的混合气体的爆炸极限含有惰性气体的混合气体的爆炸极限可将某一惰性气体成分与一可燃气体成分组合，其容积成分为二者之和。其爆炸极限可查图3-1-1、3-1-2 。随着惰性气体含量的增加，混合气体的爆炸极限范围将缩小。含有惰性气体的燃气之爆炸极限也可按下式近似计算：式中：-含惰性气体燃气的爆炸上、下限，% -不含惰性气体的爆炸上、下限，% -惰性气体的体积分数，%含有氧气的混合气体，可认为混入空气，应折算成无空气基的组分。即：把与含氧量相对应的空气量扣除，即扣除氧含量和氮含量，重新调整燃气中各组分的体积成分，然后按式(1-29)计算无空气基爆炸极

3、限，再按下式计算含空气的混和气体的爆炸极限。：包含有空气的混合气体的整体爆炸极限：该混合气体的无空气基爆炸极限：空气在该混合气体中的容积成分例1已知燃气的体积组成为：、。求其爆炸极限。1 解：纯可燃组成的体积成分 可燃组分的含量：13070 不含惰性气体的燃气爆炸极限 含有惰性气体时的燃气爆炸极限 二、引起天然气火灾爆炸的因素天然气作为可燃物质，只要存在氧气等助燃物质和火源，就能燃烧，甚至引发火灾爆炸。引起天然气燃烧爆炸的因素归纳如下：1.静电引起的火灾和爆炸：静电电量虽然不大，但因其电压很高而容易发生火花放电。如果所在场所有天然气与空气形成爆炸性混合物，即可由静电火花引起爆炸或火灾。当带静电

4、的人体接近接地体或接地体的人体接近带静电物体时，都可能发生放电火花，导致爆炸或火灾。2.碰撞摩擦引起的火灾或爆炸碰撞摩擦在天然气勘探、开发、采输、使用过程中是不可避免的，主要是金属物体与金属物体之间的碰撞摩擦产生的火花，引起天然气的爆炸燃烧，引起火灾。3.动火作业引起的火灾和爆炸在有天然气存在的区域实施动火作业，可能导致爆炸燃烧和火灾。尤其是对天然气管道进行焊接施工时，当置换不彻底或阀门未关死，漏气，天然气串入焊割施工的动火区，极易引起火灾爆炸。4电器设备开关产生的电火花引起的火灾和爆炸高电压的火花放电，当电极带高压电时，电极周围的部分空气被点击穿，产生电晕放电现象；短时的弧光放电，一般指在开

5、闭回路、断开配线、接触不良、短路、漏电等情况下发生的极短时间的弧光放电；接触点上的微小火花放电，一般是在自动控制器的继电器接点上或在电动机的整流子或滑环等器件上，随着接点的开闭而产生的小火花放电。5.天然气呢井喷引起的火灾和爆炸井喷引起火灾主要原因如下：（1）井口的铁件或井内钻具与井架碰撞起火，或电器照明设备被气流夹带的岩屑碰坏起火。（2）忽视安全制度，在井场进行带电作业或使用明火操作。（3）井口装置不按规定安装或使用失灵的设备，造成井口失控而发生爆炸起火。（4）因处置不当而造成压井破坏地层，引起四周冒气着火。（5）雷击起火6.天然气管道泄漏和腐蚀引起的火灾和爆炸长输管道长年埋于地下，管道腐蚀

6、穿孔和因腐蚀造成管道壁变薄造成管道承压能力降低，在一定条件下会引起管道的爆炸燃烧，引发火灾。破坏性施工也是造成管道爆炸的原因之一。需加强管道的维护和检测，及时发现管道泄漏和管道腐蚀情况，减少和避免事故的发生。7.天然气容器爆炸由于天然气的可压缩性和膨胀性，使得天然气生产和使用过程中的多种压力容器常常因操作不当导致容器压力意外升高而发生爆炸和火灾事故。8.硫化铁自燃引发内爆 硫化铁来自铁的腐蚀产物，其极易自燃。其自燃属自热氧化自燃类型，常温下发生氧化反应产生热量，如热量不能及时散发掉，则将使堆积的硫化铁为目的上升，达到其自燃点以上，引起燃烧和可燃气体爆炸。 9点火、熄火及回火爆炸对要点火的炉子未

7、进行彻底吹扫或点火工具不可靠以及直接利用炉膛高温引燃天然气或酸气的点火操作易引起爆炸。停电及燃料系统波动，造成熄火，而熄火后未及时切断燃料气和空气，则极易发生炉膛高温点燃的爆炸事故；硫磺回收装置燃烧炉产生回火引起酸气系统爆炸；火炬回火引起放空系统爆炸。回火：倘若煤气灶的燃气小孔及燃气管被随意扩大，势必使燃气流速过小，当混合气提供的速度小于燃气燃烧时火焰的传播速度，有可能使火焰烧到燃气管内即为回火。三、天然气火灾爆炸危害性1.天然气燃烧和爆炸在瞬间完成，往往难以施救，容易失控，造成重大财产损失和人员伤亡。2.天然气开采输送过程处于高温、高压或低温、高压，工艺管网容易造成泄漏，遇火就会发生火灾和爆

8、炸。3.开采输送设备相互联系，若某个部位发生故障，会影响整套装置的安全，使危害扩大。第二节 常见天然气火灾事故预防与处理一、天然气火灾的灭火方法1.灭火原理灭火分为物理作用灭火和化学作用灭火两大类。物理作用灭火是控制火灾中的物质和热量运动，使燃烧中断，达到灭火的目的。它包括冷却灭火，稀释灭火，破坏火焰稳定性灭火等。化学作用灭火是将燃烧抑制剂投入火焰中，与维持燃烧反应的活性自由基或活性基团结和，中断燃烧链式反应，使火熄灭。（1）冷却灭火往火焰中喷入吸热量大的物质，将反应热除去，燃烧反应速度就会减慢并停止下来，这是冷却灭火的原理。（2）稀释灭火稀释灭火是降低燃烧系统中的可燃物质或助燃物质浓度，抑制

9、燃烧反应的灭火方法。（3）破坏火焰稳定性灭火点燃喷嘴喷出的天然气时，喷嘴附近的火焰面形状由混合气流速v和燃烧速度s的配合关系所决定，即当燃烧速度不变时，在一定范围内火焰长度随混合气流速度的增大而增长。由于燃烧速度是有限值，混合气的可燃浓度也有个极限值，所以这种比例增长关系是有一定限度的。当气流速度超过临界值时，火焰就会离开喷口远去，在运动气团烧完后（约需1/10秒的量级），火便熄灭。利用这个现象的灭火方法叫做破坏火焰稳定性灭火。（4）燃烧抑制灭火在火焰燃烧反应体系中加入碱金属或卤族元素，捕捉火焰中的自由基或活性基团，使反应体系失去活化的自由基而中断正常燃烧的连锁反应，火便熄灭，这就是燃烧抑制灭

10、火的原理。（5）断源灭火断源灭火是从燃烧系统中除去天然气或切断天然气的来源使火熄灭。这个办法在天然气火灾灭火时，是惟一可行而有效的处理方法。具体办法是关闭喷出气流阀门，以切断天然气向燃烧系统的供给，使火迅速熄灭。因此，使用任何灭火剂扑灭天然气火灾时，都必须首先切断气源，以防止灭火后，气体再泄露或喷射造成再次着火或爆炸。2.灭火方法（1）火灾扑救的战术措施抓住时机，以快制胜。抓住火灾初期阶段或火势暂时较弱的有利时机，利用环境条件，做到查明情况快，信息传递快，战术决策快，以最快的战斗行动，控制和扑灭火灾。以冷制热，防止爆炸。利用一定的给水强度，在灭火的同时，对着火设备及其周围邻近设备进行冷却降温，

11、不能顾此失彼，防止设备、容器、管道因受高温影响而引起燃烧爆炸。先重点，后一般。在扑救火灾时，一般先扑灭外围火，然后进行内攻，以控制火势向周围蔓延扩大，防止形成大面积火灾。但在战斗力量不足时，则应根据着火部位的不同情况，先重点，后一般，先易后难，控制火势，待增援力量到达后，再一举扑灭火灾。各个击破，适时合围。对于较大面积的火灾，应采取各个击破，穿插分割，堵截火势，适时围歼的方法。（2）火灾扑救措施断源灭火：a)关阀断气，就是控制、切断流向火源处的天然气，使燃烧终止。在未切断气源前，不能急于灭火，以防止灭火后气体继续外逸发生第二次着火爆炸事故。天然气集输系统中的容器、管道、塔等部位发生火灾时，着火

12、处不断地得到天然气而持续燃烧，当关闭进气阀后，切断了气源，就能从根本上控制火势，这样，设备、管道或塔中剩余的天然气燃尽后便会自行终止燃烧。b)关阀断气灭火时，必须事前与有关技术人员研究，制定完整的操作方案，要考虑到关阀后是否会造成前一工序中的高温高压设备出现超温超压而发生爆炸事故。因此在关阀断气的同时，应根据具体情况采取相应的断电、停泵、泄压、放空等措施。c)关阀断气灭火时，应注意以下几点：防止因错关阀门而导致意外事故发生；在关阀断气的同时，要不断地冷却着火部位及受火势威胁的邻近部位，火灭后，仍需继续冷却一段时间，防止复燃复爆；当火焰威胁进气阀门而难以接近时，可在落实堵漏措施的前提下，先灭火，

13、后关阀。灭火剂灭火：扑救天然气火灾，可选择水（水流切封）、干粉、卤代烷及蒸气、氮气、二氧化碳等灭火剂灭火。利用水枪灭火时宜以60-75度的倾斜角射入，用压力大于Pa的高速水流喷射火焰，可取得良好的灭火效果。堵漏灭火：对气压不大，采取堵漏灭火时，可用氮气吹鼓的隔离球，封以粘性固体，高压堵死，也可用木塞、湿棉被、湿麻袋、湿布、石棉毡或粘土等办法封住火口，隔绝空气，使火熄灭。关阀、补漏工作必须严格执行操作规程和动火规定，并迅速进行，以避免造成第二次爆炸。（3）泄露排险措施天然气泄露尚未着火时，应迅速关闭进气阀门和落实堵漏措施，杜绝气体外泄。迅速设置警戒区，警戒区系指该地区天然气浓度已超过其爆炸下限的

14、30%。做好灭火战斗准备，防止遇火源发生着火爆炸。在下列情况，应通知供气部门停止供气：临近区域内发生重大火灾，并在继续扩大蔓延；已发生爆炸事故，并导致容器或管道损坏，漏气十分严重；大量天然气泄露聚集的场所；泄露处尚未查明，而气体检测仪测定天然气浓度已达爆炸下限的30%。如果室内天然气漏气时，应立即关闭室内供气阀门，迅速打开门窗，加强通风换气。禁止一切车辆驶入警戒区内。停留在警戒区内的车辆严禁启动。消防人员动作谨慎，防止碰撞金属，以免产生火花；消防车到达现场，不可直接进入天然气扩散地段，应停在扩散地段上风方向和高坡安全地带，做好准备，对付可能发生的着火爆炸事故。根据现场情况，发布动员令，动员天然

15、气扩散区的居民和职工，迅速熄灭一切火种。警戒区域、冷却部位及灭火、救人、疏散等方案确定，均应按照假设发生火灾情况下的战斗部署进行。考虑天然气扩散后，可能遇到火源的部位，应作为灭火的主攻方向，部署水枪阵地，做好对付突然变化的准备工作，如果一旦发生着火爆炸，以免措手不及。利用喷雾水或蒸气吹散泄露的天然气，防止形成可爆气。险情排除之后，需经过测试，当天然气浓度确已低于爆炸下限时，方可恢复正常生产，解除警戒二、防火防爆措施根据燃烧原理，防火防爆措施就是设法消除燃烧爆炸三要素中任一要素，其方法如下。（一）控制天然气泄漏防止天然气泄漏和积聚，使其不能达到爆炸极限，这是防止爆炸的首要措施。1.将有泄漏危险的

16、装置和设备尽量安装在露天或半露天的厂房中，以利于泄漏的天然气扩散稀释。当必须采用室内厂房时，则厂房建筑应具有良好的自然通风，或加装必要的机械通风设备。2.生产设备在投入生产前和定期检修时，应检查其密闭性和耐压程度。所有机泵、管道、阀门、法兰、管件及接头等易漏部位，应经常检查，尽量避免产生跑、冒、滴、漏现象。设备在运转时，可用肥皂液、化学试剂或分析仪器检查其气密情况。3.盛装天然气的罐、塔、容器和管道等，在检修，尤其需动火时，必须用惰性气体，如氮气、蒸气等进行充分的置换，并经彻底清洗达到合格。与外部相连的管道，应用盲板隔开，并按规定向有关部门申报用火。4.当长输管线无法用惰性气体进行置换，又需动

17、火时，应严格防止空气进入，形成爆炸混合气体，引起管内爆炸。5.设备上的一切排气放空管都该伸出屋外，并考虑周围建筑物的高度与四邻环境。如果排放的气体污染性大，数量又多，需接受城市环境保护部门的监督。排气放空管不能造成真空，也不能堵塞。6.带压生产设备、塔、容器和管道应该注意其密闭性，防止天然气逸出形成爆炸混合物。对于负压生产设备，应防止空气侵入而使设备内部的天然气达到爆炸极限。7.锅炉、加热炉等的燃烧室，由于突然熄火，则在燃烧室内就会形成可燃性混合气体，此时如果处理不当，就有可能引起爆炸危险。若使用火焰检测器对燃烧状态进行监测，一旦发生熄火，检测器能迅速检测出来，并自动接通控制装置，立即切断气源

18、。（二）消除着火源存在有燃烧爆炸混合气的危险场所，应严格消除可以点燃爆炸性混合气的各种火源。1.明火(1)爆炸危险场所严禁吸烟和携带火柴、打火机等火种，并在明显处设立警示标志；(2)在有火灾和爆炸危险性的厂、站、库内不得使用明火照明，只允许用防爆式灯光照明；(3)在工艺操作过程中，加热天然气时，最好采用热水、水蒸气及其他较安全的加热方法；(4)对设备、塔、容器及管道进行明火检修前，如气焊、电焊、喷灯、熔炉等，必须按动火制度严格执行；(5)对储罐等容器进行焊割检修时，如因故中断作业时，需再继续进行焊补作业时，必须重新采集气样进行安全分析、检查。2.摩擦和撞击在生产中，摩擦和撞击往往成为天然气着火

19、爆炸的根源之一。因此，具有爆炸危险性的生产应采取严格的措施，使所有设备不产生火花。(1)机器轴承等转动部分，应润滑良好，机件摩擦部分，采用有色金属制造的轴瓦，以消除火花；(2)工具和通风机上的风翼，应用铜的合金制造，或用镀的钢板制造；(3)搬运储存天然气和易燃液体的金属容器时，禁止在地上抛掷或拖拉，并防止铁器相互撞击，以免发生火花；(4)禁止穿铁钉鞋进入易燃易爆场所。3.电火花电火花是引起天然气着火爆炸的一个主要火源。因此具有爆炸危险的厂、站、库内的所有电气动力设备和照明装置，必须符合防火防爆的安全要求。(1)电线要绝缘，并用钢管保护，免受生产过程中产生的蒸气及气体腐蚀。电线的绝缘材料也应具有

20、耐腐蚀的性能；(2)具有爆炸危险的场所，应采用防爆式电气设备，如防爆电机、防爆开关、防爆接线盒、防爆灯具、防爆控制器、防爆电话、防爆仪表及其它防爆电气设备；（3）电气设备的保险丝必须与额定的容量相适应；（4）对一切电气设备，都应订有规章制度，并经常检查；（5）工作结束后，应及时切断电气设备的电源。4.静电放电严寒的冬天和炎热的夏天，气候干燥，最容易产生静电，当静电负荷达到一定电压时，放电的火花便可使天然气着火。（1）在有爆炸危险的场所，一般不允许采用平皮带传动，用三角皮带较为安全。最安全的方法是安设单独的防爆电动机，电动机和设备之间用轴直接传动或经过减速器传动。（2）下列生产设备应有可靠的接地

21、：·生产或加工天然气的设备和储罐；·输送天然气的管道以及各种阀门；·通风管道上的金属网过滤器；·其他能产生静电的生产设备。因此，消除静电，接地泄漏是消除静电常用的主要方法。（3）金属管道上的接地线，受到法兰上填料的绝缘而使电路中断，因此在法兰上应设置金属连接片导电；（4）易燃易爆的生产厂房内，最好采用环形接地网，用金属丝将各个设备的接地线连接起来。5.雷电雷电产生的火花，温度可高达到使金属熔化。如果雷电通过有燃烧爆炸危险性的厂房或仓库，不仅能引起天然气燃烧，也能引起爆炸。因此，为避免雷电引起的危害，对于易遭受雷击的建筑物、构筑物、露天生产的设备及贮存容器

22、，特别是遭受雷击能引起燃烧爆炸的厂房和仓库，必须安装避雷设备。下列生产厂房和设备应安装防止直接雷击和感应雷击的避雷设备：（1）经常散发天然气，与空气能形成爆炸混合气的厂房和仓库；（2）大型贮气罐；（3）露天高度在15m以上具有燃烧爆炸危险性的生产设备；（4）烟囱和水塔；（5）发电站、配电站和高压输电线的避雷装置，应根据电气设备的防雷规定处理。6.化学能在生产中往往有许多放热的化学反应，如果操作条件控制不当，使化学反应激烈，便可引起着火或爆炸。因此，应根据生产的性质制定安全操作规程和防火制度，教育职工必须特别注意温度、压力、加料和搅拌等关键性的安全操作；设置灵敏可靠的控制仪表（温度计、压力计、流

23、量计等）和各种安全设备（安全阀、防爆片、报警讯号等）。7.聚集日光直射的日光通过凸透镜、圆形玻璃瓶或含有气泡的平板玻璃等，均能形成聚集。在焦点处温度很高，这种高温能引起天然气燃烧和爆炸。因此，在可能引起燃烧爆炸的场所，必须采取遮阳措施，窗户采取磨砂玻璃。（三）控制氧化剂空气中的氧是火灾的主要氧化剂，但不应忽视其它氧化剂，尤其是不含氧的氧化剂。氟是特别具有活性的氧化剂。当使用氟、氯、浓硝酸、硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐、或过氧化物时，应特别小心。（四）防火防爆设备1.防火设备及其作用为了防止火焰窜入或阻止火焰在设备和管道内扩展，需要使用必要的阻火设备。常用的阻火设备有安全水封和阻火器。安全水封应装在

24、天然气管线与生产设备之间。当设备系统内起火时，天然气管线可与设备隔断，阻止火焰蔓延。安全水封的水位必须保持固定的高度，清水不能中断。冬天应通入蒸汽，防止水封内的水冻结。阻火器有金属网、波纹金属片、金属环及砾石（直径可为3-4mm）等数种。当天然气燃烧时，网孔或管状沟道就能阻止火焰扩展。这是因为火焰进入阻火器后，被分割成许多股细微的火焰，因阻火器的表面积较大，传热良好，火焰通过金属网孔或管状沟道时，由于金属网孔或管状沟道大量吸收热量，使火焰很快冷却而熄灭。网孔和沟道的最大直径是决定火焰能否通过的主要因素。阻火设备材料的导热性不起主要作用。阻火器的网孔或沟道的大小，应根据天然气的着火危险程度来决定

25、。2.防爆泄压设备及其作用防爆泄压设备有安全阀、止逆阀和防爆片。安全阀是为了防止高压设备和容器内压力过高产生爆炸。当高压设备和容器内的压力升高超过一定限度时，安全阀便能自动开启排泄气体，降低压力，防止设备和容器破裂爆炸。压缩机及压力在以上的设备和容器，均应安装与设备机械程度和操作压力相适应的安全阀。安全阀在使用前和使用中应注意检查、校检，保证灵敏可靠。止逆阀安装在不同系统的管线或设备之间，其作用是防止气体向相反方向流动，以免高压气体逸入低压管线或设备内，引起管道和容器的爆炸。防爆片的作用是在生产情况反常，压力升高，但尚未足以引起设备爆炸的情况下，将防爆片先行毁坏，使压力降低，从而防止设备容器的

26、破裂。凡有重大爆炸危险性的设备、容器和管道，都需安装防爆片。防爆片材料及厚度必须正确选择。选择的原则是容器内增压不超过工作压力25%时，防爆片即自行破裂。在有爆炸性气体的生产中，防爆片的材料应用铜或铝，不能用铁，因为铁质的防爆片在破裂时能够产生火花。防爆片在安装前应选择一部分进行爆破试验。防爆片的动作灵敏度决定于防爆片的厚度与面积，厚度愈薄和面积愈大，泄压效率愈好。防爆片一般安装在设备容器的顶部，即安装在爆炸中心的附近最有效。为防止防爆片破裂后，大量气体充入车间，可以在防爆片上接装排气管，并直通室外。 3.火灾自动报警装置它的作用是将感烟、感温、感光等火灾探测器接收到的火灾信号，用灯光显示出火

27、灾发生的部位并发出报警声，唤起人们尽早采取灭火措施。火灾自动报警装置主要由检测器、探测器和探头组成，按其结构的不同，大致可分为感温报警器、感光报警器、感烟报警器和可燃气体报警器。 （1）感温报警器：是一种利用起火时产生的热量，使报警器中的感温元件发生物理变化，作用于警报装置而发出警报的报警器。此处报警器按其敏感元件的不同可分为定温式、差温式或差定组合式三类。 （2）感光报警器：是利用火焰辐射出来的红外、紫外及可见光探测元件接收了火焰的闪动辐射后随之产生出电信号来报警的装置。该装置能检测瞬间燃烧的火焰，适用于输油管道、燃料仓库，石化装置等。 （3）感烟探测器：是利用着火前或着火时产生的烟尘颗粒进

28、行报警的报警装置。主要用来探测可见或不可见的燃烧产物，尤其有阴燃阶段，产生少量的烟或少量的热，很少或没有火焰辐射的初期火灾。 （4）可燃气体报警器：主要用来检测可燃气体的浓度，当气体浓度超过报警点时，便能报警。主要是用于易燃易爆场所的可燃气体检测，如果泄露气体的浓度超过爆炸下限的1/6-1/4时，就会报警。三、井喷失控过程中天然气火灾爆炸事故的预防与处理 1井喷失控过程中天然气火灾爆炸事故预防 若发生井喷失控，应立即停柴油机，关闭井架、钻台、 机泵房等处照明，并打开专用探照灯，组织警戒，灭绝火种，在 井口用水龙头向井口和钻杆冲水防火。 防止静电火花产生，所有进入井场的人员应穿戴防静电的工作服。

29、 在井口附近进行敲击作业时，应将击打物体和被击打物体用水淋湿后进行，防止击打碰出火花。 应定期进行井控装备检查和井控演习，每次起下钻应开关闸板防喷器一次，防止在发生井喷时井口防喷器及控制系统失灵，导致井喷失控。 严格执行钻井设计，严格执行钻井操作规程和井控操作规程，杜绝违章操作和违章指挥，现场如遇紧急情况，钻井队可以果断处置。 钻开气层后，井场不应擅自动用明火，应严格执行动火制度。 井场使用电器设施应严格执行防爆管理规定。 井场应配置足够的消防灭火器材，储存足够水源，消防通道应畅通无阻；特别是在偏远地区钻井，考虑到发生井喷火灾爆炸事故后的救援困难，应备足发生火灾爆炸事故的应急物资。 制定钻井井

30、喷火灾爆炸应急预案，并组织进行应急演习。2井喷过程中天然气火灾爆炸事故处理 井喷失控引发天然气火灾爆炸发生后，由于地下强大压力作用下，火柱冲天，声音如雷，辐射热十分强烈，百米之内难以靠近。在现场信息传递十分困难，增加了抢险的难度。对井喷失控火灾实施灭火应做到方案可行、准备充分、灭火快速、稳妥。因此扑救井喷失控火灾必须做好充分的准备工作。 (1)井喷失控火灾灭火前的准备工作 制定一套完整可行的灭火和封井方案以及应急措施，防止发生天然气爆炸和有毒气体的扩散。 扑救井喷失控火灾前，必须将井口周围50m内阻碍灭火的设备进行清障。主要有烧毁倒塌的井架、钻井设备，以及其他与灭火无关的设备等，调集一定数量的

31、抢险车辆。 储备足够的灭火用水，储水池应在井场的附近，池边有可供抽水泵车停靠的场地，同时调集大型水罐车组织接力供水线路，保证供水要求，并能连续工作。 由于井喷失控火灾的声音很大，为保证火场通信联络畅通，必须准备信号旗信号灯，并事前规定联络和指挥信号，同时准备带耳塞的对讲机等c， 距离井口50m范围为冷却范围，因此应在一定距离架设并固定带架水枪，作好冷却的准备工作。 在进行灭火前，应安装流动的风向标和风速测速仪，随时检测风向和风速，以及最近的气象预报，为选择最佳的灭火时间提供气象依据。 随时检测灭火区域内的气体浓度，特别是有毒气体浓度，如硫化氢和二氧化碳浓度。 针对含有毒气体的天然气井的灭火，应

32、配备足够的空气呼吸器，灭火设备尽可能地摆放在上风口o组织一支救援队，以备在灭火发生意外时能及时对施工区域的施工人员进行救援。 灭火前，联合当地政府并调集警力，组织疏散井周围的居民，转移家禽，根据天然气量大小和有毒气体的含量确定疏散井周围居民的范围，保证井周围居民的生命和财产安全。 (2)灭火方法常见井喷失控着火扑救方法详见第二章第四节。 四、采输过程中天然气火灾爆炸事故预防与处理 天然气的采输是钻井完井以后，将产出的天然气在集输站场进行油气分离、计量并通过集输管道输送到各个用户的过程。油气管道具有管径大、运距长、压力高和输量大等特点。管道系统包括管道、站场、通信系统等，是一项巨大而复杂的工程。

33、在天然气管道输送过程中，常发生泄漏的部位是管道上的连接部位、焊接部位、流体的转向部位及采用填料密封部位等，天然气泄漏如不及时处理，轻则造成浪费能源和环境污染，重则引起火灾、爆炸事故。天然气集输过程中最严重的危险是火灾爆炸，火灾爆炸可能发生在每一个天然气可能泄漏的区域；其次的危险是压力容器的物理爆炸。 1采输过程中天然气火灾爆炸事故原因 采输过程中天然气火灾爆炸主要是因采输工艺流程出现天然气泄漏，与空气或氧气相混合，形成爆炸性气体混合物，同时具有足够的量，其浓度在爆炸极限以内，当遇能够引起灾害的火源：明火、摩擦、撞击火花、自燃发热、电气火花、静电火花、雷电火花等足够引燃该混合物的引燃能量时发生的

34、火灾爆炸事故。 采输工艺流程常发生泄漏的部位是连接部位、焊接部位、流体的转向部位及采用填料密封部位等。其中连接部位泄漏有法兰泄漏（界面泄漏、渗透泄漏、破坏泄漏）和螺纹连接部位泄漏，焊接部位泄漏是由于焊接存在缺陷如未焊透、夹渣、气孔、裂纹引起的泄漏，流体转向部位泄漏是由于天然气高速流体在改变方向时，对管壁产生较大的冲刷力导致的管道穿孔泄漏，填料部位泄漏主要指阀门填料处或机泵的轴向填料密封处发生的泄漏。 输气管道发生火灾爆炸事故的原因主要有管体缺陷、管道内、外腐蚀引起天然气泄漏和违反安全操作规程。管体缺陷包括机械损伤、运输途中产生的疲劳裂纹、材料缺陷、焊接缺陷、施工前和施工中损伤、第三方活动损伤、

35、第三方破坏（打孔盗气）o管道的腐蚀主要是由于管道与土壤和管道所输介质接触发生化学和电化学作用而引起的管道破坏，管道的腐蚀使管壁变薄，承压能力降低，严重时会导致管道穿孔，发生天然气泄漏、爆炸事故。违反安全操作规程主要因误操作引起，如某输气站管道投产时，清管站内收发球筒的防松楔块未上紧，在气流冲击下逐渐松脱，高压气流使快速盲板飞出，造成人员伤亡。1986年12月，某管线清管时，因夜间能见度低，误将排出凝析油当作污水，汽油在排污池中迅速挥发，弥漫站内区，遇火源后起火爆炸，酿成重大火灾，造成多人伤亡。 天然气净化过程中产生的硫磺及硫磺粉尘，在空气中达到一定的温度即会自燃，这种自燃在有硫化亚铁存在时，最

36、易发生。干燥的硫化亚铁在空气中甚至在常温下即可因剧烈氧化而发生自燃，进而引起其他介质的燃烧甚至爆炸，这种情况在装置开、停工及检修期间常见。硫粉尘在空气中达到一定的浓度时，也可因静电火花或撞击而引起燃烧爆炸。 2采输过程中天然气火灾爆炸事故预防 采输过程中，由于天然气的易燃易爆特性，容易产生火灾和爆炸事故。因此我们应保证管材质量和焊接质量，重视输气管道运行安全及控制管道、设备的腐蚀，控制和消除火源。为了确保输气管道可靠地运行，必须从设计、施工、投产试运、日常运行管理、维修等各个环节切实抓好安全工作，严格遵守有关的安全规范及安全管理规定。制定输气管道试运投产的安全运行规定、输气管道通球清管的安全措

37、施、输气管道运行及维修的安全措施。 (1)设计控制 严格遵循国家、行业标准和规范进行设计，保证设计质量，提高设计水平，才能使工程达到技术先进、经济合理、安全可靠，运行、管理维护方便。 使用成熟、可靠的工艺、技术、设备、材料，特别是在关键的工程建设中，应选用在国内具有成功使用先例的工艺、技术、设备、材料。 工艺流程要适合油气生产，站场设计必须考虑紧急关断阀设计和紧急泄压措施，输气干线沿线阀室应设计自动远程控制关断功能，对于处理量大，压力高的天然气处理厂，应适当增大安全距离。 在重要的油气处理厂设置独立的ESD系统非常必要，发生事故能够在最短的时间里，同时迅速关断井上的气源和全部进站气源。 在特大

38、型油气处理厂应设置电视安全监视系统。 在容器设计上，要尽量降低制造加工工艺难度，尽量消除加工、检验、监检过程中技术控制难点，以保证设备加工的质量。在安全设计和安全工艺方面，要把预防火灾爆炸事故的具体消防技术措施作为重点，其内容主要包括：站址选点布局；建筑消防措施（安全距离、耐火等级、建筑构造、通风排气、建筑防爆等）；电气消防措施（电气运行设备选择和安全 控制、电气防爆、自动报警装置、防静电、防雷等）；消防给水的类型和容量以及常规消防器材的配置等。 消防监督部门应当依据有关技术规范和规定，严格履行消防建审监督审批，依法建设，是预防事故的重要环节。 要求将“本质安全”进一步纳入设计之中，对突发的各

39、种可能的情况能够有相应的措施，避免事故或事件的进一步扩大，将影响缩小到最小范围内。 实践证明，把好工程设计源头关，是控制事故的关键环节。 (2)施工控制 天然气采输工程建设涉及面广、影响质量安全因素多，在施工中，应通过以下几方面控制： 严格按照国家、行业技术标准和规定进行施工，是保证工程建设优质、高效、安全的先决条件。 选择施工经验、组织管理能力强、技术过硬的工程队伍。 建立质量目标、健全质量管理体系，将目标量化分解为 具体指标，建全质量管理体系，切实执行设计文件，确保施工生产全过程始终在规定的技术标准和要求的控制下。 选择生产管理好、质量可靠稳定的设备材料，建立质量档案，保证供销商所提供产品

40、均为合格。要高度重视容器的制造加工工艺过程质量控制，进一步加强驻厂监造的质量监管力度和当地技术监督部门过程监检力度。 通过阶段验收和竣工验收、技术资料整理、文件档案的建立来实现施工事后质量控制。 (3)生产管理 强化内部安全管理，具体做到安全管理，资金技术负责制，建立健全各项规章制度和消防组织，按规定配足消防器材和设施，对火灾隐患尤其是重大火灾隐患，要做到及时发现，及时整改。要加强对重点部位的监护，管理人员和操作人员要经过严格的岗位安全培训，并经考试合格方可持证上岗。 切实加强管道的巡查、维护，认真做好管道安全保护工作的监督和管理，对管道安全保护范围内的各类建构筑物、工程设施以及各类危及管道安

41、全的行为进行清理，分清责任，本着后建服从先建、确保管道安全运行和利于经济发展的目的，坚持谁违章谁整改的原则，限期予以整改；保持管道沿线各种安全标志的完整、有效，做好管线周边群众保护管道和各种安全标志的宣传工作，特别要加强国务院313号令（石油天然气管道保护条例）的宣传，增强民众对管道保护和科学防范意识。 加强隐患排查和整治工作。认真做好站场运行维护、设备维护及升级改造和压力容器定期超声检测工作，杜绝安全隐患。 对于易燃易爆装置必须制定科学、合理且针对性强的应急预案。完善事故应急救援预案，扎实做好事故应急演练工作，保证应急预案的有效性是应对突发事件的有效手段。对事故应急预案进行全面细致的重新审核

42、，修改和完善事故应急预案，充分考虑生产装置及管道外部环境条件，做到科学合理。严格执行编制、审核、批准、发布、演练等程序，扎实做好事故应急预案演练工作。 开展完整性管理研究工作。完整性管理是世界上最先进的管道管理模式，可以有效减少管道、站场现存的各种安全隐患，降低运营风险，实现高效、安全和经济运行。 近1 0多年来，我国输气管道、站场安全管理工作水平有了很大的提高。相继颁布了油气管道安全管理法规、标准。然而，迄今为止还没有对油气管道完整性管理提出明确要求。开展油气管道完整性管理，提高系统安全运行水平，是我国当前面临的紧迫任务。a制定完整性管理计划 管道的完整性是指管道要始终处于安全可靠的受控的工

43、作状态，可不断采取措施预防管道事故的发生。管道的完整性管理是一个连续的循环进行的管道监控管理过程，需要在一定的时间间隔后再次进行管道检测、风险评价及采取措施减轻风险，以减少和预防事故的发生。管道内检测是获得管道完整性数据的最好手段，但全面实施管道内检测还存在诸多困难。我国能够或已经进行内检测的管道少之又少，其他的基础工作，如事故的统计分析、有关资料及数据库也不完备。对此，可依据不同情况分阶段、分层次地实施管道完整性管理。 对于新建管道，深入进行调研和设计方案比选，保证推荐的路由、工艺、设备及自控等方案技术经济合理而且安全可靠；对近年新建成的大型管道，及时制定数据收集、管道评价、完整性管理程序的

44、计划并逐步实施；对运行多年的老管道，可以采用直接评价法或其他技术来评价腐蚀管道的完整性，通过对管道系统或某些管段的物理特性和运行历史调查、腐蚀及防腐检测和评价等来得到管道完整性的资料。对有内腐蚀危害的管道重点检查易于腐蚀的管段。 b加强安全技术研究及应用 建立事故数据库。研究我国油气采输过程的事故特点，搜集事故资料，建立全国性的事故数据库是一项必要的基础工作。 提高输气管道、压力容器设备检测水平和能力。在对国外腐蚀检测器的消化吸收基础上，研制开发适合我国管道、设备实际状况的油气管道智能检测系统装置，对我国在役油气管道、设备进行全面检测和安全评价工作具有至关重要的意义。 c开展风险管理工作 该项

45、工作是对潜在危险转变成事故的概率和损失程度的综合分析。欧、美等发达国家已将风险分析方法应用到油气管道和输气站场方面，对新建或已建工程进行风险评估。应结合我国工程实际，尽快开展风险管理工作，以期取得可以逐步应用的定量分析的模型和方法。 (4)用火管理 采输过程中预防火灾爆炸事故主要是清除火源和防止形成爆炸性混合物。常见的危险火源有明火，摩擦与撞击火花、电火花、雷击、化学反应热、热辐射等。这些危险火源是引起火灾、爆炸事故的常见原因。因此必须采取防范措施，严加控制。 常见的化学性爆炸是爆炸性混合物的爆炸。为了防止天然气与空气构成爆炸性混合物，常采取密闭设备和加强通风等措施。密闭设备可以防止设备内的可

46、燃物质外逸与空气混合，也可防止负压下的生产设备吸入空气，从而形成爆炸性混合物。对难以采取密闭措施的场所，或有少量可燃物跑、冒、滴、漏时，可借助于通风来防止天然气积聚到爆炸浓度。 ， 明火设备应与油气处理设备分开布置，保证一定的安全距离。一般应布置在装置边缘地带，并位于装置区的全年最低频率风向的下风侧。采输过程中静电电荷积累到一定程度就会发生放电，产生电火花，造成火灾事故。消除静电应从防止静电产生和向大地泄漏两方面采取措施。对油气管道内的介质流速应加以控制，限制和避免静电产生和积累。油气处理的所有设备、容器、管线、装卸鹤管、汽车罐车、火车罐车等都应有良好的静电接地，岗位操作人员也应穿防静电工作服

47、。在装置区内应使用特制的防爆工具，在油气存在的地方尤其禁用镁和铝的合金工具。当易燃介质在管道中流速过高时，管道中铁锈、焊渣等与介质一起流动，与管壁摩擦可能引起着火。因而管道中铁锈应彻底清除，并严格控制流速，尤其是可燃气体从管道或容器裂口处喷出时，流速不能过高，因为夹带的铁锈与器壁摩擦变为高温粒子，也可能引起火灾。在防爆危险区内不能穿带钉子的鞋，危险场所 应铺设不产生火花的地面。雷击引起的火灾爆炸事故是很多的，造成的危害也是多方面的。雷击放电产生高达数万甚至数十万伏的冲击电压，给建筑物、设备造成毁灭性的破坏，引起油罐发生 严重的火灾爆炸事故。由于雷电造成的危害严重，油气处理和加工装置中的油罐区、

48、液化气和轻烃区、生产装置的塔、构架、容器、变配电设施、高大建筑物等应按规定采取避雷保护措施。电气设备运行中电流产生的热量和电火花或电弧常常引起火灾爆炸事故。在油气处理装置中，为控制和消除电气火花应采取以下措施：在危险场所应选用防爆电气设备。当不得不安装非防爆电机、控制箱时，应采取正压通风等措施进行保护；非防爆得配电间、变电室等应按规定与危险场所保持一定的安全距离，进入室内的电缆沟应封死；电气设备运行电压、电流、温度等参数不能超过允许值，电缆要有良好的绝缘性能；检修时，临时装的可移动照明等应为防爆型或隔爆型。 采输过程中用火必须首先经过严格审批，输送、储存油气等易燃物的管线、设备、容器动火前必须

49、将物料倒空，进行彻底吹扫置换，使可燃气体质量合乎要求。动火作业现场必须配备消防器材，动火现场要有人监护；进入装置区的汽车、拖拉机等机动车排烟管应加装防火罩，而且要严格检查密封性。厂区内严禁吸烟，即使在动火现场也不允许。焊割施工前必须进行置换，用惰性气体或其他不会引起燃烧爆炸的物质将管道内残留的易燃易爆物排出。置换要彻底，取样分析符合动火要求。施工过程中要借助仪器进行检测，发现可燃物浓度上升到危险程度时，要立即停止施工，再次置换。对需焊割施工的天然气管道，要切断气源，防止泄漏。施工前，要对焊割周围不能移开的障碍物上下前后，认真检查，确认在焊割热量影响到的范围内，不存在易燃易爆物，并检查焊割热量能

50、否通过焊割件传递到周围的易燃易爆物上。为了防止焊割施工引起的火灾爆炸事故，减少不必要的损失，除施工管理人员高度重视外，还要加强对焊工上岗的安全教育，掌握防止焊割施工引起火灾爆炸事故的方法，并切实用于施工中去，才能有效地防止因焊割施工引起火灾爆炸事故的发生。 含硫化氢天然气采输过程中，硫化氢会腐蚀金属管道、设备并产生硫化亚铁，干燥的硫化亚铁能迅速与空气中的氧气化合而发热以至自燃。因此，在检修设备打开前，应用惰性气体进行系统的彻底置换。装置中清出的硫化亚铁要用水润湿并及时运 走埋人地下。防止硫磺粉尘爆炸，除严格按规定防止产生静电及碰击火花外，应在容易产生硫磺粉尘的部位加强粉尘收集及通风 工作。硫磺

51、应储存于阴凉、干燥、通风的库房或货棚下，隔绝火种，远离热源。切忌与磷及氧化剂混储混运。硫磺若长期与铁接触，要防止因生成硫化铁而自燃。硫磺粉尘很容易带上静电，特别是在加工硫磺粉的生产过程中，粉尘所带静电可以高达数千伏乃至上万伏，极易产生静电火花而导致硫磺粉尘爆炸，继而燃烧发生火灾。 采输过程中避免点火爆炸的主要措施是将炉内可燃介质彻底吹扫干净；其次是认真检查点火程序控制系统和点火枪，保证点火的可靠性；若设有助燃火嘴的炉子，应先点助燃火嘴，再点主火嘴。为防止熄火爆炸事故，应安装灵敏可靠的火焰监测 器，并与燃料气自动控制系统连锁，一旦熄火，自动及时切断进炉燃料气并发出警报；保持燃料气的压力和流量稳定

52、，减少熄火的可能性；一旦熄火，应避免燃料气和空气再熄火后的高温炉膛内混合达到爆炸极限，同时必须严格按操作规程的规定程序进行再点火。预防回火爆炸主要在设计中对火炬采用分子封，对进炉天然气和酸气采用阻火器或水封罐防止回火，同时操作中应尽量 避免压力和流量产生大的波动。 3采输过程中天然气火灾爆炸事故处理 采输过程中天然气火灾爆炸事故发生后，应及时切断气源，扑灭或控制火势。采输过程中发生火灾爆炸事故主要是由天然气出现泄漏引起的，故采输过程中事故的处理主要是对泄漏进行处理。 (1)常规管道补漏方法 常规的管道补漏方法是将泄漏管道停输，切断气源，将管内天然气进行泄压放空和用惰性气体进行置换达到动火条件后

53、，对泄漏管段进行更换。(2)带压补漏方法 带压补漏技术，也被称为不停气补漏技术或在线补漏技术，由于不影响管道内天然气的正常输送与下游用户的正常用气，在天然气输送管道泄漏处理中常被采用。由于带压焊接补漏本身的操作条件有别于制作安装时的技术和环境条件，因此在执行操作规程的同时，还需考虑现场的压力、温度、介质、管材等各种因素，采取相应有针对性的措施。国内外常用的不动火带压补漏方法有：注剂式带压密封技术。这种方法要求卡具设计合理、密封剂选择正确，同时要进行正确的施工作业。 带压焊接补漏方法。卡具带压补漏技术是在管道泄漏处用特制专用卡具在管道上形成一个固定外套，同时卡具上焊接一个螺帽，并将泄漏点正对卡具

54、上螺帽的中心。然后在泄漏处放置一块高强度、高弹性的耐油橡胶片，最后在螺帽上拧上螺栓，并利用螺栓的推进力和卡具的夹持力将橡胶片紧紧地压在泄漏点上，从而将泄漏点堵死。该技术适用于长输管道无法停产时临时应急，管道泄漏处呈点状或腐蚀面积不大的情况，由于橡胶片的使用寿命一般不超过一年，在有计划的安排下，使用卡具带压补漏的地方需进行集中的停气放空焊接补漏，以免产生因橡胶片老化而导致的二次泄漏。2000年1月，某输气管线在新盛九大队发生泄漏，泄漏点为一黄豆大小的圆形蚀孔，管内天然气压力为2.0MPa。施工人员携带带压补漏卡具及配件迅速赶到现场，仅仅用了半个多小时的时间，就将泄漏点完全堵死。带压黏接补漏技术是

55、基于卡具带压补漏技术发展而来的，其基本原理是根据泄漏管道的管径大小，专门制作一块与管道外壁能很好吻合的弧形钢板，在弧形钢板中央开一个直径约35mm的圆孔，然后在圆孔处焊接一个M30的圆柱形螺帽。带压补漏时，先在钢管管壁和弧形钢板上涂抹上高强度黏接剂，然后将弧形钢板之间螺帽的中心对准管道泄漏点，将弧形钢板黏接在钢管上，此时天然气从螺帽中泄出，对弧形钢板不产生压力。待黏接剂固化后，再将螺栓拧上，并利用螺栓的端面与螺帽形成密封D2001年1 1月，某输气管线发生泄漏，当时管内的气体压力在2. 2MPa左右，泄漏点位于管道正上方偏右一点，施工比较方便，10时20分施工人员将弧形块黏在了管道上，等到17

56、时10分，将螺栓拧上，泄漏点被堵住。施工人员用肥皂水对补漏处进行了严密性检查，未发现任何泄漏现象。 注剂式带压密封技术。注剂式带压密封技术是将密封注剂强行注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内，迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷，在注剂压力远远大于泄漏介质压力的条件下，泄漏被强行止住，密封注剂自身能够维持住一定的工作密封比压，并在短时间内由塑性体转变为弹性体，形成一个坚硬的、富有弹性的新的密封结构，达到重新密封的目的。该技术的特点是：不用停产、停气，属于在线修复技术；安全可靠，适用于易燃易爆介质泄漏的处理；适应性强，无需对泄漏部位进行处理，不破坏原有的密封结构；具有良好的可拆性；可处理泄漏介质的最高温度为800，最低温度为-186度，最高泄漏介质压力为30MPa。某井站西114输气管线被刺漏后，根据漏点情况，选用D92×5.7和D115×5.7两个“O”环，用压力注入黏接剂，成功地进行了补漏封堵。三、CNG和LNG火灾爆炸事故预防与处理 1. CNG和LNG的危害特征 天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体，甲类火灾危险性，爆炸极限为5%15%（体积分数），最小点火能量仅为0.28mJ，燃烧速度快，燃烧热值高（平均热值为33440kJ/m3），对空气的相对密度