第四章-集输系统安全

第四章集输系统的安全技术

第四章集输系统的安全技术

第一节防火与防爆技术第二节硫化氢的人身安全防护第三节集输系统的安全保护9/7/20231第一节防火与防爆技术天然气集输系统:承压系统;天然气介质易燃、易爆;气田采出的天然气可能含有腐蚀性和毒性都很强的H2S。这些因素给天然气集输的安全生产和人身安全带来危险。因此，天然气集输系统的建设和操作管理要特别树立安全生产的观念，根据集输系统的特点采取各种有效的安全技术措施。

9/7/20232第一节防火与防爆技术第一节

防火与防爆技术天然气的主要成分是甲烷，还含有一些乙烷、丙烷、丁烷等较重的烃类，从地层采出的未经处理的含硫天然气还含有毒性很大的硫化氢气体。甲烷、乙烷等烃类及硫化氢气体都是易燃物质，与空气以一定比例混合后会形成爆炸性的气体混合物。

9/7/20233第一节防火与防爆技术1．燃烧及燃烧速度燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反应。燃烧必需具备如下条件：(1)有可燃物质；(2)有助燃物质(氧或氧化剂)；(3)能导致着火的火源，如明火、静电火花、灼热物体等。气体的燃烧不需要象液体那样经历蒸发的过程，所以燃烧速度很快。气体的燃烧性能常以火焰传播速度来衡量，一些可燃气体与空气的混合物在25.4mm直径的管道中火焰传播速度的试验数据见表4-1。

9/7/20234表4-1一些可燃气体在直径25.4mm管道中的火焰传播速度气体名称最大火焰传播速度，m／s可燃气体在空气中的含量，％氢一氧化碳甲烷乙烷丙烷丁烷4.831.250.670.850.820.8238.5459.86.54.63.69/7/20235第一节防火与防爆技术2．可燃物质的自燃1)自燃点可燃物质在没有明火火源的情况下，在有助燃物质的环境中能自行着火燃烧的最低温度，称为自燃点。

表4-2列出了几种物质在空气中的自燃点。9/7/20236表4-2几种物质在空气中的自燃点

物质名称自燃点，℃物质名称自燃点，℃甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷硫化氢537510446408290248260汽油苯石油醚乙二醇硫磺沥青木材4156802463782602502609/7/20237第一节防火与防爆技术影响可燃物质自燃点的因素很多:压力对自燃点有很大的影响，压力愈高，则自燃点愈低。

苯在1atm时自燃点为680℃；在10atm下为590℃；在25atm下为490℃。可燃气体与空气混合物的自燃点随其组成而变化。当混合物的组成符合燃烧的化学理论计算量时自燃点最低。混合气体中氧浓度增高，也将使自燃点降低。催化剂的存在对液体和气体的自燃点都会有影响，此外，容器的直径与容积在一定程度上也影响物质的自燃点。

9/7/20238第一节防火与防爆技术2)可燃物质的自燃某些可燃物质的自燃点很低，在常温下就能发生自燃。与常温空气接触就能着火的物质有黄磷、磷化氢、铁的硫化物等，这类物质最为危险。例如：干燥的铁的硫化物(FeS、Fe2S3等)极易自燃，自燃时，主要反应为：

FeS2+O2FeS+SO2+222kJFeS+O2FeO十SO2+48.9kJ2FeO+O2Fe2O3+270kJ

Fe2O3+O2Fe2O3+3S+585kJ9/7/20239第一节防火与防爆技术含硫气田的集输管道和站场设备中，存在着不少因腐蚀而产生的硫化铁。如果设备或管道打开而不采取适当措施，干燥的硫化铁与空气接触，便能发生自燃，如有天然气存在，还有可能发生爆炸事故。预防硫化铁的自燃，采取的措施有：(1)

在打开可能积聚有硫化铁的容器前，应喷水使硫化铁处于润湿状态；(2)

定期清管和清洗设备，除去管道、设备内的硫化铁；(3)

减缓或防止金属设备的腐蚀，以减少或防止硫化铁的生成。

9/7/202310第一节防火与防爆技术3．爆炸性混合物

可燃气体以一定比例与空气均匀混合后若遇火源，气体混合物的瞬间快速燃烧会引起爆炸，该气体混合物称为爆炸性混合物。1)爆炸极限可燃气体与空气构成的混合物，并不是在任何混合比例之下都是可燃或可爆的，而且混合的比例不同，火焰蔓延的速度也不同。9/7/202311第一节防火与防爆技术浓度低于某一极限或高于某一极限，火焰便不能蔓延。

爆炸下限：可燃气体在空气中刚足以使火焰蔓延的最低浓度；爆炸上限：刚足以使火焰蔓延的最高浓度。爆炸极限一般用可燃气体在混合物中的体积百分数来表示爆炸极限在防火、防爆上具有重要意义，为保证生产的安全，必须避免所处理的气体达到爆炸极限范围之内。

表4-3列出了几种气体在一般情况下的爆炸极限。9/7/202312表4－3气体的爆炸极限(20℃及latm)

物质名称爆炸极限，％(体积)物质名称爆炸极限，%(体积)下限上限下限上限甲烷乙烷丙烷丁烷5.003.222.371.8615.0012.459.508.41乙烯乙炔氢硫化氢2.752.504.004.3028.6080.0074.2045.509/7/202313第一节防火与防爆技术

2)爆炸极限的主要影响因素爆炸极限不是固定的数值，而是随一些因素而变化的，影响爆炸极限的主要因素有混合物的原始温度、压力，惰性气体的含量，容器的大小等。(1)原始温度混合物的原始温度愈高，则爆炸极限的范围愈大，即下限降低而上限增高。这是由于混合物温度增高，加快了燃烧速度的结果。这样，原来不燃或不爆的混合物，由于温度升高就变成可燃可爆了。9/7/202314第一节防火与防爆技术

(2)原始压力

混合物的原始压力对爆炸极限有很大影响。一般情况下，当压力增加时，爆炸极限的范围扩大，并且上限随压力变化很显著。这是由于在增压情况下，物质分子间距离更为接近，使燃烧反应更容易进行.

图4-1说明了压力对甲烷爆炸极限的影响。相反，在减压情况下，爆炸极限的范围随压力的减小而缩小。9/7/202315图4-1

压力对甲烷爆炸极限的影响

9/7/202316第一节防火与防爆技术(3)惰性介质混合物中加入惰性气体，爆炸极限的范围会缩小。当惰性气体达到一定浓度时，可以完全避免混合物发生爆炸。这是由于惰性气体的加入使可燃物分子与氧分子隔离，在它们之间形成不燃的“障碍物”。

图4-2表示含甲烷的混合物中加入惰性气体对爆炸极限的影响。由图可见，混合物中惰性气体增加，对上限的影响较之对下限更为显著，因为惰性气体浓度加大，表示氧的浓度相对减小，而在上限时氧的浓度已经很小，故惰性气体浓度稍为增加一点，即产生很大影响，使爆炸上限急剧下降。9/7/202317图4-2

各种惰性气体浓度对甲烷爆炸极限的影响9/7/202318第一节防火与防爆技术

(4)容器容器的材料和尺寸对爆炸极限也有影响。在管道中进行的气体混合物爆炸实验表明，管道直径愈小，爆炸极限的范围也愈小。这可用器壁上的接触效应和热损失来加以解释。

(5)点火源能量电火花的能量、火源与混合物的接触时间的长短等，对爆炸极限都有一定的影响。如甲烷，对电压为100V、电流强度为2A的电流产生的电火花，其爆炸极限的范围为5.9％～13.6％，如用3A电流产生的电火花，则爆炸极限范围扩大为5.85％～14.8％。9/7/202319第一节防火与防爆技术3)爆炸温度与压力气体混合物爆炸后的最高温度，可根据气体和燃烧产物的焓值按热量平衡的原理来计算。由于爆炸过程在瞬间完成，因此可不计热量的损失。实际上，气体混合物在密闭容器中的爆炸刚结束、系统处在最大爆炸压力状态时，爆炸中心和爆炸边缘点的温度是不同的。因此，计算的最高爆炸温度可认为是一种平均值。9/7/202320第一节防火与防爆技术气体混合物爆炸后的最大压力，可用下式计算：（4-1）式中、——原始压力和最大爆炸压力，MPa；

、

——原始温度和最高爆炸温度，K；

m、n——爆炸前后的气体分子数。9/7/202321第一节防火与防爆技术甲烷的化学当量燃烧反应式为：

CH4+2O2+2×3.76N2=CO2+2H2O+7.52N2其燃烧(爆炸)前后的分子数相同。化学当量的甲烷和空气混合物在密闭容器中的爆炸，其最大爆炸压力也可用下式计算；

(4-2)上式的使用范围为：0.1MPa<<1.0MPa，

290K<<450K。

9/7/202322第一节防火与防爆技术4．燃烧与爆炸的预防措施在生产中，防止火灾与爆炸事故的基本原则是：(1)所处理的物质应避免处于足以发生燃烧或爆炸的危险状态；(2)消除一切足以导致着火的火源。1)防止可燃可爆系统的形成9/7/202323第一节防火与防爆技术

(1)系统密闭与环境通风系统密闭可使气体或蒸气不能泄漏，环境通风使泄漏出的可燃气体不可能积聚。可燃气体漏出或空气进入充有可燃气体的设备中，都可能导致事故发生，因此设备应保持密闭。设备本身及与它相连的一切管道，都不能有明显的渗漏，在投产前或定期检查时应按规定进行试压及严密性试验；操作压力必须加以控制，防止超压。设备很难保证百分之百的绝对不泄漏，因此有必要采取通风的方法防止可燃性气体在车间内积聚。在设置通风系统时，应注意密度较大的气体或蒸气在低洼处积聚。通风设施的电气部分应按要求采用防爆型的。

9/7/202324第一节防火与防爆技术

(2)充惰性气体在可燃气体与空气的混合物中加入足够量的惰性气体，可以达到消除爆炸可能性的目的。在工业上常用的惰性气体有氮、二氧化碳、水蒸气。在开工前及停工后，用惰性气体对系统行吹扫或置换，以防止事故的发生。(3)遵守安全操作规程与加强科学管理应根据工艺介质的易燃易爆特性，制定安全操作规程和管理制度并严格遵守。

9/7/202325第一节防火与防爆技术

2)火源的消除引起燃烧爆炸的火源一般有明火、摩擦与撞击产生的火花、电气设备或静电放电火花等。为消除火源，采取的措施有：

(1)建立严格的动火制度，未经许可不得在生产区使用明火或进行焊接作业。

(2)防止摩擦与撞击产生火花。如敲击设备或管道应使用由铜、铝等材料制成的不发生火花的工具；在倾倒易燃液体时，为防止铁桶与金属设备撞击产生火花，应在其接触部位覆以不发生火花的材料。

9/7/202326第一节防火与防爆技术

(3)使用防爆型电气设备。根据不同的爆炸和火灾危险场所等级选用不同防爆等级的电气设备，照明应采用防爆灯具。

(4)按规定对有关设备、设施进行接地，使所生成的静电能迅速导人大地。

(5)对于含硫天然气的集输系统，必须密切注意预防硫化铁的自燃。脱水后的含硫干气输送可防止管道的腐蚀。但在管道投入运行前，应按规定对管内进行彻底的干燥。

9/7/202327第二节硫化氢的人身安全防护补充：硫化氢的腐蚀

暴露时间：在硫化氢（H2S）水溶液中，碳钢和低合金钢的初始腐蚀速度很大，约为0.7mm/a；2000hr后的腐蚀速度趋于平衡，约为0.01mm/a。流速：通常规定在硫气体的流速应大于3m/s，小于15m/s。小于3m/s课造成管线、设备底部的积液，而发生水线腐蚀、垢下腐蚀；大于15m/s，钢铁表面的硫化铁膜不能牢固粘附，将以初始的高速度发生冲刷腐蚀。9/7/202328第二节硫化氢的人身安全防护第二节 硫化氢的人身安全防护一、概述

硫化氢（H2S）是一种剧毒气体，它几乎与氰化氢具有同等的毒性。平台上硫化氢一旦泄露进入大气，其毒性的反应从低浓度时难闻的气味或刺激眼睛，直到在较高浓度时的严重中毒甚至死亡。因此，对在可能导致大气中硫化氢浓度超过危害性浓度地区工作的人员必须制定一套完整的实用的人身安全防护措施，并保证有效实施。9/7/202329第二节硫化氢的人身安全防护二、硫化氢的人身安全防护1.硫化氢的特性(1)硫化氢的物理与化学特性①剧毒（几乎与氰化氢有同等的毒性），麻痹人的呼吸系统，使呼吸作用受到阻滞，令受害者窒息而死，即使少量的硫化氢，也对人的健康造成危害；②无色；③比空气重，其相对密度为1.1906,（空气相对密度为1），易积聚于低洼处；9/7/202330第二节硫化氢的人身安全防护④低浓度时具有臭鸡蛋的恶臭气味，稍高浓度（少量）时则具有令人呕吐的甜味，高浓度时因迅速麻痹人的嗅觉神经，使人丧失嗅觉，反而闻不到味道；⑤燃烧时呈蓝色火焰并产生SO2。SO2比H2S的毒性稍弱，当SO2的体积浓度为8～12ppm时，很多人有明显的鼻、咽、眼部受刺激的感觉。当SO2的浓度为100ppm时，人只能忍受几分钟。SO2的浓度超过500ppm时，有极端的刺激性并在呼吸时就形成窒息的感觉；9/7/202331第二节硫化氢的人身安全防护⑥当与空气相混，其体积浓度在4.3％至46%之间时，可行成易爆炸的混合气体；⑦可溶于水和油中，当流体温度升高时其溶解度降低；⑧溶于水的硫化氢对铁基金属有较强的腐蚀性。9/7/202332第二节硫化氢的人身安全防护（2）人对硫化氢的反应人的鼻子对硫化氢的臭味极其敏感，可闻到0.13ppm的硫化氢，但决不容许依靠嗅觉来检测硫化氢；①浓度增加到4.6ppm时嗅觉钝化；②在8h内可接受的最高浓度为10ppm，要求使用防毒面具；③在工作时最高允许接触的浓度，10min内不得超过50ppm;9/7/202333第二节硫化氢的人身安全防护④浓度达100ppm时，能刺激眼睛、咽、喉，引起咳嗽；⑤浓度达200ppm时，嗅觉失灵，眼睛、咽喉有灼烧感；⑥浓度达500ppm时，眩晕、丧失平衡、呼吸困难；⑦浓度达700ppm时，失去知觉，可能导致停止呼吸；⑧浓度达1000ppm时，立即失去知觉，造成死亡或永久性脑损伤神经衰弱；⑨浓度达2000ppm时，吸一口气立即死亡。9/7/202334第二节硫化氢的人身安全防护(3)吸入硫化氢的生理过程和症状①眼刺痛、鼻嗅觉钝化、喉咳嗽；②肺->血->人身各器官->神经：头晕、丧失平衡、呼吸困难，甚至死亡；③心脏：缺氧导致死亡。在低浓度（100ppm）下长时间的接触，可能造成咳嗽，眼部烧灼或疼痛，咽喉刺激以及昏睡等。在硫化氢浓度高于700ppm时，几秒钟的接触就可能停止呼吸。这将形成如气喘、心跳、脸色苍白、痉挛、瞳孔放大及丧失说话能力等症状。由于呼吸器官麻痹，心跳停止，可能很快出现死亡。只要呼吸一次浓度为2000ppm硫化氢就可能造成死亡。9/7/202335第二节硫化氢的人身安全防护(4)硫化氢中毒的抢救措施硫化氢含量高导致中毒者停止呼吸和心跳时，必须立即采取措施进行抢救，帮助中毒者恢复呼吸和心跳。否则，中毒者将会在短时间内死亡。切记：中毒者不会自动恢复心跳和呼吸。硫化氢中毒抢救措施：①进入毒气区救人之前，自己应先戴上防毒面具；②立即把中毒者从硫化氢分布的现场抬到空气新鲜的地方；

9/7/202336第二节硫化氢的人身安全防护③保持中毒者处于休息状态。若中毒者已停止呼吸和心跳，应立刻进行人工呼吸和胸外心脏按压，直至呼吸和心跳恢复或者医生到达。有条件的可使用回生器（又叫“恢复正常呼吸器”）代替人工呼吸；④若中毒者没有停止呼吸，应保持中毒者处于休息状态。有条件的给予输氧，注意保持中毒者的体温；⑤若中毒者呼吸和心跳恢复后，可给中毒者喂兴奋性饮料，如咖啡或浓茶，应有专人护理；⑥若眼睛受到轻微损害，可用干净水彻底清洗，也可进行冷敷9/7/202337第二节硫化氢的人身安全防护⑦在医生证明中毒者已恢复健康可返回工作岗位之前，还应使中毒者继续处于医疗监护之下；⑧在心跳停止之前，当把中毒者转移到新鲜空气区立即恢复呼吸者，可认为中毒者已恢复正常；⑨在轻微中毒的情况下，中毒者没有完全失去知觉，若经短暂休息后本人要求回岗位继续工作时，医生一般不要同意，应休息1~2d。9/7/202338第二节硫化氢的人身安全防护2.人身安全防护（1）人员培训至少应包括如下内容：①硫化氢的来源、特性及其危害，特别是不同硫化氢浓度对人身的反应；②防护设备，包括呼吸保护设备、安全服装、安全绳及其它辅助设备的使用、注意事项和维护；③人工呼吸法和胸外心脏按压法的急救知识并经常进行实习训练；

9/7/202339第二节硫化氢的人身安全防护④硫化氢探测和监测装置的使用，注意事项及限制；⑤紧急情况处理程序，即一旦因事故硫化氢发生泄漏，应遵守的各项紧急处理程序；⑥通风的重要性，包括使用风向标决定风向等措施，以及正确使用人工通风等。9/7/202340第二节硫化氢的人身安全防护（2）硫化氢的检测1）化学方法①醋酸铅试纸法：将醋酸铅试液涂在白色的滤纸（或涂片）上，滤纸（或涂片）仍为白色，当与硫化氢气体接触时会变成棕色或黑色。让试纸（或涂片）与被测定区空气接触3-5min，根据色谱带对照试纸（或涂片）改变颜色的深度可判断硫化氢的浓度。②安碚瓶法：在玻璃瓶内装有白色醋酸铅颗粒，瓶口由海绵塞住，硫化氢通过海绵浸入瓶内与醋酸铅反应，使醋酸铅颜色变黑，与试纸法一样，是一种定性半定量测量方法。9/7/202341第二节硫化氢的人身安全防护③碘量法：

碘量法对天然气中硫化氢含量是一种定量的化学方法，其测定范围为0～500mg/m3（相当于标准状态下0～325ppm）。该方法是用过量的乙酸锌溶液吸收气样中的硫化氢，生成硫化锌沉淀，加入过量的碘溶液以氧化生成的硫化锌，剩余的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。此法可参阅中华人民共和国国家标准GB11060.1-89《天然气中硫化氢含量的测定——碘量法》。9/7/202342第二节硫化氢的人身安全防护2)电子探测仪测定法①可携式硫化氢电子探测报警器；②固定式硫化氢探测系统。在生产的油气中含有硫化氢气体的平台，为了监测硫化氢的存在，保护操作人员的安全，平台上一般安装有硫化氢探测系统，以探测硫化氢的泄漏并发出警报。9/7/202343第二节硫化氢的人身安全防护该系统的传感器内装有一种称为MOS的感应物质来检测硫化氢气体，这种物质充满于两电极之间，在没检测到硫化氢气体的状态下，两电极间的电阻是非常大的（在兆欧以上）。当这种物质吸收到硫化氢气体时，两电极间的电阻急剧下降（达到千兆左右）。电阻的下降与所吸收的硫化氢气体的多少有极大的关系，吸收的硫化氢气体愈多，电阻下降就愈大，反之，愈小。9/7/202344第二节硫化氢的人身安全防护这种电阻的改变在输入电路中被转换成电压信号并进行放大，被放大了的模拟信号被传送到模／数转换器上，转换为数字信号，再被传送到微处理器中进行数字处理，最后显示出所检测的硫化氢浓度，与此同时，经过微处理器的信号又进行数／模转换为4～20mA的输出信号到报警卡上。由于4～

20mA的输出是相对于所检测到的硫化氢气体浓度的多少，根据这个电流来设定高、低浓度报警，当检测到硫化氢气体存在时，报警卡上就会有浓度数字显示，并伴有声音报警。9/7/202345第二节硫化氢的人身安全防护硫化氢泄漏时的个人防护用品：①自持式呼吸器（SCBA）；②带滤毒罐的防护面罩。维护保养：定期对探测器进行检查、清洁，每月对该系统进行一次功能试验。(3)人身防护设备对于在有硫化氢的封闭空间环境中工作或在可能对健康或生命有危险的浓度中工作的人员必须使用防毒面具或呼吸器。9/7/202346第二节硫化氢的人身安全防护1)过滤式防毒面具过滤式防毒面具由头盔面罩、导气管、滤毒罐三部分组成，其作用是把染毒的空气滤净后，供操作人员呼吸，并保持操作人员的眼睛、呼吸道和面部皮肤免受毒气的直接损害。过滤式防毒面具只适合在空气中含氧量正常或基本正常（氧气不低于18%），有害有毒气体的浓度不太高的环境中使用。9/7/202347第二节硫化氢的人身安全防护2)正压自持呼吸器（SCBA）正压自持呼吸器是一种在有毒、有害气体浓度较高或浓度不清楚的环境中最为理想的防护装置。正压式即操作人员穿戴的面罩内气压为正压，无论环境中有毒气体浓度有多高，即使面罩密封不严，发生泄漏，由于面罩内气压高于大气压，有毒气体不能进入面罩内。正压式空气呼吸器装置配有小容积高压气瓶，呼吸器支持的时间，取决于用户耗气率，范围较广，可以20～100L/min，时间5～60min。9/7/202348第二节硫化氢的人身安全防护

3）正压供气系统该系统有平台仪表系统提供0.7MPa压缩空气，集中供气，操作人员工作时也不必背负沉重的气瓶，而只要将面罩的快速接头插入气源分配器的快速接头即可进行工作，而且工作时间不受限制。但是，气管线的长度限制了操作者的距离。同样，操作者需从原路返回。9/7/202349第三节集输系统的安全保护第三节集输系统的安全保护

集输系统的安全保护包括集输管道和集输站场的安全保护，安全保护内容包括防火、防爆和防毒等。防毒方面的内容已在上节做了介绍，下面介绍集输管道与站场的防火、防爆安全保护。一、集输管道的安全保护1．集输管道的防火安全保护集输管道的防火安全保护主要是防止管道破裂和放空不当引起火灾。主要方法是采取防火安全措施，以实现安全生产。9/7/202350第三节集输系统的安全保护安全措施的内容包括两方面：(1)

管道选材正确并具有足够的强度；(2)

管道同其他建筑物、构筑物、道路、桥梁、公用设施及企业等保持一定的安全距离。管道的强度设计应符合有关规程、规范的规定；管道施工必须保证焊接质量并符合现行标准规范的要求，同时采取强度试压和严密性试压来认定；在生产过程中应对管道进行定期测厚，并保持良好的维护管理以保证管道的安全运行。9/7/202351第三节集输系统的安全保护2．集输管道的防爆安全保护主要应防止管道泄漏，避免泄漏气体的燃烧和在封闭的空间内产生爆炸。因此集输管道的防爆安全保护，应通过管道设计时材料选择和强度计算的正确、施工质量的确认和生产过程中定期巡线检漏工作来保证。9/7/202352第三节集输系统的安全保护3．集输管道的限压保护和放空1)采气管道的限压保护采气管道的限压保护一般通过井场装置的安全阀来实现。天然气集气站进站前管道上设置的紧急放空阀和超压报警设施，对采气管道的安全也能起保证作用。9/7/202353第三节集输系统的安全保护2)集气管道的限压保护集气管道的限压保护通常由出站管道上安全阀的泄压功能来实现，同时集气管道应有自身系统的截断和放空设施。集气支管道可在集气站的天然气出站阀之后设置集气支管放空阀；长度超过1km的集气支管，可在集气支管与集气干管相连接处设置支管截断阀。集气干管末端，在进入外输首站或天然气净化厂的进站(厂)截断阀之前，可设置集气干管放空阀，并在该处设置高、低压报警设施，该报警设施一般设在站内由站内操作人员管理维护。9/7/202354第三节集输系统的安全保护二、集输站场的安全保护1．集输站场的防火防爆措施(1)

集输站场的位置及与周围建筑物的距离、集输站场的总图布置等应符合防火规范的规定：(2)

工艺装置和工艺设备所在的建筑物内，应具有良好的通风条件；凡可能有天然气散发的建筑物内应安装可燃气体报警仪。9/7/202355第三节集输系统的安全保护2．集输站场的限压保护和放空(1)井场装置的限压保护。井场装置的限压保护如图4—3所示。各种限压保护设备的作用是：①高低压安全截断阀。如图4-3中的3所示。当采气管道的压力高于上限或低于下限时，安全截断阀3即自动关闭。采气管道超过上限压力，一般是因为采气管道堵塞或集气站事故情况下紧急关闭进站截断阀而造成的。采气管道低于下限压力，一般是因为采气管道发生事故破裂所致。9/7/202356第三节集输系统的安全保护②弹簧安全阀。如图4-3中5、8所示，是一种超压泄放设备。管道系统具有不同压力等级时，为防止上一级压力失控，保护下一级压力系统的设备和管道，一般须装设泄压安全阀。9/7/202357图4-3

井场装置限压保护图

l-采气树；2-采气树针形阀；3-高低压安全截断阀；4-气井产量调节控制节流阀；5、8-压力泄放安全阀；6-气体压力调节控制节流阀；7-截断阀

9/7/202358第三节集输系统的安全保护(2)集气站的限压保护。通常集气站中的节流阀将全站操作压力分成两个等级。凡有压力变化的系统，在低一级的压力系统应设置超压泄放安全阀。安全阀与系统之间应安装有截断阀，以便检修或拆换安全阀时不影响正常生产。在正常操作时，安全阀之前的截断阀应处于常开状态，并加铅封。常温分离单井集气站，在进、出站的截断阀之间，可在高压系统或在中压系统设一个紧急放空兼作检修时卸压放空的放空阀。放空气体应引出站外安全地段放空。9/7/202359第三节集输系统的安全保护

低温分离集气站中，高压分离器和低温分离器之前分别设有节流阀，故有压力等级的变化，因此在高压分离器和低温分离器的前或后的管段上，应分别设置超压泄放安全阀。设在分离器进口管段上的安全阀，其泄放介质应考虑为气液混相；设在分离器出口管段上的安全阀，其泄放介质则为气相。

9/7/202360第三节集输系统的安全保护天然气集输井站安全系统设置一、设置集输井站安全系统应考虑的问题除设备材料选型外，通常井站安全系统包括：井口安全截断装置，站内放空系统（手动或气液动放空、安全阀泄放），紧急截断阀等。9/7/202361第三节集输系统的安全保护1.总体考虑因素天然气集输工艺系统的安全设计除考虑系统本身的安全外，还应考虑周围环境对系统的影响，应从以下方面考虑：①根据天然气组分（是否含H2S、CO2以及含量的多少）和产量确定工艺流程，选择适当的材料（管材、设备用材料）;②站场工艺管道、设备的强度应符合有关标准规范;③站场的总图布置应符合有关标准规范;④天然气集输系统应采用必要的安全保护装置和措施。9/7/202362第三节集输系统的安全保护2.安全保护装置设置（1）为确保井站高压系统在事故状态不超压，特别是对含硫气井，井口采用安全截断阀。（2）站内其他发生天然气压力变化的地方，采用先导式安全阀及手动放空管。（3）对站内主要压力容器（分离器）、增压设备后端设置先导式安全阀及手动放空阀。（4）对集输气进站及燃料气进、出站，缓蚀剂注入系统的高压泵出口及中压集输加注口设置防止超压的安全阀及物动放空阀。（5）对集输井站出站口设紧急截断阀或止回阀，并设手动放空阀。9/7/202363第三节集输系统的安全保护二、集输工艺系统安全的基本要求

1.基本要求

（1）气井井口应安装井口高低压紧急截断阀气井井口节流阀之后应装设井口高低压安全截断阀。当采气管道出现超高压或超低压的情况时，高低压安全截断自动关闭，气井关井。当采气管道中水合物堵塞或集气站发生意外事故，下游脱水站、净化厂发生故障时，为了避免或减少天然气的放空，通过站内自控联锁系统关断高低压安全截断阀，同时关闭采气管道出站截断阀。超低压截断可保护井站设备和管道，防止管道和设备破损后天然气的大量流失而造成爆炸、火灾、中毒等事故。9/7/202364第三节集输系统的安全保护（2）设置出站紧急截断阀或止回阀。当站内出现火灾等事故时，防止下游天然气倒流进站内。（3）设置放空阀。主要目的是停产检修时放掉管道和设备中的天然气，以预防火灾和中毒事故的发生。泄压气体的排放应就近引入同级压力的放空管线。对带有液烃的气体放空管线，在进入火炬之前应设有分液罐。站场内的天然气系统设置紧急放空系统应符合《石油天然气工程设计防火规范》GB50183的有关规定。站场的火炬及放空管宜位于站场生产区最小频率风向的上风侧，火炬及放空管宜布置在站外地势较高处，其与站场的距离由计算确定。放空管与站的距离：当放空