长距离输气管道周围安全距离的研究

第３３卷第６期石油工程建设５

王大庆，王晓黎

（大庆油田工程有限公司，黑龙江大庆１６３７１２）

摘要：输气管道的失效会对管道周围的人员和建筑设施造成严重的威胁。为了尽量避免和减少

管道失效造成的生命和财产损失，文章对长距离管道周围最佳安全范围的确定方法展开了研究。与管道内径、操作压力、失效点离输配起点的距离直接相关。随着失效点离输配起点距离的增

加，安全距离呈逐渐减小的趋势；而随着操作压力或管径的增加，安全距离明显增大，相对而

言，管道内径的变化对安全距离大小的影响更大。

关键词：长输管道；射流火焰；安全距离

中图分类号：ＴＥ９７３．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１—２２０６（２００７）０６—０００５－０３

Ｏ引言输送管道的铺设等，都必须根据ＳＥＶＥＳＯ法规确

长距离输气管道作为一种经济、有效、环保的定该计划是否对附近的居民造成高的个体风险和社运输手段已成为继铁路、公路、水路、航空运输以会风险，并规定这些土地的使用范围离居民区应该后的第五大运输工具。但近些年世界各国输气管道保持一个最小的安全距离【１】。

泄漏造成的火灾与爆炸事故也时有发生，引起了公ｌ安全距离的定义

众对工业建筑设施、居住区与管道之间的安全距离输气管道因某种原因发生失效泄漏，若建筑物问题的密切关注。为了尽可能地预防和减轻管道失离失效点较近，喷射泄漏的天然气飘移到建筑物里效后造成的影响，世界各国投入了大量的精力。英遇火源将引发蒸汽云爆炸现象；若喷射泄漏的气体国健康与安全委员会曾制定了一系列政策法规，用未受阻碍并被立即点燃，将形成持续的射流火灾。于管道附近的土地规划、新设备的修建，并提出了因此，爆炸的破坏作用和射流火灾的热辐射作用是安全距离的概念，这一概念是根据管道失效时所产管道周围的人和建筑设施的主要危害来源田。雅典生的后果分析得到的，即在安全允许范围内，人员科技大学学者Ｒｉｇ鹊分别以泄漏气体的燃烧下限和或建筑物距管道的最小距离。欧洲理事会指令９６，射流火灾热辐射阈值为基础得到二者在各自最不利８２／ＥＥＣ规定了危险性物质存储区与公共设施或居的气象条件（风速、风向、大气稳定类别等）下的民区之间应该保留适当的距离，以减少潜在危险事安全距离与泄漏孔径的关系曲线，分析表明射流火故对人员和财产造成的损失。而在荷兰，每一个新灾的安全距离在大气稳定类别为Ａ级时达到最大，的土地使用计划，如炼油厂、ＩＪＰＧ存储设备、油气而根据气体燃烧极限下限得到的安全距离在大气稳－● －＿．— ．．— ＿．— ■—－■— ■－ ＿．—————．．— 一．— —— ＿．———— —一—■－－■＿ ．．————斗 ．．———－ ＿．———卜－＋－．．— ＋ ＿．——＋—．．—－＋—一．——■——一．——＋ ＋—＿．——＿．——■－ ＿．——＋－＋—＿．— —●—

【４】Ｐ且ｚｄ８ＲＪ＇Ｊ０嘲ＴＢ．Ｍａｔ鲫ｂ且ｍＹ．Ｇ明日ａｌｔＩｌｅｏｒｙｆｂｒ仕叽Ｂｉ∞ｔ【６】Ｗ．哈克布思．多重网格方法【Ｍ】．北京：科学出版社，１９８８．

ｃｈｒ萨ｒｃｌ“撕ｏｎｉｎａｐａｎｉ８ｌｌｙｆｉＵｅｄＶｅ８８ｅｌ叨．Ｊｏ岫１ａｌ０ｆＥｌｅｃｔ睁

山ｌｉｃＢ＇１９９４．（３２）：２１５－２３１．作者简介：王菊芬（１９７５一），女，浙江温岭人，工程师，

【５】ＰａｚｄａＲＪ，Ｊ仰伪ＴＢ．Ｅ‰ｔ０ｆ８ｕ也∞∞ｎｄｕｃｔｉ仰∞ｃ｝ｍｒ萨ｒｅｌａｘ－２００６年毕业于重庆后勤工程学院油气储运工程专业．博士，

ａｌｉ帆ｉｎｐａＩｔｉａⅡｙ删耐ｖｅ鲫山叨．Ｊ叽ｎ“０ｆ日ｅｃ嘶ｔＢｔｉ∞，１９９２，主要研究方向为油流流动带电现象。

（２８）：１７５—１８５．收稿日期：２００６－１０一１８；修回日期：２００７－１０一３ｌ

６石油工程建设２００７年１２月定类别Ｆ级达到最大。通过对比分析发现，根据可由式（１）推导得：

射流火灾热辐射阈值计算得到的安全距离更大，因

此可认为在计算管道周围的人员和建筑设施的安全扯＼／等（３）距离时。以射流火灾的热辐射阈值为依据可使得到式中ｄ７——目标离焰心的临界距离，ｍ；

的安全范围保守性较好四。

韩国学者Ｊｏ认为圆，管道危险距离反映的是在，ｃ一临界热辐射强度值，（ｋＷ，ｍ２）；Ｑ广管道完全破裂时的泄漏率／（ｋｇ，ｓ）。

最不利的气象条件下，管道断裂时引起的火灾造成文献［２】认为安全范围与失效点离输配起点室外个体暴露在热辐射下３０ｓ内死亡概率为ｌ％所的距离有关，该文首先推导出个体离火焰中心的临对应的人员离失效点的最小距离，导致人员死亡概界距离，然后加上火焰长度的一半作为安全距离。率为１％所对应的热辐射强度阈值，同时也是造成该方法在计算ｌＩ缶界距离时采用的临界热辐射强度值财产损失所需的最小热辐射强度值（１５ｋＷ，ｍ２）。为点燃木材所需最小热辐射强度阈值，为１５ｋＷ／ｍ２，确定安全距离的目的是为了最大限度地避免或减轻可见该计算公式过低估计了射流火灾的危害。本文管道事故造成的人员和财产的损失，结合危险距离结合式（２）和式（３），并参照射流火焰与目标位的概念，将安全距离定义为：管道破裂时，射流火置几何关系图（图１），推导出个体或建筑物的安灾造成室外个体暴露在热辐射下６０ｓ内一度烧伤全距离计算公式：

概率为ｌ％（相应的临界热辐射强度为１．５ｋＷ，ｍ２）ｋ＝！导ｓｉｎｐ＋

所对应的个体或建筑设施离失效点的最佳距离。

２安全距离的计算

天然气管道泄漏形成的射流火焰可看作是稳态｝Ｖ（尺曲ｐ）２＿４（争一∥Ⅶ函ｃ。ｓ口＋翰（４）火灾，可采用热辐射强度准则来衡量其对目标的破式中～——个体或建筑物的安全距离／ｍ。

坏情况。将火焰热辐射的热量视为由火焰中心点发在计算时大气稳定类别取Ａ级，目标与管道出的，那么距火焰中心某距离处的目标所接收的热的夹角砂取９００，临界热辐射强度，ｅ为１．５ｋＷ，ｍ２。辐射强度可采用下式计算问：

，＝％笋（１）

矛＝（争ｓｉｎ９一ｒｃ。渺）２＋（ｒｓｉ嘶）２＋

式中，＿火焰热辐射强度／（ｋＷ，ｍ２）５（争ｃｏｓｐ训２（２）

产．燃料燃烧效率；Ｑ，气体泄漏率，（ｋ∥ｓ）；日ｒ燃料燃烧热，（ｋＪ，ｋｇ）；

卜目标离焰心的距离／ｍ；Ｐ大气传导率；

Ｒ一－一火焰锥体长度，ｍ；卜火焰倾斜角，（ｏ）；圈ｌ射流火焰与目标位置几何关系

３工程实例分析

砂——目标与管道的夹角，（ｏ）；卜目标离失效点的距离／ｍ；某长距离天然气输送管道全长２８０ｋｍ，设计

压力７ＭＰａ，现最大运行压力为５．５ＭＰａ，起点温

＾——目标高度／ｍ。度为３００Ｋ，管道规格为Ｄ７２０ｒ砌×８姗。假定人．根据安全距离的定义，为保守估计，假定大气员位于下风向方向，高度为１．５ｍ。根据文献【５】传导率为１，射流火灾热辐射造成个体一度烧伤概提供的方法计算管道在断裂时气体的泄漏率，采用率为１％（暴露时间６０ｓ）时，个体离焰心的距离文献【４】给出的相关公式来计算射流火焰的几何

万 方数据

长距离输气管道周围安全距离的研究

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年，卷(期)：

被引用次数：王大庆， 王晓黎， WANG Da-qing， WANG Xiao-li大庆油田工程有限公司,黑龙江,大庆,163712石油工程建设PETROLEUM ENGINEERING CONSTRUCTION2007，33(6)0次

参考文献(5条)

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