一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法

2023-05-26 03:57:51 3

一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法
【專利摘要】本發明公開了一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法，包括以下步驟：步驟一，根據輸氣管道設計資料和現場踏勘，收集管道的管徑、壁厚、運行壓力、天然氣含硫量、所處地區的地表環境等基礎數據；步驟二，根據基礎數據對計算潛在影響區所需的相關參數進行計算；步驟三，將計算得到的參數值代入到含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算公式中，最終確定潛在影響區域的範圍。本發明的計算方法簡便，計算結果能表達潛在影響區的具體形狀和位置，完善了含硫天然氣管道洩漏潛在影響區的計算理論和計算結果，為含硫天然氣管道的完整性管理提供了管治依據。
【專利說明】一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於天然氣管道完整性管理領域，尤其涉及一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域的計算方法。
【背景技術】
[0002]天然氣是一種清潔、高效的能源，而管道輸送是眾多天然氣運輸方式中最為經濟的方式之一。目前，我國建成的天然氣管道總長已超過8萬公裡。隨著經濟社會的發展，我國對天然氣資源的需求也持續增加，眾多已探明的含硫天然氣礦也得以開採和利用。但是，含硫天然氣對輸送管道的腐蝕能力遠大於淨化天然氣，在管道的運營過程中，因腐蝕所產生的管道洩漏事故也時有發生。因此，輸送含硫天然氣管道的完整性管理越來越得到國內外管道運營者的重視。
[0003]管道完整性管理的基礎是對管道高后果區的劃分，而管道風險的潛在影響區域(Potential Impact Area)則是管道高后果區的劃分依據。受國際公認的完整性管理標準ASME B31.8S《Managing Integrity System of Gas Pipeline》和 API1160《ManagingSystem Integrity for Hazardous Liquid Pipelines》，以及我國的行業內標準 SY/T6621《輸氣管道系統完整性管理》均定義管道風險的潛在影響區域是指管道失效後果的量化指標，用於表徵受失效後果危害影響的區域範圍。目前，以上三種標準均採用相同的潛在影響區域計算公式，其表述如下:
[0004]r = 3.15d√p( I)
[0005]式中r-潛在影響區半徑，m ；
[0006]d—天然氣管道的外直徑，m ；
[0007]P—天然氣管道的輸送壓力，kPa。
[0008]據文 獻《A model for sizing high consequence areas associatedwith natural gas pipelines.》(Mark J.Stephens.C-FER Report99068.Edmonton, Canada, 2000.)論述,該公式建立的核心假設是:從管道中洩漏的天然氣在洩漏點位置被立即點燃；該公式建立的理論基礎是:火災所帶來的熱輻射導致人、物的損害。
[0009]分析天然氣管道洩漏事件不難發現，「立即點燃」並非該事件的唯一後果。當洩漏點附近不存在點火源時，例如洩漏點位於水稻田附近，洩漏的天然氣將不會被立即點燃，而是在擴散作用下，於洩漏點下風方向形成一個可燃氣體覆蓋區域。另一方面，對於含硫天然氣而言，火災熱輻射也並非造成人員傷亡的唯一原因。由於H2S具有極強的毒性，人體接觸極微量的H2S就可能中毒身亡。因此，含硫天然氣在未點燃條件下所形成的擴散雲區域內，還有可能引發人員中毒的後果。顯然，要表達這一中毒潛在影響區域應基於大氣擴散理論，以及H2S的人員中毒劑量。由此可見，目前標準中所採用的潛在影響區域計算公式，從建立的假設到理論基礎都不能表達含硫天然氣在延遲點燃條件下所引發的人員中毒後果，其計算結果存在缺陷。
【發明內容】

[0010]本發明提供一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域的計算方法，以解決現有技術中的各種缺點不足，本發明採取的技術方案如下:
[0011]提供一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法，該方法包括以下步驟:
[0012]步驟一，根據輸氣管道設計資料和現場踏勘，收集管道的管徑、壁厚、運行壓力、天然氣中的含硫量、所處地區的地表環境、地表平均風速、天氣條件、雲量和太陽輻射強度基礎數據；
[0013]步驟二，根據基礎數據對計算潛在影響區所需的管道所處地區的大氣穩定程度、管道所處地區的地表粗糙度、管道所處地區的擴散參數進行計算；
[0014]步驟三，將計算得到的參數值代入到含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計
算公式
【權利要求】
1.一種含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算方法，包括以下步驟: 步驟一，根據輸氣管道設計資料和現場踏勘，收集管道的管徑、壁厚、運行壓力、天然氣中的含硫量、所處地區的地表環境、地表平均風速、天氣條件、雲量和太陽輻射強度基礎數據； 步驟二，根據基礎數據對計算潛在影響區所需的管道所處地區的大氣穩定程度、管道所處地區的地表粗糙度、管道所處地區的擴散參數進行計算； 步驟三，將計算得到的參數值代入到含硫天然氣管道的洩漏中毒潛在影響區域計算公 / \ιη式，=士— 中，其中，公式的約束條件為:—βΜΜ...............>1，最終確 、 €.\χ,ν)πσνσΜ J€\χ,ν)πσνσβ定潛在影響區域的範圍。
【文檔編號】G06Q50/06GK103455724SQ201310403544
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】李長俊, 吳瑕, 賈文龍, 李卓然 申請人:西南石油大學