LNG长输管线泄漏引发的火灾爆炸事故影响分析

胡金花

【摘要】由于腐蚀、自然灾害、人为破坏及管道本身缺陷等因素，输气管道发生泄漏事故概率较高，同时蒸汽云爆炸造成的后果最为严重。本文采用蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法对LNG长输管道泄漏引发的火灾爆炸事故影响进行模拟分析。

【关键词】LNG 管道输送 泄漏 控制 措施

0 引言

LNG是英文液化天然气（liquefied natural gas）的缩写，其主要成分为甲烷。改革开放以来，随着我国经济持续高速发展，对能源，特别是天然气等优质能源需求迅速增长。天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧产生的二氧化硫排放量几乎为零，氮氧化物和二氧化碳的排放量仅分别为燃煤的19.2%和42.1%。以福建为例，扩大引进LNG后，年消费LNG500万吨，产生的CO₂为1173万吨，而燃用同等热值褐煤将产生CO₂量2112万吨，引进LNG将实现每年减排CO₂量941万吨，减排SO₂量91.0万吨，减排NOX量16.7万吨。通过扩大天然气覆盖范围、普及程度与市场占有率，改善城乡居民的生活品质，促进全面小康社会建设进程。但LNG火灾危险性类别为甲类，爆炸极限范围（V%）为5.35%～15%，属易燃、易爆物质，存在很大的危险性。

1 LNG长输管线危险性分析

1.1 LNG长输管道输送流程

LNG长输管道输送上下游关系流程图，见图1。

1.2 LNG长输管道输送危险性分析

造成长输管道泄漏的主要原因有：第三方破坏、自然灾害和管道缺陷。其中第三方破坏主要包括：野蛮施工挖破管道、沿线违章占压管道、运移土层造成管道暴露或悬空，或在管道附近打桩、挖掘、定向钻、大开挖等；自然灾害破坏主要是在台风、暴雨、洪水、地基坍塌、地震等情况下导致泥石流、土层移动、坍塌等，造成管道外露、悬空及（或）位移；管道缺陷主要有：管道腐蚀穿孔、管道材料缺陷或焊口缺陷隐患等。

天然气管线发生泄漏时，泄漏气体的喷射、扩散后浓度在其燃爆极限范围内的铁路上通行的内燃机车、电力机车，公路上通行的机动车辆、沿途穿越、邻近的输电线路，管线沿途附近的工业区内企业的生产活动、居住区内居民的活动等，均有可能成为引起火灾爆炸事故的点火源。

由于天然气管道压力较高，泄漏时高速气体通过孔洞产生的静电，也可能成为引发火灾爆炸事故的点火源。

天然气泄漏时遇雷暴，可能引发火灾爆炸事故。

同时采用加压输送工艺（设计压力约7.5MPa），又加剧了发生火灾、爆炸的危险。

2 LNG管道输送泄漏模拟分析

2.1 模型建立

为了便于计算和说明问题，本文采用蒸汽云爆炸事故后果模拟分析法对某公司天然气管网二期工程LNG长输管道输送泄漏引发的火灾爆炸事故影响进行模拟分析。即：某天然气管网二期工程，全长约80km，线路用管直径813mm，全线共设置2座站场、3座阀室，输气量2.07×100⁸m³/a，管内输送介质为天然气。

2.2 LNG管道输送泄漏模拟分析

LNG管道输送过程中，泄漏最为危险，遇点火源进而发生火灾、爆炸事故。

LNG管道泄漏后延迟点火的概率比较高，取延迟点火时间为1min、5min，对孔泄漏方式进行蒸气云爆炸事故后果模拟；取延迟点火时间为1min，对管道完全断裂方式进行蒸气云爆炸事故后果模拟。

根据《基于风险检验的基础方法》（SY/T6714-2008）和《化工企业定量风险评价导则》（征求意见稿），泄漏情景可根据泄漏孔径大小分为完全破裂以及孔泄漏两大类，有代表性的泄漏场景见表1。

依据整个管道的直径将确定的有关数据输入安全评价与风险分析系统软件，得到的模拟结果见表2、表3、表4和表5。

3 结果分析及其控制措施

通过上述模拟分析可知，管道小、中、大孔泄漏（延迟点火1min）蒸汽云爆炸事故模拟结果表明，财产损失半径分别为4.3m，38.4m，182.5m；管道小、中、大孔泄漏（延迟点火5min）蒸汽云爆炸事故模拟结果表明，财产损失半径分别为12.7m，105.1m，320.5m：管道完全破裂蒸汽云爆炸事故模拟结果表明，完全破裂的管道越长，所造成的财产损失越大，管道长度（模拟最长）为111000m时，财产损失半径为1293.1m，管道长度（模拟最短）为1000m，财产损失半径为595.2m。

综上，管道泄漏所造成的影响范围较大，对周边的居民、建（构）筑物的生产、生活产生一定的影响，因此，必须采取安全防患措施，防止LNG在管道输送过程中发生泄漏事故，避免灾害爆炸事故发生。