管输进口天然气取样安全措施研究

＊尹荣林 李秀林

（瑞丽出入境检验检疫局 云南 678600）

中缅油气管道是继中哈原油管道、中亚天然气管道和中俄原油管道之后的第四个油气管道，是我国第一个油气双线并行输送的能源通道，为我国油气进口在西南方向上开辟了一条重要的陆路通道，建成之后输油能力为每年向中国输送2200万吨原油、120亿立方米的天然气，保障了西南三省一市能源供应，极大扭转中国能源运输格局，改变当前过度依赖马六甲海峡的现状，有利于实现能源运输渠道多元化，保障中国能源供应安全。

中缅天然气管道将于2013年7月实现全面供气，在云南检验检疫局系统内对中缅天然气管道的检验监管并没有现成的模式和经验可借鉴。特别地，跨国管输天然气取样方法是衔接检验检疫执法过程中“检验”与“监管”的重要枢纽。管输进口天然气取样不是随意而为的，为保证天然气样品具有代表性和分析结果数据可靠，取样方法的合理性与科学性不仅关系到气体组成物性参数测量的精确度，而且关系到现场取样人员健康。因为天然气中含有一定量的硫化氢，取样工作人员易于发生急性硫化氢中毒事故，血中高浓度硫化氢可直接刺激颈动脉窦和主动脉区的化学感受器，致反射性呼吸抑制，硫化氢可直接作用于脑，低浓度起兴奋作用；高浓度起抑制作用，引起昏迷、呼吸中枢和血管运动中枢麻痹。因硫化氢是细胞色素氧化酶的强抑制剂，能与线粒体内膜呼吸链中的氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁离子结合，而抑制电子传递和氧的利用，引起细胞内缺氧，造成细胞内窒息，因脑组织对缺氧最敏感，故最易受损造成生命危险。

开展管输天然气取样安全保障措施的研究将为瑞丽检验检疫局执法监管建立一套科学、完整、有效的管输进口天然气取样方法，保证进口天然气品质得到及时和有效的监控，填补瑞丽检验检疫局在进口天然气检验监管方面的空白，为上级主管部门适时作出决策提供技术支持，为国内其它跨国天然气管线的检验监管工作提供借鉴。通过对管道取样技术的研究能够确保天然气分析测试结果的准确、可靠，有利于对进口天然气产品质量进行严格控制，为中缅跨国长输天然气管道的安全有效运行提供技术保障。

1.国内外研究现状

ISO10715:1997《Natural gas-Sampling guidelines》论述了天然气样品的采集和处理导则，这些导则包括取样原则，取样方法和取样设备的选择。GB/T 13609-2012《天然气取样导则》等同采用上述ISO标准。SN/T 2378-2009《进口天然气检验规程》重点论述了液化天然气取样方法及相关注意事项，并未对跨国管输天然气的取样方法进行仔细介绍。从目前文献、标准检索情况看，仅发现零星的、极个别的标准论述管输天然气取样，未见天然气取样技术的论文发表，也未见对自动取样系统取样频次对分析结果影响，自动取样系统失效情况下的应急处理机制与补救措施，取样-测试周期对硫化氢等硫化合物测试结果影响的研究，同时对取样过程中涉及人员健康、计量站安全等风险管理的研究也不够深入。

2.进口天然气取样基本原则

管输进口天然气取样的基本原则是在保证安全和尽可能减少取样误差的前提下，选取适合的地点和方式实施取样，最终从管道中获得足够量的有充分代表性的气体样品。设计和确定管输天然气取样方案之前，必须明确具体的取样目的和要求，从而才能制定出正确和符合实际情况的取样方案，保证现场取样方法的科学有效和所取得样品具有代表性。根据《商检法》检验检疫监管中石油报检货物是否与其提供的报检材料一致，包括：货物的品名、物理性质、化学特性、危险类别或项别，产品的成分构成信息-化学名称、普通名称，以及产品的品质、数量、重量是否符合安全、卫生、健康、环境保护、防止欺诈的要求。中石油向瑞丽检验检疫进行报检时需要提供天然气进口数量、重量，经核实无误后检验检疫给中石油出具通关单。因此，进口天然气数量、重量直接关系到国家经济利益，检验检疫需要准确掌握天然气进口数量。

3.取样系统的要求

天然气组份和物理性质的测定很大程度上取决于取样设备的设计，取样设备提供的天然气样品是否具有代表性，将直接影响检测结果和检验监管的工作质量。管输天然气当其被压缩或温度、压力条件发生变化时，易发生焦耳-汤姆逊效应，重组分会发生凝缩而导致组成变化，易使采集的样品不具有代表性。因此，采样系统要确保能够自动、连续、反复(正比于流量或时间)地从管道抽取少量具有代表性的样本,以确保天然气任何成份的变化都被反映到样品中。天然气取样技术包括取样设备的选择、取样设备的构成、取样方法的建立。

一般而言，对分析之前接触样品的取样设备材料有如下要求：对样品气不渗透，不吸收，在取样温度下无化学活性，不起催化作用，机械性能良好，容易加工连接。与天然气接触的所有表面一般应选用不锈钢材料，所采用的不锈钢材料既不会影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响。密封圈（垫）的材料除应满足压力、温度等条件外，亦应满足其与天然气接触既不会影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响的条件。

对取样系统的最低要求如下：取样系统的材料、结构必须能够承受取样处的压力、温度、流速冲击和腐蚀，而不改变气体的化学性质；取样系统应设计合理。通常情况下，橇装结构设计，并应被设计成全自动系统,以便在没有操作人员干预的情况下能够连续地提取代表性的样品；本系统除需要维修作业之外，通常是无人值守的；采样橇装设备防护等级:IP65，电气设备防爆等级：不低于ExdⅡBT4，接触介质部件材料均选用不锈钢。

4.取样人员要求

负责取样的部门和班组人员必须具备油气储运专业相关知识，并接受适当的培训，使之能在有关的安全规程之内完成取样；取样工作人员应了解现场取样存在的潜在危险，熟知取样现场报警系统和灭火设备的位置。

5.取样安全准则

(1)取样工作人员必须事先了解天然气的特性及其设备操作要求，并经操作训练与考核合格后才能操作；(2)取样人员必需穿着防静电服、带安全帽、护目镜进行取样；(3)取样人员应经过在发生火灾时能作出正确的反应的培训，应备有便于得到的手动或自动灭火设备；(4)对于高压管输天然气取样，应使用压力表来显示系统压力，使用泄漏检测器来检查系统是否泄漏；(5)取样过程中，禁止使用可能产生火花和静电的设备或工具，禁止使用能与气体剧烈反应的化学试剂，禁止随意脱岗；(6)取样设备的设计应满足有关的取样条件，如压力、温度、流量、腐蚀性、热膨胀等，气瓶应永久性的标明其容积、工作压力和试验压力；(7)取样气瓶的压力应至少是工作压力的1.5倍，气瓶及其附件应定期进行检查并试漏，出口气体处应安装双重的截止阀和泄压阀；(8)传输导管的吹扫应直接引向“安全区”(如开阔地带)；(9)气瓶在运输与存放过程中应放在运输箱内保护起来，否则可能损坏气瓶本身及阀门、压力表等。

6.应急处理程序

取样过程中取样人员发生硫化氢中毒症状表现为怕光流泪，眼灼热和刺痛，咽喉灼热感，伴有刺激性咳嗽和胸闷等症状。高浓度吸入时患者除上述症状外很快感到头痛、头晕、呕吐、呼吸困难、共济失调，如不及时抢救，则可发生昏迷、抽搐、导致呼吸麻痹而死亡。在中毒过程中可伴有肺水肿、脑水肿等严重临床表现。吸入极高浓度时（1000mg/m3以上）可立即猝死，即电击样中毒。

取样过程中，发生硫化氢急性中毒事件的应急处理程序如下：(1)立即关闭取样阀门，切断气源；(2)立即联系医疗卫生机构对遭受急性职业病或者可能遭受急性职业病危害的员工进行救治，协助相关机构进行现场卫生学调查；(3)立即报告同级卫生行政部门；(4)组织控制职业病危害事故现场；(5)急救措施；立即将患者移至新鲜空气处，必要时吸氧，应用呼吸兴奋剂；眼部受刺激处理如下：轻度时应立即用温水或2%小苏打水洗眼，再用4%硼酸水洗眼。然后滴入无菌橄榄油，继续再应用抗生素眼药水，醋酸可的松眼液滴眼，二者同时应用，每日滴4次以上，可起到良好的效果；及时转送医院，一般以对症治疗为主，采取综合治疗措施，对窒息者应立即行人工呼吸。

7.样品记录及存储

对管输天然气进行取样时，应记录取样物料的状况（数量、压力、温度等）和采样操作方法。天然气样品容器必须具有符合安全要求的阀门或盖子、塞子，在使用前必须洗净、干燥，材质必须不与样品物质起反应作用，也不会吸附样品物质。所有对实验室重要的信息都应该记录在气瓶的标签上，样品标签应当包括以下信息：样品名称及样品编号；采样部位；生产单位；样品量；采样日期；采样压力和温度；采样者；现场备注等。样品标签纸应牢固附在气瓶上，但不能影响气瓶的正常使用。天然气样品钢瓶在送往实验室后，应当平放在箱子中，远离火源。

[1]张玉坤,许文晓,涂振权等.天然气组成分析准确度对天然气贸易的影响[J].石油与天然气化工,2009,6:520-533.

[2]雷红琴，张旭龙，胡建民等.天然气中硫化物检测方法标准的分析探讨[J].石油与天然气化工,2012,4:422-425.

[3]耿传贵,刘伍三,聂中文等.天然气在线自动取样系统的设计及应用[J].仪器仪表用户,2015,3:98-100.