??????? 全氣田聯鎖控制緊急關斷邏輯共分為4級:
??????? ESD-1:一級關斷為最高級別,該級別關斷為全氣田關斷(包括井場、集輸、凈化和外輸)。其處理分為兩種方式:緊急關斷并保壓、緊急關斷并放火炬。此級關斷觸發全氣田站場的ESD-1級關斷。
??????? ESD-2:支線關斷或區域聯合裝置級關斷。此級關斷觸發此支線沿線站場的ESD-2級關斷。主要由以下原因觸發:輸氣支線爆管泄漏;線路閥室火災或氣體大量泄漏;手動觸發。
??????? ESD-3:單站關斷。分兩種情況:ESD-3級泄壓關斷和ESD-3級保壓關斷。
??????? ESD-4:單元關斷(站場3級)。此級別關斷應由操作人員確認報警后,自動觸發,切斷相關工藝單元,視具體邏輯啟動局部放空。
??????? 普光氣田在投產試運過程中曾3次觸發一級關斷,其可靠性得到了充分的驗證,同時為普光氣田的應急處置和搶修提供了實戰演練的機會。
??????? 2 應急管理措施
??????? 2.1 復雜山地大型高含硫氣田應急疏散通訊系統
??????? 根據硫化氫含量和緊急切斷閥(ESDV)間距,應用含硫天然氣泄漏山地擴散模型研究確定通訊覆蓋范圍,并根據地形地貌和人口分布,確定廣播點數量與位置,在普光氣田各站場、輸氣管道沿線1.5km,凈化廠圍墻外2km危險范圍內建立了世界上最大規模的緊急疏散廣播系統。廣播系統采用800M數字集群+5.8G微波通訊系統。通過研發任意區域、任意組合的分區廣播技術,實現指定區域廣播通訊。研發了應急廣播的實時自檢技術,確保系統完好;研發的集群電話強插廣播技術,實現了緊急狀態下的及時廣播。應急疏散廣播系統共設置6個基站、287個廣播點,范圍達140km2,覆蓋6個鄉鎮23村,6萬多人口。
??????? 2.2 應急疏散能力評估與道路優化[6]
??????? 根據不同疏散路徑、人口密度、居民的年齡和性別、運行速度、疏散時間以及硫化氫擴散規律等影響因素,對普光地區居民行走速度進行實地測試,運用步行人流模擬(BuildingEXODUS)等軟件對普光氣田應急疏散能力進行評估研究。根據疏散評估結果,優化了應急道路。
??????? 在人口密集區域,根據廠(站)、集氣干線分布情況修建了應急主干道。對居住在場站、管道周邊的居民從居住點到應急集合點修建了應急便道。優化后的應急道路呈網狀和枝狀分布,各種道路相互貫通,便于突發事件情況下人員疏散。普光主體共修建了6條應急主干道,道路總長約65km;96條支干道,道路總長約86km。通過企地應急演練,應急疏散快速有序,應急疏散道路滿足需要。
??????? 2.3 應急預案體系
??????? 結合該氣田實際,制訂了分公司、廠、車間3級應急預案:①分公司級包括1個綜合預案和9個專項應急預案;②廠級(采氣廠、凈化廠)分別包括1個綜合預案和8個專項應急預案;③車間級包括應急處置方案345個(采氣區202個、凈化廠車間143個)。至此,普光氣田初步形成了“一點一案、一事一案”,“橫向到邊、縱向到底”的應急預案體系,填補了國內高含硫氣田應急管理的空白。
??????? 2.4 應急指揮系統
??????? 普光氣田成立了以生產調度為中心的分公司、廠兩級應急指揮系統。采氣廠、凈化廠生產調度室分別配備4名專職應急管理工程師,以及應急救援中心119調度室值班人員,實行24h監管。
??????? 2.5 企地應急聯動機制
??????? 建立三級企地應急聯動機制,即:分公司與宣漢縣的一級應急疏散聯動;廠與鄉鎮的二級應急疏散聯動;站與村的三級應急疏散聯動。重點針對凈化廠周邊群眾在突發事故時能夠在最短時間內有序、高效撤離至安全區域,最大限度地降低事故后果。與普光鎮和土主鄉成立了廠鎮應急聯動指揮部,與村聯合成立村社應急聯動小組,制訂了應急聯動程序和處置方案。
??????? 同時采取多種形式的安全教育:對凈化廠周邊1500m以內居民發放《應急知識宣傳冊》、《安全告知書》;對普光鎮、土主鄉組織開展群眾教育,開展應急培訓;對應急聯動指揮人員進行應急疏散方案培訓;定期組織疏散演練,使居民掌握應急狀態下的逃生方法等。
??????? 2.6 應急救援裝備
??????? 為有效應對高含硫氣田各類突發事故,提高應急救援效率,保證救援作業順利實施,根據高含硫天然氣特性和當地特定的地形條件,研發并配備了大量應急救援專用裝備。
??????? 2.6.1山地消防坦克
??????? 選用國產59式主戰坦克底盤研發了山地消防坦克,可翻越0.5m障礙物,跨越2m寬壕溝,裝備氣體探測儀、氧氣呼吸器、軍用車載喉頭無線對講系統、數碼溫控噴淋啟動裝置等裝備。具有防爆炸、防撞擊、防高溫、防坍塌等性能,加之完善的隔熱、噴淋降溫保護措施,可實現近距離滅火或穿越火場。消防坦克頂部裝有大口徑車載水炮,既可打出水柱也可打出泡沫。同時配備液壓式清障鏟,依靠520馬力(1馬力=735.499W)坦克發動機提供的巨大動力,可撞擊、推鏟、拉拽各種障礙物,確保在各種復雜條件下接近火場滅火或為搶險處置開辟救援通道。
??????? 2.6.2渦噴消防車
??????? 針對硫化氫氣體不易逸散的特點,研發了第一代強風搶險車。該車安裝液壓軸流式風機,并在排煙通風機四周安裝了水霧滅火系統,是集通風、排煙、除塵、滅火、改變風向等功能于一身的多功能全遙控機器人,可以在距離100m范圍內,對車輛和強風機進行遙控操作,極大地滿足了火場特別是硫化氫泄漏區域、隧道、地鐵或石油化工場所的消防救援需要。2009年研發了強風車的第二代車品——渦噴消防車。該車功能更為強大,利用渦噴發動機產生高速氣流作為載體,將滅火劑撞擊成霧狀的顆粒,以巨大動能,遠距離、高強度、大范圍地噴出直接滅火,提高滅火效率。噴射水霧流有效距離大于等于80m,出口風速70m處達到18m/s(相當于10級大風),出口風量80m處約為116×104m3/h。該車可以實現正壓送風,改變方向,迅速冷卻降溫,稀釋有毒有害氣體,保護搶險人員人身安全,同時具有防化洗消作用,利用渦噴發動機噴口噴出的燃氣高溫、高速射流,對受污染物體表面連續噴吹清洗。
??????? 2.6.3遠程點火裝置
??????? 為解決鉆井井噴、酸壓放噴過程中可能發生點火失效的問題,先后嘗試使用弓弩、信號發射器等實施遠程點火,但因無法準確點火而放棄。最終選擇了軍用火焰噴射器改進方案,并研發了遠程點火裝置。該點火裝置射程約60m,火焰溫度2000℃,并可在100m范圍內進行遙控。
??????? 3 認識與建議
??????? 1) 普光氣田建立了完善的安全控制技術,對不同生產區域的安全防護距離進行了優化,確定了我國高含硫氣田的安全防護距離;集成多種監測手段,形成了平面布局、立體布防、全方位的多元監測體系;在國際上首次創建了上下游一體化的4級聯鎖關斷系統。
??????? 2) 建設了世界上最大規模的緊急疏散廣播系統,通過應急疏散能力評估對應急道路進行了優化,研發了山地消防坦克和遠程點火等裝備,建立了完整的應急處置、人員疏散與應急救援體系,形成了復雜山地高含硫氣田大規模應急疏散與救援技術,填補了我國高含硫氣田應急管理技術的空白,能滿足和應對高含硫氣田安全生產和應急管理需要。
??????? 3) 普光氣田的安全控制和應急管理技術達到世界領先水平。但在生產運行階段,安全控制技術還需要進一步完善。首先,隨著生產的運行,集輸系統出現不同程度的積液和硫沉積,因此應加強對積液和硫沉積的預防與控制,降低系統的安全風險。其次,要有計劃地開展集輸管道內檢測、氫脆腐蝕監測、缺陷無損檢測以及管道安全性評價技術研究。此外,要對關斷系統進行優化改造,進一步優化聯鎖關斷邏輯。
??????? 參考文獻
??????? [1] 何生厚.普光高含H2S、CO2氣田開發技術難題及對策[J]..天然氣工業,2008,28(4):82-85.
??????? [2] 付建民,陳國明,龔金海,等.酸性氣田集輸系統緊急關斷方案設計[J].天然氣工業,2009,29(6):94-97.
??????? [3] 李振林,姚孝庭,張永學,等.基于FLUENT的高含硫天然氣管道泄漏擴散模擬[J].油氣儲運,2008,27(5):38-41.
??????? [4] 于殿強,董金婷,張建,等.天然氣集輸站場CH4及H2S泄漏檢測技術研究[J].油氣田地面工程,2009,28(5):2-3.
??????? [5] 付建民,陳國明,朱淵,等.緊急關斷閥關斷延遲對天然氣管道泄漏過程的影響[J].化工學報,2009,60(12):3178-3183.
??????? [6] 席學軍,董文彤,郭再富.復雜山區地形高含硫氣井安全防護距離研究[J].中國安全科學學報,2009,19(12):66-73.
常壓爐拆除風險評價及控制措施
廢棄海洋石油平臺的拆除
化工工藝設計風險防范措施研究
加油卡風險分析及應對措施
美國農藥生態風險評價技術
石油工程風險管理措施探討
催化裂化氣壓機喘振原因分析及解決措施
催化氣壓機出口冷卻器換熱管開裂原因…
長輸燃氣管道的安全保護距離
危險化學品安全措施和應急處置
加油站重大危險源分級管理與風險控制…
天然氣管道安全置換方法的探討
淺談加油站安全管理
危化品生產企業安全管理方法
淺議化工企業安全生產管理
化工火災危險性分析