燃气事故及危害

式中 L——混合气体的爆炸下（上)限（体积分数)；

Li——混合气体中各组分的爆炸下（上)限；

yi——混合气体中各组分的容积成分。

②含惰性气体的混合气体爆炸极限：

式中 L——混合气体的爆炸下（上)限（体积分数)；

L′i——由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合气体

中的爆炸下（上)限（体积分数)； y′i——由某一可燃气体成分与某一惰性气体成分组成的混合组分在该混合气体中的体积分数；Li——未与惰性气体组合的可燃气体成分的爆炸极限（体积分数)；yi——未与惰性气体组合的可燃气体成分在混合气体中的体积分数。③含氧气的混合气体的爆炸极限

当混合气体中含有氧气时,则可认为是混入了空气。因此,应先扣除氧含量以及按空气的氮氧比列求得的氮含量,并重新调整混合气体中各组分的体积分数,再按含有惰性气体情况混合气体的爆炸极限计算公式进行计算。

常见燃气的爆炸极限如下：天然气5%～15%,液化石油气气体的爆炸极限为2%～10%,焦炉煤气的爆炸极限为5.6%～30.4%。爆炸下限越低的燃气,爆炸危险性越大。可见,液化石油气的爆炸危险性最大。

根据燃烧、爆炸现象产生的机理,可以认定,燃气管道漏气是引起爆炸、火灾和中毒的主要根源。

杜绝燃气管道漏气是一项细致的系统工程,涉及设计、制造、安装、检验、运行维护和检修等各个环节。各个环节都必须严格遵循国家有关的标准化规定,认真、细致地对待压力管道的安全问题。

1.2　城镇燃气气质要求

1.2.1　气源选择及混气

作为最为清洁的一次能源,天然气日益受到重视。随着天然气需求量的不断增加,国内许多地区出现了多气源供应的局面。如上海,目前已有西气东输、东海天然气、进口LNG、四川普光气田气四种气源；到2020年,广东省天然气管网也将出现海上天然气、陆地天然气、进口LNG三大种类九大气源联供的局面；目前北京市天然气气源主要有陕甘宁气、土气、西气东输气,未来可能还要引入LNG等。

多气源天然气可显著改善供应的可靠性,但由此带来了互换性和燃具的适应性问题。为解决这个问题,最为可靠的方法就是进行实验。

相关国家标准中对于燃气配制问题已有一些要求。《城镇燃气分类和基本特征》（GB/T 13611—2006)中规定：配制试验气的华白数与给定值的误差应在±2%规定范围内；《家用燃气快速热水器》（GB 6932—2001)规定：在试验过程中燃气的华白数变化范围应在±2%之内；《家用燃气灶具》（GB 16410—2007)规定：试验过程中燃气低热值华白数变化范同应在±2%之内。GB/T 13611—2006明确规定了用以配制燃气的各单一气体纯度：N2不低于99%,H2不低于99%,CH4不低于95%,C3 H6不低于95%,C3 H8不低于95%,C4H10不低于95%；并且当甲烷、丙烯、丙烷和丁烷供应有困难时,可根据情况分别用天然气或液化石油气代替,但配制试验气的华白数W与给定值的误差应在± 2%规定的范围内。

对于多气源天然气的互换性和燃具适应性研究,可考虑传统的三组分配气法和原组分配气法。前者仅保证配制气与目标的华白数和燃烧势相同,后者可保证各单一组分、燃烧势、华白数均一致,但对单一气体的纯度要求较高。

1)三组分配气

常规的三组分配气法,即用CH4,H2,N2或C3 H8,H2,N2两组原料气进行配气。碳氢化合物热值和密度都较大、燃烧势较小；H2热值和比重较小、燃烧势较大；掺混惰性气体N2可调整华白数和燃烧势。利用这3种气体,基本上可配制出与目标气华白数和燃烧势相同的任何燃气。在实际应用中,有的配制气虽然与目标气华白数和燃烧势相同,但燃烧特性却有较大的差异。

配气计算公式如下：

式中 CP0,W0——目标气的华白数,MJ/m3,以及燃烧势；

C m H n,H2,N2——碳氢化合物、氢气、氮气体积分数；

H CmHn,H H2——碳氢化合物、氢气的高热值,MJ/m3；

d CmHn、d H2,d N2——碳氢化合物、氢气、氮气的相对密度。

当Cm Hn为甲烷时,k＝0.3；当Cm Hn为丙烷时,k＝0.6；

研究资料显示,用C3 H8、H2、N2三组分配制天然气,黄焰指数偏差太大,配制气与目标气的试验结果有较大的偏差。在这种情况下,怎样判断配制气与目标气是否完全互换是一个必须回答的问题。在此,可考虑使用AGA指数法和Weaver指数法来判断配制气与目标气之间的互换性。

2)纯组分配气

可考虑纯组分配气以保证配制气与目标气的华白数、燃烧势以及各单一组分均完全一致。此时,配气成本将大大增加,且常温下呈液态的重烃气体也很难配入。

3)管道天然气结合纯组分的配气方法

简单的三组分配气,不能保证配制气与目标气的燃烧特性完全一致；采用纯组分配气又使得大量实验时的成本很高。在进行天然气互换性研究时,可采用已有管道天然气结合纯组分的方法,在保证配制气与目标燃烧特性基本相同的前提下,尽可能降低实验用纯组分的成本。管道天然气作为配气用原料气,使用前必须测定其组分含量。

由于使用了管道天然气,配制气和目标气的组分往往不会完全一致。此时可用色谱分析仪的精密度来确定每一组分的允许偏差值,并用AGA指数法和Weaver指数法来判断配制气是否可在燃烧特性上完全替代目标气。当配制气中的某种组分与目标气中该组分的偏差在气相色谱仪的精度以内,即认为这种组分是一样的。

1.2.2　气质要求

1)天然气

依据国家标准,天然气作为城市气源,必须符合一定的质量标准,见表1.2。

表1.2　天然气的质量标准

注：气体体积是在标准状态101325 Pa,20℃条件下测得；取样方法按GB/T 1360。

城镇燃气规范国标2006版规定,城镇燃气质量指标符合以下要求：

（1)天然气发热量、总硫和硫化氢含量、水露点指标应符合现行国家标准《天然气》（GB 17820)的一类气或二类气的规定；

（2)在天然气交接点的压力和温度条件下,烃露点应比最低环境温度低5℃；天然气中不应有固态、液态或胶状物质。

压缩天然气CNG、液化天然气LNG也是天然气的一种,两者是天然气不同的存在状态,热值高于气态天然气、硫含量低于气态天然气。压缩天然气的质量指标应符合现行国家标准《车用压缩天然气》（GB 18047)的规定。液化天然气的质量指标应符合现行国家标准《液化天然气的一般特性》（GB/T 19204)的规定。

2)人工燃气

作为城市气源的人工煤气,其质量指标应符合现行国家标准《人工煤气》（GB 13612)的规定,见表1.3。

表1.3　人工燃气的质量标准

注：①本表中气体体积（m3)的标准参比条件是101325 Pa,15℃；
②P为管网输气点绝对压力（Pa)；
③一类气为煤干馏气；二类气为煤制气化气、油气化气（包括液化石油气和天然气改制)；
④对二类气或掺有二类气的一类气,其一氧化碳含量应小于20%（体积分数)。

3)液化石油气

作为城市气源的液化石油气必须符合一定的质量标准,见表1.4。

表1.4　液化石油气的质量标准

液化石油气质量指标应符合现行国家标准《油气田液化石油气》（GB 9052.1)或《液化石油气》（GB 11174)的规定；当液化石油气与空气的混合气做主气源时,液化石油气的体积分数应高于其爆炸上限的2倍,且混合气的露点温度应低于管道外壁温度5℃。

1.2.3　燃气加臭

燃气安全供应和使用对国民经济及人民生活有着十分重要的影响。燃气是一种易燃易爆的气体,达到爆炸极限后极易发生爆炸事故；人工煤气还有一定的毒性,易造成人员中毒事件。而天然气本身无色无味,若不加臭在输送或使用过程中,一旦泄漏很难被发现且易发生安全事故。燃气中加入示警作用的臭味剂后,即使有微量的泄漏也可以明显判断漏气,找出漏点,及时消除安全隐患。

《城镇燃气加臭技术规程》（CJJT 148—2010)中规定：

1)加臭剂质量和加臭量

国内城镇燃气行业一般采用四氢噻吩作为燃气加臭剂,四氢噻吩本身含有硫成分,燃烧后易生成硫化物而形成酸雨,目前欧洲一些国家譬如德国开始着手研究无硫加臭剂,其味道和四氢噻吩一样具有臭鸡蛋的味道。

加臭剂应具有以下特点、性质：

①加臭剂的气味应明显区别于日常环境中的其他气味,且气味消失缓慢；

②加臭剂浊点应低于-30℃；

③在燃气管道系统中的温度及压力条件下,加臭剂不应冷凝；

④加臭剂溶解于水的程度不应大于2%（质量分数)；

⑤在有效期内,常温常压条件下储存的加臭剂应不分解、不变质；

⑥在管道输送的温度和压力条件下,加臭剂不应与燃气发生任何化学反应,也不应促成反应；

⑦加臭剂燃烧后不应产生固体沉淀；

⑧加臭剂及其燃烧产物不应对人体有毒害,且不应对与其接触的材料和输配系统有腐蚀或损害；

⑨加臭剂应具有在空气中能察觉的含量指标。

当城镇燃气自身气味不能使人有效察觉和明显区别于日常环境中的其他气味时,应进行补充加臭。

城镇燃气加臭剂的添加必须通过加臭装置进行,燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：

①无毒无味燃气泄漏到空气中,达到爆炸下限的20%时应能察觉。

②有毒无味燃气泄漏到空气中,达到对人体允许的有害浓度时,应能察觉；对于含有CO的燃气,空气中CO含量达到0.02%（体积分数)时,应能察觉。

2)加臭量的检测

应定期对城镇燃气管道内的加臭剂浓度进行检测,并应做好记录。加臭剂浓度检测点应根据管网和用户情况确定,并宜靠近用户端。应保证用户端加臭剂最小检测值符合本规程第3.1.4条的规定。加臭量的检测应采用仪器检测法。检测仪器可采用气相色谱分析仪和加臭剂检测仪。

3)加臭剂的更换

加臭剂更换的准备工作应符合下列规定：

①燃气供应单位应在更换加臭剂前对本单位的人员进行培训。

②在更换加臭剂前至少48 h,燃气供应单位应以公告等形式将更换时间和区域提前通知燃气用户；同时,应将更换后的加臭剂气味特点告知用户。

更换加臭剂前,应对加臭装置进行清洗和检修,必要时应进行改造。更换加臭剂前,所有与液态加臭剂接触的加臭装置密封件必须更换,并应能适应新加臭剂的性能要求。在更换加臭剂阶段,新旧两种加臭剂不得发生反应,不得互相抵消臭味。

1.3　城镇燃气输配系统

城市燃气输配系统是一个综合设施,主要由燃气输配管网、储配站、计量调压站、运行操作和控制设施等组成。

1.3.1　燃气管道的分类

燃气管道是城市燃气输配系统的主要组成部分,燃气管道主要根据燃气输送压力、用途和敷设方式进行分类。

1)按输气设计(输送)压力分类

高压燃气管道　　A 2.5 MPa<P≤4.0 MPa

　　　　　　　　B 1.6 MPa<P≤2.5 MPa

次高压燃气管道　A 0.8 MPa<P≤1.6 MPa

　　　　　　　　B 0.4 MPa<P≤0.8 MPa

中压燃气管道　　A 0.2 MPa<P≤0.4 MPa

　　　　　　　　B 0.01 MPa≤P≤0.2 MPa

低压燃气管道 　 P<0.01 MPa

2)按用途分类

长距离输气管道,一般用于天然气长距离输送。城镇燃气管道,按不同用途分为以下三类：

①城镇输气干管。

②配气管,与输气干管连接,将燃气送给用户的管道。如街区配气管与住宅庭院内的管道。

③室内燃气管道,将燃气引入室内分配给各燃具。

3)按敷设方式分类

城镇燃气管道敷设方式有地下燃气管道和架空燃气管道两种。为了安全运行,一般情况下均为埋地敷设,不允许架空敷设；当建筑物间距过小或地下管线和构筑物密集、燃气管道埋地困难时才允许架空敷设。工厂厂区内的燃气管道常采用架空敷设,其主要目的是便于管理和维修,并减少燃气泄漏的危害性。

1.3.2　燃气管网系统

城市燃气管网是由燃气管道及其设备组成。按照低压、中压、次高压和高压等各类压力级别管道不同组合,城市燃气管网系统的压力级制可分为：

一级制系统：仅由低压或中压一种压力级别的管网构成的燃气分配和供给的管网系统。

二级制系统：以中—低压或次高压—低压两种压力级别的管网组成的管网系统。

三级制系统：以低压、中压和次高压或高压三种压力级别组成的管网系统。

多级制系统：以低压、中压、次高压和高压等多种压力级别组成的管网系统。

1)低压供应方式和低压一级制系统

低压气源以低压一级管网系统供给燃气的输配方式,一般适用于小城镇。

根据低压气源（燃气制造厂和储配站)压力的大小和城镇规模的大小,低压供应方式分为利用低压储气柜的压力进行供应和由低压压送机供应两种方式。低压供应原则上应充分利用储气柜的压力,只有当储气柜的压力不足,以致低压管道的管径过大而不合理时,才采用低压压送机供应。

低压湿式储气柜的储气压力取决于储气柜的构造及其质量,并随钟罩和钢塔的升起层数而变化,下列数据可供参考：

湿式储气柜的升起层数 储气压力（Pa)

1　　　　1100～1300

2　　　　1700～2100

3　　　　2500～2900

4　　　　3100～3400

5　　　　3600～3800

低压干式储气柜的储气压力主要与其活塞的质量有关,储气压力是固定的,一般为2000～3000 Pa。为了适当提高储气柜的供气压力,可在湿式储气柜的钟罩上或干式储气柜的活塞上加适量重块。低压供应方式和低压一级制管网系统的特点是：

①输配管网为单一的低压管网,系统简单,维护管理容易。

②无需压送费用或只需少量的压送费用,当停电时或压送机发生故障时,基本不妨碍供气,供气可靠性好。

③对供应区域大或燃气供应量多的城镇,需敷设较大管径的管道而不经济。

2)中压供应方式和中—低压两级制管网系统

中压燃气管道经中—低压调压站调至低压,再由低压管网向用户供气；或由低压气源厂和储气柜供应的燃气经压送机加至中压,由中压管网输气,再通过区域调压器调至低压,由低压管道向用户供气。在系统中设置储配站以调节用气不均匀性。

中压供气和中—低压两级制管网系统的特点是：

①因输气压力高于低压供应,输气能力较大,可用较小管径的管道输送较多数量的燃气,以减少管网的投资费用。

②只要合理设置中—低压调压器,就能维持比较稳定的供气压力。

③输配管网系统有中压和低压两种压力级别,而且设有调压器（有时包括压送机),因而维护管理较复杂,运行费用较高。

④由于压送机转动需要动力,一旦停电或其他事故,将会影响正常供气。

⑤因此,中压供应及二级制管网系统适用于供应区域较大、供气量较大、采用低压供应方式不经济的中型城镇。

3)次高压(高压)供应和高(次高压)—中—低压三级制管网系统

①高压（次高压)管道的输送能力较中压管道更大,需用管道的管径更小,如果有高压气源,管网系统的投资和运行费用均较经济。

②因采用管道或高压储气柜（罐)储气,可保证在短期停电等事故时供应燃气。

③因三级制管网系统配置了多级管道和调压器,增加了系统运行维护的难度。如无高压气源,还需要设置高压压送机,压送费用高,维护管理较复杂。

因此,高压供气方式及三级制管网系统适用于供应范围大、供气量大,并需要较远距离输送燃气的场合,可节省管网系统的建设费用,用于天然气或高压制气等高压气源更为经济。

此外,根据城市条件、工业用户的需要和供应情况的不同,还有多种燃气的供应方式和管网压力级制。例如：中压供应及中压一级制管网系统、高压（次高压)供应及高（次高压)—中压两级制、高（次高压)—低压两级制管网系统或者它们并存形成多级制供应系统。

1.3.3　城市天然气门站和储配站

城市燃气门站（见图1.2)是设在长距离输气管线与城市燃气输配系统交接处的燃气调压计量设施,简称城市门站。来自长距离输气管线的燃气,先经过滤器清除其中机械杂质,然后通过调压器、流量计进入城市燃气输配系统。如燃气需要加臭（使燃气具有明显气味,以便漏气时易于察觉),则调压、计量后要经过加臭装置。当燃气进站或出站压力超过规定压力时,安全装置自动启动。站内发生故障时,可通过越站旁通管供气。

图1.2　中石油昆仑燃气酒泉门站

城市燃气输配系统是储存和分配燃气的供应系统,其主要任务是根据燃气调度中心的指令,使燃气输配管网达到所需压力和保持供气与用气之间的平衡。

燃气储配站站址的选择要考虑工艺、动力、给排水、土建安装、防火防爆、环境保护等方面的要求及其对投资和运行费用的影响,并和城市总体规划相协调。燃气储配站的工艺布置应保证工作可靠、安全生产和便于运行管理。各建筑物和构筑物之间应满足安全防火距离的要求,应设环绕全站的消防道路,压送、调压等生产车间的用电设备应考虑防火防爆要求,站内燃气管道宜连成环状并设有检修和事故时使用的越站旁通管道。

储备站可以设在城区,但城区的地价较贵,储备站系高压、易燃危险品,距周边建筑安全距离较远,占地面积过大,所以大多燃气公司选择将储备站建在市郊。

1)储气罐之间的防火间距

储气罐或罐区之间的防火间距,应符合以下要求：

①湿式储气罐之间、干式储气罐之间、湿式储气罐与干式储气罐之间的防火间距,不应小于相邻大罐的半径。

②固定容积储气罐之间的防火间距,不应小于相邻在罐直径的2/3。

③固定容积储气罐与低压湿或干式储气罐之间的防火间距,不应小于相邻较大罐的半径。

④数个固定容积储气罐的总容积大于200000 m3时,应分组布置。组与组之间的防火间距：卧式储罐,不应小于相邻较大储气罐长度的一半；球形储罐,不应小于相邻大罐的直径,且不应小于20.0 m。

⑤储气罐与液化石油气罐之间防火间距应符合现行的国家标准《建筑设计防火规范》（GB 50016)的有关规定。

2)门站和储配站的总平面布置

①总平面应分区布置,即分为生产区（包括储罐区、调压计量区、加压区等)和辅助区。

②站内的各建构筑物之间以及站外建筑物的耐火等级不应低于现行国家标准《建筑设计防火规范》（GB 50016)的有关规定。站内建筑物的耐火等级不应低于现行的国家标准《建筑设计防火规范》（GB 50016)“二级”的规定。

③站内露天工艺装置区边缘距明火或散发火花地点不应小于20 m,距办公、生活建筑不应小于18 m,距围墙不应小于10 m。与站内生产建筑的间距按工艺要求确定。

④储配站生产区应设置环形消防车通道,消防车通道宽度不应小于3.5 m。

⑤当燃气无臭味或臭味不足时,门站或储配站内应设置加臭装置。

3)门站和储配站的工艺设计

①功能应满足输配系统输气调峰的要求。

②站内应根据输配系统调度要求分组设置计量和调压装置,装置前应设过滤器；门站进站总管上宜设置分离器。

③调压装置应根据燃气流量、压力降等工艺条件确定设置加热装置。

④站内计量调压装置和加压设置应根据工作环境要求露天或在厂房内布置,在寒冷或风沙地区宜采用全封闭式厂房。

⑤进出站管线应设置切断阀门和绝缘法兰。

⑥储配站内进罐管线上宜控制进罐压力和流量的调节装置。

⑦当长输管道采用清管工艺时,其清管器的接收装置宜设置在门站内。

⑧站内管道上应根据系统要求设置安全保护及放散装置。

⑨站内设备、仪表、管道等安装的水平间距和标高均应便于观察、操作和维修。

⑩站内宜设置自动化控制系统,并宜作为输配系统的数据采集监控系统的远端站。

4)站内燃气计量及气质检验

①站内设置的计量仪表应符合国标的规定。

②宜设置测定燃气组分、发热量、密度、湿度和各项有害杂质的仪表。

1.4　燃气事故及危害

城镇燃气的迅速发展,为社会生产、居民生活提供了优质能源,不仅提高了社会生产水平、方便了居民生活,而且还降低了环境污染,改善了城市环境质量。但是,由于燃气具有的易燃、易爆且有一定毒性的特点,一旦发生事故很可能造成人员伤亡,并造成财产损失。

城镇燃气的高速发展,使城镇燃气安全问题越来越突出。随着燃气的生产、储运、运输和使用的量越来越大,范围越来越广,在城镇燃气系统中发生的泄漏、火灾与爆炸等事故的数量和等级也在不断上升。

这些事故对人的生命与财产造成了极大的损失,给社会的公共安全与稳定带来了极大的危害,严重影响了城镇燃气的进一步发展。如何对城镇燃气进行有效的安全管理,从而有效的预防、遏制燃气事故的发生,已经成为城镇发展面临的重大课题。

1.4.1　危害原因

任何事物都具有两面性：城镇燃气作为一种优质能源,当它在我们的掌控之中时,可以给城镇居民的生产和生活提供方便；但是,当系统出现异常时,就会带来一定的危险与危害。

城镇燃气是具有易燃、易爆及有一定毒性的物质,其危害主要是燃爆危害和健康危害两大类。

在燃气的生产、储运、运输过程中,工艺的连续性强、自动化程度高、技术复杂、设备种类繁多,发生具有严重破坏性的泄漏、火灾爆炸等重大事故,迫使生产系统暂时或较长期地中断运行,对人身安全威胁或造成人员伤亡、财产损失。

1)燃气的易燃易爆性及毒性

燃气的易燃易爆性及毒性使得燃气一旦泄漏,就可能在泄漏点附近遇空气混合,形成爆炸性气体。当遇到明火、高温、电磁辐射、无线电及微波等,都可能引发着火爆炸。

城镇燃气（不含人工煤气)在进入城镇前,都要经过净化处理,必须达到规范要求才能进入城镇燃气输配系统。因此,城镇燃气（不含人工煤气)的毒性属低等,但浓度大时依然会使人窒息或中毒。而人工煤气含有无色、无味、剧毒的CO,尽管在城镇燃气质量要求中限制了CO的含量,量大泄漏时,中毒后果会比较严重,甚至造成人CO中毒死亡。

2)燃气的扩散性

城镇燃气泄漏时会扩散；在压力较高时,燃气将高速喷射出并迅速扩散。若泄漏的燃气没有遇到火源,则随着燃气扩散,浓度降低,危险性下降；但如果被引燃,则会发生火灾、爆炸事故。

液化石油气发生泄漏时,会贴近地面扩散,不易挥发,极易被地面火源引燃。大量液态液化石油气泄漏时,在液化石油气急剧气化过程中还会迅速吸收周围热量,局部形成低温状态,可能造成人员冻伤或设备、阀门关闭失灵。

3)城镇燃气系统复杂性

城镇燃气系统属城镇基础设施,系统庞大、复杂,系统中的设备、设施种类多、数量大,建设年限存在差异,需要系统化的管理才能确保其完整性、安全性。

我国城镇燃气在发展早期,管道输配系统大多为中、低压管道枝状输配系统。近几年来,随着天然气供应量的增加,城镇燃气的输配系统已经由中、低压管网发展到高、次高、中、低压多级环网,增强了安全供气的可靠性。由于燃气种类的变化、管材设备的变化,使燃气管道的设计、施工及安装技术发生了很大变化,安全技术要求也日益提高。

目前,许多城市和地区的燃气系统中,管道、设备的建设时间相差很多,这也给安全管理带来了不便。

4)烟气危害

燃起完全燃烧后生产CO2和水,因为烟气温度高,水会以水蒸气的形式随烟气一起排出；燃气不完全燃烧时,烟气中就会含有燃气的成分、CO等。当烟气不能顺利派出,在狭小的空间聚集时也会使人窒息,甚至死亡。大部分燃气热水器中毒、死亡事故都是由于热水器燃烧时消耗了室内空气、燃烧后的烟气又聚集在室内,缺氧、中毒共同作用的结果。

5)职业危害

燃气属于低毒性气体,一般情况下不会造成对从业人员的职业危害。但在燃气生产、储存及液化石油气灌装等场所,还是应根据燃气浓度检测情况,注意对从业人员的劳动保护。工作区域一氧化碳含量及允许工作时间如表1.5所示。

表1.5　工作区域一氧化碳含量及允许工作时间

1.4.2　城镇燃气事故的特点

燃气事故遵循一般事故发生的规律,也是由于人的不安全行为（包括违章违纪、失误和无知),物的不安全状态（设备工具缺陷、损坏),环境不良（通风不良、作业空间狭小等)所造成。

城镇燃气事故的特点主要有以下几个方面：

（1)普遍性

城镇燃气管道及设施布置范围广,任何有燃气管道或设施的地方都可能发生事故。

某些行业的事故多发生在生产场所,比如矿山、危险化学品生产等,但城镇燃气事故没有这一特点。不论在生产、生活场所,只要有燃气设施的地方,都是可能的事故点。

（2)突发性

城镇燃气事故一般都具有突发性,往往是在人们毫无察觉时就发生了燃气的泄漏,就可能引起火灾或爆炸。设备及管道损坏,包括外力破坏,一般都在没有先兆的情况下发生。

（3)不可预见性

有些事故是可以根据环境等因素做出预测的。例如,在恶劣的天气里,航空及公路交通事故可能会较多发生。但城镇燃气事故一般与气候等原因无关,任何季节、任何天气情况下,都有可能发生。

（4)影响范围大

燃气事故一旦发生,影响范围就比较大,不但影响生产、输送、使用场所,周围的一定区域都会受到事故影响。

（5)后果严重

一般燃气事故都会造成人员伤亡和财产损失,有些事故后果还比较严重。

（6)既可形成主灾害、也可成为其他灾害的次生灾害

燃气事故本身可以形成主灾害；在地震、山体滑坡、地层变化、洪水等情况下,燃气设施的破坏可能会引起二次破坏。

1.4.3　我国燃气事故发生的主要原因

目前,在我国,引起燃气安全事故的主要原因多种多样,主要有以下几种情况。

1)机械或其他外部影响

由于城市化进程的影响,很多地区都在大力开展基础设施建设,挖掘作业随处可见,施工者的违章操作或在未了解地下燃气管网设施铺设情况下盲目施工,常常导致地下燃气管道被挖断,燃气设施被破坏。这种外部的影响往往造成燃气大量泄漏,抢修困难,影响范围大,下游燃气用户从而无法正常使用燃气,特别是对工业用户,可能造成很大的经济损失。对一些特别的用户,如外国使领馆、国际政治会议（或活动)地点还可能造成不良的政治影响。在冬季,如下游有供热厂、供热锅炉房等用户,还可能因不能正常供暖影响社会稳定。

【案例】北京玉泉营燃气管道被施工破坏事故

事故基本情况：

2006年6月9日凌晨2∶40分左右,在北京市丰台区玉泉营南三环路北侧辅路旁,某汽车销售有限公司在自己公司院内安装广告牌,使用破碎爆破破坏地面时,将从该公司院内穿过的一条地下中压DN500燃气管道打破,造成燃气大量泄漏。经应急抢险队伍紧急处理,于当日中午约12时修复。此次事故导致南三环路北侧主、辅路封闭近6 h。

图1.3　北京丰台施工破坏抢修抢险图

事故分析：

此次事故地点位于北京市丰台区玉泉营南三环路北侧辅路旁,某汽车销售有限公司院内。该公司在进行广告牌安装施工前,并没有对地下敷设有哪些地下管道、设施进行调查,只是随便委托了一个施工单位,准备在公司正常营业结束后,利用一个晚上的时间将广告牌安装在公司院内。安装广告牌的施工作业量小、工期短,只需要不到一夜的时间就能完成,又是在正常营业后的晚上开始施工,事先也没有任何施工迹象,致使燃气管道管理单位的巡视人员无法及时发现制止,这些因素综合在一起,就造成了此次事故的发生。

在此次事故中,燃气管道破损严重,漏气处约为一直径15 cm的圆洞,但由于应急抢险队伍抢险及时,采取的应急处理措施合理有效,没有对事故管道供气范围内的居民用气造成影响,仅对事故地点周边的交通产生了影响。

2)地下移动、地质沉降引起管道破损

自然灾害也会是燃气管道发生断裂、毁损,引起事故。我国是地质灾害与地震等自然灾害多发的国家。城市建设也会诱发地质灾害,北京、上海、杭州等多个城市都发生过因地铁施工造成地基塌陷,燃气、给排水、热力等市政管道断裂的事故。且随着我国经济发展、城市发展、天然气已经初步形成了全国性的管网系统；由于天然气需求量的持续增长,我国还建成了从中亚购买、输送天然气的国际管道。如此大范围、长距离的天然气管网系统,自然环境的影响必须得到高度的重视。

【案例】杭州燃气严重泄漏事故

事故经过：

2006年11月27日,杭州西湖大道与延安南路交叉口,一根直径400 mm的燃气管道出现裂缝,大量燃气发生泄漏。杭州燃气集团有限公司有关负责人说,这是近几年来杭州主城区发生的最严重的燃气泄漏事故之一。

事故原因：

泄漏的原因据杭州燃气集团有限公司分析,可能是这一带过往车辆多,路面负荷重,造成了路面沉降。而这根中压管是根铸铁的老管子,路面沉降后容易开裂。

据杭州燃气集团有限公司介绍,当时杭州共有中压燃气管道和低压燃气管道2070 km,大部分已从灰口铸铁管更换成钢管。灰口铸铁管不易被腐蚀,但材质比较脆,受压后容易断裂,而钢管管材柔韧性比较好,受压后不易破裂。因此,从2004年开始,杭州燃气集团逐渐对燃气管道进行“大换血”。

图1.4　杭州燃气泄漏抢修现场

既然铸铁管易裂,则必须埋在路边,一旦埋在中央路面下,就很容易被压裂。从杭州最近几年的泄漏事故看,很多地点位于道路交叉口,这是由于城市道路发展过快造成的：随着城市发展,杭州每年总要改造几条道路。道路拓宽,非机动车道变成机动车道,于是,原先铺设在慢车道、人行道下的燃气管道就位于机动车道下了。随着每天的车轮碾压,道路不堪重负而变形或不均匀沉降,燃气管道就容易被压破。

正是因为这个原因,这几年,出现事故的管道大多在十字路口、车流量大的主要道路。同样的燃气事故不仅在杭州,在北京等城市发展较快的大城市都有发生。

3)管道及燃气设施的缺陷

在管道设施建设中,不合格的产品、设计及施工都可能留下安全隐患；管道腐蚀、燃气设施设计缺陷、燃气用具缺乏熄火保护装置等,都是引发事故的原因。应该通过审查、验收、检测等手段,消除缺陷,防止事故的发生。

【案例】回龙观中压DN400燃气管道焊口开裂漏气事件

事件经过：

2006年2月3日下午16∶50,某燃气公司接到报警信息：北京市朝阳区回龙观三合商厦北石油科研院北门口有燃气味儿。该公司立即调应急抢险队伍到现场进行处理。抢修人员到达现场后,经过检测确认为燃气泄漏,将地下燃气管道挖出后确认为中压DN400燃气管道焊口开裂造成漏气,随后修复。

事件分析：

经调查燃气管道竣工资料,发生漏气的燃气管道通气投入使用尚不足一年,结合现场对管道焊口的检查,判断为管道前期施工中施工质量存在缺陷是造成焊口开裂的主要原因。

图1.5　北京回龙观燃气泄漏现场

4)蓄意行为

在城镇燃气事故中,有些是人们的蓄意行为造成的,属故意制造燃气事故。

【案例】地质仪器厂地下一层燃气管道着火事故

事故经过：

2004年10月12日下午,北京市朝阳区地质仪器厂出租商铺地下室内的户内燃气管道,在被不名来历人员非法拆除过程中,发生燃气泄漏并引发大火。16∶30左右,燃气公司应急抢险队伍接到报警,立即赶到现场,与公安、消防等部门共同配合,降压灭火后,将事故建筑外低压燃气管线切断。

事故分析：

此次事故是由于燃气使用单位在单位进行施工期间,对施工现场和燃气设施疏于管理,致使外来人员混入,盗拆燃气管道设施,引发燃气爆燃、着火。

5)错误操作及使用不当

一般用户对燃气缺乏了解,也是造成事故多发的原因之一。安全意识的淡薄、安全知识的匮乏,使得一些人在使用燃气设备时非常随意。燃气设备使用中无监管,发生熄火、漏气时不能及时发现；长期不使用燃气时,也不采取任何关闭措施等。

6)管道及设备的安装问题

在城镇燃气规范中对燃气管道设施的布置、安装都有明确的要求。但仍然有很多人不重视、不在意、心存侥幸,自行改动及包覆燃气管道,将燃气设备安装在不允许安装的地方（如将燃气热水器安装在卫生间),不注意燃气的烟气排放问题等。在有些情况下,可能短时间内确实没有发生事故,但不意味着不会发生事故,而一旦发生事故,后果就会比较严重。

【案例】北京市朝阳区光辉南里“热水器中毒”事故

事故经过：

2008年4月24日上午9点多,10名女青年被发现倒在北京市朝阳区光辉南里小区一民宅内,其中6人在现场即被确认死亡。其余4人被送到医院后,3人经抢救无效身亡,仅1人脱离生命危险。

经有关部门调查,这些女青年均为北京某房地产经纪有限公司员工,所住房屋由公司租赁。当日上午,这10名女青年均未按时到岗上班。9点左右,公司分别给这10个人打电话询问情况,结果均无人接听,“这才意识到可能是出事了”。负责人立即派员工到她们的集体宿舍寻找她们。一名员工来到10名女青年的集体宿舍后,敲了半天门却听不到里面有反应。随后,这名员工设法将门打开,发现10名女青年躺在各自铺位上,面色发青、意识全无,有的人身体已冰冷僵硬。这名员工立即报警,并从楼下找了几名住户及民工,将众女青年抬到外面。10名女青年被集中抬放到楼下不久,民警、消防人员及120急救人员相继赶到。经急救人员初步确认,10名女青年系一氧化碳中毒,其中6人已经死亡。另外4人尚有生命体征,被急救人员送往朝阳医院救治。医护人员对被送来的4名女青年进行紧急救治,其中3人经抢救无效身亡,仅一名女青年脱离生命危险。

事故分析：

事故发生后,公安、安监、卫生、燃气公司等多个相关部门有关人员赶到现场,进行调查处置。据调查,发生事故的民宅内热水器为强排式燃气热水器。这种热水器与室内天然气管道和自来水管道相连接,通过燃烧天然气来加热淋浴用水,其内部安有排气扇,能把天然气燃烧后产生的一氧化碳等有害气体通过排烟道强制排放到室外。而该民宅室内并无排烟道,无法将燃气热水器产生的一氧化碳及时排放到室外。据此调查人员判断,这起事故的原因是：多人在相继洗澡过程中,较长时间使用室内燃气热水器,导致一氧化碳聚集,形成中毒。

7)管理部门疏于检查、监管及培训

管理部门（燃气企业)负有安全检查、管理的责任,对员工负有教育、培训的义务。如果监管、教育不到位,就可能留下事故隐患。同其他行业一样,管理部门及企业领导对员工的管理相对还是容易实现的,但对于燃气用户的管理就比较困难了：首先缺乏法律、法规的支持；其次,不具有处罚和强制执行的权力；涉及范围广,不能时时进行监管。当然,也有主观上疏于监管造成事故的。

【案例】四川泸州5.29天然气爆炸事故

事故经过：

2004年5月29日傍晚7：45,四川省泸州市纳溪区丙灵路的居民突然听到了一声巨响,紧接着滚滚烟尘笼罩了四周。巨响之后,丙灵路15号居民楼下一片狼藉,一楼的11个店铺被毁,半地下室的10个房间被炸得支离破碎,房间内的家具全被冲到了楼后面的河里。在场的居民有人被炸飞到十几米外,有人被重物砸伤。顿时哭声、喊声弥漫在爆炸后的烟尘之中。

在爆炸发生的当天,泸州市纳溪区政府就成立了事故调查组。经过调查发现,15号居民楼附近的天然气管道上有一个直径为2 cm的泄漏点。气体泄漏之后,聚集在楼体的缝隙当中达到一定浓度,遇到火源,产生爆炸。

图1.6　四川省泸州燃气爆炸现场

事故分析：

据调查,在事故发生的9天前,一个名叫童小玲的店铺老板闻到刺鼻的气味,怀疑是天然气泄漏,还去天然气公司反映了情况。可是没想到9天后,就发生了天然气爆炸。天然气公司是如何答复童小玲的,他们有没有采取措施呢?据天然气公司安富管理所所长黄正国（这个天然气管理所距离爆炸地点仅两百米)讲,在爆炸之前自己也不清楚这一情况。事故发生之后,他查找了相关工作记录,才了解了事情的前后经过。在天然气管理所5月20日的值班记录中有这样的记载：居民来反映漏气的情况之后,副所长杜保具曾经带领两个人到现场去了解情况,认定是阴沟发出的臭气并非天然气泄漏。而最让人惊讶的是,副所长在调查中使用的唯一手段是用鼻子闻。

按照正常程序,检测天然气泄漏必须用专业的仪器。但黄所长说5月20当天,因为仪器坏了,所以到达现场的3人只能通过嗅觉和经验来判断,并断定是下水道发出的臭味儿。来反映情况的童小玲放心地回去了。结果被泄漏的气体越积越多,遇到火源就发生了这起爆炸事故。

由此可见,天然气公司管理存在漏洞,业务人员缺乏安全意识和责任意识,玩忽职守,未履行岗位职责,未能及时发现燃气泄漏现象、及时进行处理,是造成燃气泄漏后爆炸的主要原因。

8)其他原因

当然,还有很多原因可能导致燃气事故的发生,都应该引起管理、技术人员的注意。例如,设计不合理,建设、施工质量不合格,质量检验控制问题,运行、操作不规范等都是事故多发的原因。

根据国家规定,目前普遍采用第三方的工程监理制度。通过这种监控以达到控制工程质量的目的。当然,影响质量检验控制的因素有许多,必须加强管理,制订科学、合理的质量监控法规,提高监控技术水平,特别是要研究针对不断出现的新材料、新设备及新的施工技术的质量监控方法。如果没有合适的检验方法或手段来验证具体的质量工作,工程质量就难以得到保证；如果监控、检验内容不能满足标准、规范要求,或者不能符合工程实际需要,则会造成事故隐患。

燃气系统例行的维护、检修操作也是引发事故的潜在原因之一。这其中包括操作人员违反操作规程、误操作,设施存在安全隐患,故障未得到排除等多种因素。这使得一些看似“常规的”“正常的”操作成为事故导火索。

【案例】抢险班违章作业煤气中毒事故

事故经过：

1995年3月18日,昆钢煤气车间召开生产调度会,对2万m3气柜的进出管道搭头施工方案作生产任务布置,要求抢险班必须在3月23—24日完成搭头连接配合工作。车间助理工程师提出,3月23日前要把临时管道的盲板抽掉一块,以便为新管搭头用气争取时间。调度会指定抢险班班长马某负责组织施工。

3月20日8时上班后,马某按照调度会的要求,带领抢险班到起压站（阴井)抽取盲板。起压站（阴井)井长3m,宽1.8 m,深2 m。到达作业点后,马某指挥人员掀开盖板,未佩戴氧气呼吸器就直接下井拆卸煤气管上的法兰盘螺栓。当大部分螺栓卸完,还剩下两三颗时,已有小部分煤气泄漏,此时人们才意识到煤气压力高。马某对站在井口的陶某某说：“你去机房,告诉机房的人降压。”陶某某打不通电话,就直接到车间办公室告诉值班人员说：“煤气压力太大,要求二次加压机停机。”办公室值班人员忙打电话通知净化站停机。此时抢险班安全员夏某某也已给净化站打电话通知停机。夏某某返回后告诉抢险班班长马某,净化站正在准备停机。马某没有确认已停机就返回井下作业处,继续拆螺栓。由于螺栓长时间没有动过已锈死,难以拆除,有人提议用千斤顶顶开。马某说：“不用了,用撬棒一撬就开了。”安全员夏某某说：“这地方煤气还是有点大,是不是去拿呼吸器?”此时另一边的螺栓已拆完,马某这边最后一个螺栓只剩几道螺纹,只听“嘣”的一声,螺栓弹飞,盲板上方管道被顶起,煤气“吱吱”地喷出来。马某还想乘势去抽盲板,但是已身不由己,歪歪斜斜往下倒,其他站在井内人员因煤气中毒也纷纷倒下。当煤气车间主任带领其他人员,带着氧气呼吸器将井内中毒人员救上来时,一人已因严重中毒经抢救无效死亡,马某等3人重度中毒,经及时送附近职工医院抢救得以生还。车间主任等7名抢救人员在抢救中因误吸一氧化碳中毒,也被送进职工医院。

事故分析：

事故发生后,有关部门组成事故调查组对事故进行调查分析,一致确认这是一起严重的违章作业事故。在公司煤气车间制订的安全管理规章制度中明确规定：煤气抢修、检修工作必须减压,携带氧气呼吸器。抢险班在实施抽取盲板工作中,事先未制订安全施工方案,只凭以往快动作抽取盲板得逞的经验代替正规程序,事到临头才想起减压、戴氧气呼吸器,而氧气呼吸器又被锁在工具箱里,平时不作保养,临危之时用不上。十分侥幸的是,在抽取盲板和抢救过程中没有发生火花,避免了煤气燃烧爆炸事故,否则将会造成更大的损失、更为严重的后果。

学习鉴定

1.填空题

（1)城市燃气根据燃气的来源或生产方式可以归纳为____________、人工燃气或____________三大类。

（2)在天然气交接点的压力和温度条件下,烃露点应比最低环境温度低____________℃；天然气中不应有____________ 、____________或胶状物质。

（3)燃气中加臭剂的最小量应符合下列规定：无毒无味燃气泄漏到空气中,达到爆炸下限的____________时应能察觉。

2.简答题

（1)什么是天然气?天然气有哪些种类?

（2)城镇燃气事故有哪些特点?

【注释】

[1]1 kcal＝4.184 kJ1加仑（美)≈3.785 L,1加仑（英)≈4.546 L。