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加强燃气加臭日常管理,充分发挥其在燃气泄漏初期的预警作用

零碳智慧 | 实现数字能源,打造智慧工业 2022/09/30 09:13

一、概述

2021年发生数起严重燃气事故,其中有几起由燃气管道腐蚀导致燃气泄漏引起的事故。

管道腐蚀是一个缓慢的过程,由腐蚀穿孔导致的燃气泄漏量一般应该是从小到大,从微量泄漏到达到爆炸极限量的泄漏也应该有一段时间。泄漏分突发性泄漏和渐进性泄漏,其中,渐进性渗漏应该是常态,这样,早期发现就非常重要,燃气加臭就是一个必要的措施。

臭味代表着危险性,人的潜意识比较警惕臭味!相对于其他气味,恶臭气体在很低的浓度下即可被感知,这就是为什么在燃气中添加臭味而不是其他味道。燃气中添加的臭剂就属于恶臭物质。

人的嗅觉其实是很灵敏的,一般人对多数气味的嗅觉阈值可达10-9数量级,而通常的化学分析、仪器分析对气味的最低检出浓度在10-6~10-9数量级范围内,这也是嗅觉器官检测分析的方法在恶臭物质检测分析中的优势所在。

人嗅觉的灵敏度要比燃气检测仪器的灵敏度高,也就是比燃气检测仪器更灵敏,如果正常添加臭剂的话,人在燃气轻微泄漏时就能发现,有机会在燃气泄漏远未达到危险的程度时就被察觉。

一般情况下,在发生燃气泄漏时(不是那种短时间大量泄漏的情况),人是应该首先闻到燃气泄漏的臭味,而后才是燃气泄漏报警器报警,如果泄漏量始终很小的话,燃气泄漏报警器可能永远不报警,原因是除了受燃气泄漏报警器灵敏度的限制外,其报警点不能设定的太低,否则会容易发生误报。

燃气加臭与燃气泄漏报警器不能互相取代,而是在不同程度的燃气泄漏时发挥作用,燃气加臭具有发现轻微燃气泄漏的优势和燃气泄漏早期预警的作用,是燃气用气安全的第一道防线。

燃气加臭对燃气安全非常重要,是不可或缺的。燃气加臭是燃气质量指标之一,各燃气经营企业都应该按照相关标准的要求添加和管理。

二、相关标准及添加依据

GB17820-2018《天然气》

5.3 作为民用燃气的天然气,应具有可以觉察的臭味。民用燃气的加臭应符合GB50494的规定。

GB 11174-2011《液化石油气》

4.1 液化石油气应具有可以察觉的臭味。为确保安全使用液化石油气,当液化石油气无臭味或臭味不足时,宜加入具有明显臭味的含硫化合物配制的加臭剂。

GB/T26569-2011《民用煤层气(煤矿瓦斯)》

7.2 加臭  民用煤层气(煤矿瓦斯)应加臭,具有可以觉察的臭味。加臭剂的最小量应符合当煤层气(煤矿瓦斯)泄漏到空气中,甲烷的体积分数达到1%时,应能察觉。

煤层气属于应用比较广泛具有代表性的非常规天然气。

GB50494—2009《城镇燃气技术规范》

4.2.1 城镇燃气应具有当其泄漏到空气中并在发生危险之前,嗅觉正常的人可以感知的警示性臭味。

4.2.2 城镇燃气加臭剂的添加量应符合国家相关标准的要求,其燃烧产物不应对人体有害,并不应腐蚀或损害与此燃烧产物经常接触的材料。

CJJ/T148-2010《城镇燃气加臭技术规程》

3.1.4 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。

CJJ/T148-2010《城镇燃气加臭技术规程》条文说明

3.1.4“应能察觉”的含义是指嗅觉能力一般的正常人,在空气—燃气混合物中加臭剂气味强度达到2级时,应能察觉空气中存在燃气。

根据国外资料,在空气中四氢噻吩(THT)的浓度为0.08mg/m³时,可达到人确定察觉浓度,即该气味会被99%的人(至少99%的概率)察觉到。0.08mg/m³就是四氢噻吩(THT)气味强度2级。

现在普遍采用四氢噻吩(THT)作为加臭剂,下文中的加臭剂均为四氢噻吩(THT)。

标准推荐天然气首端加臭剂添加量为20mg/m³,这个数据是如何得来的。规程中规定无毒无味燃气泄漏到空气中,达到爆炸下限的20%要有察觉,对天然气来说达到爆炸下限的20%时,空气中天然气的浓度为1%,这时候加臭剂的浓度应该为0.08mg/m³,可以推算出天然气浓度为100%时,天然气中加臭剂的浓度应为8 mg/m³。这是一个理论值,为了保险起见,通常添加要有一定的安全余量,最终确定为理论值的2.5倍,即天然气加臭剂的添加量为20mg/m³。这就意味着在一般情况下天然气在空气中的浓度低于1%时就能被察觉。

燃气泄漏时能否在第一时间察觉到,除了按照标准在燃气中添加臭剂外,还与人的个体差异及人与泄漏点的距离有关;用气场所环境中如果存在其他的强烈气味会对加臭剂的气味有掩盖作用,降低人们对加臭剂臭味的辨别能力。这些因素有可能是某些场所燃气长时间泄漏没有被及时发现以至于酿成事故的原因吧!不能忽视!

燃气中加臭剂添加量并不是越多越好,过量的添加会造成不必要的浪费及其他不良的影响。

三、加臭剂检测有关问题及日常管理

CJJ/T148-2010《城镇燃气加臭技术规程

3.2.1 应定期对城镇燃气管道内的加臭剂浓度进行检测,并应作好记录。

3.2.2 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。

3.2.3 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。

CJJ/T148-2010《城镇燃气加臭技术规程》条文说明

3.2.1-3.2.3 为了提高燃气供应的安全性,加臭浓度应保持在一定数值的范围内,以保证管道末端加臭剂的浓度大于最小检测量。城镇燃气管道内加入加臭剂后,由于管道对加臭剂的吸附,随着时间的变化和与加臭点距离的增加,加臭剂浓度会逐渐衰减;当管道末端的加臭剂浓度低于最小检测量时,一般要在加臭点加大加臭量或增加加臭点。

“在检测管道中加臭剂浓度时应该远离加臭设备,才能提供其浓度在系统中有代表性的数据。”管道中燃气添加臭剂的过程就相当于给管道燃气输液打点滴,其臭液注入并不是连续的,而管道中燃气的流动却是连续的,臭液在燃气中充分气化和扩散都需要一定的距离和时间。这也是检测点选在管网末端的一个原因。

管道末端检测点的选择是不容易的。由于管网系统复杂,能够选择有代表性的末端检测点是非常不容易的事情,需要精心选择。

同时,选择的管道末端检测点不能是盲端。盲端检测的数据没有代表性,而且还会产生误导。

检测值并不是实时的数据,只代表一段时间的添加水平。

怎样理解管道末端加臭剂的浓度大于最小检测量,什么是最小检测量?它与首端添加量是什么关系?也就是管道末端检测值多少是合乎要求的?

标准推荐天然气加臭量首端20mg/m³,但对管道末端检测量(最小检测量)没有规定,不仅给企业带来困惑,监管部门监管时也没有依据,也就是管道末端检测值多少算是合格?没有统一标准,不好把握。

由于加臭剂在管网中吸附、分离沉降等原因,管道末端检测数值要比首端添加的数值低一些,也就是管道末端检测值一般要小于首端添加值。理论上,在天然气管道中加臭剂的浓度达到8mg/m³就已经满足要求,就是管道末端检测值≥8mg/m³就算合格了。

考虑的加臭剂检测仪的误差以及加臭剂在管网中分布的不均匀和检测点代表性等问题,保险起见,可以取天然气中加臭剂的浓度≥15mg/m³(这也是某集团规定的标准)为管道末端检测值合格标准较为合适。

CJJ/T148-2010《城镇燃气加臭技术规程》

3.2.4 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。

气相色谱分析仪价格昂贵且移动性差,多数企业采用加臭剂检测仪作为管道末端加臭剂含量的检测工具。

加臭剂检测仪根据采样方式分泵吸式和扩散式,根据测量方式有在线式和便携式。其使用注意事项如下:

  1. 要定期进行校准(检定)。

2. 注意传感器的使用寿命。检测仪一般采用电化学传感器,电化学传感器的电极和电解质会被反应气体改变或者消耗,使用寿命比较短,一般两三年后灵敏度就会下降甚至失效,需要更换传感器;值得注意的是电化学传感器即使不使用也会与外界气体进行反应而导致逐渐失效,这就是有的仪器长期搁置不用后,再次使用时发现已经失灵的原因。

3. 不要长时间接触高浓度加臭剂;不要接触到有机溶剂、油脂、水、油漆和其他使传感器失效或者中毒物质;不要使传感器超压,按照管网压力选择合适的检测管或者其他减压措施。

4. 不能超过检测仪使用和储存的环境条件。低温或者低湿会降低传感器的灵敏度,并延长响应时间,低湿环境会导致传感器电解质干涸而失灵。

5. 有条件的应该在使用前对检测仪进行响应检查。

判断一个单位加臭工作是否符合要求,合格不合格?除了现场检测、检查以往的设备运行、臭剂浓度检测记录外,还可以采用算账对比法。

例如:有一个场站输气量平均每天50,000m³,按照天然气加臭量20㎎/m³,不难算出每天需要加臭剂的量为1kg,每年需要加臭剂的量为365kg。以此类推,检查企业的加臭剂入库、出库记录和实际消耗量是否与输气量相匹配,就可以判断出企业加臭工作的实际质量。

燃气经营企业可以采用上述方法每天、每周、每月、每年对加臭剂消耗量进行统计分析,与检测数据进行比较、相互印证,有助于及时发现燃气加臭过程存在的问题(如设备故障、加臭剂输送管线冻堵等)并及时进行维修调整。

四、结语

从国务院安委会2022年对各地明查暗访的结果看,一些单位在燃气加臭管理上存在问题。如某配气站燃气中加臭剂含量在低的时候仅为3㎎/m³,远低于标准要求,这种情况如果确定达到“应能察觉”的程度时,空气中燃气含量已经超过爆炸下限的50%,甚至于接近达到危险的程度,失去了在燃气中添加臭剂的早期预警作用。

显然,该单位对燃气加臭工作重视不够,缺乏对其进行有效的管理,这种现象可能不普遍,但绝对不只是个例。

燃气安全是系统工程,燃气加臭是系统中不可或缺的部分,其重要性是不言而喻的。燃气经营企业要加强燃气加臭工作的日常管理,充分发挥燃气加臭在燃气泄漏初期的预警作用,莫使其成为木桶中的那块短板。

源: 天然气与法律

新知达人, 加强燃气加臭日常管理,充分发挥其在燃气泄漏初期的预警作用


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