[發明專利]一種含硫天然氣管道的泄漏中毒潛在影響區域計算方法

有效

• 申請號: 201310403544.8
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103455724A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李長俊;吳瑕;賈文龍;李卓然
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于天然氣管道完整性管理領域，尤其涉及一種含硫天然氣管道的泄漏中毒潛在影響區域的計算方法。

背景技術

天然氣是一種清潔、高效的能源，而管道輸送是眾多天然氣運輸方式中最為經濟的方式之一。目前，我國建成的天然氣管道總長已超過8萬公里。隨著經濟社會的發展，我國對天然氣資源的需求也持續增加，眾多已探明的含硫天然氣礦也得以開采和利用。但是，含硫天然氣對輸送管道的腐蝕能力遠大于凈化天然氣，在管道的運營過程中，因腐蝕所產生的管道泄漏事故也時有發生。因此，輸送含硫天然氣管道的完整性管理越來越得到國內外管道運營者的重視。

管道完整性管理的基礎是對管道高后果區的劃分，而管道風險的潛在影響區域（Potential?Impact?Area）則是管道高后果區的劃分依據。受國際公認的完整性管理標準ASME?B31.8S《Managing?Integrity?System?of?Gas?Pipeline》和API1160《Managing?System?Integrity?for?Hazardous?Liquid?Pipelines》，以及我國的行業內標準SY/T6621《輸氣管道系統完整性管理》均定義管道風險的潛在影響區域是指管道失效后果的量化指標，用于表征受失效后果危害影響的區域范圍。目前，以上三種標準均采用相同的潛在影響區域計算公式，其表述如下：

r=3.15dp---(1)]]>

式中r——潛在影響區半徑，m；

d——天然氣管道的外直徑，m；

p——天然氣管道的輸送壓力，kPa。

據文獻《A?model?for?sizing?high?consequence?areas?associated?with?natural?gas?pipelines.》（Mark?J.Stephens.C-FER?Report99068.Edmonton,Canada,2000.）論述，該公式建立的核心假設是：從管道中泄漏的天然氣在泄漏點位置被立即點燃；該公式建立的理論基礎是：火災所帶來的熱輻射導致人、物的損害。

分析天然氣管道泄漏事件不難發現，“立即點燃”并非該事件的唯一后果。當泄漏點附近不存在點火源時，例如泄漏點位于水稻田附近，泄漏的天然氣將不會被立即點燃，而是在擴散作用下，于泄漏點下風方向形成一個可燃氣體覆蓋區域。另一方面，對于含硫天然氣而言，火災熱輻射也并非造成人員傷亡的唯一原因。由于H₂S具有極強的毒性，人體接觸極微量的H₂S就可能中毒身亡。因此，含硫天然氣在未點燃條件下所形成的擴散云區域內，還有可能引發人員中毒的后果。顯然，要表達這一中毒潛在影響區域應基于大氣擴散理論，以及H₂S的人員中毒劑量。由此可見，目前標準中所采用的潛在影響區域計算公式，從建立的假設到理論基礎都不能表達含硫天然氣在延遲點燃條件下所引發的人員中毒后果，其計算結果存在缺陷。

發明內容

本發明提供一種含硫天然氣管道的泄漏中毒潛在影響區域的計算方法，以解決現有技術中的各種缺點不足，本發明采取的技術方案如下：

提供一種含硫天然氣管道的泄漏中毒潛在影響區域計算方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，根據輸氣管道設計資料和現場踏勘，收集管道的管徑、壁厚、運行壓力、天然氣中的含硫量、所處地區的地表環境、地表平均風速、天氣條件、云量和太陽輻射強度基礎數據；

步驟二，根據基礎數據對計算潛在影響區所需的管道所處地區的大氣穩定程度、管道所處地區的地表粗糙度、管道所處地區的擴散參數進行計算；

步驟三，將計算得到的參數值代入到含硫天然氣管道的泄漏中毒潛在影響區域計算公式中，其中，公式的約束條件為：最終確定潛在影響區域的范圍。