【正文】 程分為單井集氣流程和多井集氣流程。氣田集輸流程分為井場(chǎng)工藝流程和氣田集氣站工藝流程?？偟膩?lái)說(shuō)，天然氣集輸工藝主要是指實(shí)現(xiàn)天然氣收集和管道輸送的技術(shù)和方法，即根據(jù)氣源條件及天然氣成分，確定輸氣方式、流程和運(yùn)行方案；確定管材、管徑、設(shè)備、沿線設(shè)站的類型及站距等。天然氣從氣井采出，經(jīng)過管線輸送并收集天然氣，經(jīng)過降壓并進(jìn)行分離除塵除液處理之后，再由集氣支線、集氣干線輸送至天然氣處理廠或長(zhǎng)輸管道首站。這就要求有更為科學(xué)的集輸工藝保障天然氣集輸過程中的安全運(yùn)行。1井場(chǎng)，2集氣站，3凈化廠和壓氣站，4至配氣站，6公路和鐵路跨越，7中間壓氣站，8河流穿越，9溝谷跨越，10地下氣庫(kù)，11陰極保護(hù)站，12終點(diǎn)配氣站早期的天然氣集輸工藝非常簡(jiǎn)單，全靠氣井的自然壓力，而且天然氣在輸送過程中不經(jīng)過處理直接進(jìn)入管道。③集輸管線系統(tǒng)天然氣集輸管線系統(tǒng)主要由礦場(chǎng)集氣管網(wǎng)、干線輸氣管道（網(wǎng)）、城市配氣管網(wǎng)以及與此相關(guān)的站、場(chǎng)等設(shè)備組成。集輸管道：是指采油（氣）井場(chǎng)工藝管道、井口、計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站之間，以及聯(lián)合站與首站之間的輸油輸氣管道。②基本術(shù)語(yǔ)石油天然氣管道：是指石油（包括原油、成品油）、天然氣管道及其附屬設(shè)施（簡(jiǎn)稱管道設(shè)施），包括油氣田工藝管道（包括集輸、儲(chǔ)運(yùn)、初加工和注氣管道）和長(zhǎng)輸（輸油、輸氣）管道。到20世紀(jì)80年代，美國(guó)、西歐、加拿大及前蘇聯(lián)國(guó)家均建成了規(guī)模較大的輸氣管網(wǎng)甚至跨國(guó)輸氣管道。19世紀(jì)90年代鋼管以及蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣機(jī)出現(xiàn)后，管道運(yùn)輸進(jìn)入工業(yè)性發(fā)展階段。（出租汽車，公交車）①集輸管線發(fā)展史早期集輸管線是用竹管練成的，1600年左右，我國(guó)竹管輸氣已有很大發(fā)展。（天然氣的發(fā)電效率高，無(wú)污染）3)天然氣的化工工業(yè)。④天然氣的用途1)燃?xì)馐聵I(yè)，特別是居民生活用氣。2)~，由于天然氣的質(zhì)量比空氣小，若房間漏氣，它必然凝聚于房間頂部。4)礦井氣：從井下煤層抽出，可燃成分以甲烷為主的可燃?xì)怏w。甲烷占80%，丙烷和丁烷等碳?xì)浠衔镎?5%。經(jīng)過鉆探從地層中開采出來(lái)，經(jīng)過凈化后送到居民生活，商業(yè)和工業(yè)企業(yè)作原料或燃料用的公用性質(zhì)燃?xì)狻?)非烴類物質(zhì)：如H2S、CONHH2O、Hg及硫醇類、硫醚類、二硫化碳、氧硫化碳等；5)稀有氣體：如氦、氬等。2 天然氣集輸工程概述天然氣指自然生成，在一定壓力下蘊(yùn)藏于地下巖層孔隙或裂縫中的混合氣體，由低分子飽和烴為主的烴類氣體與少量非烴類氣體組成。對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分類和危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)，使得問題更加具體的呈現(xiàn)。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的安全控制措施，最終總結(jié)出提高天然氣集輸管線安全的有效可靠措施。⑥法律保障和安全生產(chǎn)管理制度不夠完善，沒有形成系統(tǒng)的安全生產(chǎn)與安全監(jiān)管體系，導(dǎo)致建設(shè)與維護(hù)不統(tǒng)一協(xié)調(diào)[1][2]。并且我國(guó)天然氣管道分布零散，沒有形成相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，不能互相調(diào)配統(tǒng)一管理，管道利用率低。從20世紀(jì)80年代以來(lái)，世界天然氣管道建設(shè)向地理、氣候條件惡劣區(qū)域發(fā)展。有相當(dāng)數(shù)量的60年代建的氣管道仍在使用，管道老化現(xiàn)象嚴(yán)重。③管道能耗大、用人多、老化嚴(yán)重。②舊管道自動(dòng)化水平低。我國(guó)現(xiàn)有天然氣管道管徑小，壓力低，運(yùn)距短，輸量不足。我國(guó)大規(guī)模的管線建設(shè)，也存在著不少問題。區(qū)域性管網(wǎng)主要集中在環(huán)渤海和西南、華中、長(zhǎng)三角地區(qū)。這些措施及技術(shù)對(duì)于提高天然氣集輸管線發(fā)揮了很大的作用。國(guó)外的天然氣管道設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)投產(chǎn)、運(yùn)行維護(hù)都具有完善的法律保障體系和管理制度。同時(shí)世界其他地方如俄羅斯，歐美，中東及中亞也都在緊鑼密鼓建設(shè)新的天然氣集輸管線。因此，必須開始大力建設(shè)天然氣管線。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)天然氣需求量將超過2000億立方米，缺口將達(dá)1000億立方米。加強(qiáng)對(duì)天然氣集輸管線的危險(xiǎn)性分析，找出其重大危險(xiǎn)源，并采取相應(yīng)的安全對(duì)策，是解決天然氣集輸管線安全問題的根本解決之道。天然氣集輸管線由于具有易燃易爆、高能高壓、有毒有害、連續(xù)作業(yè)、點(diǎn)多線長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，其發(fā)生的事故將對(duì)管道的正常運(yùn)輸、企業(yè)及居民的安全供氣、人民群眾的生命安全及生活環(huán)境造成重大影響?？偠灾?，為滿足日益增長(zhǎng)的能源需求，降低國(guó)家能源利用的風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)展清潔能源，改善環(huán)境，提高國(guó)內(nèi)能源企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，必須采取多種途徑，保障天然氣資源充足供應(yīng)。近年來(lái)，我國(guó)天然氣需求快速增長(zhǎng)，年均增速達(dá)11%~13%。天然氣是安全、高效的清潔能源，加大天然氣的使用，能夠改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，緩解環(huán)境污染的壓力。企業(yè)加強(qiáng)天然氣管線設(shè)計(jì)與建設(shè)安全管理，采用新型的管材、新型防腐工藝、先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化管理和對(duì)整個(gè)集輸管線進(jìn)行完整性管理與評(píng)價(jià)。最后對(duì)天然氣集輸管線安全運(yùn)行進(jìn)了多方面的探討，得出了一些提高天然氣集輸管線安全運(yùn)行的建議。并且對(duì)集輸管線的失效原因從各個(gè)方面分別進(jìn)行了詳細(xì)分析，主要原因有管線腐蝕破壞、堵塞、工藝與施工缺陷、設(shè)備與設(shè)施缺陷、人員失誤與環(huán)境破壞。天然氣的集輸必須依靠管線來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)天然氣集輸管線的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防制是十分有意義的。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 天然氣集輸管線安全現(xiàn)狀與風(fēng)險(xiǎn)分析 摘 要天然氣具有安全、易燃燒、發(fā)熱量大、燃燒率高、清潔無(wú)渣、利于環(huán)境保護(hù)等特點(diǎn)。在各種能源使用中，天然氣所占的比例將越來(lái)越大，預(yù)計(jì)2015年將達(dá)到8%左右，2050年左右將達(dá)到51%，超過石油成為第一大能源。本文通過各種書籍期刊及網(wǎng)絡(luò)對(duì)目前我國(guó)天然氣集輸管線的安全生產(chǎn)及運(yùn)行情況進(jìn)行了查閱，總結(jié)了目前天然氣集輸管線現(xiàn)狀，腐蝕和第三方破壞相對(duì)嚴(yán)重。同時(shí)針對(duì)原因提出了安全對(duì)策措施，主要有風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、防腐及檢測(cè)控制、自動(dòng)化與SCADA應(yīng)用。主要有國(guó)家政府部門與企業(yè)內(nèi)部相協(xié)調(diào)，提供法律安全保障。關(guān)鍵詞：天然氣集輸管線 現(xiàn)狀 失效原因 安全對(duì)策措施 安全運(yùn)行探討目 錄摘 要 I1 緒 論 1 1 1 22 天然氣集輸工程概述 3 3 4 5 5 5 73 天然氣集輸管線安全生產(chǎn)管理現(xiàn)狀 10 10 10 12 13 14 154 天然氣集輸管線失效原因分析 16 16 16 18 19 1管件危險(xiǎn)有害因素 1法蘭、墊片及緊固件危險(xiǎn)有害因素 20 20 20 21 21 21 225 天然氣集輸管線安全技術(shù)措施 23 23 23 25 27 28 316 提高天然氣集輸管線安全運(yùn)行探討 35 35 35 3建設(shè)安全管理 36 36 36 36 37 37 37 37 37 387 結(jié) 論 39參考文獻(xiàn) 40致 謝 411 緒 論隨著中國(guó)長(zhǎng)期高速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，對(duì)能源的需求量也在逐漸增大。因此天然氣在三大能源（煤炭，石油和天然氣）消耗中所占比例越來(lái)越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，%，2010年，比例為5%左右，預(yù)計(jì)2015年將達(dá)到8%左右。最佳的途徑就是建設(shè)更多高效的天然氣集輸管線。為此，天然氣集輸管線的安全問題備受社會(huì)的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)天然氣需求突破1000億立方米，而天然氣產(chǎn)量則只有900~950億立方米。迅速增長(zhǎng)的天然氣需求對(duì)我國(guó)天然氣供給產(chǎn)生巨大壓力。規(guī)劃到2015年中國(guó)天然氣管道總長(zhǎng)度將接近10萬(wàn)公里。近幾十年來(lái)，國(guó)外輸氣管道建設(shè)進(jìn)入了高峰時(shí)期，各種新材料、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用，使得天然氣長(zhǎng)輸管道無(wú)論在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理方面，還是在管材、原動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)庫(kù)調(diào)峰技術(shù)方面都有了很大發(fā)展，特別是大口徑、高壓干線輸氣管道的施工和運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)發(fā)展更加迅速。國(guó)外天然氣管道輸送技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)為提高輸氣壓力、采用高鋼級(jí)管材、干線采用大口徑管道、輸氣干線呈網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展、采用高壓富氣輸送工藝、高度的自動(dòng)化遙控和先進(jìn)的通訊技術(shù)、采用先進(jìn)快速的管道機(jī)械化施工技術(shù)和裝備等。我國(guó)天然氣管網(wǎng)建設(shè)的投資正在加大，初步形成完善的橫跨東西、縱貫?zāi)媳钡娜珖?guó)天然氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。珠三角地區(qū)和東南沿海有少量分布。具體存在的問題可以概括為以下幾點(diǎn)：①管輸利用率。大部分的管道利用率低于50%，而國(guó)外輸氣利用率一般為70%以上。四川氣田是我國(guó)氣管道比較集中的地區(qū)，目前只是在新建的北干線的個(gè)別站上實(shí)行了站控，其他均為手工控制，不能實(shí)現(xiàn)全線統(tǒng)一控制。全國(guó)天然氣管道單位輸氣耗氣量是國(guó)外水平的2倍左右。④管道新技術(shù)落后。而我國(guó)特殊環(huán)境中（如深海、沼澤、山地等）管道施工技術(shù)方面落后。⑤燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，腐蝕嚴(yán)重；原設(shè)計(jì)管道管材、輸配壓力及接口形式不適合輸送天然氣；氣源凈化不達(dá)標(biāo)，造成天然氣中雜質(zhì)堵塞管道，達(dá)不到設(shè)計(jì)能力；違章占?jí)禾烊粴夤艿垃F(xiàn)象嚴(yán)重。本課題的意義在于了解天然氣集輸管線安全現(xiàn)狀并分析天然氣集輸管線存在的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行危險(xiǎn)危害因素辨識(shí)。主要成果是通過對(duì)天然氣集輸管線的安全現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)了集輸管線運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)針對(duì)這些問題采取可行性較高的對(duì)策措施，最后對(duì)這些問題進(jìn)行了比較詳細(xì)的探討，得出了一些提高天然氣集輸管線安全運(yùn)行的方案。①天然氣的主要組成1)烷烴類：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷、庚烷及以上更重烷烴；2)不飽和烴：如乙烯、丙烯、丁烯；3)環(huán)烷烴和芳烴：如環(huán)戊烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯等。②天然氣的礦藏分類1)純氣田天然氣：主要成分是甲烷，占90%。2)石油伴生氣：開采石油的副產(chǎn)品，開采過程中，隨著壓力的降低，從液相中釋放出的可燃?xì)怏w，經(jīng)過凈化和生壓后輸送給城鎮(zhèn)居民和工業(yè)企業(yè)作燃料或原料用。3)凝析氣田氣：從氣井開采出來(lái)經(jīng)凝析后以甲烷，乙烷為主的可燃?xì)怏w，甲烷占70%，戊烷和戊烷以上的碳?xì)浠衔镎?0%以上。③天然氣的基本性質(zhì) 天然氣具很多優(yōu)點(diǎn)：安全，易燃燒，清潔無(wú)渣，發(fā)熱量大，利于環(huán)境保護(hù)，燃燒率高等，基本性質(zhì)有以下幾種：1)天然氣是一種可燃燒的氣體，在混合空氣中，天然氣的濃度只要達(dá)到5%~15%，遇到火種就會(huì)燃燒或爆炸。3)天然氣熱值比較高，179。（居民燃?xì)饧s占20%左右，工業(yè)用氣約占80%）2)天然氣發(fā)電。（以天然氣為原料可以生產(chǎn)合成氨、甲醇、乙炔、氫氰酸、甲烷氯化物、二硫化碳、炭黑等產(chǎn)品）4)壓縮天然氣汽車和助動(dòng)車[3]。從全世界來(lái)看18世紀(jì)以前主要是用木、竹管道輸送。我國(guó)第一條現(xiàn)代意義的輸氣管道是l963年在四川建成的管徑426mm、長(zhǎng)度55km的巴渝管線?，F(xiàn)在已經(jīng)開始朝著大口徑，高壓，長(zhǎng)距離輸送的方向進(jìn)行建設(shè)，采用X70，X80鋼材建設(shè)管線。長(zhǎng)輸管道：是指產(chǎn)地、儲(chǔ)存庫(kù)、使用單位間用于商品介質(zhì)的管道。本課題研究的天然氣集輸管線包含了集輸管道部分和長(zhǎng)輸管道部分。這些設(shè)備從氣田的井口裝置開始，經(jīng)礦場(chǎng)集氣、凈化及干線輸送，再經(jīng)配氣管網(wǎng)送到用戶，形成一個(gè)統(tǒng)一的、密閉的輸氣系統(tǒng)?，F(xiàn)代天然氣管道輸送則普遍采用壓氣機(jī)提供壓力能，對(duì)所輸送的天然氣的質(zhì)量也有嚴(yán)格的要求。根據(jù)天然氣的礦藏分類不同，可以有不同的生產(chǎn)工藝，但大部分都是相同的。當(dāng)天然氣中含有H2S、H2O時(shí)，即需經(jīng)過天然氣處理廠進(jìn)行脫硫、脫水處理，使天然氣達(dá)到符合管輸要求的條件，然后輸往長(zhǎng)輸管道然后輸至長(zhǎng)輸管道首站。集輸工藝流程是表達(dá)天然氣的流向和處理天然氣的工藝方法。對(duì)于一條集輸輸氣管線，一般有首站、增壓站、分輸站、清管站、閥室和末站等不同類型的工藝站場(chǎng)。在這種流程里面，所有用來(lái)調(diào)節(jié)氣井工作、分離氣體中的雜質(zhì)、計(jì)量氣量和凝析油量、防止水合物形成等設(shè)備儀表，都直接布置安裝在距離井口不遠(yuǎn)的地方。分理后的液體進(jìn)入其他管系。1）常溫分離集氣站的功能是收集氣井的天然氣；對(duì)收集的天然氣在站內(nèi)進(jìn)行氣液分離處理；對(duì)處理后的天然氣進(jìn)行壓力控制，使之滿足集氣管線輸壓要求；計(jì)量。1氣井；2采氣樹針形閥；3加熱爐；4氣井產(chǎn)量調(diào)控節(jié)流閥；5加熱爐；6氣體輸壓調(diào)控節(jié)流閥 2）低溫分離集氣站流程：即分離器的操作溫度在0℃以下，通常為4~20℃。其功能和常溫工藝差不多，但是多了對(duì)收集的天然氣在站內(nèi)進(jìn)行低溫分離并且回收液烴。天然氣在進(jìn)入抑制劑注入器之前，先使其通過一個(gè)脫液分離器(因在高壓條件下操作，又稱高壓分離器)，使存在于天然氣中的游離水先行分離出去。預(yù)冷的方法是將低溫分離器頂部出來(lái)的低溫天然氣通過換熱器，與分離器的進(jìn)料天然氣換熱，使進(jìn)料天然氣的溫度先行下降。首站的工藝流程主要有正常流程、越站流程，工藝區(qū)主要有分離區(qū)、計(jì)量區(qū)、增壓去、發(fā)球區(qū)等。其流程主要有正常流程、越站流程、收發(fā)球流程。天然氣管道的清管作業(yè)有投產(chǎn)前清管和正常運(yùn)行時(shí)的定期清管。正常運(yùn)行期間的清管是指管道運(yùn)行一段時(shí)間后，由于氣體內(nèi)含有一定的雜質(zhì)和積液積存在管線內(nèi)，使管輸效率下降，對(duì)管線造成腐蝕等，因此需要清管。閥室的主要作用有兩個(gè)，一是當(dāng)管線上、下游發(fā)生事故時(shí)，管線內(nèi)天然氣壓力會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生很大的變化，快速截?cái)嚅y可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的允許壓降速率自動(dòng)關(guān)斷閥門，切斷上、下游天然氣，防止事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大；二是在維修管線時(shí)切斷上下游氣源，放空上游或下游天然氣，便于維修。末站的工藝主要有氣質(zhì)分離、調(diào)壓、計(jì)量和收球等工藝[4]。由于這些物質(zhì)的存在和聯(lián)合作用，會(huì)使輸送設(shè)備和管道產(chǎn)生磨損、腐蝕、硫化氫應(yīng)力開裂等破壞，嚴(yán)重時(shí)堵塞管道、儀表及影響設(shè)備，同時(shí)還會(huì)浪費(fèi)大量的輸送能量。常用工藝設(shè)備有過濾器、分離器、過濾分離器、脫硫塔，脫水塔以及為天然氣輸送提供能量的機(jī)泵，起到調(diào)節(jié)作用的閥門等。①過濾設(shè)備過濾設(shè)備有1）機(jī)械過濾器，如袋式過濾器，濾布式過濾器（MDEA過濾器和TEG過濾器）和過濾管式過濾器。3）液體聚集型過濾器，通常用于介質(zhì)中含有很難去除的的液體（潤(rùn)滑油、氨），也用于去除非常細(xì)的液體或用于保護(hù)不能有液體存在的非常精密的儀表和設(shè)備。按照其結(jié)構(gòu)形式主要有耙式顆粒層過濾器，旋風(fēng)式顆粒層過濾器，塔式旋風(fēng)顆粒層過濾器，沸騰顆粒層過濾器。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)用廣泛。因此旋風(fēng)分離器是一種處理能力大，分離效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分離設(shè)備，可以基本除去5μm以上的液滴。3）過濾分離器，主要特點(diǎn)