[发明专利]一种含硫天然气管道的泄漏中毒潜在影响区域计算方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气管道完整性管理领域，尤其涉及一种含硫天然气管道的泄漏中毒潜在影响区域的计算方法。

背景技术

天然气是一种清洁、高效的能源，而管道输送是众多天然气运输方式中最为经济的方式之一。目前，我国建成的天然气管道总长已超过8万公里。随着经济社会的发展，我国对天然气资源的需求也持续增加，众多已探明的含硫天然气矿也得以开采和利用。但是，含硫天然气对输送管道的腐蚀能力远大于净化天然气，在管道的运营过程中，因腐蚀所产生的管道泄漏事故也时有发生。因此，输送含硫天然气管道的完整性管理越来越得到国内外管道运营者的重视。

管道完整性管理的基础是对管道高后果区的划分，而管道风险的潜在影响区域（Potential Impact Area）则是管道高后果区的划分依据。受国际公认的完整性管理标准ASME B31.8S《Managing Integrity System of Gas Pipeline》和API1160《Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines》，以及我国的行业内标准SY/T6621《输气管道系统完整性管理》均定义管道风险的潜在影响区域是指管道失效后果的量化指标，用于表征受失效后果危害影响的区域范围。目前，以上三种标准均采用相同的潜在影响区域计算公式，其表述如下：

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

式中r——潜在影响区半径，m；

d——天然气管道的外直径，m；

p——天然气管道的输送压力，kPa。

据文献《A model for sizing high consequence areas associated with natural gas pipelines.》（Mark J.Stephens.C-FER Report99068.Edmonton,Canada,2000.）论述，该公式建立的核心假设是：从管道中泄漏的天然气在泄漏点位置被立即点燃；该公式建立的理论基础是：火灾所带来的热辐射导致人、物的损害。

分析天然气管道泄漏事件不难发现，“立即点燃”并非该事件的唯一后果。当泄漏点附近不存在点火源时，例如泄漏点位于水稻田附近，泄漏的天然气将不会被立即点燃，而是在扩散作用下，于泄漏点下风方向形成一个可燃气体覆盖区域。另一方面，对于含硫天然气而言，火灾热辐射也并非造成人员伤亡的唯一原因。由于H₂S具有极强的毒性，人体接触极微量的H₂S就可能中毒身亡。因此，含硫天然气在未点燃条件下所形成的扩散云区域内，还有可能引发人员中毒的后果。显然，要表达这一中毒潜在影响区域应基于大气扩散理论，以及H₂S的人员中毒剂量。由此可见，目前标准中所采用的潜在影响区域计算公式，从建立的假设到理论基础都不能表达含硫天然气在延迟点燃条件下所引发的人员中毒后果，其计算结果存在缺陷。

发明内容

本发明提供一种含硫天然气管道的泄漏中毒潜在影响区域的计算方法，以解决现有技术中的各种缺点不足，本发明采取的技术方案如下：

提供一种含硫天然气管道的泄漏中毒潜在影响区域计算方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，根据输气管道设计资料和现场踏勘，收集管道的管径、壁厚、运行压力、天然气中的含硫量、所处地区的地表环境、地表平均风速、天气条件、云量和太阳辐射强度基础数据；

步骤二，根据基础数据对计算潜在影响区所需的管道所处地区的大气稳定程度、管道所处地区的地表粗糙度、管道所处地区的扩散参数进行计算；

步骤三，将计算得到的参数值代入到含硫天然气管道的泄漏中毒潜在影响区域计算公式中，其中，公式的约束条件为：最终确定潜在影响区域的范围。