E & C Technology |工程技術烯烴輸送管道建設與運彳的技術問題侯學瑞中國石化集團管道儲運公司華東管道設計研究院江蘇徐州221008摘要以揚于石化一揚州化工園區(qū)的烯烴輸送管道為例，分析了烯烴管道在施工和運行期間的環(huán)境污染和危害因素,提出了管道設計、建設及運營期間的安全和環(huán)境保護措施。從環(huán)境保護和安全運行的角度出發(fā),認為在管道設計上應確保管道的本質安全，在施工和運營上應加強管理工作。關鍵詞烯烴管道環(huán)境保護危險因素設計施工運行安中圖分類號TU7文獻標識碼B文章編號1672-9323 (201 1)01 -0068-031管道概況2009年底建設的揚于石化-揚州化工園區(qū)的烯烴管道工正常運營期內的廢氣主要來自清管掃線排氣、系統(tǒng)超壓排程是從揚于石化鋪設2條管線分別輸送20萬t/a乙烯和16萬氣和無組織排氣等,主要污染物為乙烯丙烯,廢氣納入首末站t/a丙烯至揚州化工園區(qū)。管道長度36.3 km,其中埋地管道的焚燒系統(tǒng)焚燒后排放。29km,管廊(已建成)架空管道7.3km。管道經過南京六臺區(qū)和.2.2廢水揚州儀征市。全線設首、末兩座站場,乙烯管徑273mm,設計壓施工期間產生的廢水主要為施工人員的生活污水和試壓所力4.1MPa,輸送介質為氣相乙烯;丙烯管徑168mm,設計壓力產生的廢水。施工期間不在野外設集中營地，施工人員生活依托4.0MPa,輸送介質為液相丙烯,設計輸送溫度為-10~60C。賓館原有的生活設施解決。分段試壓的廢水主要含鐵銹和泥沙，根據《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160-2008的規(guī)擬經沉淀過濾處理后重復使用,重復利用率可達50%,只有少量定,乙烯和丙烯都屬于甲A類危險物質,與空氣能形成爆炸性排人地表水體或作為灌溉用水。混合物,遇熱源、明火或與氧化劑接觸,有燃燒爆炸的危險。一旦營運期間的廢水有生產廢水和生活污水，生產廢水為場地泄露，將會產生嚴重的后果。對于跨區(qū)域長距離的烯烴輸送管機械沖洗水，站場的廢水排人當地的污水處理廠進行處理。道,目前國內尚未制訂可以直接執(zhí)行的標準和規(guī)范。該烯烴輸送2.3固體廢物管道在工程設計.施工和運營過程中,結合實際情況,參照執(zhí)行施工期間的固體廢物來源于施工廢料、試壓用水的沉淀物了國內外的相關標準規(guī)范，并進行了專題的安全評價和環(huán)境影和生活垃圾。施工棄土大部分就地平整,頂管穿越產生的棄土可響評價,采取了積極的環(huán)保和安全控制措施,為其它類似管道的作為填土處置或在指定地點堆放;定向鉆穿越過程中產生的以環(huán)境保護和安全運行提供了有益的借鑒。膨潤土為主要成分的廢棄泥漿，應安全填埋或送當地環(huán)保部門2環(huán)境污染.危險因素分類指定的垃圾堆放場處置。生活垃圾由環(huán)衛(wèi)部門進行處理,焊接廢2.1廢氣料等不得隨意丟棄,應集中回收利用。施工期間的廢氣主要為機動車輛和施工機械作業(yè)燃油產生營運期間的固體廢物主要是站場的生活垃圾，由當地環(huán)衛(wèi)的廢氣和揚塵。管道所經區(qū)域雨水多,氣候濕潤,管道施工采用部門收集處置。清管作業(yè)及檢修產生的少量廢渣,作為危廢由當邊開挖邊埋設管道的措施,因此施工中產生的揚塵極少。管道悍地職能處理部門有償處置。接、管溝開挖、頂管和定向鉆穿越所使用的柴油機等設備會產生2.4噪聲少量的燃燒廢氣,但由于施工現場在野外,有利于廢氣的擴散,施工期間的噪聲主要來自施工機械產生的噪聲，由于施工且產生的廢氣量小,廢氣污染源具有間歇性和流動性的特點，且點多在野外,通過臺理安排施工作業(yè)時間,噪聲-般不會對居 民68|石油化工建設201.01的相互影響,也減少了氣相管道遭到破壞的幾率。產生影響。運行期間的噪聲主要為泵機組和壓縮機組運行時驅動電機自然地畫自然地面所產生的，應選用低噪聲電機和輸送設備。2.5危險因素乙烯和丙烯為甲A類危險物質,屬易燃易爆、易揮發(fā)危險物，有燃燒爆炸的危險。乙烯管道4273( )乙烯,常溫常壓下為帶有甜味的無色可燃氣體。幾乎不溶于水,溶于有機溶劑。乙烯在低濃度時,有刺激作用,高濃度時具有較強的麻醉作用，但無明顯興畝階段,麻醉快,清醒也快。對皮膚粘膜沒有刺激作用。主要中毒途徑是呼吸道吸人，其次為皮膚接丙烯管道觸1900丙烯,常溫下為無色、無臭.稍帶有甜味的氣體。不溶于水，L__ 10」L_100溶于有機溶劑。屬低毒類。丙烯的麻醉作用及對心血管系統(tǒng)的毒圖1乙烯.丙烯管道管溝布置圖(單位: mm)性較乙烯強。丙烯是經呼吸道侵入人體吸人可導致感覺異常和(5) 管道焊接及檢驗意識喪失。管道悍接采用氬弧焊打底，手工下向焊填充蓋面的焊接方3管道建設期間的安全與環(huán)境保護措施式。焊接施工前先進行焊接工藝評定,焊接作業(yè)嚴格按照焊接工3.1管道設計藝規(guī)程的要求進行。(1) 鋼管選擇焊縫先進行外觀質量檢查，外觀檢驗合格后方可進行超聲鋼管類型結合輸送工藝及沿線管道的敷設條件，按照安全.波檢測和x射線檢測,超聲波檢測1級焊縫為臺格,射線檢測可靠、經濟的要求進行選擇。結合本工程管徑較小，選用o級焊縫為臺格。不合格的焊縫按照修補作業(yè)規(guī)程進行返修。L245NB等級的無縫鋼管，鋼管執(zhí)行質量和檢驗要求相對較高(6)清管.試壓和氮氣置換的《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術條件第2部分:B級鋼分段試壓前采用清管器進行分段清管，清管應確保將管道管》GB/T9711.2-1999,并編制了補充技術規(guī)定,對鋼管的化學內的污物清除干凈。成分、力學性能、幾何尺寸.制造及檢驗等提出附加要求。管道下溝后分段進行強度試壓及嚴密性試壓，試驗介質采管道壁厚參照輸氣管道工程設計規(guī)范)GB50251-2003中用清潔水.其中強度試驗壓力為1.5倍的設計壓力,嚴密性試驗的三級地區(qū)進行設計,強度設計系數取0.5,穿跨越公路和河流壓力為設計壓力。強度試驗以穩(wěn)壓4h,無泄漏為合格:嚴密性試處強度設計系數取0.4,通過提高管道的強度設計系數來確保驗以穩(wěn)壓24h.壓降不大于1%的試驗壓力值且不大于0.1MPa管道的本質安全。為臺格。(2)防腐層選擇管道試壓、清管結束后采用干燥空氣進行吹掃吹掃完畢充為避免管道因腐蝕造成泄露，根據管道敷設地段的土壤腐人干燥氮氣,并保持管內0.12~0.15MPa的微正壓密封,防止蝕情況和植被類型.管道采用三層PE加強級防腐層,并在末站外界濕氣重新進入管內。設置陰極保護站1座，采取外防腐層和外加強制電流的聯合陰(7) 截斷閥室設置極保護來確保管道不受腐蝕;在沿線每隔skm設置均壓線,以為了在管道發(fā)生事故時減少輸送介質泄漏量、減輕管道事消除兩管道間的電位差;在管道下溝完成后，采用地面低壓音頻故可能造成的次生災害，便于管道的維護搶修，全線設置兩座檢漏儀對防腐層進行檢查,發(fā)現漏點進行修補。RTU截斷閥室.閥門采用全通徑全焊接球閥。(3)安全間距(8)線路標志和警示帶設置參照《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范)GB 50028- 2006中關于液態(tài)液管道建成后，為便于對管道的養(yǎng)護和檢修,在管道上方設置化石油氣埋地管道與相臨設施安全間距的要求，管道與村鎮(zhèn)、居線路標志柱和警示牌。民點及公共建筑的距離不應小于40m，與高速公路、I口級公路埋地管道全線加設警示帶，警示帶置于管道上方約0.5m和其它管道平行數設時,安全間距不宜小于10m.四級及以下公處，寬度不小于0.5m。警示帶采用聚乙烯材料制作,厚度不小于路不宜小于5m。0. 2mm,底色為黃色警示帶上書寫“下有化工原料管道，禁止挖(4)管溝布置掘,危險!”等警示語,以提請第三方施工時注意保護管道。由于乙烯丙烯在輸送時分屬不同的液相和氣相，同溝敷設3.2管道建設采取分層布置管道的措施,液相乙烯置于管溝上方,氣相丙烯處管道建設期間作業(yè)帶的臨時占地及線路標志樁和截斷閥室于管溝下方(埋設相對較深) ,管道水平凈距約1.7m.堅向凈距的永久占地將不可避免地對當地的農業(yè)、林業(yè).種植業(yè)等產生一約1m。在方便施工減少工程投資的前提下，盡可能避免兩管道石油化工建設2011.01 |69E & C Technology |工程技術定的影響;管道敷設和穿越作業(yè),也會改變一定范圍內的土壤結(1) 制定嚴格的操作規(guī)章制度。對操作人員進行崗位培訓,構,可能影響到土地利用,引起水土流失;穿越施工可能會影響提高操作人員的素質和技能,防止誤操作、違章作業(yè)及操作失誤到水生物的洄游和棲息環(huán)境，施工產生的棄渣可能會對附近的帶來的風險事故。地表水環(huán)境產生影響;開挖穿越道路,還會給當地居民的生活出(2)設置自動檢測系統(tǒng)。利用DCS系統(tǒng)對輸送過程的重要行產生一定的不便。參數進行監(jiān)控,并實現輸送過程的操作控制和安全控制;同時信在管道建設期間，應嚴格按照國家現行的法律法規(guī)和標準號隨光纜傳輸，實現首站和末站間的通訊聯絡;兩端均設置流量規(guī)范的要求，從施工設備和現場管理兩方面著手加強現場的管計,監(jiān)測、計量流量的變化。里。施工作業(yè)過程中要嚴格控制作業(yè)帶的寬度,不得隨意擴大施(3) 按規(guī)定對設備進行維護、保養(yǎng),更換易損、老化部件,防工帶寬,開挖施工保證生土和熟土分開堆放,回填時先填生土再止跑、冒、滴、漏的發(fā)生。填熟土;河流大中型穿越采用定向鉆方式，河流開挖穿越施工應(4)加強外管道的管理。設置專職的巡線員,增加巡線的頻在枯水期進行，道路穿越盡量采用頂管方式。管道建設完畢后，次,以便能及時發(fā)現對管道直接或潛在的危害作業(yè),除正常的農通過種植新的草皮和植被,恢復沿線地表原貌,以減少對生態(tài)環(huán)業(yè)生產外，不得在管道附近從事其它活動，嚴禁在管道附近取境的影響。土.挖塘或修建其它構筑物。4管道運營期間的安全要點(5)建立管道風險事故處理應急系統(tǒng),制定完善的管道風管道采用密閉輸送工藝，正常情況下不會對當地的環(huán)境產險事故應急措施。設立搶維修中心，配備必要的搶維修機具,用生不利影響,但在發(fā)生事故的情況下,烯烴的泄漏會污染當地的于發(fā)生泄漏事故后應急搶修工作,以確保管道安全、可靠、高效環(huán)境,并可由此引起的火災,爆炸.中毒事故。運行。在管道運營期間，采取以下的措施來預防和防范事故的發(fā)(收稿日期:2010-10-30)生(上接67頁)在穩(wěn)定塔下端出油口處安裝一閘閥,閥門外側安裝進水口,我們覺得為了防止硫化亞鐵自燃而引發(fā)爆炸，仍然有一些緩慢上水;開啟穩(wěn)定塔頂部排氣閥，向穩(wěn)定塔體內充水,待穩(wěn)定問題值得探討:塔頂部排氣閥溢水為止,確保塔體內殘余氣體排盡。在原油處理工藝系統(tǒng)內,只要有硫存在,必然會產生硫化亞(3) 注人氮氣,排空積水鐵?；钚粤蚋g產物一FeS是含硫原油處理及儲運設備檢修、拆從穩(wěn)定塔頂部排氣閥向塔體內注人氮氣,開啟穩(wěn)定塔底部除的一大“隱形殺手”,目前國內外主要采取隔離法、清洗法和鈍的進水口閘閥，直至塔內的水排盡,關閉塔頂的排氣閥和穩(wěn)定塔化法等方法防止硫化亞鐵自燃。下端的進水閘閥。隔離法:即防止硫化亞鐵與空氣中的氧氣接觸,如采用情性(4)吊車預吊,割斷裙座氣體保護或水封保護。本工程采用隔離法用于原油處理設備的采用80t吊車將穩(wěn)定塔頂部吊起，并使鋼絲繩負載。采用火.拆除施工,成功避免了因硫化亞鐵自燃引發(fā)的爆炸事件。焰切割，切斷穩(wěn)定塔體底部裙座。清洗法:對容器設備采用蒸汽.酸性溶液或堿性溶液等化學(5)起吊塔體,緩慢放倒清洗方法。清洗的廢液必須進行一定的化學處理，否則會對環(huán)境采用80t吊車吊起塔體頂部，同時55t吊車配合吊起塔底,造成一定的傷害。將穩(wěn)定塔體緩慢平放。鈍化法:用鈍化劑對設備進行處理,將易自燃的硫化亞鐵轉(6) 二次充水,排除氮氣化為穩(wěn)定的化臺物,從而防止硫化亞鐵的自燃。這是防止硫化亞再次將穩(wěn)定塔體充水,置換塔體內的氮氣后密封。鐵自燃最為安全的方法,通過鈍化消除其活性,達到阻止其自燃(7)帶水切割,縱向“剖腹”的目的，而且對設備腐蝕性小，對環(huán)保無影響,但成本較高。在平放的穩(wěn)定塔上側，沿塔體全長縱向切開。選用何種方法預防硫化亞鐵自燃，應因時因地.因設備、因(8)環(huán)向肢解，移運站外環(huán)境而確定。對穩(wěn)定塔環(huán)向切割成三部分,迅速移運站外。由于塔體內部參考文獻已完全暴露在空氣中，硫化亞鐵自燃產生的大量熱量散發(fā)到空|劉忠生，王有華，戴金鈴.酸性水罐氮氣保護防止硫化亞鐵自燃事故氣中,也就不可能引發(fā)爆炸。的設計分析|刀].當代化工, 2009,(02).2萬成略,汪麗.可燃氣體含氧量安全限 值的探索.中國安全科學學3問題討論經過項目部周密的部署,嚴格遵守制定的施工措施,原油穩(wěn)報,1999.3謝傳欣，王慧欣.硫化鐵自燃防范研究報告.中國石化青島安全工程研定塔及9臺設備和管網按期、安全.順利的完成了拆除任務。究院, 2006.(收稿日期:2010-07-22)70|石油化工建設20101