??????? 全氣田聯(lián)鎖控制緊急關(guān)斷邏輯共分為4級:
??????? ESD-1:一級關(guān)斷為最高級別,該級別關(guān)斷為全氣田關(guān)斷(包括井場、集輸、凈化和外輸)。其處理分為兩種方式:緊急關(guān)斷并保壓、緊急關(guān)斷并放火炬。此級關(guān)斷觸發(fā)全氣田站場的ESD-1級關(guān)斷。
??????? ESD-2:支線關(guān)斷或區(qū)域聯(lián)合裝置級關(guān)斷。此級關(guān)斷觸發(fā)此支線沿線站場的ESD-2級關(guān)斷。主要由以下原因觸發(fā):輸氣支線爆管泄漏;線路閥室火災(zāi)或氣體大量泄漏;手動觸發(fā)。
??????? ESD-3:單站關(guān)斷。分兩種情況:ESD-3級泄壓關(guān)斷和ESD-3級保壓關(guān)斷。
??????? ESD-4:單元關(guān)斷(站場3級)。此級別關(guān)斷應(yīng)由操作人員確認(rèn)報警后,自動觸發(fā),切斷相關(guān)工藝單元,視具體邏輯啟動局部放空。
??????? 普光氣田在投產(chǎn)試運(yùn)過程中曾3次觸發(fā)一級關(guān)斷,其可靠性得到了充分的驗(yàn)證,同時為普光氣田的應(yīng)急處置和搶修提供了實(shí)戰(zhàn)演練的機(jī)會。
??????? 2 應(yīng)急管理措施
??????? 2.1 復(fù)雜山地大型高含硫氣田應(yīng)急疏散通訊系統(tǒng)
??????? 根據(jù)硫化氫含量和緊急切斷閥(ESDV)間距,應(yīng)用含硫天然氣泄漏山地擴(kuò)散模型研究確定通訊覆蓋范圍,并根據(jù)地形地貌和人口分布,確定廣播點(diǎn)數(shù)量與位置,在普光氣田各站場、輸氣管道沿線1.5km,凈化廠圍墻外2km危險范圍內(nèi)建立了世界上最大規(guī)模的緊急疏散廣播系統(tǒng)。廣播系統(tǒng)采用800M數(shù)字集群+5.8G微波通訊系統(tǒng)。通過研發(fā)任意區(qū)域、任意組合的分區(qū)廣播技術(shù),實(shí)現(xiàn)指定區(qū)域廣播通訊。研發(fā)了應(yīng)急廣播的實(shí)時自檢技術(shù),確保系統(tǒng)完好;研發(fā)的集群電話強(qiáng)插廣播技術(shù),實(shí)現(xiàn)了緊急狀態(tài)下的及時廣播。應(yīng)急疏散廣播系統(tǒng)共設(shè)置6個基站、287個廣播點(diǎn),范圍達(dá)140km2,覆蓋6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)23村,6萬多人口。
??????? 2.2 應(yīng)急疏散能力評估與道路優(yōu)化[6]
??????? 根據(jù)不同疏散路徑、人口密度、居民的年齡和性別、運(yùn)行速度、疏散時間以及硫化氫擴(kuò)散規(guī)律等影響因素,對普光地區(qū)居民行走速度進(jìn)行實(shí)地測試,運(yùn)用步行人流模擬(BuildingEXODUS)等軟件對普光氣田應(yīng)急疏散能力進(jìn)行評估研究。根據(jù)疏散評估結(jié)果,優(yōu)化了應(yīng)急道路。
??????? 在人口密集區(qū)域,根據(jù)廠(站)、集氣干線分布情況修建了應(yīng)急主干道。對居住在場站、管道周邊的居民從居住點(diǎn)到應(yīng)急集合點(diǎn)修建了應(yīng)急便道。優(yōu)化后的應(yīng)急道路呈網(wǎng)狀和枝狀分布,各種道路相互貫通,便于突發(fā)事件情況下人員疏散。普光主體共修建了6條應(yīng)急主干道,道路總長約65km;96條支干道,道路總長約86km。通過企地應(yīng)急演練,應(yīng)急疏散快速有序,應(yīng)急疏散道路滿足需要。
??????? 2.3 應(yīng)急預(yù)案體系
??????? 結(jié)合該氣田實(shí)際,制訂了分公司、廠、車間3級應(yīng)急預(yù)案:①分公司級包括1個綜合預(yù)案和9個專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案;②廠級(采氣廠、凈化廠)分別包括1個綜合預(yù)案和8個專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案;③車間級包括應(yīng)急處置方案345個(采氣區(qū)202個、凈化廠車間143個)。至此,普光氣田初步形成了“一點(diǎn)一案、一事一案”,“橫向到邊、縱向到底”的應(yīng)急預(yù)案體系,填補(bǔ)了國內(nèi)高含硫氣田應(yīng)急管理的空白。
??????? 2.4 應(yīng)急指揮系統(tǒng)
??????? 普光氣田成立了以生產(chǎn)調(diào)度為中心的分公司、廠兩級應(yīng)急指揮系統(tǒng)。采氣廠、凈化廠生產(chǎn)調(diào)度室分別配備4名專職應(yīng)急管理工程師,以及應(yīng)急救援中心119調(diào)度室值班人員,實(shí)行24h監(jiān)管。
??????? 2.5 企地應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制
??????? 建立三級企地應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制,即:分公司與宣漢縣的一級應(yīng)急疏散聯(lián)動;廠與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的二級應(yīng)急疏散聯(lián)動;站與村的三級應(yīng)急疏散聯(lián)動。重點(diǎn)針對凈化廠周邊群眾在突發(fā)事故時能夠在最短時間內(nèi)有序、高效撤離至安全區(qū)域,最大限度地降低事故后果。與普光鎮(zhèn)和土主鄉(xiāng)成立了廠鎮(zhèn)應(yīng)急聯(lián)動指揮部,與村聯(lián)合成立村社應(yīng)急聯(lián)動小組,制訂了應(yīng)急聯(lián)動程序和處置方案。
??????? 同時采取多種形式的安全教育:對凈化廠周邊1500m以內(nèi)居民發(fā)放《應(yīng)急知識宣傳冊》、《安全告知書》;對普光鎮(zhèn)、土主鄉(xiāng)組織開展群眾教育,開展應(yīng)急培訓(xùn);對應(yīng)急聯(lián)動指揮人員進(jìn)行應(yīng)急疏散方案培訓(xùn);定期組織疏散演練,使居民掌握應(yīng)急狀態(tài)下的逃生方法等。
??????? 2.6 應(yīng)急救援裝備
??????? 為有效應(yīng)對高含硫氣田各類突發(fā)事故,提高應(yīng)急救援效率,保證救援作業(yè)順利實(shí)施,根據(jù)高含硫天然氣特性和當(dāng)?shù)靥囟ǖ牡匦螚l件,研發(fā)并配備了大量應(yīng)急救援專用裝備。
??????? 2.6.1山地消防坦克
??????? 選用國產(chǎn)59式主戰(zhàn)坦克底盤研發(fā)了山地消防坦克,可翻越0.5m障礙物,跨越2m寬壕溝,裝備氣體探測儀、氧氣呼吸器、軍用車載喉頭無線對講系統(tǒng)、數(shù)碼溫控噴淋啟動裝置等裝備。具有防爆炸、防撞擊、防高溫、防坍塌等性能,加之完善的隔熱、噴淋降溫保護(hù)措施,可實(shí)現(xiàn)近距離滅火或穿越火場。消防坦克頂部裝有大口徑車載水炮,既可打出水柱也可打出泡沫。同時配備液壓式清障鏟,依靠520馬力(1馬力=735.499W)坦克發(fā)動機(jī)提供的巨大動力,可撞擊、推鏟、拉拽各種障礙物,確保在各種復(fù)雜條件下接近火場滅火或?yàn)閾岆U處置開辟救援通道。
??????? 2.6.2渦噴消防車
??????? 針對硫化氫氣體不易逸散的特點(diǎn),研發(fā)了第一代強(qiáng)風(fēng)搶險車。該車安裝液壓軸流式風(fēng)機(jī),并在排煙通風(fēng)機(jī)四周安裝了水霧滅火系統(tǒng),是集通風(fēng)、排煙、除塵、滅火、改變風(fēng)向等功能于一身的多功能全遙控機(jī)器人,可以在距離100m范圍內(nèi),對車輛和強(qiáng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行遙控操作,極大地滿足了火場特別是硫化氫泄漏區(qū)域、隧道、地鐵或石油化工場所的消防救援需要。2009年研發(fā)了強(qiáng)風(fēng)車的第二代車品——渦噴消防車。該車功能更為強(qiáng)大,利用渦噴發(fā)動機(jī)產(chǎn)生高速氣流作為載體,將滅火劑撞擊成霧狀的顆粒,以巨大動能,遠(yuǎn)距離、高強(qiáng)度、大范圍地噴出直接滅火,提高滅火效率。噴射水霧流有效距離大于等于80m,出口風(fēng)速70m處達(dá)到18m/s(相當(dāng)于10級大風(fēng)),出口風(fēng)量80m處約為116×104m3/h。該車可以實(shí)現(xiàn)正壓送風(fēng),改變方向,迅速冷卻降溫,稀釋有毒有害氣體,保護(hù)搶險人員人身安全,同時具有防化洗消作用,利用渦噴發(fā)動機(jī)噴口噴出的燃?xì)飧邷?、高速射流,對受污染物體表面連續(xù)噴吹清洗。
??????? 2.6.3遠(yuǎn)程點(diǎn)火裝置
??????? 為解決鉆井井噴、酸壓放噴過程中可能發(fā)生點(diǎn)火失效的問題,先后嘗試使用弓弩、信號發(fā)射器等實(shí)施遠(yuǎn)程點(diǎn)火,但因無法準(zhǔn)確點(diǎn)火而放棄。最終選擇了軍用火焰噴射器改進(jìn)方案,并研發(fā)了遠(yuǎn)程點(diǎn)火裝置。該點(diǎn)火裝置射程約60m,火焰溫度2000℃,并可在100m范圍內(nèi)進(jìn)行遙控。
??????? 3 認(rèn)識與建議
??????? 1) 普光氣田建立了完善的安全控制技術(shù),對不同生產(chǎn)區(qū)域的安全防護(hù)距離進(jìn)行了優(yōu)化,確定了我國高含硫氣田的安全防護(hù)距離;集成多種監(jiān)測手段,形成了平面布局、立體布防、全方位的多元監(jiān)測體系;在國際上首次創(chuàng)建了上下游一體化的4級聯(lián)鎖關(guān)斷系統(tǒng)。
??????? 2) 建設(shè)了世界上最大規(guī)模的緊急疏散廣播系統(tǒng),通過應(yīng)急疏散能力評估對應(yīng)急道路進(jìn)行了優(yōu)化,研發(fā)了山地消防坦克和遠(yuǎn)程點(diǎn)火等裝備,建立了完整的應(yīng)急處置、人員疏散與應(yīng)急救援體系,形成了復(fù)雜山地高含硫氣田大規(guī)模應(yīng)急疏散與救援技術(shù),填補(bǔ)了我國高含硫氣田應(yīng)急管理技術(shù)的空白,能滿足和應(yīng)對高含硫氣田安全生產(chǎn)和應(yīng)急管理需要。
??????? 3) 普光氣田的安全控制和應(yīng)急管理技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。但在生產(chǎn)運(yùn)行階段,安全控制技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。首先,隨著生產(chǎn)的運(yùn)行,集輸系統(tǒng)出現(xiàn)不同程度的積液和硫沉積,因此應(yīng)加強(qiáng)對積液和硫沉積的預(yù)防與控制,降低系統(tǒng)的安全風(fēng)險。其次,要有計劃地開展集輸管道內(nèi)檢測、氫脆腐蝕監(jiān)測、缺陷無損檢測以及管道安全性評價技術(shù)研究。此外,要對關(guān)斷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造,進(jìn)一步優(yōu)化聯(lián)鎖關(guān)斷邏輯。
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