加臭剂必要性.doc

从天然气供应安全角度谈加臭的必要性及加臭方案实施的可行性
摘  要：本文从天然气输配安全角度介绍了添加加臭剂的必要性和可行性。由于天然气本身无色无味、易燃易爆，在输送或使用过程中，一旦泄漏很难被发现，而加入燃气泄漏示警的臭味剂后，即使有微量的泄漏，也可被及时发现、补救，从而避免发生天然气泄漏造成的燃爆事故，所以臭味剂的添加至关重要。 

关键词：天然气输配安全  加臭  必要性  可行性

    随着自贡市城市建设的发展，城市管道燃气供气日益普遍，由于城市环境的变化，随着用户新发展及“工带民”用户接收，供气区域不断扩大，燃气管网不断增加，在供气中出现的各类安全问题日益突出，为更好地保证城市燃气的供应安全，提高两个效益成为大家关心的问题。
    自贡市自一九六七年成立天然气公司以来，已经历了三十多年的历史，发展居民用户(含“工带民”用户)和机关团体、商业用户已达13万余户。随着时间的变迁，虽然对管网及燃气设施进行了更新改造、维护维修，但是自贡地处盐碱地带地上地下的管道腐蚀相当严重，室内镀锌钢管及室外埋地热沥青防腐管和其他燃气设施，加上一些管材本身质量、施工质量、防腐质量等诸多因素影响，致使管道使用寿命缩短，部分管线仅使用一、二年就已腐蚀穿孔，常常造成天然气泄漏，发生事故，不但影响正常供用气，而且还威胁到公共安全，给人民的生命安全造成不可挽回的损失。近几年，我市相继发生了几起因天然气泄漏未及时发现造成的燃爆事故，直接经济损失达100多万元。今年备受各界广泛关注的四川泸州市纳溪“5.29 ”天然气爆炸，就是天然气管道长时间泄漏气未及时发现，致使天然气经排污沟进入街道楼房负一楼与街面堡坎的夹墙内淤积，遇不明火种引发爆炸，造成5人死亡，35人受伤的严重后果，仅医疗、赔偿就近五百万元，直接间接经济损失达上千万元。
    天然气的主要可燃成分是甲烷(CH4)，按我国城市燃气的分类，自贡使用的天然气属纯天然气，甲烷含量高达95%以上，它无色无味，比重小于空气，可燃可爆(爆炸下限为5%，上限为15%)。其热值高，为35.6MJ/m3，是理想的优质的城市民用燃气。虽然其基本无毒，但其含量过高时，可使人窒息，达到爆炸极限范围浓度时，遇火可燃甚至爆炸，造成安全事故，天然气的致命弱点就是无色无味，泄漏难以察觉。加上自贡地区属盐碱地带，空气中卤气重，出现天然气微漏，甚至达到爆炸极限往往被人忽视。再就是，各种生物腐烂物、下水阴沟、化粪池、排水沟等产生的气味(含有微量甲烷)与天然气的气味也往往类似。
    为保证天然气的安全输配与使用，确保天然气用户与维修、管理人员能凭嗅觉及时早发现、早处理，防患于未然，把泄漏事故处理在萌芽状态，在天然气中实行“加臭”是十分必要的。这一问题早已受到世界各生产、使用天然气国家的重视，意大利等国在 1971 年就颁发了有关加臭的规范和标准。我国的东北、华北地区使用煤气或天然气也同样进行了加臭；成都煤气总公司也于前几年进口了加臭设备，对天然气进行了加臭。我国“城镇燃气设计规范”( GB50028—2002)第 2.2.3 条也规定了“城镇燃气应具有可以察觉的臭味”并对燃气加臭剂量作了规定。四川省“城市燃气输配及应用工程设计、安装、验收技术规程”( DBJ20—03—88)第2.1.3 条“城市燃气应具有可以察觉的臭味。无臭燃气应加臭”，加臭程度同样作了规定。
    由于原来自贡使用的天然气，其中含硫化氢高于国家《天然气》SY7514 的规定，气体中有少量硫化氢气味，泄漏量大时容易被人察觉。近十几年来，石油部门加大投资，陆续新建了天然气脱硫净化设备，使天然气气质达到国家规范要求。故近几年的天然气气质比以前好了。为避免今后再发生天然气泄漏燃烧爆炸事故，确保天然气输配使用安全，这就迫切要求我们依据规范的原则要求，借鉴其他城市的经验，结合我市天然气输配系统的实际和国内有关设备的生产情况，并从节约投资出发，提出一个简便可靠又易于实施的方案。
    一、致臭剂及其加入量
    规范规定，无毒燃气加入致臭剂，泄漏后在空气中“达到爆炸下限的20%时，应能察觉”。
    1、致臭剂
    作为民用燃气的致臭剂应具备有以下性质：
    ⑴致臭剂散发的气味应与日常生活中接触的气味(如：汽油、香蕉水、化妆品、阴沟下水道气味及厨房味等)有明显的区别。并应是难闻或敏感的气味。
    ⑵致臭剂应是可燃物质，且其燃烧产物是无毒的。
    ⑶致臭剂的物理化学性质应是稳定的，反应性较弱。
    ⑷有较强的挥发性，并难溶于水。
    ⑸不易腐蚀管道、设备及燃具。
    ⑹易于操作，且价格低廉。
    据国内外资料介绍，几种常用或可供选择的致臭剂都是硫醇类和带环状结构的硫化物。详见表一。 

　　表一中的四氢噻吩是国际上发达国家广泛使用的燃气气味添加剂，俗称“加臭剂”。它与目前被广泛采用的气味剂乙硫醇相比，具有抗氧化性强，化学性质稳定，气味存留时间持久，燃烧后无残留物，不污染环境，添加量少，腐蚀性小等优点。
    四氢噻吩的特点如下：
    ⑴物化性质：结构式
    分子式：C4H8S，分子量：88.1，闪点：>18℃  比重： 4/20℃ 0.9987，沸点：760MMHg 120℃ ，冰点：-96.16℃ ，自燃点：200℃
    溶解性：20℃几乎不溶于水，可溶于乙醇、乙醚 、丙酮。
    爆炸极限：20℃·760MMHg·V%，上限12.1% ，下限1.1%。
    性状：无色透明油状液体。
    ⑵特征：具有恶臭气味。
    ⑶质量标准：(企标等同法国气体公司标准)Q/SBJ02.04—1996
    2、致臭剂的加入量：
    致臭剂的加入量，目前国家尚无法定量标准，只有定性要求。各国对致臭剂的加入量(表二)也因其地理位置、气候条件、民族习惯和天然气的种类不同，而有较大的差别。图一还给出了本身有微臭的天然气与加臭天然气的臭味关系。 

　　参考国内外及考虑加臭设施的资料，加上我市的天然气含有微量硫化氢，本文认为，我市的天然气加臭加入量定为18mg/m3 是合适的，并以此计算及选择设备。因为此时天然气在空气中的浓度约为0.95-1.0%，其相应的可察觉浓度约为 0.18mg/m3 。在实际运行过程中，应根据季节及气温情况不断进行调整。按THT加入量为18mg/m3计算的致臭剂耗量见表三。 　　

　　二、安全措施：
    加臭设备本身的安全管理也是很重要的。因为致臭剂就是易挥发的可燃可爆物质。应制定严格的操作规程。
    ⑴致臭剂的购置运输必须按国家有关危险品的管理办法执行。
    ⑵THT的储存要避免温度过高(＜25℃)或阳光照射。并不得与其它物品混合存放。
    ⑶库房与加臭间应按“H—1”级“ Q—1”级建筑物管理。
    ⑷储液桶及计量罐灌装时，必须留有10%以上的自由空间。
    ⑸操作人员必须有两人以上同时操作，并穿戴好防护衣、口罩、手套及眼镜等。不得猛力移动或击打储液桶。
    ⑹清理时应用含氯漂白液冲洗。残液应拌砂后掩埋。

    三、天然气加臭的成本估算：
    按天然气输送量80000m3/d 计(只考虑对民用气)。加臭设备及附属设施(按三台套计)使用年限按12年计，致臭剂THT11.8万元/t(含运费)，加臭成本估算见表四。

　　即：每立方米天然气的加臭成本为0.0054元/m3 
    综上所述，从保证燃气管网安全运行，及时发现管道泄漏，消除泄漏事故隐患，对天然气加臭是非常必要的，也是一项保障安全的重要措施。同时通过对加臭的实施，使我司在今后确保安全输配气，做好安全防范工作，加强天然气及管网的管理，提高公司的经济效益和社会效益，在进一步提高供气安全可靠方面上一个新的台阶。