一起天然气泄漏事故暴露的安全问题

陆云召

（中山嘉明电力有限公司，广东 中山 528437）

一起天然气泄漏事故暴露的安全问题

陆云召

（中山嘉明电力有限公司，广东 中山 528437）

介绍了某燃气电厂一起因金属软管松脱导致大量天然气泄漏的事故。针对此次事故，分析了天然气泄漏的原因，暴露出电厂在设备质量、安装环节、验收环节、检修环节和备品备件管理等方面存在的问题，提出了具有针对性的整改措施，以避免同类事故的发生。

天然气；泄漏；安全因素；燃料流量

0 引言

某电厂390 MW F级改进型（燃机型号为M701F4）热电联产燃气蒸汽联合循环机组，总体配置为1台M701F4型低NOx燃气轮机、1台336.6 MW燃气轮发电机、1台无补燃三压再热自然余热锅炉、1台蒸汽轮机和1台150 MW蒸汽轮发电机，燃料为天然气。天然气被分配到4条燃料管线：值班管线、主A管线、主B管线、顶环管线，各个管线的燃料流量分别由安装在燃料单元中的控制阀控制。在燃机罩壳和燃气单元安装的通风风扇可排出燃机和管道在运行过程中发出的热量，以防止燃机罩壳和燃机燃气单元内温度升高，并降低爆炸事故的风险，同时还设置了燃气探测器来检测燃气泄漏。

在一次机组启动过程中，因阀组间燃气值班流量控制阀差压前取样阀后压力变送器金属软管松脱，导致大量天然气泄漏，运行人员立即采取措施，防止了事故的进一步扩大。

1 事故前机组状态

9，10号机组处于备用状态，并按调度要求正在启动的过程中。

厂用电运行方式为：

（1） 220 kV双母并列运行；

（2） 9号主变（9B）、10号主变（10B）挂5M；

（3） 12号高备变（12B）挂6M；

（4） 9号高厂变（09T）供机组厂用电；

（5） 12号高备变（12B）充电状态作为机组厂用电的备用电源。

2 事故过程

2015-03-15T06：30，9号燃机启动，燃机转速上升。

06：52，TCS（牵引力控制系统）发出下列报警：“GT FUEL GAS UNIT VENTILAION （A）BACK UP RUN”、“GT FUEL GAS UNIT VENTILAION （B） BACK UP RUN”、“GAS DETECTOR FOR FUEL GAS UNIT ALARM”。检查燃料间备用风机已联动，TCS燃料间LEVEL显示为超量程已无法显示正常读数。巡操员携天然气检测仪前往现场进行检测，同时机修及热工人员到现场查漏。巡操员到达现场后发现，在距离9号燃机40 m处的区域，天燃气检测仪就已发出泄漏报警，泄漏浓度达40 % LEL（爆炸下限）。到达燃料间附近时，泄漏浓度100 % LEL，并听到明显的泄漏声音。巡操员迅速开启机房顶所有风机及门窗，并通知驻厂消防队前来待命。

07：11，9号燃机打闸停机。停机后立即检查，发现阀组间燃气值班流量控制阀差压前取样阀后压力变送器有一处弯管接头脱落。标志泄漏位置后，将阀组间天然气置换为氮气。做好安全措施并开出工作票，由检修人员寻找相关备件（Φ12的卡套接头）对弯管接头进行更换并装复。

11：15，工作结束。运行、热工技术员进行查漏，当压力升至0.2 MPa时，查漏人员又发现金属软管管身大量漏气。由于没有该金属软管的备品，只能通过焊接硬管的方式临时解决漏气问题。

22：30，管道焊接、查漏等工作结束。经检查，再无漏点。

次日05：00，9号燃机启动并正常运行，阀组间危险气体浓度无异常。

3 事故原因分析

经检查发现，阀组间燃气值班流量控制阀差压前取样阀后的金属软管与接往压力变送器的水平硬管在弯头位置松脱，该压力变送器接头前卡套装反，是导致本次事故的主要原因。进一步检查时发现，其余地方，如9号燃机燃气供气压力表3一次门无法关紧并漏气，供气压力变送器3二次门、供气压力表2一次门等位置也有不同程度的泄漏现象。

3.1 安装不规范

（1） 9号机组建设时，天然气软管的安装方法不规范且不统一，不少金属软管和取样管的安装方式不一致。有的金属软管裁断了一头，直接焊接在阀门上；有的则用索母连接；有的地方金属软管弯曲度过大；有的地方金属软管通过直角弯头与取样管连接；有的则直接通过短接与取样管连接等。

（2） 变送器连接管套安装工艺不良。检查中发现不少金属软管的接头上打了密封胶，因在运行中燃气温度比较高，当阀组间的燃气压力变送器及取样管道受到较大的冲击力时，容易产生振动，最终导致弯管接头脱落。

3.2 使用材料不符合要求

泄漏的金属软管卡套式连接使用的不锈钢管表面粗糙，光洁度不符合ISO1127《不锈钢管规范质量-卫生级管道标准》规定的退火态无缝钢管要求。这也是导致本次天然气泄漏事故的主要原因之一。

4 暴露的问题

4.1 设备质量

GB/T 3733—2008《卡套式端直通管接头》规定：被连接碳钢钢管应采用符合GB/T 3639—2009《冷拔或冷轧精密无缝钢管》规定的低碳钢正火态（NBK）无缝钢管；不锈钢管应符合GB/T 21835—2008《焊接钢管尺寸及单位长度重量》规定的退火态无缝钢管。根据相关规范，要求所用管材的硬度要低于卡套的硬度，所用管材表面一定要光滑、无毛刺、无裂纹、无气孔、无锐边等，管子端口应平整，所用管材与卡套要符合公差配合的要求。

泄漏的金属软管仅仅使用了较短时间就发生泄漏（9，10号机组于2014年12月投产），说明该软管存在一定的质量问题。

4.2 安装环节

卡套式Tube管的安装原理是通过锁紧螺母螺纹机械式推进，使卡套螺母向前运动推动后卡套向前，同时推动前卡套向前运动，接头本体的尖端向内挤压前卡套使前卡套的内刃嵌入被连接的管身形成密封，同时与接头本体斜面形成密封。随着螺母的进一步紧固，更大的阻力迫使前卡套向内动作，从而形成第2道牢固的支撑。

安装环节中存在的问题如下：

（1） 后卡套内刃与管材的嵌入程度、紧固装配力矩是否合适、前后卡套方向是否正确、配件有否缺少等对能否形成良好的密封起着重要影响；

（2） 为了取得更好的密封效果，不可以在卡套上涂抹密封胶，因为密封胶有可能通过缝隙进入系统中，造成取样测压管路和元件阻尼堵塞的现象；

（3） 原金属软管的两头都是通过锁母连接，裁掉金属软管一头来烧焊的做法存在较大风险。因为焊接部位温度很高，不确定该金属软管能否耐受如此高温，且高温对管材有影响。

4.3 验收环节

根据DL/T 5190.5—2012《电力建设施工技术规范》，卡套式管接头连接的接头及装配方法应符合GB 3733—2008《卡套式端直通管接头》的有关规定，装配后卡套的刃口必须全部咬进钢管表层，其尾部沿径向收缩，应抱住被连接的管子，不得松脱或径向移动，卡套螺母不允许打密封胶等。9号机组天然气软管连接方式是不被允许的，但在工程验收过程中却没有被发现和提出。

4.4 检修环节

在液压、气压管道中，无论是金属管接头还是软管接头，都容易产生泄漏的问题。对于卡套式管接头，会因管道受到较大的冲击力使卡套松动或管端面变形而造成泄漏。

检修时应检查卡套是否失圆、刃口有无缺损、管端是否完好以及卡套螺母的压紧程度等。需要重新装卡套时，不应使用用过的卡套，应将管子前端截去、去除毛刺、检查本体密封锥面后，使用新的卡套。

4.5 备品备件管理

（1） 氮气量储存不足。动火前需要对9号燃机阀组间燃气管道进行氮气置换，现场只有19个氮气瓶，且仅有7瓶有气。紧急联系厂家再送来30瓶氮气后才能继续进行置换工作，延误了燃气-氮气置换、查漏工作。

（2） 备件不足。相应的Φ12卡套和金属软管备件不足，影响了工作的进度。

5 整改措施

（1） 加强与相关方的沟通，听取意见，认真考虑，适时对阀组间不符合规范的管道进行改造，使用符合规范的不锈钢管和金属软管。

（2） 充分调研现场管道布置，结合机组运行情况，适时改造阀组间充氮查漏用管道系统，提高查漏效率、可靠性和安全性。

（3） 编写天然气泄漏应急预案并组织认真学习，做好事故预想。

（4） 加强常用仪表管道的有关标准和操作检修规范的学习，进一步熟悉系统和机组设备。

（5） 加强物资和备件管理，涉及到查漏用的氮气、合格的金属软管、卡套接头、取样管等都应有一定数量的存库。

（6） 在涉及安装、验收等诸多环节时必须严把质量关，有疑问或不清楚的地方一定要将问题彻底弄明白，把工作做细做实。

6 结束语

自十二五规划以来，国家提倡使用清洁能源发电，燃气发电有了较大的发展。因燃机易发生天然气泄漏，此类事故在国内外时有发生，稍有不慎，轻则损坏主机设备，重则造成重大伤亡事故，需要引起高度重视，加强人员培训工作。当发生天然气泄漏事故时，要立即采取有效措施，将事故的危害性降到最低，避免发生设备损坏和人身伤亡。

1 全国管道附件标准化技术委员会.GB/T 3733—2008卡套式端直通管接头［S］.北京：中国标准出版社，2008. 2 全国钢标准化技术委员会.GB/T 3639—2009冷拔或冷轧精密无缝钢管［S］.北京：中国标准出版社，2009. 3 全国钢铁标准化技术委员会.GB/T 21835—2008焊接钢管尺寸及单位长度重量［S］.北京：中国标准出版社，2008.

4 电力行业火电建设标准化技术委员会.DL/T 5190.5—2012电力建设施工技术规范［S］.北京：中国电力出版社，2012.

2015-12-12。

陆云召（1975-），男，助理工程师，主要从事燃机运行工作，email：luyunzhao1975@163.com。