王小光 谭青蓝

广元市天然气有限责任公司 四川 广元 628000

天然气管道是一种重要的能源输送方式，其安全运行受多种因素的影响。为了保障天然气管道的安全运行，需要采取有效的保护和防护措施。

1 影响天然气管道安全保护距离的因素

1.1 管道的直径和压力

天然气管道的直径和压力是影响管道安全保护距离的重要因素。在天然气管道的设计和建设中，管道的直径和压力是2个最基本的参数，其大小决定了管道的输送能力和运行效率。但是，过大的管道直径和压力也会对管道的安全性产生影响。具体地说：管道的直径对安全保护距离的影响：管道的直径越大，管道周围的危险区域也就越大，因为在管道周围，气体泄漏和燃烧所产生的高温和高压区域也就越大[1]。因此，在设计和建设管道时，需要考虑管道的直径对安全保护距离的影响，同时采取相应的安全措施来保障周边环境和设施的安全。管道的压力对安全保护距离的影响：管道的压力也会影响管道周围的危险区域大小。管道的压力越高，泄漏和燃烧产生的高温和高压区域也就越大。

1.2 周边环境条件

周边环境条件也是影响天然气管道安全保护距离的重要因素之一。周边环境条件包括附近的建筑物、人口密度、地质条件等多种因素。具体来说：（1）建筑物：附近的建筑物是影响管道安全保护距离的重要因素之一。建筑物高度、密度和距离都会影响危险区域的大小和分布。在管道设计和建设中，需要根据周边建筑物的情况，制定相应的安全保护措施和距离。（2）人口密度：周边人口密度也是影响管道安全保护距离的因素之一。在人口密集的地区，如城市、居民区等，管道的安全保护距离需要更大，以保障人员和财产的安全。（3）地质条件：地质条件也会影响管道安全保护距离的大小。如山区、河流、湖泊等地形地貌，都需要根据实际情况制定相应的安全保护措施和距离。

1.3 管道材料和构造

管道材料和构造也是影响天然气管道安全保护距离的重要因素之一。不同的管道材料和构造会对管道运行时的安全产生不同的影响。以下是管道材料和构造对管道安全保护距离影响的一些例子：（1）管道材料：钢管是天然气管道常用的材料之一，其强度高、抗腐蚀性能好等特点使其在工业应用中得到广泛应用。对于同样直径和压力的管道，使用高强度材料可以使安全保护距离缩短20%～30%。（2）管道构造：管道的构造也会影响管道的安全保护距离。如采用双壁泄漏监测系统可以提高管道泄漏检测的准确性，从而能够缩短安全保护距离。

1.4 管道内介质和运行状态

（1）管道内介质和运行状态也是影响天然气管道安全保护距离的重要因素之一。具体地说，管道内介质的密度、温度、流速等都会影响管道周围危险区域的大小和分布，从而影响管道的安全保护距离。（2）管道内介质的密度：管道内介质的密度是影响管道周围危险区域大小的重要因素之一。在相同条件下，密度越大的介质，管道周围的危险区域也就越大。因此，在设计和建设天然气管道时，需要考虑管道内介质密度的影响，制定相应的安全保护措施和距离。（3）管道内介质的温度：管道内介质的温度也会影响管道周围危险区域的大小。介质温度越高，管道周围的危险区域也就越大。在管道设计和建设中，必须根据管道内介质的温度等级来确定管道的安全保护距离，并采取相应的安全措施和标准[2]。（4）管道内介质的流速：管道内介质的流速也会影响管道周围危险区域的大小。在管道设计和建设中，必须考虑管道内介质的流速，以确定管道的安全保护距离。（5）管道的运行状态：管道的运行状态也是影响管道安全保护距离的因素之一。如管道泄漏时，泄漏口的大小和位置也会影响管道周围危险区域的大小。因此，在管道运行时，需要对管道进行定期检查和维护，确保管道的运行状态稳定。

1.5 管道周边的设施和设备

管道周边的设施和设备也是影响天然气管道安全保护距离的因素之一。在管道设计和建设中，需要考虑管道周边的设施和设备的影响，以制定相应的安全保护措施和标准。（1）通信线路和电力设施：在天然气管道周边，也许会存在通信线路和电力设施。这些设施可能会在天然气管道泄漏时造成火灾和爆炸等安全风险。因此，在管道建设中，必须考虑管道周边的通信线路和电力设施的位置和影响，采取相应的安全保护措施，保证周边设施和设备的安全。（2）其他设施：在管道周边还有许多其他设施，如公路、铁路、建筑物等。这些设施也可能会在天然气管道泄漏时造成安全风险，需要根据周边设施和设备的情况来制定相应的安全保护措施。如广元某燃气公司创新实施的智能井盖技术采用智能传感、窄带蜂窝物联网、云计算等技术，不仅防噪防震，而且还具备自动报警的功能，物联网智能井盖系统具备智能监控、智能防盗、智能自检、智能维护、智能决策等功能，通过智能井盖的全时段全方位实时监测，可提升燃气管网的预、报警能力，减少和杜绝燃气事故的发生。

2 安全保护距离计算方法和标准

安全保护距离的计算方法和标准是为了保障管道的安全运行和周边环境的安全。一般来说，安全保护距离的计算方法和标准是根据管道所处的具体情况和要求来确定的。

2.1 根据管道材料和直径等因素计算

安全保护距离的计算方法可以根据管道的材料、直径、工作压力等因素来确定。例如，对于燃气管道，其安全保护距离的计算方法可以参考相关的标准和规范，如《GB55009-2021燃气工程项目规范》，《GB50160-2018石油化工企业设计防火标准》 等。在计算中，需要考虑到周边环境、管道的材料、直径、压力、介质等因素，例如当管道采用钢管材料，管道直径为219mm，设计压力为1.0MPa，周边环境为一般工业区时，其安全保护距离可计算为70m左右。

2.2 根据气体泄漏量和风速等因素计算

另外一种计算安全保护距离的方法是根据气体泄漏量、风速等因素来确定。这种方法适用于天然气等易燃气体的管道，其安全保护距离的计算需要考虑管道内介质的流量、温度、压力、泄漏量、风向、风速等因素。例如，对于一个天然气管道，在不同的气体泄漏量和风速下，安全保护距离的大小会有所不同，当管道内发生泄漏时，如果泄漏量为10m3/h，风速为3m/s，那么安全保护距离为20m左右。安全保护距离的计算方法和标准需要综合考虑管道的材料、直径、压力、介质、周边环境、气体泄漏量、风速等因素。在管道设计、建设和运行过程中，必须按照相应的标准和规范确定管道的安全保护距离，并采取相应的安全措施和标准，以保障管道的安全运行和周边环境的安全。

3 天然气管道常见的防护措施及其原理

3.1 地下埋管

地下埋管是一种常见的管道防护措施。通过将管道埋在地下，可以减少管道受到外部物理和环境因素的影响，从而保护管道的安全运行。同时，地下埋管还可以避免对周边环境造成污染和破坏。

3.2 防腐蚀处理

管道的防腐蚀处理也是一种常见的防护措施。在管道的设计和建设中，需要选择防腐蚀性能好的材料，并采取相应的防腐蚀措施，以减少管道在使用过程中的腐蚀和损坏，从而保护管道的安全运行。

3.3 安全保护距离控制

安全保护距离控制是一种常见的管道防护措施。通过计算管道周围的安全保护距离，制定相应的安全措施和标准，从而避免管道泄漏时对周边环境造成的损害。

3.4 管道监测系统

管道监测系统是一种常见的管道防护措施。通过安装传感器、泄漏探测器等设备，对管道的运行状态进行实时监测和检测，从而及时发现管道存在的问题，采取相应的措施进行修复，保障管道的安全运行。

3.5 管道维护和保养

管道维护和保养也是一种常见的管道防护措施。在管道的运行过程中，需要定期对管道进行检查和维护，发现问题及时进行处理，避免管道的损坏和泄漏，保障管道的安全运行。

4 防护措施的选择和应用

4.1 地下埋管

对于燃气管道的地下埋管方案，需要考虑以下几个方面。首先，选择合适的管道规格，一般需要根据管道的设计流量和工作压力来确定。以广元某燃气公司项目为例，燃气管道的直径为219mm，压力为1.0MPa。其次，管顶距离地面的距离需要根据管道规格和地下埋深来确定。根据相关标准和规范，如《GB55009-2021燃气工程项目规范》，《GB50160-2018石油化工企业设计防火标准》 ，在一般城市道路和广场区域，燃气管道的埋深应在0.8～1.2 m之间，因此在本次项目中，燃气管道的埋深可定为1 m，管顶距地面的距离即为0 m。除此之外，管道间距和管道数也需要考虑。在一般城市道路和广场区域，相邻燃气管道的中心线距离应不小于2倍的管道直径。在本次项目中，相邻燃气管道的中心线距离为2×219mm= 438mm。管道数需要根据燃气管道的设计流量和工作压力来确定。在本次项目中，假设燃气管道的设计流量为2000m3/h，采用219mm直径的管道，则每条管道的流量为Q=0.124m3/h·m。通过计算，可得到燃气管道的数量为2000m3/h ÷Q=16129m。在进行地下埋管时，可以采用聚氯乙烯（PVC）管进行管道铺设。PVC管具有耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长等优点，而且施工方便、成本低。需要注意的是，铺设PVC管时，应根据规范和标准进行设计和施工。例如，在铺设PVC管时，需保证管道在地下埋深范围内，并且管道的安装位置、高度和坡度等都需要符合规范和标准的要求。此外，还需保证管道的连接处严密，防止管道在使用过程中发生泄漏。

4.2 防腐蚀处理

针对这条燃气管道，应考虑采用防腐蚀处理措施进行防护。根据相关的标准和规范，如SY/T 0315—2011《石油天然气工业钢管外防腐涂层施工与验收规范》，可以确定防腐涂层的材料和施工要求。在实际工程中，应选用符合规范的防腐涂层材料，按照规范要求进行施工和验收，以减少管道在使用过程中的腐蚀和损坏。

4.3 安全保护距离控制

针对这条燃气管道，应进行安全保护距离的计算，并采取相应的措施进行管道的安全保护。根据相关的标准和规范，如《GB55009-2021燃气工程项目规范》，《GB50160-2018石油化工企业设计防火标准》 ，可以计算出该管道的安全保护距离为70m左右。在实际工程中，可以根据计算结果采取相应的措施，如设置安全防护区、标识警示标志等，以保护管道的安全运行和周边环境的安全。

4.4 管道监测系统

针对这条燃气管道，应设置管道监测系统，对管道的运行状态进行实时监测和检测。根据相关的标准和规范，如《GB55009-2021燃气工程项目规范》，《GB50160-2018石油化工企业设计防火标准》 ，可以确定管道监测系统的安装位置和监测设备的选用。在实际工程中，可以在管道上安装流量计、压力传感器、温度传感器、泄漏探测器等设备，对管道的运行状态进行实时监测和检测，及时发现管道存在的问题，采取相应的措施进行修复，保障管道的安全运行。

4.5 管道维护和保养

针对这条燃气管道，应制定相应的管道维护和保养计划，定期对管道进行检查和维护。根据相关的标准和规范，如《GB55009-2021燃气工程项目规范》，《GB50160-2018石油化工企业设计防火标准》 ，可以确定管道维护和保养的内容和要求。在实际工程中，应制定相应的管道维护和保养计划，按照规范要求进行检查和维护，发现问题及时进行处理，避免管道的损坏和泄漏，保障管道的安全运行。

5 结束语

通过研究了解到天然气管道的安全保护距离及防护措施对于保障天然气管道的安全运行具有非常重要的作用。在实际工程项目中，应根据管道的规格、周边环境条件、管道材料和构造、管道内介质和运行状态以及管道周边的设施和设备等因素综合考虑，选择合适的防护措施。