天然气管道工程环境风险预测与评价

1、天然气管道工程环境风险预测与评价1、风险预测有毒有害物质在大气中的扩散本工程为天然气输气管道工程，本次环评风险预测根据风险导那么要求选取天然气最大 存在量管段中周边敏感目标分布比拟集中一段进行分析。参数设置采用理查德森数（Ri）来判断烟团/烟羽是否为重质气体。比照排放事件Td和污染物到达最近的受体点（网格点或敏感点）的时间T： T=2X/Ur （X-事故发生地与计算点的距离，m；拟建工程区最近网格点50m； Ur-10m高处风速， m/s,取1.5m/s）,得T=80so根据表9. 5-2可知在管道发生泄漏后，天然气泄漏TdT, 可认为本工程管道泄漏为连续排放；管道泄漏后的火灾爆炸中CO释放T

2、dT,可认为CO 排放为连续排放。根据烟团初始密度分别为0. 75kg/m 1. 25kg/m3均未大于空气密度，不计算理查德 森数。扩散计算建议采用AFTOX模式。天然气（甲烷）泄漏后在大气中的扩散根据风险导那么选择甲烷的毒性终点浓度值，具体见下表。其中1级为当大气中危险 物质浓度低于该限值时，绝大多数人员暴露lh不会对生命造成威胁，当超过该限制时, 有可能对人群造成生命威胁；2级为当大气中危险物质浓度低于该限值时，暴露lh 一般 不会对人体造成不可逆的伤害，或出现的病症一般不会损伤该个体采取有效防护措施的能 力。甲烷毒性终点浓度一览表见下表lo表1甲烷毒性终点浓度指标一览表（单位：mg/m

3、3）序号物质名称CAS号毒性终点浓度-1毒性终点浓度-21甲烷74-82-8260000150000表2甲烷大气风险预测主要参数参数类型选项参数基本情况事故源经度/。118 1 17.92E事故源纬度/。36 3625.16N事故类型泄漏气象参数气象条件类型最不利气象风速/ (m/s)1.5环境温度/25相对湿度/%50稳定度F其他参数地表粗糙度/m0.01是否考虑地形否地形数据精度/m表3在最不利气象条件下甲烷泄漏下风向浓度表预测时刻(min)下风向浓度(mg/m3)出现距离(m)0. 10. 00098.40.525178928.30.950974046.91.351577450.31.7

4、51577450. 32. 151577450.32.551577450.32.951577450.33.351577450.33.751577450.34. 146297566.04.533967993.04.9248120120.65. 3187161148.35.7145901176. 1表4最不利气象条件下甲烷泄漏毒性终点浓度最大范围表稳定度毒性浓度终点浓度-1 (m)毒性浓度终点浓度-2 (m)F115175CO泄漏后在大气中的扩散根据风险导那么断CO的毒性终点浓度值，具体见下表。一氧化碳毒性终点一览表见下表56,主要预测参数见表2o表5CO毒性终点浓度指标一览表(单位：mg/m3)

5、序号物质名称CAS号毒性终点浓度-1毒性终点浓度-21一氧化碳630-08-038095表6在最不利气象条件下CO泄漏下风向浓度表浓度出现时间(min)浓度(mg/m3)距离(rn)3.16.363683.715.084314.325.554944.935.665575.544.226196.150.806796.755.487397.355.547977.960.328518.561.139009.161.329349.761.0097810.359.59103310.957.50111211.555.30119212.153.06127212.750.82135113.348.611429

6、13.946.461506根据上表分析，最大落地浓度为80. 620mg/m3,最大落地浓度距离1260m,最大落 地浓度未超过毒性终点浓度T、毒性终点浓度-2。1.1. 4有毒有害物质在水体中运移扩散拟建工程管线全封闭地埋敷设，输送的天然气不会与管道穿越的河流水体和地下水 体之间发生联系，输送作业无污染物排放，不会对地下水和地表水造成影响。即使在发 生泄漏事故的状态下，由于天然气为气态物质，且天然气体成分均为不溶于水物质，亦 不会对地表水环境造成污染影响。表7天然气(甲烷)泄漏事故源项及事故后果基本信息表风险事故情形分析代表性风险事故 情形描述天然气管道泄漏环境风险类型泄漏事故泄漏设备类型管

7、道操作温度/25操作压力/Mpa8泄漏危险物质甲烷最大存在量/kg245800泄漏孔径/mm61泄漏速率/ (kg/s40.06泄漏事件/min3.21泄漏量/kg7704.74泄漏高度/m3泄漏液体蒸发量/kg/泄漏频率5.0 xl(y6事故后果预测大气危险物质大气环境影响甲烷指标浓度值/ (mg/m3)最远影响距离 /m到达时间/min大气毒性终点浓度2600001154.7大气毒性终点浓度-21500001705.5敏感目标名称超标时间/min超标持续时间 /min最大浓度/ (mg/m32、环境风险评价/地表水危险物质地表水环境影响甲烷受纳水体名称最远超标距离/m最远超标距离到达时间/

8、h/敏感目标名称到达时间/h超标时间/h超标持续时间/h最大浓度/ (mg/L)/地下水危险物质地下水环境影响甲烷厂区边界到达时间/d超标时间/d超标持续时 间/d最大浓度/ (mg/L)未出厂界/敏感目标名称到达时间/d超标时间/d超标持续时 间/d最大浓度/ (mg/L)/(1)大气风险评价：在最不利气象条件下，甲烷在大气中扩散的毒性终点 浓度T最大影响范围为115m,毒性终点浓度-2最大影响范围为175m,最大 落地浓度为515774mg/m3,位于泄漏点下风向10m处，发生泄漏后应紧急疏散管线两侧 175m范围内居民。(2)地表水与地下水风险评价：本工程为输气管线工程，在发生泄漏以及

9、火灾后产生的污染物不会对地表水与地下水造成环境风险。但从风险预测结果来看，本工程输气管线泄漏会对周边大气环境造成一定 程度的污染。所以本工程在管理上应确保落实并加强各项风险防范措施，定期 检测和实时监控，力争通过系统地管理、合理的风险防范措施以及积极有效的 应急预案，使得工程风险发生概率降低，重特大事故坚决杜绝，一般事故得到 有效控制。3、风险事故情形及源项分析3. 1事故情形设定本工程风险评价重点从事故状况发生后有毒化学品处理的难易程度、影响 程度及物质的危害程度(毒性)重点筛选评价因子。一般固体物料泄漏处理相对 较容易，影响范围也小，其次为液体物料，气体物料泄漏控制难度高于前两者, 且影响

10、范围也大。结合各化学品基本性质筛选，本工程天然气主要成分甲烷作 为泄漏后大气环境风险因子，选取C0作为泄漏后火灾事故次生/伴生后大气评价因子。风险事故情形：（1）泄漏风险：本工程为天然气输送工程，介质主要为天 然气，其中甲烷占天然气的约98%,因此管道泄漏后，选取甲烷为大气环境风 险评价因子。输送管道及装置由于管道腐蚀破裂、装置部件发生破损，造成甲 烷泄漏，甲烷泄漏后在大气中进行扩散，扩散后对周围大气环境产生影响。（2）甲烷泄漏后火灾风险：甲烷具有易燃性，泄漏后的甲烷遇明火发生火灾后产生CO等有毒污染物。产生的CO等有毒污染物通过大气扩散对周围大气环境造成影响。3. 2源项分析、管道泄漏源强计

11、算根据建设工程环境风险评价技术导那么（HJ169-2018）附录E,管径大于 150mm的管道发生泄漏（泄漏孔径为10%孔径，最大50mm）的频率为2. 40 X10-6 10-6 次/(ni a),10-6 次/(ni a),本工程管径为DN500/DN800,10-6 次/(ni a),的10%计算为81mm为泄漏孔径，但根据附录E最大孔径为50mm,因此泄漏源强计算选取50mni为泄漏孔径。假定气体的特性是理想气体,气体泄漏速度假定气体的特性是理想气体,气体泄漏速度QG按下式计算:Qg =YCdAP式中：Qg气体泄漏速度，kg/soQg =YCdAPP容器压力，Pa,取lOMPaoA裂口

12、面积，1.96xl0-3m2oCd气体泄漏系数，当裂口形状为圆型取L00,三角形取0.95,长方形取 0.9,本次预测取1。M一分子量，取16g/mol ok气体的绝热指数（热容比），取1.31。R气体常数，8.314J/ （mol-K）。Tg气体温度，K, 293oY流出系数，对于临界流可取l.Oo本评价采用环境风险评价系统软件进行预测计算，气流在音速范围，是临界流，气体泄漏速率为：135kg/s。在发生泄漏后泄漏点两侧最近站场或阀室在 15s内进行紧急切断同时翻开放空管进行放空，切断后泄漏点泄漏量应综合考 虑两侧放空管及泄漏点同时泄漏后管道排空时间和泄漏点泄漏速率计算，如计 算切断后管道全

13、部排空时间还需计算放空管泄漏速率，因此采用上述公式计算 单个放空管泄漏速率为1214kg/s。(2)次生的CO产生量源强计算根据建设工程环境风险评价技术导那么(HJ169-2018),甲烷燃烧产生的 CO量可按下式进行估算：G .氧化碳=2330gCQ式中：Geo一氧化碳的产生量，kg/s；C物质中碳的质量百分比含量，%,取75%；q化学不完全燃烧值，%,取2%；Q参与燃烧的物质量t/So本工程输气管线大局部位于空旷地带，发生泄漏后大局部随着空气流动被 稀释，少量的天然气聚集后遇明火发生火灾；天然气爆炸极限5%14%(V/V), 即天然气与空气混合在一定比例范围内，才有可能发生爆炸，由于管道埋于地 下，不存在与空气的混合空间，因此发生爆炸的可能性较小，主要考虑泄漏后 遇明火产生COo综合考虑天然气长输管线的运行特征，经计算CO产生速率为 1.40kg/so表8建设工程风险源强一览表序号风险事故情 形描述