城镇燃气加臭技术

城镇燃气加臭技术

陈宇

津燃华润燃气有限公司高压管网分公司 天津 300000

摘要：城镇里的气加臭起到警告和确保用户安全的作用。本分析了加臭剂、对燃气设施的影响、适当的加臭点、加臭频率和优化加注头，并为今后的加臭行动和进一步优化加臭过程提供了指导。

关键词：城镇燃气；加臭；腐蚀

天然气是无色、无气味、易燃和爆炸性的，如果泄漏导致事故。因此，一定程度的加臭剂泄漏可以察觉和警告作用，以确保气体安全。加臭剂虽然对人类有害且无腐蚀性，但对添加加臭剂如何影响设备根除的研究较少。本文介绍了如何选择合适的加臭剂注入点，增加加臭剂的分散效果，进一步细化加臭技术。

一、燃气加臭剂的要求

加臭剂主要是添加到气体中的臭味物质之一。在这一过程中，需要选用气味相对较重的加臭剂。这些制剂必须具有以下特性:气体的气味必须是特殊的，所选制剂通常具有恶臭。添加到城市燃气中的加臭剂的理化性质相对稳定与此同时，更有效的加臭剂必须具有强有力的抗氧化特性，不能被空气氧化，也不能被土壤吸收。在管道输送和处理过程中，加臭剂不与天然气发生反应，这不影响加臭剂本身的特性，也不影响天然气本身的特性，在这种情况下，选定的加臭剂可与天然气一起燃烧不会污染环境及人体不良的影响。

二、加臭剂对燃气设备影响

1.加臭剂对管道腐蚀的影响。①在含有四氢噻吩的天然气中，材料基本上具有耐蚀性。碳钢的腐蚀速率为0.01mm/a。理论上，钢管寿命可达50年；②在纯四氢噻吩液体中，铜、聚乙烯和PVC的耐蚀性最强，铜的腐蚀率为0.15-0.2mm/a。聚乙烯和聚氯乙烯(PVC)在几小时内急剧膨胀。碳钢的腐蚀速率为0.03mm/a；③在含四氢噻吩液体的水溶液中，碳钢的腐蚀速率为0.08mm/a，天然气中的水加速了碳钢管道的腐蚀。在这些材料中，不锈钢和黄铜在各种试验环境中耐蚀性最强。

3.加臭剂对弹性材料的腐蚀作用。一些非金属弹性材料，如密封胶、薄膜等，通常用于气体设备中研究表明，加臭剂对弹性材料的腐蚀在液态和气态上是不同的。因此，在选择弹性材料时，应考虑到各种因素的影响，例如不同形式的保洁剂、天然气压力等，并选择适当的材料来延长设备的使用寿命。

三、城镇燃气加臭标准

将具有特殊臭味的化合物混合到燃气中的时候，能够促使城镇燃气中带有一定的臭味，使得燃气在出现泄漏时，能够有效提醒人们加以防范，而这一方式已经逐渐成为世界煤气组织中进行安全供气参考的重要标准内容，其中多数天然气使用的国家已经具备了比较专业的技术规范，并且也需要在对燃气使用技术规范和完善的基础上，对城镇燃气加入加臭剂处理，使得燃气的输送更加安全，并且促使居民在燃气使用的时候，也具有更高的安全性。一些较先进的国家在进行燃气加臭剂研制处理时，在燃气中加入具有特殊臭味的化合物可使城市燃气具有一定的臭味，在燃气泄漏的情况下，可以提醒人们，这已成为世界气体组织安全标准的一个重要组成部分。大多数使用然气的国家已经有了专业的技术规格，有必要根据技术规格和改进然气的使用情况，在城市然气中添加臭剂，以使然气运输更加安全，并提高人们使用然气的安全性。在一些较发达国家，用于开发和处理臭剂的主要气体是乙硫醇和丁硫醇及四氢噻吩。当然气泄漏时，人们可以直接感受到嗅觉发现，燃气中的最低加臭剂也必须符合标准。首先，当无毒燃气泄漏到空气中时，当爆炸的下限达到20%时，必须确保在有毒气体泄漏到空气中时，以及当空气中的有毒气体含量可能达到人体可接受的有害浓度时，能够在生活中检测到这种气体。对于含有有毒气体，如果空气中含有大约0.01%的有毒气体，人体就会出现头痛和呕吐。当有毒气体含量达到0.10%时，这是人类的致命极限。因此，当有毒气体泄漏到空气中，其含量不超过爆炸下限的20%时，人体就会中毒。有毒气体的主要毒性与人体血液的混合物，它在人体中产生氧血红蛋白，并导致血液失去携带氧气的能力。人血中最大碳氧血红蛋白浓度之间的关系必须是重要的参考。当空气中有毒气体体积分数超过0.025%时，人体会出现头痛、视力障碍和恶心。在这一过程中，不会出现更严重的症状，但也会有无毒燃气泄漏。例如，当有毒气体浓度在空气中的毒气泄漏达到0.02%或更高时，中毒风险相对较低，但最大的风险是进入管道的气体能够有效地排出室内空气并窒息，因为没有氧气。淋浴时吸入天然气会窒息。这就解释了洗手间煤气中毒的原因。一般来说，空气中的氧气接近21%。当空气中含有19%的甲烷时，身体几乎无法呼吸。当氧气降到12%到9%以下时呼吸困难。因此，我国无毒燃气泄漏，含量超过爆炸极限20%的气体，以便人们能够追踪这些气体有所察觉。

四、确定合理的加臭位置

1.进站加臭的问题。由于气体压力很大，场站里有很多设备根据分析，进站加臭存在以下问题:（1）由于行程短，场站内的加臭剂不能完全气化，部分加臭剂可以腐蚀调压器密封件和外膜，加快碳钢设备的腐蚀；（2）由于进站压力大，臭泵所需功率大，选型要求高，运行能耗高，采购成本高，运行成本高；（3）压力高、气体密度高、流通速度慢不利于加臭剂的分散。因此，应在测量压力调节后选择加臭剂位置，出站位置。

2.站场不同位置加臭效果的比较。门站有不同的加臭位置，一些公司选择出站汇管作为加臭位置。原因是加臭剂可以在汇管中完全混合为了进一步分析位置是否合理，本文以某公司场站为例，站场输出示意图如图1所示，利用FLUENT软件分析天然气流量类型，测试加臭剂是否能在采集B侧产生紊流如果气体在B侧回旋，导致B侧加臭剂富集。试验条件:管道尺寸为实际尺寸，流速为5m/s(100，000 m3/天)，压力为0.35 MPa。（1）汇管周围会有一定的扰动。井两侧汇管，尤其是B侧，气体扰动太弱，无法混合，B侧的加臭剂富集；（2）然气输送速度越高，管道中加臭剂的气化效果越好。但是，如图所示，汇管边缘速度快，汇管中心速度慢，因此汇管中心的气味效果不好。因此，选择出口汇管作为加臭位置并使其与汇管保持一定距离更合理。此外，为了防止汇管腐蚀PE材料，汇管的位置应与PE管、PE阀等设备保持至少30米的距离。

图1某公司场站出站处示意图

五、加臭剂的发展及比较

加臭剂的种类和数量因国家而异。城市燃气通常必须满足以下要求:(1)在混合加臭剂和燃气时，有一种特殊的臭味，这种臭味与通常的气味不同，例如厨房油烟味、化妆品等，差别很大；(2)加臭剂不得对人、水管、厨房用具或与其接触的材料构成危险；（3）加臭剂的燃烧产品不应危害人的呼吸，也不应腐蚀或损坏经常接触燃烧产品的材料；（4）水中加臭剂的溶液低于2.5%(质量值)；（5）加臭剂必须具有空气中可见的剂量指标；（6）管道运转中的挥发性和无冷凝；(7)良好的土壤透过性；(8)加臭剂必须易于制造且成本低廉。

世界城镇燃气加臭技术及规定虽然成熟，但不适用于城镇燃气的特殊用途，其还不够完善应予以推广，我国然气加臭技术的研究与世界水平相比，对于加强科研生产中然气技术的研究开发、吸收国外先进技术、工业化、发展适应形势的技术、促进我国然气加臭技术的发展具有比较必要的意义。

参考文献:

1. 江勋．城镇燃气与热能供应[M]．北京：中国石化出版社，2019：49．

2. 秦浩．GB50028城镇燃气设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2019．

3. 李涛．燃气输配系统的设计与实践[M]．北京：中国建筑工业出版社，2019：485．