，福州大学化工学院副教学，硕士生导师，现任油气储运系主任，入选福修省高宗旨人才C类。近年来主办/插足国度天然科学基金、福修省基金等科研项目10余项，正在AIChE J、Chem Eng Sci、Ind Eng Chem Res、Energy等高水准化工与能源范畴期刊上公告论文50余篇，申请发觉专利14件，参编上等院校石油自然气类计划教材1部。获中国石化拉拢会科技提高一等奖1项及山东省非凡博士论文。控造《低碳化学与化工》青年编委、中国石油学会石油储运专业委员会青年使命部委员、中国能源学会碳中和专委会委员。

　　（福州大学 化工学院 化肥催化剂国度工程推敲核心 清源更始尝试室，福修 福州 350108）

　　摘 要 管道运输是液氨最为经济的长隔绝输送体例，液氨管道输送模范化是保证管道模范修造、运营和保护的紧要症结，而国内现行模范中相合液氨管道输送技艺的音讯较少。为此，编造阐述了国表里液氨管道修造近况和现行液氨管道输送技艺模范，中心探求了联系模范中输送工艺、线途、管道（管道附件、维持件）安排和输氨站等方面原则的异同点，并给出了实用性倡导。对待液氨管道质料请求、介质流速、管材遴选、腐化裕量和站场防护举措等方面可分辩参照GB/T 536、GB 50253、SY/T 7629、SH/T 3074和美国ASME B31.4等模范施行。对待液氨管道的埋地管道净距、地域等第划分、截断阀室最大间距、站场防火间距和站场安详泄放等方面可参考原则相对肃穆的油气管道联系模范准则（GB 51142、GB50253、GB50160和美国29 CFR1910.111等）施行。思量到液氨的毒性、扩散特性和防控门径与油气存正在肯定差别，倡导发展液氨吐露扩散和安详泄放危害评估及预测的推敲，对实用于液氨场景的间距取值及原则发展进一步论证。

　　双碳靠山下，绿氨被视为一种高效明净的绿色燃料 [ 1-3]。氨能不光是紧要的零碳能源，也是杰出的氢能载体。目前，澳大利亚、日本和韩国等均正在踊跃发展氨能工业结构 [ 4-5]。可能预念，氨的储运将会成为推敲热门。氨广泛以液态情势运输 [5]，液氨长隔绝输送最为经济的体例为管道运输 [6]。液氨管道的安排、修造、运转和保护离不开联系准则和模范的协议。联系模范对液氨管道的强度安排、材质请乞降安详防护等举办原则，也许确保液氨管道的安详性和牢靠性。然而，目前国内尚未酿成美满的液氨管道输送技艺模范，难以维持液氨管道模范修造、运营和保护。是以，发展国表里液氨管道输送技艺模范的调研阐述，对液氨管道的模范化使命拥有紧要意思。

　　已有学者对液氨管道输送技艺模范举办了推敲，但个中系统化的推敲较少。王兵兵等 [7]和薛一萌 [8]按照危境化学品罐区的安详安排请求，对照了《石油化工企业安排防火模范》（GB50160—2008）与《合于进一步加紧危境化学品修造项目安详安排经管的通告》（安监总管三 [2013] 76号），提出了液氨罐区内管道的陈设规则。罗志斌等 [9]调研了表洋成熟液氨管道输送系统，以为可能缠绕氨燃料出产、储运、加注和欺骗等症结，加疾修树美满的氨能源模范系统。雍瑞生等 [3]总结了氨能行使代价、行使近况和工业起色态势，倡导当局加疾美满氨能安详模范系统。刘伟等 [10]调研了国际主动化学会（ISA）和美国质料与试验协会（ASTM）等揭橥的氨燃料模范，团结国内氨能准则模范空缺的近况，以为液氨积储和运输模范推敲应缠绕管途附件安排、质料功能请乞降摆设低温防护等方面发展。

　　本文先容国表里液氨管道和管道输送技艺模范的起色大概，对现有模范中输送工艺、管道线途、管道（管道附件、维持件）安排和站场等方面的原则举办对照阐述。基于对照阐述结果，提出适合我国国情的液氨管道修造偏见和起色倡导，以期为国内液氨管道的起色和模范化修造供给参考。

　　美国和俄罗斯液氨管道音讯见表1。目前环球限造内，美国的液氨管道总里程最长，亲切5000 km。俄罗斯的托利亚蒂-敖德萨管道编造范围最大，该管道长2471 km，已运转40年，采用X42低碳钢，安排输量为250.0 × 10 4 t/a [ 11-13]。欧盟液氨管道音讯见表2。与美国和俄罗斯比拟，欧盟的液氨管道范围较幼。欧盟的液氨管道首要面向口岸、储罐和邻近用户，管道长度相对较短，凡是正在10 km以下 [ 14-15]。中国液氨管道音讯见表3。我国液氨管道修造起步较晚，总里程不堪过200 km，尚处于起步阶段。目前国内共修有4条液氨长输管道，个中秦皇岛液氨管道隔绝最长，总里程约82.5 km。我国液氨管道修造与表洋比拟仍有较大差异，且国内联系模范相对较少。为此，下文探求了国表里液氨管道输送技艺相合模范中，液氨输送工艺、管道线途、管道（管道附件、维持件）安排和输氨站等方面原则的异同点，可为液氨管道的起色和模范化修造供给参考。

　　国内尚未酿成美满的液氨管道输送技艺模范系统，与表洋比拟存正在较大差异。为填充国内模范联系空缺，促进我国液氨管道的模范化修造，本文调研了美国、澳大利亚、欧洲和印度的液氨管道输送技艺模范，以及国内片面涉及液氨园地的模范准则。各国（地域）模范准则的原则首要聚集正在液氨的积储、执掌和运输等方面。

　　美国国度模范学会（ANSI）、美国压缩气体协会（CGA）、美国采暖、造冷与空调工程师学会（ASHRAE）、国际模范化机合（ISO）、加州职业安详壮健局（CAL-OSHA）和美国联国准则（CFR）等出台了一系列与氨相合的模范准则，中心合心何如减轻潜正在的巨大阻滞、凌辱和产业吃亏。正在这些模范准则中，一片面是合于氨造冷编造的，包罗氨造冷阀和造冷剂等；另一片面是合于液氨积储、执掌和运输的。《管道运输危境液体》（49 CFR PART 195—2012）原则了实用于液氨管道举措的安详模范和呈文请求。《高度危境化学品进程安详经管模范》（29 CFR 1910.119）原则了抗御或尽量削减液氨形成迫害、火警或爆炸危境的请求。《无水氨的积储和执掌请求》（CGA G-2.1—2023）原则了无水氨编造（包罗冷冻氨积储编造）的安排、修造、维修、改造、选址、安置、保护和运转模范，但不实用于氨输送管道。

　　澳大利亚的模范（AS）、《使命壮健与安详树范条例》和使命壮健安详法等包蕴了与氨的积储、执掌和利用相合的准则和指挥性文献。《无水氨—积储和执掌》（AS 2022—1983）原则了无水氨积储和执掌，以及公途和铁途运输摆设和装配的安排、修造和操作请求。与美国相仿，这些模范准则请求被归类为巨大危境举措且重量胜过200 t的举措，必需施行安详门径以下降潜正在的巨大风险。欧盟通过欧洲模范（EN），以及《潜正在爆炸境遇用的摆设及扞卫编造》（ATEX）、《压力摆设指令》（PED）和《塞维索指令》（Seveso-Ⅲ）等对氨造冷编造和热泵等的技艺模范做出了原则。短隔绝液氨管道安排，欧盟各成员国首要参照美国模范《工艺管道》（ASME B31.3—2014）和《输气和配气管道编造》（ASME B31.8—2012）。欧盟模范的框架与美国模范和指挥性文献相仿，但正在工艺方面与美国模范分歧。印度于2000年出台了《氨—安详模范》（IS 4544:2000），并于2012年加以修订。该模范原则了氨的执掌和利用设施，但与管道联系的实质较少。

　　国内尚未酿成液氨管道输送技艺模范系统。涉及液氨实质的模范包罗《液氨利用与积储安详技艺模范》（DB11/T 1014—2021）、《液体无水氨》（GB/T 536—2017）、《液氨储存利用单元境遇危害防控技艺模范》（DB12/T 3027—2022）、《液氨吐露的执掌办理设施》（HG/T 4686—2014）和《液氨存储与装卸功课安详技艺模范》（DB37/T 1914—2011）。这些模范对液氨的储存、运输，以及站场的安详防护等方面做出了原则，但不行直接行动液氨管道修造和施工的按照。

　　液氨管道修造多参照油气管道联系模范，思量液氨性子与油气存正在差别，液氨管道修造不行全部参照油气管道模范。下文从液氨管道安排修造和安详防护的角度起程，分辩就液氨输送工艺、管道线途、管道（管道附件、维持件）安排和输氨站等方面，对国表里联系模范发展了对照阐述。

　　液氨行动一种危境化学品，为确保安详利用，抗御管道腐化，应由出产厂商的质料监视部分对液氨的质料举办考验。出产厂商有负担确保扫数出厂的液氨都适合模范的质料请求。模范GB/T 536和HG/T 4686均对液氨的质料请求做出了原则（表4）。由表4可知，与模范HG/T 4686比拟，模范GB/T 536更为所有，除原则了氨含量表，还原则了残留物含量和水含量等。是以，倡导液氨管道输送介质的质料请求参照模范GB/T 536的相合原则施行。

　　流速过高会导致液氨冲洗管道及静电聚积，是以液氨管道安排流速不宜过高，应相宜把持液氨管道的输送速率。有推敲者以为，下降流速所需投资比保护管道冲洗损坏的用度要幼得多，倡导将长输液氨管道流速把持正在0.5 m/s以内 [ 17-18]。而国内贵州开阳化工有限公司埋地输氨管道则参考化学工艺流体管道请求举办安排，流速取0.8~1.0 m/s [ 19-20]。按照已有液氨长输管道运营经历来看，将安排流速把持正在0.5 m/s过于守旧，而参考化学工艺流体管道请求安排流速相对合理。因为液氨的本原物性与液化石油气（LPG）基础左近，两者的管道安排参数和输送工艺方面也存正在肯定的彷佛性。对照了分歧模范对管输介质最大流速的原则，见表5。如表5所示，归纳思量液氨输送的安详性和经济性，倡导参考模范GB 50253，将液氨管输的均匀流速把持正在0.8~1.4 m/s，且最大流速不应胜过3 m/s。

　　合于埋地管道与兴办或相邻管道等之间的水准和笔直净距，国内模范准则和美国联国准则均做出了联系原则（表6）。由表6可知，分歧模范对待种种介质管道的埋地管道净距请求存正在肯定差别。基于液氨的物性特性，倡导其埋地管道与兴办或相邻管道等之间的水准和笔直净距可概略参照模范GB 51142的整个请求。同时，团结油气管道安排与扞卫原则，可升高模范GB 51142中的片面净距请求后再行使于液氨管道。如将管道与树木的水准净距提拔至5 m及以上，将管道与其他埋地管道的笔直净距提拔至0.3 m及以上。其余，思量液氨特有的迫害性，倡导进一步发展多场景及工况下的埋地液氨管道安详净距推敲，用于液氨管道工程的安排优化。

　　按照栖身地的人丁密度，发展管道地域等第划分，是管道危害评估和运营经管的要害，也是管道强度安排系数的首要参考按照。国表里模范均提出了管道地域等第与强度安排系数划分请求，见表7。

　　划分区段与地域级数方面，美国联国准则和ASME B31.8模范以管道核心线 m）限造内，大肆划分为1 mi（约1.6 km）长，并能包罗最大聚居户数的地段行动划分区段，并将管道沿线划分为四个等第地域。英国IGE/TD/I模范绳选用4倍的管道距兴办物水准净距行动管道核心线两侧限造，其余区段划分请求与美国模范准则基础一概，并将管道沿线个等第地域。我国现行油气管道模范的地域等第划分设施首要参照美国联系模范准则，但划分长度分包罗1.6 km（GB 51142）和2.0 km（GB 50251/50253）两种情形，个中模范GB 50251的一级地域还细分了一类和二类地域 [21]。区段户数方面，思量我国人丁密度大的基础国情，国内各等第区段户数请求均高于表洋模范。思量氨的液化状况和毒理性子，倡导液氨管道的地域等第划分参考请求最为肃穆的模范GB 50253施行。因为液氨的事情扩散特性与古板油气存正在肯定差别，其管道地域等第的划分规则仍需进一步推敲。强度安排系数方面，国表里联系模范中一、二级地域的请求基础一概，而三、四级地域安排请求由强到弱按序是英国IGE/TD/I模范、GB 51142、美国ASME B31.8模范、GB 50251、GB 50253。思量液氨管道的施工可行性和运营安详性，倡导其强度安排系数参考模范GB 51142的相合原则施行。

　　截断阀室是确保长输管道运转安详的紧要举措，思量与油气的毒化和扩散性子的差别，液氨截断阀室最大间距须要正在现有油气模范本原上发展进一步评估。国表里分歧模范的线途截断阀室最大间距对照见图1。由图1可知，因为一、二级地域人丁密度较幼，且各模范中的间距基础一概，液氨截断阀室最大间距可直接参照油气管道联系模范施行。各模范对待流体进程三级地域的截断阀室最大间距的原则分歧，思量安详成分和基础国情，倡导液氨管道参考原则更为肃穆的模范GB 50251和GB 50253（16 km）施行。各模范对待四级地域截断阀室最大间距的原则基础一概（8 km），思量人丁密度与液氨毒性，倡导发展截断限造内的管道吐露扩散危害推敲，对该类地域液氨截断室间距举办进一步评估。

　　美国《液态烃和其他液体管线输送编造》（ASME B31.4-2019）；加拿大《油气管道编造》Z662-07。 ▲ 图1 分歧模范的截断阀室最大间距请求对照

　　管材遴选影响管道编造的运转安详、利用寿命、经济效益和特定请求等 [ 22-23]。合于管材遴选，国内模范GB 50253、GB 50251和SY/T 7629均做出了联系原则，见表8。由表8可知，分歧介质管道的安排模范对待管材的请求概略一致，基础涵盖了《石油自然气工业 管线输送编造用钢管》（GB/T 9711—2017）、《高压化肥摆设用无缝钢管》（GB/T 6479—2013）、《高压汽锅用无缝钢管》（GB/T 5310—2017）和《输送流体用无缝钢管》（GB/T 8163—2018）等常用的管道钢材模范，但也存正在肯定差别。思量液氨拥有明显的体积膨胀性和温度敏锐性，且常温液氨管道存正在中压和高压两种输送工艺，而模范GB 50251和GB 50253中原则的GB/T 8163管材模范仅实用于安排压力幼于4.0 MPa的情形，是以倡导液氨管道的管材遴选可参照SY/T 7629安排模范施行。

　　肃穆把持含水量的液氨对管道的腐化很幼 [24]。液氨管输进程中混入水和氧气等无益杂质，会巩固液氨的腐化性，导致产生较强的管道腐化。《压力容器 第1片面：通用请求》（GB 150.1—2011）对输送腐化介质的容器举办了原则，请求腐化裕量应按照介质腐化速度和容器寿命确定。目前国表里并无合于液氨管道腐化裕量采用的模范，思量大概存正在的无益杂质，本节对照了《石油化工钢造压力容器》（SH/T 3074—2007）和《钢造化工容器安排本原模范》（HG/T 20580—2020）（表9），以期为液氨管道的腐化裕量采用供给参考。由表9可知，与模范SH/T 3074比拟，HG/T 20580请求更为肃穆。鉴于液氨正在老例管输进程中带入洪量杂质的大概性较幼，倡导其腐化裕量采用可按照模范SH/T 3074施行。思量某些管输液氨杂质含量过高的情形（如弛放气未有用途理），也可参照模范HG/T 20580采用更为肃穆的腐化裕量。

　　输氨站是液氨管道输送中不行或缺的症结，也是容易产生安详事情的首要园地之一。下文对照了国表里模范中站场防火间距、防护举措和安详泄放的相合原则。

　　合意的防火间距，可有用下降分歧举措之间互相引燃的火警危害，正在火警产生时供给需要的安详隔绝，以便职员疏散和遑急门径的实行。《兴办安排防火模范》（GB 50016—2018）原则了液氨储罐与其他兴办的防火间距和防火门径请求，可将LPG储罐或罐区与站表兴办和明火、分散火花处所之间的防火间距削减25%，行动液氨储罐防火间距的采用按照。模范GB 50160对乙类液体（包罗液氨）储罐与相邻储罐、工场举措的防火间距也做出了原则。周明清 [25]团结发电厂厂区举措情形，参照模范GB 50016和GB 50160给出了液氨储罐与工场举措兴办最幼间距的倡导值。然而，其给出的液氨储罐最幼间距的实用体积限造较幼，不行餍足长输管道安排中储罐的需求。固然模范GB 51142中对全压力式储罐的防火间距做出了原则，但与模范GB 50016中各基地表兴办项目和储罐容积限造划分基础彷佛，对应的安详隔绝请求相差不大。模范GB 50160的液氨防火间距请求相较于GB 50016更为肃穆，但存正在少数举措的间距请求较低。归纳思量上述模范中站场防火间距的差别，团结液氨管输的大范围储运情形，采用各模范中液氨储罐与相邻举措防火间距请求相对肃穆的行动倡导值，见表10。思量分歧站场境遇下的液氨事情扩散特性和防控门径存正在肯定差别，且首要鉴戒了其他介质的安排请求，是以输氨站的防火间距仍需进一步推敲论证。

　　输氨站防护举措的装备是确保输氨站安详的需要门径，对待扞卫职员安详、抗御境遇污染、保护大多安详和保证输氨站不乱运营拥有紧要效用。合于输氨站防护举措的请求，国内和美国模范准则均做出了联系原则，见表11。由表11可知，各模范均协议了精细的防护举措请求，包罗片面安详摆设、风向标、逃生通道、逃生门和疏散楼梯等。各模范涉及一致举措拥有彷佛的目标，安详防护请求基础一概。倡导归纳上述模范，对输氨站安详防护举措举办安排安置。

　　国表里模范准则对待输氨站的安详泄放做出了分歧的原则（表12）。由表12可知，国表里模范对待液氨的安详泄放原则概略分为两类，一类是排放至接受编造或火把编造，另一类是直接放空。表洋模范准则广泛采用排放至大气的体例，但当氨的排放将对职员及境遇形成较大影响时，片面模范（如美国CGA G-2.1模范）采用了将氨排入接受装配、罗致装配或火把编造的门径，以最大水准地削减对职员壮健和境遇大概形成的负面影响。国内的模范准则广泛采用排放至接受编造或火把编造的体例。模范DB37/T 1914中固然采用了原地放空体例，但这首要针对吐露量较大，火把编造无法承当的情形。思量对职员和境遇负面影响最幼，倡导国内液氨站安详泄放可概略参照模范DB37/T 1914的原则。正在协议整个站场安详泄放原则时，需思量液氨的事情扩散特性和危害评估结果。涉及长输液氨管道事情或须要放空洪量液氨情形，否能直接排放仍有待商榷。

　　我国相合液氨管道输送技艺的模范尚相对空缺，平凡鉴戒和罗致国皮毛对成熟的模范系统有利于国内液氨管道输送技艺的模范化修造。思量到液氨管道与油气管道的差别性，正在液氨输送工艺、管道线途、管道（管道附件、维持件）安排和输氨站等方面，对国表里模范发展了对照阐述，获得以下首要结论。

　　（1）美国、欧洲和澳大利亚的液氨管道输送技艺联系模范准则相对美满，中国和印度等尚未酿成完备的液氨管道输送技艺模范系统。目前国内液氨管道输送技艺模范化使命可概略鉴戒或参考欧美相对成熟的模范系统。

　　（2）现有模范中对液氨质料和站场防护举措的请求较为美满，是以液氨输送管道可参照模范GB/T 536和ASME B31.4等联系模范施行。正在管道安详流速、管材遴选和腐化裕量等方面，油气管道已酿成较为成熟的模范系统，与液氨管道兼容性较好，可直接参照GB 50253、SY/T 7629和SH/T 3074等模范举办液氨输送管道安排修造。

　　（3）液氨管道的线途安详（埋地管道净距、地域等第划分和截断阀室最大间距）和站场安详（防火间距、安详泄放）可参考模范GB 51142、GB 50253、GB 50160和29 CFR1910.111等原则相对肃穆的油气管道模范。以上模范首要针对油气介质，液氨的毒化性子、扩散特性和防控门径与油气的存正在较大差别。倡导进一步发展分歧场景下液氨吐露扩散、安详泄放方面的预测推敲和危害评估，用于液氨管道安排模范的优化。

　　（4）为进一步美满我国液氨管道输送技艺模范系统，为液氨管道修造及安详运转供给维持，倡导进一步发展站场泄压接受编造、管道停输保压计划和管道投产控压计划等的推敲和模范协议使命。