，福州大学化工学院副传授，硕士生导师，现任油气储运系主任，入选福修省高方针人才C类。近年来主理/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等高秤谌化工与能源规模期刊上宣告论文50余篇，申请出现专利14件，参编上等院校石油自然气类策划教材1部。获中国石化共同会科技先进一等奖1项及山东省优越博士论文。职掌《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管事部委员、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探讨核心 清源革新测验室，福修 福州 350108）

　　摘 要 管道运输是液氨最为经济的长间隔输送办法，液氨管道输送模范化是保护管道范例修树、运营和保卫的主要合键，而国内现行模范中相合液氨管道输送技巧的消息较少。为此，体系理解了国表里液氨管道修树近况和现行液氨管道输送技巧模范，核心琢磨了相干模范中输送工艺、线道、管道（管道附件、维持件）计划和输氨站等方面划定的异同点，并给出了合用性倡导。看待液氨管道质地央浼、介质流速、管材选拔、腐化裕量和站场防护办法等方面可永别参照GB/T 536、GB 50253、SY/T 7629、SH/T 3074和美国ASME B31.4等模范实践。看待液氨管道的埋地管道净距、区域等第划分、截断阀室最大间距、站场防火间距和站场安适泄放等方面可参考划定相对苛酷的油气管道相干模范法则（GB 51142、GB50253、GB50160和美国29 CFR1910.111等）实践。研商到液氨的毒性、扩散特性和防控方法与油气存正在必然不同，倡导发展液氨显露扩散和安适泄放危险评估及预测的探讨，对合用于液氨场景的间距取值及划定发展进一步论证。

　　双碳配景下，绿氨被视为一种高效干净的绿色燃料 [ 1-3]。氨能不光是主要的零碳能源，也是优异的氢能载体。目前，澳大利亚、日本和韩国等均正在踊跃发展氨能工业组织 [ 4-5]。可能猜念，氨的储运将会成为探讨热门。氨广博以液态体式运输 [5]，液氨长间隔输送最为经济的办法为管道运输 [6]。液氨管道的计划、修树、运转和保卫离不开相干法则和模范的协议。相干模范对液氨管道的强度计划、材质央浼和安适防护等实行划定，或许确保液氨管道的安适性和牢靠性。然则，目前国内尚未酿成完满的液氨管道输送技巧模范，难以维持液氨管道范例修树、运营和保卫。于是，发展国表里液氨管道输送技巧模范的调研理解，对液氨管道的模范化管事拥有主要道理。

　　已有学者对液氨管道输送技巧模范实行了探讨，但此中系统化的探讨较少。王兵兵等 [7]和薛一萌 [8]依照损害化学品罐区的安适计划央浼，比拟了《石油化工企业计划防火模范》（GB50160—2008）与《合于进一步巩固损害化学品修树项目安适计划束缚的报告》（安监总管三 [2013] 76号），提出了液氨罐区内管道的部署规矩。罗志斌等 [9]调研了海表成熟液氨管道输送系统，以为可能盘绕氨燃料坐褥、储运、加注和操纵等合键，加疾创办完满的氨能源模范系统。雍瑞生等 [3]总结了氨能使用价格、使用近况和工业生长态势，倡导当局加疾完满氨能安适模范系统。刘伟等 [10]调研了国际自愿化学会（ISA）和美国质料与试验协会（ASTM）等公布的氨燃料模范，集合国内氨能法则模范空缺的近况，以为液氨积储和运输模范探讨应盘绕管道附件计划、质料机能央浼和修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巧模范的生长概略，对现有模范中输送工艺、管道线道、管道（管道附件、维持件）计划和站场等方面的划定实行比拟理解。基于比拟理解结果，提出切合我国国情的液氨管道修树成见和生长倡导，以期为国内液氨管道的生长和模范化修树供应参考。

　　美国和俄罗斯液氨管道消息见表1。目前环球界限内，美国的液氨管道总里程最长，挨近5000 km。俄罗斯的托利亚蒂-敖德萨管道体系界限最大，该管道长2471 km，已运转40年，采用X42低碳钢，计划输量为250.0 × 10 4 t/a [ 11-13]。欧盟液氨管道消息见表2。与美国和俄罗斯比拟，欧盟的液氨管道界限较幼。欧盟的液氨管道合键面向口岸、储罐和相近用户，管道长度相对较短，通常正在10 km以下 [ 14-15]。中国液氨管道消息见表3。我国液氨管道修树起步较晚，总里程不高出200 km，尚处于起步阶段。目前国内共修有4条液氨长输管道，此中秦皇岛液氨管道间隔最长，总里程约82.5 km。我国液氨管道修树与海表比拟仍有较大差异，且国内相干模范相对较少。为此，下文琢磨了国表里液氨管道输送技巧相合模范中，液氨输送工艺、管道线道、管道（管道附件、维持件）计划和输氨站等方面划定的异同点，可为液氨管道的生长和模范化修树供应参考。

　　国内尚未酿成完满的液氨管道输送技巧模范系统，与海表比拟存正在较大差异。为填充国内模范相干空缺，激动我国液氨管道的模范化修树，本文调研了美国、澳大利亚、欧洲和印度的液氨管道输送技巧模范，以及国内个别涉及液氨场地的模范法则。各国（区域）模范法则的划定合键聚会正在液氨的积储、统治和运输等方面。

　　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）、国际模范化构造（ISO）、加州职业安适康健局（CAL-OSHA）和美国联国法则（CFR）等出台了一系列与氨相合的模范法则，核心体贴何如减轻潜正在的强大滞碍、摧毁和家产耗损。正在这些模范法则中，一个别是合于氨造冷体系的，搜罗氨造冷阀和造冷剂等；另一个别是合于液氨积储、统治和运输的。《管道运输损害液体》（49 CFR PART 195—2012）划定了合用于液氨管道办法的安适模范和申报央浼。《高度损害化学品进程安适束缚模范》（29 CFR 1910.119）划定了避免或尽量节减液氨爆发迫害、火警或爆炸损害的央浼。《无水氨的积储和统治央浼》（CGA G-2.1—2023）划定了无水氨体系（搜罗冷冻氨积储体系）的计划、修造、维修、改造、选址、安设、保卫和运转模范，但不对用于氨输送管道。

　　澳大利亚的模范（AS）、《管事康健与安适树模条例》和管事康健安适法等蕴涵了与氨的积储、统治和操纵相合的法则和诱导性文献。《无水氨—积储和统治》（AS 2022—1983）划定了无水氨积储和统治，以及公道和铁道运输修设和装配的计划、修造和操作央浼。与美国相像，这些模范法则央浼被归类为强大损害办法且重量高出200 t的办法，必需实践安适方法以下降潜正在的强大摧残。欧盟通过欧洲模范（EN），以及《潜正在爆炸情况用的修设及扞卫体系》（ATEX）、《压力修设指令》（PED）和《塞维索指令》（Seveso-Ⅲ）等对氨造冷体系和热泵等的技巧范例做出了划定。短间隔液氨管道计划，欧盟各成员国合键参照美国模范《工艺管道》（ASME B31.3—2014）和《输气和配气管道体系》（ASME B31.8—2012）。欧盟模范的框架与美国模范和诱导性文献相像，但正在工艺方面与美国模范区别。印度于2000年出台了《氨—安适范例》（IS 4544:2000），并于2012年加以修订。该范例划定了氨的统治和操纵手段，但与管道相干的实质较少。

　　国内尚未酿成液氨管道输送技巧模范系统。涉及液氨实质的模范搜罗《液氨操纵与积储安适技巧范例》（DB11/T 1014—2021）、《液体无水氨》（GB/T 536—2017）、《液氨储存操纵单元情况危险防控技巧范例》（DB12/T 3027—2022）、《液氨显露的统治治理手段》（HG/T 4686—2014）和《液氨存储与装卸功课安适技巧范例》（DB37/T 1914—2011）。这些模范对液氨的储存、运输，以及站场的安适防护等方面做出了划定，但不行直接行动液氨管道修造和施工的凭借。

　　液氨管道修树多参照油气管道相干模范，研商液氨本质与油气存正在不同，液氨管道修树不行所有参照油气管道模范。下文从液氨管道计划修造和安适防护的角度启程，永别就液氨输送工艺、管道线道、管道（管道附件、维持件）计划和输氨站等方面，对国内皮毛干模范发展了比拟理解。

　　液氨行动一种损害化学品，为确保安适操纵，避免管道腐化，应由坐褥厂商的质地监视部分对液氨的质地实行查验。坐褥厂商有负担确保整个出厂的液氨都切合模范的质地央浼。模范GB/T 536和HG/T 4686均对液氨的质地央浼做出了划定（表4）。由表4可知，与模范HG/T 4686比拟，模范GB/T 536更为所有，除划定了氨含量表，还划定了残留物含量和水含量等。于是，倡导液氨管道输送介质的质地央浼参照模范GB/T 536的相合划定实践。

　　流速过高会导致液氨冲洗管道及静电聚积，于是液氨管道计划流速不宜过高，应适应管造液氨管道的输送速率。有探讨者以为，下降流速所需投资比保卫管道冲洗损坏的用度要幼得多，倡导将长输液氨管道流速管造正在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央浼实行计划，流速取0.8~1.0 m/s [ 19-20]。依照已有液氨长输管道运营阅历来看，将计划流速管造正在0.5 m/s过于落伍，而参考化学工艺流体管道央浼计划流速相对合理。因为液氨的根源物性与液化石油气（LPG）根基邻近，两者的管道计划参数和输送工艺方面也存正在必然的好似性。比拟了区别模范对管输介质最大流速的划定，见表5。如表5所示，归纳研商液氨输送的安适性和经济性，倡导参考模范GB 50253，将液氨管输的均匀流速管造正在0.8~1.4 m/s，且最大流速不应高出3 m/s。

　　合于埋地管道与修造或相邻管道等之间的秤谌和笔直净距，国内模范法则和美国联国法则均做出了相干划定（表6）。由表6可知，区别模范看待百般介质管道的埋地管道净距央浼存正在必然不同。基于液氨的物性特性，倡导其埋地管道与修造或相邻管道等之间的秤谌和笔直净距可大致参照模范GB 51142的全体央浼。同时，集合油气管道计划与扞卫划定，可降低模范GB 51142中的个别净距央浼后再使用于液氨管道。如将管道与树木的秤谌净距提拔至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，研商液氨特有的迫害性，倡导进一步发展多场景及工况下的埋地液氨管道安适净距探讨，用于液氨管道工程的计划优化。

　　依照栖身地的人丁密度，发展管道区域等第划分，是管道危险评估和运营束缚的枢纽，也是管道强度计划系数的合键参考凭借。国表里模范均提出了管道区域等第与强度计划系数划分央浼，见表7。

　　划分区段与区域级数方面，美国联国法则和ASME B31.8模范以管道核心线 m）界限内，自便划分为1 mi（约1.6 km）长，并能搜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区域。英国IGE/TD/I标法则选用4倍的管道距修造物秤谌净距行动管道核心线两侧界限，其余区段划分央浼与美国模范法则根基一概，并将管道沿线个等第区域。我国现行油气管道模范的区域等第划分手段合键参照美国相干模范法则，但划分长度分搜罗1.6 km（GB 51142）和2.0 km（GB 50251/50253）两种景况，此中模范GB 50251的一级区域还细分了一类和二类区域 [21]。区段户数方面，研商我国人丁密度大的根基国情，国内各等第区段户数央浼均高于海表模范。研商氨的液化形态和毒理本质，倡导液氨管道的区域等第划分参考央浼最为苛酷的模范GB 50253实践。因为液氨的变乱扩散特性与守旧油气存正在必然不同，其管道区域等第的划分规矩仍需进一步探讨。强度计划系数方面，国内皮毛干模范中一、二级区域的央浼根基一概，而三、四级区域计划央浼由强到弱挨次是英国IGE/TD/I模范、GB 51142、美国ASME B31.8模范、GB 50251、GB 50253。研商液氨管道的施工可行性和运营安适性，倡导其强度计划系数参考模范GB 51142的相合划定实践。

　　截断阀室是确保长输管道运转安适的主要办法，研商与油气的毒化和扩散本质的不同，液氨截断阀室最大间距必要正在现有油气模范根源上发展进一步评估。国表里区别模范的线道截断阀室最大间距比拟见图1。由图1可知，因为一、二级区域人丁密度较幼，且各模范中的间距根基一概，液氨截断阀室最大间距可直接参照油气管道相干模范实践。各模范看待流体历程三级区域的截断阀室最大间距的划定区别，研商安适身分和根基国情，倡导液氨管道参考划定更为苛酷的模范GB 50251和GB 50253（16 km）实践。各模范看待四级区域截断阀室最大间距的划定根基一概（8 km），研商人丁密度与液氨毒性，倡导发展截断界限内的管道显露扩散危险探讨，对该类区域液氨截断室间距实行进一步评估。

　　美国《液态烃和其他液体管线输送体系》（ASME B31.4-2019）；加拿大《油气管道体系》Z662-07。 ▲ 图1 区别模范的截断阀室最大间距央浼比拟

　　管材选拔影响管道体系的运转安适、操纵寿命、经济效益和特定央浼等 [ 22-23]。合于管材选拔，国内模范GB 50253、GB 50251和SY/T 7629均做出了相干划定，见表8。由表8可知，区别介质管道的计划模范看待管材的央浼大致无别，根基涵盖了《石油自然气工业 管线输送体系用钢管》（GB/T 9711—2017）、《高压化肥修设用无缝钢管》（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，但也存正在必然不同。研商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中划定的GB/T 8163管材模范仅合用于计划压力幼于4.0 MPa的景况，于是倡导液氨管道的管材选拔可参照SY/T 7629计划模范实践。

　　苛酷管造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，会加强液氨的腐化性，导致爆发较强的管道腐化。《压力容器 第1个别：通用央浼》（GB 150.1—2011）对输送腐化介质的容器实行了划定，央浼腐化裕量应依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纳的模范，研商恐怕存正在的无益杂质，本节比拟了《石油化工钢造压力容器》（SH/T 3074—2007）和《钢造化工容器计划根源范例》（HG/T 20580—2020）（表9），以期为液氨管道的腐化裕量采纳供应参考。由表9可知，与模范SH/T 3074比拟，HG/T 20580央浼更为苛酷。鉴于液氨正在通例管输进程中带入洪量杂质的恐怕性较幼，倡导其腐化裕量采纳可依照模范SH/T 3074实践。研商某些管输液氨杂质含量过高的景况（如弛放气未有用途理），也可参照模范HG/T 20580采纳更为苛酷的腐化裕量。

　　输氨站是液氨管道输送中不行或缺的合键，也是容易爆发安适变乱的合键场地之一。下文比拟了国表里模范中站场防火间距、防护办法和安适泄放的相合划定。

　　适宜的防火间距，可有用下降区别办法之间互相引燃的火警危险，正在火警爆发时供应须要的安适间隔，以便职员疏散和垂危方法的履行。《修造计划防火范例》（GB 50016—2018）划定了液氨储罐与其他修造的防火间距和防火方法央浼，可将LPG储罐或罐区与站表修造和明火、分散火花所在之间的防火间距节减25%，行动液氨储罐防火间距的采纳凭借。模范GB 50160对乙类液体（搜罗液氨）储罐与相邻储罐、工场办法的防火间距也做出了划定。周明清 [25]集合发电厂厂区办法景况，参照模范GB 50016和GB 50160给出了液氨储罐与工场办法修造最幼间距的倡导值。然而，其给出的液氨储罐最幼间距的合用体积界限较幼，不行餍足长输管道计划中储罐的需求。固然模范GB 51142中对全压力式储罐的防火间距做出了划定，但与模范GB 50016中各基地表修造项目和储罐容积界限划分根基好似，对应的安适间隔央浼相差不大。模范GB 50160的液氨防火间距央浼相较于GB 50016更为苛酷，但存正在少数办法的间距央浼较低。归纳研商上述模范中站场防火间距的不同，集合液氨管输的大界限储运景况，采纳各模范中液氨储罐与相邻办法防火间距央浼相对苛酷的行动倡导值，见表10。研商区别站场情况下的液氨变乱扩散特性和防控方法存正在必然不同，且合键鉴戒了其他介质的计划央浼，于是输氨站的防火间距仍需进一步探筹议证。

　　输氨站防护办法的装备是确保输氨站安适的须要方法，看待扞卫职员安适、避免情况污染、保卫大家安适和保护输氨站安宁运营拥有主要影响。合于输氨站防护办法的央浼，国内和美国模范法则均做出了相干划定，见表11。由表11可知，各模范均协议了精确的防护办法央浼，搜罗片面安适修设、风向标、逃生通道、逃生门和疏散楼梯等。各模范涉及无别办法拥有好似的目标，安适防护央浼根基一概。倡导归纳上述模范，对输氨站安适防护办法实行计划安设。

　　国表里模范法则看待输氨站的安适泄放做出了区另表划定（表12）。由表12可知，国表里模范看待液氨的安适泄放划定大致分为两类，一类是排放至接收体系或火把体系，另一类是直接放空。海表模范法则广博采用排放至大气的办法，但当氨的排放将对职员及情况形成较大影响时，个别模范（如美国CGA G-2.1模范）采用了将氨排入接收装配、罗致装配或火把体系的方法，以最大水准地节减对职员康健和情况恐怕形成的负面影响。国内的模范法则广博采用排放至接收体系或火把体系的办法。模范DB37/T 1914中固然采用了原地放空办法，但这合键针对显露量较大，火把体系无法负担的景况。研商对职员和情况负面影响最幼，倡导国内液氨站安适泄放可大致参照模范DB37/T 1914的划定。正在协议全体站场安适泄放划依时，需研商液氨的变乱扩散特性和危险评估结果。涉及长输液氨管道变乱或必要放空洪量液氨景况，否能直接排放仍有待商榷。

　　我国相合液氨管道输送技巧的模范尚相对空缺，通俗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巧的模范化修树。研商到液氨管道与油气管道的不同性，正在液氨输送工艺、管道线道、管道（管道附件、维持件）计划和输氨站等方面，对国表里模范发展了比拟理解，获得以下合键结论。

　　（1）美国、欧洲和澳大利亚的液氨管道输送技巧相干模范法则相对完满，中国和印度等尚未酿成完美的液氨管道输送技巧模范系统。目前国内液氨管道输送技巧模范化管事可大致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地和站场防护办法的央浼较为完满，于是液氨输送管道可参照模范GB/T 536和ASME B31.4等相干模范实践。正在管道安适流速、管材选拔和腐化裕量等方面，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等模范实行液氨输送管道计划修造。

　　（3）液氨管道的线道安适（埋地管道净距、区域等第划分和截断阀室最大间距）和站场安适（防火间距、安适泄放）可参考模范GB 51142、GB 50253、GB 50160和29 CFR1910.111等划定相对苛酷的油气管道模范。以上模范合键针对油气介质，液氨的毒化本质、扩散特性和防控方法与油气的存正在较大不同。倡导进一步发展区别场景下液氨显露扩散、安适泄放方面的预测探讨和危险评估，用于液氨管道计划模范的优化。

　　（4）为进一步完满我国液氨管道输送技巧模范系统，为液氨管道修树及安适运转供应维持，倡导进一步发展站场泄压接收体系、管道停输保压计划和管道投产控压计划等的探讨和模范协议管事。