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油氣輸送管道高后果區的識別與管理

字體: 放大字體  縮小字體 發布日期:2023-07-25  來源:天然氣智庫  瀏覽次數:21706
 
文|張學洪(國家管網集團川氣東送天然氣管道有限公司)
隨著油氣輸送管道里程增加和管道運行時間的增長,管道爆燃事故概率增加,管道的安全管理理念也由事后搶修上升為事先預防,在管道設計建設時通過技術手段進行預防,在運行中通過加強管理,使管道整體安全可控。文章對作為完整性主要內容之一的高后果區劃分原則、判定依據以及后期管理提出意見和建議。
截至2021年底,我國油氣管道總里程達到16.5萬km,輸油(氣)管道對國家的能源保障,人民的正常生產生活起到了重要的作用。近年來發生的幾起管道爆燃事故,給生命財產安全和自然環境帶來極大危害,也嚴重影響企業盈利水平。據美國API 統計,2015 年美國輸油管道約21萬km,管道失效頻率達到 4~6 次/萬km,天然氣管道約 48×萬km,失效頻率約為 14 次/萬km,管道安全生產管理尤為重要。隨著管道檢測技術和信息技術的發展,近年來逐漸建立了一套管道建設、運營、管道自身缺陷及管道周邊地區發展建設情況的數據,并建立了完整的數據模型,用來分析和判斷管道可能產生的事故和存在的風險。同時將管道所經區域重要地點進行高后果區管理,預防事故發生。
1 油氣管道高后果區的概念
高后果區是指油氣管道發生泄漏失效后可能造成人員傷亡或者嚴重破壞環境的區域。典型的高后果區分為人口密集類和敏感環境類,輸氣管道主要考慮人口密集類,輸油管道兩者都要考慮。根據 GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》,這里的輸油氣管道僅指用于輸送油氣介質的陸上鋼質管道。
2 判定原則
根據GB 32167—2015 及輸油、輸氣管道工程設計規范,參考國內目前管理較好的中石油管道高后果區識別標準Q/SY 1180.2—2014《管道完整性管理規范 第2 部分:管道高后果區識別》,管道高后果區識別主要根據地區等級、特定場所、影響范圍、運行數據進行識別。輸油、輸氣管道因其潛在影響范圍引起爆炸擴散等技術性能及對生態環境的影響而有所差異,兩者之間有共同點也有差別,具體如下。
2.1 按地區等級判定
根據 GB 50253—2014《輸油管道工程設計規范》及 GB 50251—2015《輸氣管道工程設計規范》,按管道沿線居民戶數和(或)建筑物的密集程度等劃分的等級,分為4 個地區等級。輸油氣管道經過的Ⅲ、Ⅳ級地區為高后果區。按照表1 中所示的等級劃分標準進行劃分。
2.2 專屬輸油管道高后果區的判定
輸油管道中心線兩側200 m 范圍內有以下情況的屬高后果區:①聚集有50 戶以上的村莊、鄉鎮等;
②有濕地、森林、河口和自然保護區;③有水源、河流、大中型水庫等;④管道兩側50 m 范圍內有高速公路、國道、鐵路及易燃易爆場所的為高后果區。
2.3 專屬輸氣管道高后果區的判定
1)輸氣管道中心線兩側 200 m 范圍內有加油站、加氣站、油庫等易燃易爆的場所的屬高后果區。
2)管徑大于762 mm 并且最大允許操作壓力大于6.9 MPa,或者管徑小于273 mm 并且最大允許操作壓力小于1.6 MPa 的輸氣管道潛在影響半徑范圍內存在以下特定場所,其他輸氣管道兩側200 m 范圍內存在以下特定場所的為高后果區。
輸氣管道潛在影響半徑為:
式中:R 為潛在影響的半徑,m;D 為管徑(管道外徑),mm,P 為最大允許操作壓力,MPa。
有醫院、學校、托兒所、養老院、監獄或者其他具有難以遷移或難以疏散人群的建筑區域;在一年之內至少有50 d(時間計算不需連貫)聚集30 人及以上的區域,例如集貿市場、寺廟、運動場、廣場、娛樂場所、劇院、露營地等。
3 高后果區識別工作的基本要求
1)識別人員應參加培訓,具備從業資格并熟悉所轄地段的管道路由;當識別為高后果區的區段相互重疊或者相隔不超過50 m 時,作為一個高后果區段管理。
2)當輸氣管道長期處于最大允許操作壓力運行時,潛在影響半徑按最大操作壓力計算。
3)不能將高后果區與高風險段混淆。高后果區是指管道如果發生泄漏會嚴重危及公眾安全和(或)造成環境較大污染的區域。它隨著管道周邊人口和環境的變化而變化。高后果區的識別只跟管道周邊的人口和環境有關,只關注如果管道發生泄漏后對周邊人員及環境的影響程度。所以在高后果區識別時,其識別項只是管道附近的人口、河流、高速公路等,并不包括第三方施工、管道本身存在缺陷等內容。第三方施工、管道腐蝕、焊縫缺陷、地質災害等因素是管道的威脅因素,不能作為判定高后果區的依據,只能作為管理風險加強的依據。
4 高后果區的管理
進行高后果區識別,是為了減小管道運行風險,并不是所有的高后果區都按最嚴格的模式管理,而是根據高后果區的嚴重程度分級管理,一般分三級,一級表示最小的嚴重程度,三級表示最大嚴重程度。當高后果區段相互重疊,或不超過50 m 時,作為一個高后果區段管理。根據管道的建設運行情況,需從以下幾方面進行管理。
4.1 建設期
建設期即應對管道進行高后果區識別,并采取相應措施。在管道設計時,應充分考慮地方規劃, 熟悉擬建、在建項目,能避繞的采取避繞方式,對無法避免必須形成的高后果區,應從技術上采取增加壁厚,增加切斷閥,增加防護、埋深、套管、管道標識等技術措施進行改進、優化,制定好針對預案。
4.2 運行期
對已形成的高后果區,需進行風險分析,對風險較小、安全可控的地段,可以通過增加巡線次數實現安全可控。對已形成重大安全隱患的高后果區,則必須采取遷移改線的方式進行隱患整治。
高后果區不是一成不變的,隨著管道兩側人口和環境數據的變化,高后果區的地理位置和范圍也會隨之變化。因而管道運營商應定期重新收集相關數據,對管線兩側高后果區重新分析。按照GB32167—2015 規定,高后果區的識別應不小于18 個月重新識別一次,并結合管道檢測結果進行風險識別和評價,根據評價結果確定改線或控制方案,過程中應加強宣傳工作,與地方規劃建設同步,減少因第三方原因而造成的高后果區。
4.3 報備工作
2017 年國家八部委聯合下發了《國家安監總局等八部門關于加強油氣輸送管道途經人員密集場所高后果區安全管理工作的通知》,明確了企業的主體責任和政府的監管責任。部分省市據此制定了詳細的實施細則,要求將管道高后果區識別情況和風險評價報告同時向政府油氣管道保護主管部門備案。
4.4 地區等級升級應對
根據輸油、輸氣管道工程設計規范,地區等級分為四級,對應地區強度設計系數、截斷閥距離設置不一致。地方經濟發展會改變該地區現有等級, 對人口密度增加或地區等級變化的管段,應重新評價并采取相應措施,以滿足變化后的更高等級區域管理要求。當評價表明該變化區域內的管道能夠滿足地區等級的變化時,最大運行壓力不需要變化;當評價表明變化區域內的管道不能滿足地區等級的要求時,應立即換管或調整該管段最大運行壓力。
5 結論與建議
油氣管道高后果區的識別與管理是管道安全管理的重要環節,是實施完整性管理和事故防范的重點工作。通過對油氣管道高后果區的科學、嚴格管理能夠有效防范油氣管道安全事故發生或大大降低事故等級。
面對油氣管道建成后人員密集型高后果區不斷形成甚至升級的問題,建議政府通過立法的手段將高后果區周邊一定范圍的土地劃為高后果區保護區,從土地規劃階段就預防高后果區的形成和升級問題。另外,建議制訂標準規范,明確油氣管道安全防護距離,嚴格控制人員密集型高后果區增量,推廣城市管廊帶建設,集約用地,為城市能源供應留好安全通道,有效管控油氣管道給周邊區域帶來的安全風險。
 
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