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油气输送管道高后果区的识别与管理

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2023-07-25  来源:天然气智库  浏览次数:16507
 
文|张学洪(国家管网集团川气东送天然气管道有限公司)
随着油气输送管道里程增加和管道运行时间的增长,管道爆燃事故概率增加,管道的安全管理理念也由事后抢修上升为事先预防,在管道设计建设时通过技术手段进行预防,在运行中通过加强管理,使管道整体安全可控。文章对作为完整性主要内容之一的高后果区划分原则、判定依据以及后期管理提出意见和建议。
截至2021年底,我国油气管道总里程达到16.5万km,输油(气)管道对国家的能源保障,人民的正常生产生活起到了重要的作用。近年来发生的几起管道爆燃事故,给生命财产安全和自然环境带来极大危害,也严重影响企业盈利水平。据美国API 统计,2015 年美国输油管道约21万km,管道失效频率达到 4~6 次/万km,天然气管道约 48×万km,失效频率约为 14 次/万km,管道安全生产管理尤为重要。随着管道检测技术和信息技术的发展,近年来逐渐建立了一套管道建设、运营、管道自身缺陷及管道周边地区发展建设情况的数据,并建立了完整的数据模型,用来分析和判断管道可能产生的事故和存在的风险。同时将管道所经区域重要地点进行高后果区管理,预防事故发生。
1 油气管道高后果区的概念
高后果区是指油气管道发生泄漏失效后可能造成人员伤亡或者严重破坏环境的区域。典型的高后果区分为人口密集类和敏感环境类,输气管道主要考虑人口密集类,输油管道两者都要考虑。根据 GB 32167—2015《油气输送管道完整性管理规范》,这里的输油气管道仅指用于输送油气介质的陆上钢质管道。
2 判定原则
根据GB 32167—2015 及输油、输气管道工程设计规范,参考国内目前管理较好的中石油管道高后果区识别标准Q/SY 1180.2—2014《管道完整性管理规范 第2 部分:管道高后果区识别》,管道高后果区识别主要根据地区等级、特定场所、影响范围、运行数据进行识别。输油、输气管道因其潜在影响范围引起爆炸扩散等技术性能及对生态环境的影响而有所差异,两者之间有共同点也有差别,具体如下。
2.1 按地区等级判定
根据 GB 50253—2014《输油管道工程设计规范》及 GB 50251—2015《输气管道工程设计规范》,按管道沿线居民户数和(或)建筑物的密集程度等划分的等级,分为4 个地区等级。输油气管道经过的Ⅲ、Ⅳ级地区为高后果区。按照表1 中所示的等级划分标准进行划分。
2.2 专属输油管道高后果区的判定
输油管道中心线两侧200 m 范围内有以下情况的属高后果区:①聚集有50 户以上的村庄、乡镇等;
②有湿地、森林、河口和自然保护区;③有水源、河流、大中型水库等;④管道两侧50 m 范围内有高速公路、国道、铁路及易燃易爆场所的为高后果区。
2.3 专属输气管道高后果区的判定
1)输气管道中心线两侧 200 m 范围内有加油站、加气站、油库等易燃易爆的场所的属高后果区。
2)管径大于762 mm 并且最大允许操作压力大于6.9 MPa,或者管径小于273 mm 并且最大允许操作压力小于1.6 MPa 的输气管道潜在影响半径范围内存在以下特定场所,其他输气管道两侧200 m 范围内存在以下特定场所的为高后果区。
输气管道潜在影响半径为:
式中:R 为潜在影响的半径,m;D 为管径(管道外径),mm,P 为最大允许操作压力,MPa。
有医院、学校、托儿所、养老院、监狱或者其他具有难以迁移或难以疏散人群的建筑区域;在一年之内至少有50 d(时间计算不需连贯)聚集30 人及以上的区域,例如集贸市场、寺庙、运动场、广场、娱乐场所、剧院、露营地等。
3 高后果区识别工作的基本要求
1)识别人员应参加培训,具备从业资格并熟悉所辖地段的管道路由;当识别为高后果区的区段相互重叠或者相隔不超过50 m 时,作为一个高后果区段管理。
2)当输气管道长期处于最大允许操作压力运行时,潜在影响半径按最大操作压力计算。
3)不能将高后果区与高风险段混淆。高后果区是指管道如果发生泄漏会严重危及公众安全和(或)造成环境较大污染的区域。它随着管道周边人口和环境的变化而变化。高后果区的识别只跟管道周边的人口和环境有关,只关注如果管道发生泄漏后对周边人员及环境的影响程度。所以在高后果区识别时,其识别项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内容。第三方施工、管道腐蚀、焊缝缺陷、地质灾害等因素是管道的威胁因素,不能作为判定高后果区的依据,只能作为管理风险加强的依据。
4 高后果区的管理
进行高后果区识别,是为了减小管道运行风险,并不是所有的高后果区都按最严格的模式管理,而是根据高后果区的严重程度分级管理,一般分三级,一级表示最小的严重程度,三级表示最大严重程度。当高后果区段相互重叠,或不超过50 m 时,作为一个高后果区段管理。根据管道的建设运行情况,需从以下几方面进行管理。
4.1 建设期
建设期即应对管道进行高后果区识别,并采取相应措施。在管道设计时,应充分考虑地方规划, 熟悉拟建、在建项目,能避绕的采取避绕方式,对无法避免必须形成的高后果区,应从技术上采取增加壁厚,增加切断阀,增加防护、埋深、套管、管道标识等技术措施进行改进、优化,制定好针对预案。
4.2 运行期
对已形成的高后果区,需进行风险分析,对风险较小、安全可控的地段,可以通过增加巡线次数实现安全可控。对已形成重大安全隐患的高后果区,则必须采取迁移改线的方式进行隐患整治。
高后果区不是一成不变的,随着管道两侧人口和环境数据的变化,高后果区的地理位置和范围也会随之变化。因而管道运营商应定期重新收集相关数据,对管线两侧高后果区重新分析。按照GB32167—2015 规定,高后果区的识别应不小于18 个月重新识别一次,并结合管道检测结果进行风险识别和评价,根据评价结果确定改线或控制方案,过程中应加强宣传工作,与地方规划建设同步,减少因第三方原因而造成的高后果区。
4.3 报备工作
2017 年国家八部委联合下发了《国家安监总局等八部门关于加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》,明确了企业的主体责任和政府的监管责任。部分省市据此制定了详细的实施细则,要求将管道高后果区识别情况和风险评价报告同时向政府油气管道保护主管部门备案。
4.4 地区等级升级应对
根据输油、输气管道工程设计规范,地区等级分为四级,对应地区强度设计系数、截断阀距离设置不一致。地方经济发展会改变该地区现有等级, 对人口密度增加或地区等级变化的管段,应重新评价并采取相应措施,以满足变化后的更高等级区域管理要求。当评价表明该变化区域内的管道能够满足地区等级的变化时,最大运行压力不需要变化;当评价表明变化区域内的管道不能满足地区等级的要求时,应立即换管或调整该管段最大运行压力。
5 结论与建议
油气管道高后果区的识别与管理是管道安全管理的重要环节,是实施完整性管理和事故防范的重点工作。通过对油气管道高后果区的科学、严格管理能够有效防范油气管道安全事故发生或大大降低事故等级。
面对油气管道建成后人员密集型高后果区不断形成甚至升级的问题,建议政府通过立法的手段将高后果区周边一定范围的土地划为高后果区保护区,从土地规划阶段就预防高后果区的形成和升级问题。另外,建议制订标准规范,明确油气管道安全防护距离,严格控制人员密集型高后果区增量,推广城市管廊带建设,集约用地,为城市能源供应留好安全通道,有效管控油气管道给周边区域带来的安全风险。
 
 
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