葛天明

斯堪伯奥科技（北京）有限公司

【摘要】 本文通过采用定量风险分析（QRA）的方法，选取了长输管线不同泄漏原因分布和泄漏频率不同孔径百分比分布，结合国家安全生产监督管理总局（2014年）13号令，确定管道沿线某固定位置可接受人员死亡风险，由此确定长输管道与第三方设施的安全间距。基于该方法，对于新建管道设施可以根据不同的设计参数给出不同的安全间距，对不同的第三方设施采用不同的设计参数；对于已建管道设施，可以验证不同安全控制措施下的安全间距。

【关键词】 定量风险分析（QRA）可接受风险标准安全间距

1. 引言

2013年11月22日，位于山东省青岛经济技术开发区的中国石化东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠，在形成密闭空间的暗渠内油气积聚遇火花发生爆炸，造成62人死亡、136人受伤，直接经济损失75172万元。

2014年6月27日印度南部地区发生天然气管道爆炸事故，造成16人死亡。

2014年7月31日晚，高雄市前镇区多条街道陆续发生可燃气体外泄，并引发多次大爆炸，数条街道被波及，至午夜时分气爆更加严重。据台湾消防部门2014年8月1日统计，高雄前镇爆炸事故已致20人死亡、 270人受伤。

以上事故，均为长输管道发生泄漏后引起的火灾爆炸事故，事故造成了大量的人员死亡，而且多数人员均为第三方公共人员。

这引发一个共同的问题：是否长输管道距离公众建筑物过近？

2. 基本定义

长输管道

长输(油气)管道是指产地、储存库、使用单位之间用于输送商品介质的管道，区别于工艺管道，长输管道无法局限于某一个固定区域内，因此会发生本文提到的和第三方设施的安全间距问题。

“安全”

2014年8月核安全局核电安全监管司副司长汤搏在电促会核能促进分会举办的核能发展高峰论坛上做了《核电安全的若干基本问题》的演讲，其中关于什么是“安全”做了很好的阐述，这里引用如下：

什么是安全？三个定义：

第一，当一件事情带给我们的利益足够大，而其代价可承受的话，我们则认为其是安全的；

第二，安全是利益和代价的平衡；没有一件事情只有利没有弊；

第三，安全是可接受的风险。

2014年5月国家安全生产监督管理总局公布了《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准（试行）》，规定了我国的个人可接受风险标准值，如表格1所示，社会可接受风险如图表1所示。

因此， “安全”是具体风险承受者可以接受的一个风险水平，结合安监总局2014号13号令，长输管道与第三方人员的安全间距即为该距离外的人员死亡风险不高于13号令规定的个人可接受风险标准。

3. 国内现行管理要求

《输油管道工程设计规范》（GB50253）中第4.1.5款规定如下：

原油、 C5、 C6及以上成品油管道与城镇居民点或独立的人群密集的房屋的距离不宜小于15m。

以上距离主要参照了美国《液体管道最低安全标准》 195.210条中的要求，目的为了减少管道泄漏后对第三方的影响，同时兼顾维护、抢修的需要。

《输气管道工程设计规范》（GB50251）中并未对线路部分与第三方设施的距离做出要求，仅对站场及附属设施做了距离要求。

管线部分依据人口分布密度设立不同的地区等级，高等级地区即人口稠密地区通过提高设计系数来增大管道强度，即不通过距离防范而通过提供管道本身的可靠性来达到安全的目的。

2010年通过的《管道保护法》提出了5m的保护距离，但立法本意为保护第三方活动对管道的保护，对于第三方设施的安全间距要求，《管道保护法》又指向了强制性技术标准，即上文提到的两个标准。

从以上立法和标准的要求可以看出，目前的要求并不区分不同的管道设施和不同的第三方设施，并未从基于风险的角度来考虑安全间距问题。

4. 基于风险的安全间距确定

基于风险的方法通过识别具体设施的危险，并对该危险进行估计或计算得到风险值（即有多危险），将该风险值与可接受标准（即总局13号令）进行对比，在该接受标准内确定具体的安全间距。

该安全间距会因不同的长输管道而不同，也因不同的第三方设施而不同，同时也因为不同的外部环境（风向、风速等）而不同。

定量风险分析（QRA）是一种普遍应用的，采用量化指标描述、定义和评估风险的一种风险分析方法，如图表2所示。

5. 某天然气管道安全间距确定

某天然气管道通过工业区段长约20km，管线沿线基本为居住、行政办公、商业金融、文化娱乐等综合规划区，需要确定不同运行压力下的安全间距。

风险计算采用的泄漏频率基础数据主要数据源包括：

—《EGIG第7版报告-1970至2007》

—《OGP风险分析数据手册-立管及管道泄漏频率》

基于该数据源，确定的不同泄漏原因分布和孔径分布如图表 3和图表 4所示。

在基于EGIG事故统计数据的基础上，结合管道的具体设计参数，确定了管道不同泄漏孔径的泄漏频率，如表格2所示。

利用计算软件确定泄漏后不同事故后果的严重程度，包括喷射火、闪火和爆炸，图表5展示了10MPa压力下水平方向喷射火的热辐射值分布。依据不同的事故结果可以确定管道沿线某固定位置处的人员死亡概率，乘以泄漏频率和点火概率即为该位置的人员死亡风险。

图表6展示了不同压力下，沿管道中心线向外侧不同距离上的人员死亡风险。

从图中可以看出，随着设计压力等级降低，人员死亡风险明显减小，依据风险可接受标准，不同设计压力下风险可接受范围内的安全距离如表格3所示。

针对10MPa运行压力，不同管道壁厚和不同埋深都会影响风险的大小，图表7展示了（20-25） mm壁厚时， 1.2m， 1.5m， 2m和3m埋深时的不同风险值。

图表8展示了（25-30） mm壁厚时， 1.2m，1.5m和2m埋深时的不同风险值。

基于此分析，可以确定在10MPa运行压力不同壁厚和不同埋深下的安全距离，见表格4所示。

6.结论

国内目前关于长输管道与第三方设施的安全间距要求，为基于经验的统一要求，从事故的后果来看，存在一些问题，2014年国家安全生产监督管理总局公布13号令后，确定了个人的可接受风险标准。

本文基于该风险标准，探讨了基于风险的安全间距确定方法，可以结合具体的管道设计参数，确定与第三方设施间的安全间距，同时提出针对性的具体的工程设计措施，来确保风险处于可接受标准内。

基于该方法，对于新建管道设施可以根据不同的设计参数给出不同的安全间距，可以针对不同的第三方设施采用不同的设计参数，比如壁厚、管材、埋深等；对于已建管道设施，可以验证不同安全控制措施下的安全间距，采取针对性的措施。 ◢

（作者：高级咨询师，石油天然气副总经理，劳氏船级社咨询部Lloyd's Register Consulting；斯堪伯奥科技（北京）有限公司）

2014年第5期（总第18期）