葛天明

劳氏船级社

1 英国天然气管道介绍

1.1 天然气管网

英国天然气主干管网（如图1所示）属于国家基础设施： National Transmission System (NTS，即国家输气系统)，由National Grid运营。 NTS全长7600km，共有9个接收点，包括LNG接收站、海底管道登陆点，最大运行压力85 bar， DN600mm。全线有23个压气站， 175个分输点，包括工业用户和8个分输管网Local Transmission System (LTS，即本地传输系统)。

LTS包括12个分输区域， 145,000km管道，最大运行压力38 bar。

1.2 安全绩效

英国HES当局发布的全国管道行业失效数据如图 2所示，与其他国家比较（见表1），处于较好的水平。英国管道的建设年代均早于1993年，因此从侧面反映管道的运行绩效是值得参考与借鉴的。

2 规范体系

2.1 体系构成

英国天然气管道行业的规范体系主要分为四层（如图 3所示）：

◆ 顶层法律-Primary Legislation

◆ 中层法规-Secondary Legislation

◆ 国家标准-National Standards

◆ 行业导则-Industry Practice

2.2 顶层法律

英国天然气管道行业的顶层法律主要包括5个方面：

◆ 行业建设许可与监督管理

◆ 环境

◆ 安全

◆ 职业健康

◆ 土体规划

管道行业立法包括1962年颁布的《管道法》（ Pipe-lines Act 1962）和1999年颁布的《管道法修正案》（ Deregulation (Pipelines) order 1999），这两部法律基本上覆盖了所有的管道建设类型（不适用铁路用途、工厂内部、矿山、采石场、油库和码头范围内的管道），并将管道分为两类进行监管，超过10英里（ 16.093km）的管道，需要获得国务大臣的建设许可（ PCA）；低于10英里的，则由当地政府按照一般规划许可原则进行授权许可。

天然气行业立法是《气体法》（ G a s A c t1995），规定了关于气体活动相关许可的获得，包括运输许可和气体处理设施的接入。

其他相关法律包括《规划法》（ Planning Act2008），规定大于10英里管道的建设划入国家主要基础设施项目，项目申请需要提交国家基础设施理事会（ NID）。另外，还有《职业安全与健康法》（ Health and Safety at Work, etc. Act 1974）、《环境保护法》（ Environmental Protection Act 1990）等。

2.3 中层法规

中层法规中的主干法规包括《管道安全法》和《 2007修正案》（ Pipelines Safety Regulations1996 &Pipelines Safety (Amendment) Regulations2007），规定了海上和陆上管道在设计、建设、安装、运行、维修和废弃过程中的安全要求。运输天然气的管道应满足《天然气安全法规》（ Gas Safety (Management) Regulations 1996）的要求，规定了天然气管道运行者应向安全健康执行局（ HSE）提交安全状态报告（ Safety Case）并获得批准。其他中层的法规还包括：

◆《重大危害控制法规》（ Control of Major Accident Hazard Regulations 1999）

◆《建设法规》（ Construction (Design and Management) Regulations 2007）

◆《压力设备法规》（ Pressure Equipment Regulations 1999）

◆《压力系统安全法规》（ Pressure Systems Safety Regulations 2000）

2.4 国家标准

位于第三层的英国国家标准，其主干为《石油天然气工业-管道输送系统》（ BS EN 14161），ISO13623被采纳为欧盟标准后，英国等同采用为本国标准。其他标准还包括等同采用的如下欧盟标准：

◆《石油天然气工业-管道输送系统-管道焊接》(BS EN 14163， Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems. Welding of pipelines)

◆《石油天然气工业 - 管道输送系统 - 管道阀门》 (BS EN 13942， Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems. Pipeline valves)以及等同采用的ISO标准：

◆ 《石油天然气工业 - 管道输送系统钢质管道》 (BS EN ISO 3183， Petroleum and natural gas industries. Steel pipe for pipeline transportation systems)

◆《石油天然气工业-管道输送系统中埋地管道或水下管道的外防腐涂层》 (BS EN ISO 21809,Petroleum and natural gas industries. External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems)

2.5 行业导则

英国管道行业的重要行业导则包括BSI发布的指导性文件《管道标准使用规则》（ PD 8010,Code of practice for pipelines），共包括5个部分：

◆ 第一部分：陆上钢质管道-实施规则（替代原PD 8010-1:2004）

◆ 第二部分：海上管道-实施规则

◆ 第三部分：陆上钢质管道风险评估导则-应用于运输可燃介质的重大危害管道附近的建构筑物规划评估-PD 8010-1:2004 的补充文件

◆ 第四部分：陆上及海上钢质管道-完整性管理实施导则

◆ 第五部分：海上管道-操作导则

除此之外，气体工程师/经理协会（ IGEM,Institution of Gas Engineers & Managers）也会发布该协会的技术标准。 IGEM技术标准的发布被行业广泛认可和使用，旨在帮助协会成员更好地满足法律法规和国家标准的要求， IGEM技术标准的制订过程中也会引入相关的政府监管部门和行业专业机构，同时IGEM技术标准也会被政府监管部门和其他行业专业机构所引用。比如BSI PD 8010-1就引用IGEM/TD/1。

IGEM在天然气管道方面的技术标准主要有：

◆ IGEM/TD/1：高压力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/1 补充1：钢质管道的搬运、运输和储存高压力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/2：管道风险分析

◆ IGEM/TD/3：分输干线（ <16 Bar）

◆ IGEM/TD/12：应力分析

◆ IGEM/TD/13：调压站

安全类标准主要有：

◆ IGEM/SR/14：安全系统的完整性

◆ IGEM/SR/18：安全作业实践-确保天然气管道及相关设施的完整性

◆ IGEM/SR/22：燃料气运输、分输、储存系统吹扫作业

◆ IGEM/SR/23：天然气放空

◆ IGEM/SR/24：风险评估技术

◆ IGEM/SR/25：危险区域划分

◆ IGEM/SR/28：非开挖技术

◆ IGEM/SR/29：气体逃逸处理

3 标准中的安全要求

3.1 BSI PD 8010第一部分第4章

《 BSI PD 8010第一部分：陆上钢质管道-实施规则》中的第4章“健康、安全与质量保证”对管道系统的安全进行了统一要求，第4.1小节“健康、安全与环境”的主要内容包括：

◆ 考虑管道的整个生命周期中的安全

◆ 充分考虑不同管道的特点、特殊的要求，做出专业的、有经验的工程设计

◆ 设计、选材、路由、环境影响和危害/风险分析应经过充分的评估和考虑，尽可能选择最适宜的方式，确保管道在全生命周期中可以始终合格使用

◆ 防止第三方影响

◎ 增加壁厚

◎ 高强度材料

◎ 与建筑物保持合适的距离

◎ 增加埋深

◎ 清晰的管道路由识别系统，如标志桩

◎ 增加巡检、检查的频次

◎ 与路由经过地区土地所有者、居住者、当地监管机构和应急中心的定期交流与沟通

◎ 额外的机械防护手段

3.2 BSI PD 8010第一部分第5章

《 BSI PD 8010第一部分：陆上钢质管道-实施规则》中的第5章“设计-系统与安全”对管道系统的安全性进行了要求，包括：

◆ 5.1系统定义

◆ 5.2 输送介质分类

◆ 5.3工艺设计

◆ 5.4公共安全与环境保护

◆ 5.5管道系统的位置

◆ 5.6路由选择

5.1节强调了设计文档的完整性，应包括功能要求和法规适用性，未来废弃方案应明确设计寿命和设计条件。设计条件应包括正常操作、异常操作和操作极限，管道关断时的操作还应包括输送介质流量、压力、温度、组分和性质的可能的变化范围。

5.2 节规定应将输送介质按照表2进行分类。

5.3节对工艺设计进行了规范，包括需要完成管道工艺设计数据表（包括16个要素）、水力分析、压力控制和超压保护。对于操作和维护的要求专门在第13章进行了推荐。对于加热或降温的管道，应考虑温度指示和控制，同时应评估安全性、技术可靠性、用电效率、维修难易度和系统可记录性。系统对于周围地下水、涂层和阴保系统的影响应进行评估。

5.4节对于管道可能对周边有人建筑物和环境的影响进行了一般性要求。管道设计和路由选择时应考虑运输介质的危险性、与有人建筑物的间距、通过地区的人口密度、管道是否有其他危险管道并行，以及管道可能的失效原因。对于可能造成重大事故的管道需要进行安全评估（依照《管道安全法》）。

5.5节规定，对于运输C类、 D类或E类介质的管道，应该依据沿管线路由的人口密度进行地区等级分级（参见表3），以确定操作的应力水平和有人建筑物的间距。进行地区等级分级时，对相关因素应一并考虑，包括可能的未来发展规划、地势因素、河道的影响及靠近人口稠密地区。一般需要采用偏保守的分级标准，特别是管道失效后会影响到居民点时。

5.5.2小节描述了人口密度的计算方法，人口密度的统计范围为管道0.3 cpm个人风险等高线内的所有有人建筑物，即3x10-7/年个人风险范围内，该范围也为HSE规定的规划咨询区。对于没有计算个人风险图的管线设计，标准给出了简化算法，即在5.5.3小节规定的与有人建筑物最小距离的基础上进行推算。比如对于天然气管道的D类管道，即为任意1.6km管段上向外延伸最小距离的8倍。

5.5.3小节描述了管道距离有人建筑物的距离，推荐采用10 cpm个人风险等高线作为最小距离，即1×10-5/年个人风险值所落的距离。对于没有计算个人风险等高线的管道，也给出了简易公式进行推算，但该距离都会大于依据风险计算得到的距离。

5.6小节提出了路由选择的一般性要求，强调安全、环境、技术和经济性应首先被考虑，为减少未来的修改路由，可能的城镇规划和工业区规划应被考虑。附件F给出了具体的路由选择建议。

3.3 BSI PD 8010第三部分

《 BSI PD 8010第一部分：陆上钢质管道-实施规则》中的第5章和附件F对于路由选择进行了指导性介绍，附件E介绍了管道风险评估的方法。《 BSI PD 8010第三部分》进一步指导如何开展风险评估，包括：

◆ 管道失效频率确定

◆ 后果模拟

◆ 风险评估中标准的假设条件

◆ 针对已建管道的风险评估

◆ 可以采用的风险消减因子

◆ 行业内可参考的风险评估结果

《 BSI PD 8010第三部分》提供风险评估导则的输送可燃介质管道，也是《管道安全法》规定需要开展安全分析的重大危害管道，但并没有包括输送有毒介质的管道。第三部分内容框图如图4所示。

4 中英规范对比

通过以上对英国天然气管道行业的规范体系介绍，对比国内现行的规范，可以发现主要的区别如表4所示。

参考文献：

[1] GREAT BRITAIN. Construction (Design and Management) Regulations 2007.London: HMSO.

[2] GREAT BRITAIN. Deregulation (Pipe-lines)Order 1999.London: The Stationery Office.

[3] GREAT BRITAIN. Environmental Protection Act 1990. London: HMSO.

[4] GREAT BRITAIN. Factories Act 1961. London:HMSO.

[5] GREAT BRITAIN. Factories Act (Northern Ireland) 1965. London: HMSO.

[6] GREAT BRITAIN. Gas Act 1995. London:HMSO.

[7] GREAT BRITAIN. Gas Safety (Management)Regulations 1996. London: HMSO.

[8] GREAT BRITAIN. Health and Safety at Work,etc. Act 1974. London: HMSO.

[9] GREAT BRITAIN. Oil and Pipelines Act 1985.London: HMSO.

[10] GREAT BRITAIN. Petroleum Act 1998.London: The Stationery Office.

[11] GREAT BRITAIN. Pipe-lines Act 1962. London:HMSO.

[12] GREAT BRITAIN. Pipelines Safety Regulations 1996. London: HMSO.

[ 1 3 ] GREATBRITA IN . Pipelines Safety (Amendment) Regulations 2007.London: The Stationery Office.

[14] GREAT BRITAIN. Planning Act 2008. London:The Stationery Office.

[15] GREAT BRITAIN. Pressure Equipment Regulations 1999.London: The Stationery Office.

[16] GREAT BRITAIN. Pressure Systems Safety Regulations 2000.London:The Stationery Office.

[ 1 7 ] GREATBRITAIN . Town and Country Planning Act 1990. London: HMSO.

[ 1 8 ] GREATBRITAIN. Control of Major Accident Hazard Regulations 1999.London: The Stationery Office.

[19] GREAT BRITAIN. Control of Major Accident Hazards (Amendment)Regulations 2005. London: The Stationery Office.

[20]BSI. Petroleum and natural gas industries -Pipeline transportation systems. London:BSI

[21]BSI. PD 8010: Part 1: Steel pipelines on land –Code of practice. London:BSI

[22]BSI. PD 8010: Part 3: Steel pipelines on land – Guide to the application of pipeline risk assessment to proposed developments in the vicinity of major accident hazard pipelines  containing flammables – Supplement to PD 8010-1:2004. London:BSI

（作者：葛天明，劳氏船级社 中国区咨询业务副总经理。）