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管道研究

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成品油管道的高后果区识别与风险评价实践

来源:《管道保护》杂志 作者:刘道乾 周立国 王晓霖 王勇 齐先志 时间:2019-7-15 阅读:

刘道乾1 周立国2 王晓霖2 王勇2 齐先志2

1. 中国石化销售有限公司华中分公司; 2. 中国石化大连石油化工研究院

 

 

成品油管道距离长、分布广、周边环境多样,长期受腐蚀、打孔盗油以及第三方施工等危害因素影响,其安全运行面临巨大挑战。随着城镇建设步伐加快,管道越来越多地穿过人口密集区或者重要设施区等高后果区,一旦发生泄漏引发火灾爆炸等事故,将对人身安全、生态环境、社会生活等造成极大危害[1-3]。因此,对成品油管道进行高后果区识别与风险评价尤为重要。

GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》明确要求对运营期管道进行周期性高后果区识别,并对影响管道安全运行的危害因素进行定期辨识和评价。鉴于此,笔者提出一种基于并严于GB 32167―2015的高后果区识别方法,以及适用于成品油管道的风险评价方法,并在某成品油公司进行了实际应用。


1 成品油管道高后果区识别

1.1 高后果区释义

2003年,美国联邦法规49 CFR最先提出高后果区定义以及高后果区识别准则。管道高后果区指管道发生泄漏后,其事故后果对公众以及环境造成较大不良影响的区域[4],是管道完整性管理的重点区段,其会随着时间与周边环境的变化而变化。成品油管道泄漏造成的重大事故后果体现在三个方面:一是造成重大人员伤亡;二是造成重大设施破坏;三是造成重大环境污染[5]。管道高后果区识别是完整性管理的重要环节,是开展风险评价工作的基础,为风险评价管段划分提供依据。

1.2 高后果区识别准则

GB 32167―2015对输油管道高后果区的划分提出了明确要求,其将高后果区分为三级,Ⅰ级为最小严重程度,Ⅲ级为最大严重程度。考虑到识别项a)、 b)在实际应用中界定困难,对楼房层数与聚居户数的描述较为笼统,结合成品油泄漏特点和事故教训,对识别准则进行了细化和量化,增加一条“管道两侧各15 m内有输送油气及其他易燃易爆介质的管道,隧道、暗涵等地下设施”。同时按危害后果类型将高后果区划分为人口密集区、重要设施区、环境敏感区三大类,高后果区可以是上述三类中的一种,也可以是任意两种或三种的组合。基于此,制定了适用于成品油管道的高后果区识别准则,如表 1所示。

1.3 高后果区识别结果

根据上述高后果区识别准则,对某成品油公司的一段管道进行高后果区识别。该段管道全长100.43 km,于2005年12月底投产运行,管道及管件采用Φ 273.1×6.4 mm的L360直缝电阻焊钢管,设计压力6.4 MPa,外防腐层主要为环氧粉末,穿跨越区域为3PE防腐层。

借助GIS系统与现场调研,共识别高后果区31段,长度32.36 km,占管道总长度的32.22%。根据等级分类的高后果区识别结果如图 1所示,其中III级高后果区8段,长度为11.47 km; II级高后果区19段,长度为19.47 km; I级高后果区4段,长度为1.42 km。根据种类分类的高后果区识别结果如图 2所示,其中人 口密集区13段,长度为13.71 km;重要设施区13段,长度为12.83 km;环境敏感区5段,长度为5.82 km。

              

2 成品油管道风险评价

2.1 风险评价定义

管道风险评价指在辨识影响管道安全运行危害因素的基础上,综合考虑事故发生的可能性和事故后果的严重程度,判断管道风险的可接受程度[6,7]。管道风险评价是完整性管理的核心部分,可全面且量化认识管道的风险因素和其潜在的危害后果,为管道基于风险的检测以及维护维修等工作提供依据与技术支持。管道风险评价对象应为全管段、全覆盖,并非仅针对高后果区。

2.2 风险评价方法

管道风险评价方法众多,其中指标评分法目前应用最广泛,该方法便于操作与理解,在国内多家管道企业取得了良好的实践成果[8]。本风险评价方法综合考虑成品油管道特性、失效分析结果和运行管理等多种因素,建立了成品油管道风险评价体系。其中管道危害因素分为6类:挖掘损坏、腐蚀、设计与施工、运营与维护、自然及地质灾害和蓄意破坏,每类因素的满分为100分,各危害因素的权重可基于历史失效数据,通过专家评判确定;失效后果考虑产品危害、泄漏量、扩散和危害受体4个泄漏影响系数,通过乘积的形式得到后果的评判值。风险的计算公式如下所示:

(1)失效可能性计算

 

式中: Pi,危害因素的评分值; αi,危害因素的权重值。

(2)失效后果计算

 

式中: PH ,介质危害性评分值; LV ,泄漏量 评分值; DS ,扩散情况评分值; RT ,危害受体评分值。

(3)风险值计算

 

式中: R,管段的风险; Rof,失效可能性; Cof,失效后果。

2.3 风险评价结果与分析

首先基于高后果区识别结果,结合站场和阀室两个因素,对该成品油管道划分为65段风险评价管段;然后根据调研的管道设计竣工资料、各类专项评价报告、管道的运行数据和失效历史、管道沿线的自然及人文环境信息等,对各项因素进行评分;最后得到该管道的风险值,如图 3所示。根据风险评价结果与风险等级确定标准,得到各管道的风险等级,如图 4所示,其中较高风险1段,此段也为高后果区;中等风险12段;低风险52段。

              

根据提供的打孔盗油状况、第三方施工台账、内外检测报告、阴保电位测试记录和修复报告等风险因素相关数据与资料,分析得出引起管段较高风险的主要原因有打孔盗油、第三方施工损坏、杂散电流腐蚀以及外防腐层破损4种。

2.4 风险管控措施

(1)加强对管道阴极保护系统的监控与维护,确保阴极保护系统的有效性。定期检测管道通/断电电位,定期开展管道交直流干扰检测,采用管道智能桩实施动态监测,实施干扰排流。针对重点区段安装智能阴保测试系统,强化管道阴极保护有效性的监测。

(2)加强与地方政府、公安机关以及相关责任单位的沟通与联系,积极打击打孔盗油、非法施工、占压等违法犯罪活动。

(3)加强管道巡护管理,制定完善的管道巡护方案,细化巡线时间、巡线路径、巡线必经点、巡线频次等要求。排查管道巡线盲区和隐蔽、易发案部位,增加或调整巡线必经点,加密重点部位巡线频次,及时发现管道周边可疑地点、车辆和人员。

(4)对于“双高”管道(段)(即同时为高后果区、高风险管段),应由专业设计院对管道的设计系数、管材、壁厚、防腐等级、埋深等进行复核,并视具体情况和复核结论采取有效措施,确保“双高”管道(段)本质安全,同时加强管道(段)的人防、物防、技防、联防,以及迁改线、缺陷检修的质量管理。


3 结语

(1)成品油管道高后果区识别准则不仅可以识别高后果区等级,还可以识别高后果区类型,综合其等级与类型“对症下药”,明确管理重点。

(2)成品油管道风险评价可以评判出风险不可接受管段,结合调研资料分析主要敏感因素,制定有针对性的风险消减措施,实现风险的分级管理。

(3)成品油长输管道的高后果区识别与风险评价两个环节密不可分,共同保障管道的安全运行。

(4)综合高后果区识别结果与风险评价结果,可确定“双高”管道(段)并制定专项巡护方案和维护措施。

 

参考文献:

[1]  观鹏程. 成品油管道安全保护责任告知管理机制的实践与启示[J]. 安全、健康和环境, 2014, 14(6):52-54.

[2]  方卫林, 杨萍, 高良泽, 等.西部成品油管道被评价管段内腐蚀直接评估[J]. 油气储运, 2018, 37(5): 501-508.

[3]  梁永宽, 杨馥铭, 尹哲祺, 等. 油气管道事故统计与风险分析[J]. 油气储运, 2017, 36(4): 472-476.

[4]  王晓司, 郭强. 成品油管道高后果区识别与管理实 践[J]. 化工管理, 2018(25): 121-122.

[5]  王晓霖, 帅健, 宋红波, 等. 输油管道高后果区识别与分级管理[J]. 中国安全科学学报, 2015, 25(6):149-154.

[6]  帅健, 单克. 基于失效数据的油气管道定量风险评价方法[J]. 天然气工业, 2018, 38(9): 129-138.

[7]  柴强飞, 肖忠东, 高竟喆, 等. 基于尖锥网络分析法[5][6][7][8]的管道风险评价研究[J]. 中国安全科学学报, 2017,27(7): 88-93.

[8]  齐先志. 某天然气管道风险评价实践[J]. 安全、健康和环境, 2016, 16(7): 49-51.

 

作者:刘道乾,工程师,主要从事成品油管道运行管理工作。

2019年第4期(总第47期)

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