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事故案例

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输气管道泄漏爆炸事故影响范围与相关标准比较分析

来源:《管道保护》杂志 作者:戴联双 时间:2020-5-21 阅读:

中石油管道有限责任公司


栏目主持人戴联双博士:输气管道一旦发生泄漏引发燃烧、爆炸,将对周边人员和环境造成重大危害。以国内外发生的四起天然气管道泄漏燃烧事故为例,分析其事故后果影响范围,并与标准规定的潜在影响半径计算结果进行比较。同时分析了北美发生的多起天然气管道失效事故及影响范围,清楚表明天然气管道泄漏失效的危害性及影响范围已经超出了目前相关标准的规定。

 

 

1 事故案例

1.1 比利时管道事故(案例一)

2004年7月30日上午9时,位于比利时首都布鲁塞尔以南40 km处工业区的高压输气管道发生爆炸。事故管道管径1 000 mm、材质X70、壁厚10 mm,日常输送压力8 MPa,发生事故时的管道压力为7.3 MPa。爆炸后火焰最高达450 m,平均高度250 m。事故造成24人死亡(包括5名消防人员和1名警察), 132人受伤(其中重伤25人),多辆车辆被毁,摧毁了两家工厂,方圆1 000 m范围内的生态环境受到不同程度的影响(图 1)。

1.2 永唐秦管道事故(案例二)

2010年5月4日,永唐秦管道位于秦皇岛抚宁县榆关镇龙口店村的15#阀室发生爆炸起火事故,未造成人员伤亡,现场98米的室内可燃物充分燃烧, 104米外猪舍的猪被烤熟。该管道管径1 016 mm,运行压力5 MPa。发生泄漏的管道为阀室内压缩机预留管线,管径为355.6 mm,与主管道相连。事故的直接原因为 雷击。管线在72小时内经抢险恢复运行(图 2)。

1.3 川气东送管道事故(案例三)

2016年7月20日6时32分,川气东送管道在恩施袁家湾隧道出口1 km处因山体滑坡导致管道撕裂,并发生天然气闪爆。该管道管径1 016 mm,运行压力约为6 MPa。闪爆造成管道反折(2个管节段)与变形,抛出距离约200 m,还有4个管节段抛出约100 m。事故造成2人死亡、 3人受伤,严重烧毁区域39.65 m2,滑坡区域62.5 m2,滑坡量约200万m3,过火(热辐射)区域124.5 m2(图 3)。

1.4 中缅天然气管道事故(案例四)

2017年7月2日,中缅天然气管道在贵州晴隆县境内因当地持续降雨引发公路边坡下陷侧滑,挤断沿边坡埋地敷设的输气管道,导致天然气泄漏引发燃烧爆炸(图 4), 230米外的农贸市场受损, 40米外的楼房烧毁, 350米外的树叶干枯。该管道管径1 016 mm,运行压力6.74 MPa。事故造成1人死亡、 23人受伤,直接经济损失2 145万元。

2 理论计算与案例对比

天然气管道发生泄漏起火,形成喷射火,火灾热辐射影响主要是取决于是否有人员暴露于火焰或特定的热辐射中,表 1为热辐射作用下人员伤害和设备破坏的热通量准则。

案例中实际受影响范围与采用GB 32167-2015《油气输送管道完整性管理规范》中的潜在影响半径(PIR)公式计算的结果对比见表 2。

从表 2可以看出,真实事故受当时运行状态与环境条件(地形、气象)影响,采用潜在影响半径(PIR)公式(破裂模式、 15.8 kW/m2热辐射通量值)计算的结果,不能覆盖所有情况。

3 北美典型输气管道失效事故

表 3列举了美国和加拿大典型输气管道失效事故影响范围及后果。

4 认识与建议

(1)大口径天然气管道的爆炸燃烧影响范围均在数百米以上,比标准规定的潜在影响区计算值(PIR,考虑1%的死亡概率)大。

(2)制定应急预案或现场处置时,要适当加大 应急处置和人员疏散范围。

(3)我国地区等级划分以管道中心线两侧各200 m为标准,并且未考虑管径、压力等因素,有待改进。

(4)我国管道保护法规定的油气输送管道两侧各5 m保护范围,目的是为了防止占压和施工挖掘损坏,保障管道巡检和维护维修,远远满足不了保障建筑物安全的需要。

(5)俄罗斯及中亚地区规定管径1 000 mm以上输气管道的安全距离是管道两侧各300 m,可参考借鉴。

(6)建议持续改进事故调查分析,全面、系统、详尽地分析管道失效事故,促进管道安全保护技术的发展和管理的提升,籍以对行业发展方向、管理模式、立法等产生积极影响。

(7)我国目前偏重于对事故责任的追究,对技术原因分析和改进措施跟踪落实不够。建议加强事故致因分析,提出改进措施并及时在法律、规范和标准中体现,避免同类事故重复发生。

 

下一期将介绍 “美国近年来油气管道失效事件趋势及管理经验”,敬请关注。

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