陈玉亮 赵万里 刘素华 吴桐 林俊 濮春明

国家管网集团西气东输苏浙沪输气分公司

摘要：高后果区定量风险评价是管道周边建设项目规划的重要依据。以某输气管道200 m内新建五星级酒店为例，介绍高后果区定量风险评价方法和过程，建议将管道周边土地规划建设前开展高后果区定量风险评价作为管理规范，指导相关工作。

关键词：输气管道；高后果区；定量风险评价；个人风险；社会风险

《国家安全监管总局办公厅关于对石油天然气长输管道安全监管有关问题的复函》（安监总厅管三函﹝2015﹞225号）就输气管道与建构筑物的安全距离问题答复如下：“油气输送管道的安全与距离无直接对应关系，如某个敏感位置确实需要确定一个‘安全距离’，可根据当地的风险可接受程度，采用风险评价的方法进行确定。”SY/T 7380―2017《输气管道高后果区完整性管理规范》规定，与原设计相比高后果区等级升高2级或达到III级高后果区的管道应进行定量风险评价，判定个人风险和社会风险是否可接受。定量风险评价方法可按照 AQ/T 3046―2013《化工企业定量风险评价导则》执行。定量风险评价的个人风险和社会风险可接受准则依据国家安全生产监督管理总局2014年第13号公告《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）》。

目前，高后果区定量风险评价大多采用由中国安全生产科学研究院研发的CASST―QRA重大危险源区域定量风险评价软件或挪威船级社（DNV）PHAST软件。现以苏南地区西气东输一线干线200 m范围内新建一座五星级酒店为例，介绍输气管道高后果区定量风险评价过程。

1  管道失效可能性分析

失效频率普遍采用同类设备的历史统计数据，经数据来源及可靠性分析后，应用相关理论模型进行事故发生概率计算，然后结合项目实际情况进行修正。西一线干线的失效频率选自GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》附录 G 推荐的输气管道泄漏频率，即4×10-4次/km·a。

根据SY/T 6859―2012《油气输送管道风险评价导则》，管道泄漏场景选取如表 1所示。

根据SY/T 6714―2008《基于风险检验的基础方法》，失效频率通过调整设备系数（FE）和管理系数（FM）进行修正。

2  事故后果分析

将该高后果区管段作为泄漏事故模拟点，拟建酒店人员密集，一旦天然气泄漏引起火灾爆炸事故，波及的范围比较大，后果比较严重。输气管道发生破裂时，由于管道内的压力不断降低，天然气泄漏速率随时间逐渐减小。在计算喷射火热辐射影响时，采用管道泄漏过程中的当量泄漏速率来表征泄漏速率，当量泄漏速率为峰值泄漏速率乘以泄漏速率衰减因子[2-3]，见式（1）。

式中，为当量泄漏速率，λ为释放因子，Cd为泄漏系数，d为管径，p为运行压力，为流动因子，α0为气体声速。

其中，γ为气体比热，R为理想气体常数，T为气体温度，m为气体摩尔质量。

喷射火热辐射时采用点源模型，即假设火焰热源为一系列位于射流轴线上的点热源，并保守认为总热辐射通量为每个点热源热辐射通量之和：

式中，I为热辐射通量，η为燃烧系数，Xg为辐射系数，Hc为燃烧热。上式转换后可得不同热辐射通量下对应的着火半径、致死半径及潜在影响半径：

（1）着火半径 。天然气管道破裂起火后热辐射通量37.5 kw/m2及以上的区域，无防护的人员暴露1 min的致死概率为100%、10 s致死概率为1%，且在无火焰情况下短时间会造成可燃物着火。

（2）致死半径 。天然气管道破裂起火后热辐射通量25 kw/m2及以上区域，无防护人员暴露1 min的致死概率为100%、10 s会造成严重烧伤。

（3）潜在影响半径。 天然气管道失效后果计算公式得出的热辐射通量15.8 kw/m2及以上区域，无防护人员暴露30 s的致死概率为1%。

西一线管道外径1016 mm，最大允许操作压力10 MPa，则计算得出着火半径205.6 m，致死半径250.6 m，潜在影响半径318.0 m。

3  事故模拟后果

不同泄漏孔径的管道事故模拟后果如图1―4 所示，其中（a）（b）（c）（d）分别表示扩散、喷射火、闪火、延迟爆炸。

4  个人风险和社会风险

该高后果区管道的个人风险和社会风险计算结果如图 5、图 6所示。

图 5 新建酒店高后果区个人风险图

图 6 新建酒店高后果区社会风险图

图 5红色曲线为1E-6/a个人风险等值线，根据GB 36894―2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》3.2 防护目标个人风险基准，该高后果区新建酒店（大于100人）为一般防护目标中的一类防护目标3E-6/a（蓝色曲线），处于个体风险可接受区内。从图 6可以看出 ，该高后果区伤亡2～120人的社会风险曲线，处在GB 36894―2018社会风险基准的尽可能降低区。

5  总结

开展高后果区定量风险评价可在确保风险受控的前提下，最大程度合理规划用地，解决“管地之争”矛盾，切实贯彻安全发展理念，实现“安全”与“发展”双赢。在苏南地区地方政府相关部门和管道企业共同配合下，管道周边土地规划建设前开展高后果区定量风险评价已成业界常态，建议相关部门予以关注，加以推广，使其成为管理规范。计算模型及参数的选取必须科学、合理，为避免主观性，需要技术规范或标准给出一定约束。

参考文献：

[1]陈玉亮，胡峻，赵万里.天然气泄漏火灾爆炸危险性定量分析[C].第三届全国油气储运科技、信息与标准技术交流大会论文集，2013：617-624.

[2]王新，刘建平，陈建红，张强，杨玉锋.输气管道潜在影响半径计算公式优化[J].工业安全与环保，2019(10)：28-30.

[3]王新，张华兵.输气管道潜在影响半径计算公式问题讨论[J]，管道保护，2017(5)：48-51.

作者简介：陈玉亮，国家管网集团西气东输苏浙沪输气分公司管道科科长。联系方式：13451863617，362867931@qq.com。