大口径高压力输气管道高后果区管理.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:魏锐(1985),男,汉族,甘肃定西人,大学本科,高级工程师,研究方向为天然气、新能源行业工程建设、生产运维技术管理。-116-大口径高压力输气管道高后果区管理 魏 锐 郄伟峰 许佳玮 李 瑞 宋 然 新天绿色能源股份有限公司,河北 石家庄 050000 摘要:摘要:高后果区是长距离输气管道运行管理过程中需要长期重点关注的内容,本文将从高后果区的管理要求、高后果区的风险评价方法与现状、高后果区识别的风险评价存在的问题、高后果区管理现状等多个方面对高后果区的评价、管理情况进行论述。近几年,长距离输气管道有向大口径
2、高压力发展的趋势,若发生失效,造成的事故影响范围、严重程度、事故等级更为严重。通过对大口径高压力输气管道失效情况下的模拟分析,得出气体浓度、热辐射强度、冲击波超压影响范围随距离变化的定量数据,以及火灾、爆炸事故造成死亡、重伤、轻伤的范围,对高后果区的管理提出一些管理措施与管理建议。关键词:关键词:输气管道;高后果区;风险评价;模拟分析;管理建议 中图分类号:中图分类号:TE973 1 输气管道高后果区管理要求 高后果区是输气管道发生泄漏后,可能对公众和环境造成较大不良影响的区域。由于管道内输送的天然气具有易燃、易爆的物化特性,一旦发生泄漏,极易引发火灾爆炸、环境污染等事故。在人口密集或者环境敏
3、感地段的输气管道发生事故,对人身安全、自然环境、社会生活都将造成重大危害。国际上对于高后果区的研究起源于欧美国家,2002 年 11 月,美国通过了“增进管道安全性法案”,规定管道运营单位应在高后果区实施完整性管理。2003 年 49CFR192 中明确了输气管道高后果区定义、界定、识别方法、计算方法及完整性管理相关要求。国内对于输气管道高后果区管理的研究主要由大型油气管道投资建设及生产运营单位牵头开展。目前针 对 高 后 果 区 颁 布 的 制 度、标 准 文 件 主 要 有GB32167-2005 油 气 管 道 完 整 性 管 理 规 范 、Q/SY1180.2-2014 管道完整性管理
4、规范第 2 部分管道高后果区识别(中国石油天然气集团公司企业标准)。目前,对于输气管道高后果区的判定准则,基本已达成共识,主要包括:管道经过的三级、四级地区;管径大于 762mm,并且允许操作压力大于 3.9MPa,输气管道潜在影响区域内有特定场所的区域;管径小于 273mm,最大允许操作压力小于 1.6MPa,输气管道潜在影响区域内有特定场所的区域;其他管道两侧各 200m 内有特定场所的区域;除三、四级地区外,管道两侧各 200m内有加油站、油库等易燃易爆场所。2 输气管道高后果区风险评价方法的发展与现状 2000 年开始,由国内石油院校团队与油气田企业合作,针对油气田矿场输气管道,参照国
5、际管道风险评价的评分体系,建立起国内第一个输气管道风险评价指标体系,开发了“输气管道风险评价软件”,并且应用到重庆某输气管道上,进行了完整的风险分析与评价,标志着当时国际通用的评分体系在我国现有管道项目上成功应用。2002 年,上述科研团队开发出“在役输气管道风险评价应用软件”,并且应用于某油气田公司输气管道北干线。2008 年至 2013 年,开发了环境地质灾害风险评估、第三方风险评估软件、站场风险评价软件,后续的重大输气管道项目都引入了风险评价技术,提高了输气管道风险评价技术水平,减少了输气管道发生事故的几率,一定程度上提高了输气管道本质安全水平。目前高后果区的风险评价主要采用风险矩阵法。
6、即根据管道运输行业或企业已发生失效的次数或预计将发生失效的概率,把输气管道失效的可能性分成 5 个等级,从停输影响、环境污染、人员伤亡、经济损失四个方面考虑管道失效带来的影响。3 输气管道高后果区识别与风险评价存在的问题 3.1 识别方法单一 输气管道设计阶段高后果区的识别主要通过管道中国科技期刊数据库 工业 A-117-线路设计人员选线及前期踏线完成,项目建成后主要通过评价人员现场查看、现场走访、现场调查等方式,识别方法较为单一。大型输气管道项目通常历时多年才能建成,管道周边环境变化较大,目前的识别方法时效性难以保证。3.2 高后果区等级划分级分级难以量化 国家相关标准规范中对高后果区的识别
7、进行了定义,但存在一些较难量化,灵活程度较高的要求,如“不经常有人活动”、“可能造成人员伤亡”等表述,造成高后果区等级划分及分级难以准确量化。由于以上模糊要求的存在,高后果区的识别与识别人员的专业技术水平、工作细致程度、主观意识等密切相关,不同识别人员可能对同一中情况存在不同的识别结论。3.3 部分情况识别范围难以确定 如输气管道高后果区分级中存在“潜在影响半径”,特定场所是“除三、四级地区外,由于输气管道泄漏可能造成人员伤亡的潜在影响区域”。对于特定场所,识别范围就有两个标准,一个是根据管道等级划分标准中要求的管道两侧 200m,一个是特定场所,不同的识别范围,可能用出现不同的分级。大口径高
8、压力输气管道项目经过三四级地区时,理论上应该用输气管道设计规范中管道等级划分的标准进行识别,但是根据输气管道常见管径、压力与潜在半径关系表,当管径大于 D711,压力大于 10MPa 时,管道的潜在影响半径已超出 200m。3.4 风险识别方法支撑性不强 目前最常用的高后果区的风险识别方法是定性的风险矩阵法,矩阵法中失效可能性等级参照的是企业或行业内是否发生过或即将可能发生的类似失效事件。矩阵法存在以下问题,一是对于输气管道项目来说失效样本不足,近几年国家干线、省内干线都以大口径高压力管线为主,但这类管线的失效样本少,过往失效事件难以作为评价依据。二是因为不同管道运行年限不同,发生失效的原因差
9、别大,作为评价依据支撑性不足;三是失效后果等级评定方面,输气管道发生失效后对环境的污染较小,同时失效可能造成的经济损失和人员伤亡存在不确定性。4 输气管道高后果区管理现状 现阶段输气管道高后果区的管控措施基本分为人防和技防,主要从线路日常巡查、第三方施工监管、非法占压、应急管理措施的建立等四个方面进行重点管理。线路日常巡查。日常巡检是输气管道高后果区管理最基础的手段,以人工巡查为主,视频监控、无人机为辅。巡检内容包括:(1)检查管线三桩、警示牌、阀室、水工保护等管道附属设施是否完整,字迹清晰,设施无破损;(2)检查是否存在在管线中心线两侧各五米范围内种植深根植物、取土、挖塘、采石、盖房、建温室
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