油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)及其確定方法

【摘 要】油氣長(zhǎng)輸管道相對(duì)于其他工程建設(shè)項(xiàng)目有其自身的特點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)的內(nèi)容、評(píng)價(jià)的重點(diǎn)及評(píng)價(jià)方法的選擇都有其特殊性。在評(píng)價(jià)階段，由于管線走向設(shè)計(jì)、工藝裝置及設(shè)備、工藝流程等還處在方案階段，缺少工程具體參數(shù)，加上項(xiàng)目可行性研究報(bào)告中給出的安全衛(wèi)生措施有限，這就給安全評(píng)價(jià)帶來(lái)了一定的困難。因此，有必要在前人研究的基礎(chǔ)上對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道工程的安全評(píng)價(jià)技術(shù)方法進(jìn)行深入研究。

【關(guān)鍵詞】油氣；長(zhǎng)輸管道工程；安全評(píng)價(jià)；確定方法

前言：

油氣管道是用來(lái)輸送易燃易爆石油產(chǎn)品和天然氣等介質(zhì)的長(zhǎng)輸管線，它一旦發(fā)生泄漏或火災(zāi)爆炸事故，必將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響人民的生活和社會(huì)的穩(wěn)定，破壞周圍環(huán)境。我國(guó)國(guó)內(nèi)已建成的油氣管線，大多運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，有的已接近設(shè)計(jì)使用壽命，其設(shè)備設(shè)施的技術(shù)水平落后，操作自動(dòng)化程度較低，安全事故呈不斷上升趨勢(shì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)油氣管道安全事故發(fā)生的幾率大約是國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的5～l0倍，國(guó)內(nèi)油氣管道安全運(yùn)營(yíng)形勢(shì)不容樂(lè)觀，而且隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，油氣管道的開工建設(shè)即將迎來(lái)一個(gè)新的高潮。

因此，為保證油氣管道的安全運(yùn)行，降低或消除油氣管道事故發(fā)生的概率，必須采取科學(xué)的手段加強(qiáng)油氣管道的安全運(yùn)營(yíng)管理，積極開展油氣管道的安全評(píng)價(jià)工作，對(duì)有關(guān)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行過(guò)程中的各種危險(xiǎn)因素進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，進(jìn)而為制定切實(shí)有效的防范措施和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾碇贫忍峁﹫?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以期達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)危害、減少事故損失，優(yōu)化投資效益之目的。

一、常用評(píng)價(jià)方法

油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)主要針對(duì)長(zhǎng)輸管道部分和站場(chǎng)部分。評(píng)價(jià)中采用定性與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，對(duì)工程潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1、類比分析

類比分析法通過(guò)搜集國(guó)內(nèi)外油氣長(zhǎng)輸管道在建設(shè)、運(yùn)行中發(fā)生的事故，對(duì)其事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合所評(píng)價(jià)管道工程的輸送介質(zhì)、工藝特點(diǎn)以及管道所經(jīng)地區(qū)的自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境條件，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)事故統(tǒng)計(jì)與原因分析。類比分析的結(jié)果不僅可以防范類似事故的發(fā)生，也可為管道工程管理人員制定相關(guān)安全技術(shù)規(guī)程提供依據(jù)。

2、事故樹分析

油氣長(zhǎng)輸管道工程事故樹分析一般是對(duì)長(zhǎng)輸管道失效事故和站場(chǎng)火災(zāi)、爆炸事故進(jìn)行分析。采用該方法，可以把可能發(fā)生的事故與可能導(dǎo)致事故發(fā)生的邏輯關(guān)系用樹形圖直觀地表示出來(lái)，再通過(guò)對(duì)樹形圖進(jìn)行定性和定量分析，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因和計(jì)算事故發(fā)生的概率。

3、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法

1992年，由海灣出版公司出版的《管道風(fēng)險(xiǎn)管理手冊(cè)》一書中詳細(xì)論述了管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和各種評(píng)估方法。在4年后該書第2版中，作者增加大量篇幅來(lái)論述基本風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型在不同使用環(huán)境下的修正方法，并在風(fēng)險(xiǎn)管理部分補(bǔ)充了成本與風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系等內(nèi)容。目前，該書所介紹的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型仍是世界普遍采用的管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。油氣長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是在總結(jié)國(guó)外管道多年的事故案例資料和管道風(fēng)險(xiǎn)管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的，對(duì)評(píng)價(jià)管段的各種危害安全的因素及可能的后果逐項(xiàng)評(píng)分，得到管段危險(xiǎn)程度和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。由于該方法的指標(biāo)值和評(píng)分依據(jù)是根據(jù)國(guó)外管道事故數(shù)據(jù)分析及多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，因此，在評(píng)分時(shí)，對(duì)第3方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)和操作等因素的取值中，注意結(jié)合我國(guó)國(guó)情，并參照了國(guó)內(nèi)已建成管道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)及管理經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)用該評(píng)分方法繪制的管道沿線圖、危險(xiǎn)程度分布圖和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分布圖，可以直觀地表示出管道全線的風(fēng)險(xiǎn)情況。

4、道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法

道化學(xué)公司（DOW）火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法是依據(jù)以往的事故統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行的安全措施情況，利用系統(tǒng)工藝過(guò)程中的物質(zhì)、設(shè)備、物料量等數(shù)據(jù)，通過(guò)推算公式，對(duì)系統(tǒng)工藝裝置及所含物料的實(shí)際潛在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的一種方法。油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)中，常采用該方法對(duì)站場(chǎng)中具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性的單元進(jìn)行評(píng)價(jià)，定性確定其火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等級(jí)。

5、傷害（或破壞）范圍評(píng)價(jià)法

傷害（或破壞）范圍評(píng)價(jià)法是根據(jù)事故的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算事故對(duì)人員傷害范圍的一種定量評(píng)價(jià)方法。事故的數(shù)學(xué)模型包括液體泄漏模型、氣體泄漏模型、池火火焰與輻射強(qiáng)度模型、火球爆炸傷害模型、爆炸沖擊波傷害模型、蒸汽云爆炸破壞模型等。油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)中，常采用該方法計(jì)算長(zhǎng)輸管道和工藝站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備、管道事故對(duì)人員傷害范圍或建構(gòu)筑物、設(shè)施的破壞范圍。

由于數(shù)學(xué)模型中手工計(jì)算量大，借助計(jì)算機(jī)輔助往往事半功倍。例如：英國(guó)Advantic公司開發(fā)的PIPI～AFE模型，可以預(yù)測(cè)造成管道破壞的事故的發(fā)生頻率、破壞形式；預(yù)測(cè)管道破壞后氣體泄漏量隨時(shí)間的變化，預(yù)測(cè)泄漏天然氣點(diǎn)燃后的火災(zāi)特性；預(yù)測(cè)火災(zāi)對(duì)管道附近居民和建筑物的影響，包括熱輻射對(duì)人員傷亡和建筑物被引燃或自燃的距離和范圍等。

6、人一機(jī)一環(huán)系統(tǒng)分析

人是安全系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，要研究人的因素，就必然涉及到所操作的設(shè)備和環(huán)境，這就是人一機(jī)～環(huán)系統(tǒng)分析法，其中人是核心，人、機(jī)、環(huán)三者并重。人一機(jī)一環(huán)系統(tǒng)分析法的實(shí)質(zhì)，如圖1。在討論事故概念時(shí)可知，事故的發(fā)生具有現(xiàn)象的偶然性，本質(zhì)上的必然性，即直接隱患和問(wèn)接隱患都能得到較好的解釋。事故的發(fā)生是由人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全條件直接引起的，這是現(xiàn)象，直接進(jìn)行觀察；而引起現(xiàn)象必然有其本質(zhì)原因，即事故發(fā)生的必然性，深層的分析就是管理失誤（隱患）間接原因。該方法能找出引起事故所有隱患狀態(tài)及直接隱患與間接隱患間的關(guān)系，但不能說(shuō)明事故直接隱患問(wèn)的邏輯聯(lián)系。

圖1油氣長(zhǎng)輸管道人一機(jī)一環(huán)事故分析

二、安全評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用

上述評(píng)價(jià)方法都有其自身的適用條件和范圍，而油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)復(fù)雜，同時(shí)存在多種危害因素及事故可能性，因此在評(píng)價(jià)的實(shí)際工作中，無(wú)論是針對(duì)長(zhǎng)輸管道部分的評(píng)價(jià)，還是針對(duì)工藝站場(chǎng)部分的評(píng)價(jià)，應(yīng)將數(shù)種方法同時(shí)配合使用，互為補(bǔ)充。

1、管道評(píng)價(jià)方法適應(yīng)性分析

油氣長(zhǎng)輸管道部分安全評(píng)價(jià)通常將整條管道作為一個(gè)評(píng)價(jià)單元。采用類比分析法，調(diào)查相似管道的事故案例，并繪制油氣長(zhǎng)輸管道故障樹，定性分析管道工程的主要危險(xiǎn)、有害因素。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程沿線人口密度、土壤條件、地質(zhì)情況等的差異，劃分管段，采用管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法確定風(fēng)險(xiǎn)沿管線的分布。對(duì)于識(shí)別出的高風(fēng)險(xiǎn)管段，再進(jìn)行管道油氣泄漏事故擴(kuò)散定量計(jì)算。

采用的安全檢查表、類比分析、故障樹分析、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法、傷害（或破壞）范圍定量計(jì)算、模糊綜合評(píng)價(jià)等方法，從定性分析到定量評(píng)價(jià)，逐層遞進(jìn)，這些方法在目前油氣長(zhǎng)輸管道評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛。由于管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法采用了人為經(jīng)驗(yàn)評(píng)分方式，主觀因素易影響評(píng)分結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，雖然評(píng)分取值結(jié)合了我國(guó)國(guó)情，但該方法中原有的評(píng)分指標(biāo)及權(quán)重分配與我國(guó)管道實(shí)際情況還是存在一定的差距。如，國(guó)內(nèi)近年來(lái)打孔偷盜油氣問(wèn)題，在該評(píng)分系統(tǒng)中就沒(méi)有體現(xiàn)；第三方破壞指標(biāo)所提到的“一次呼叫系統(tǒng)”，國(guó)內(nèi)目前尚未建立。

管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法應(yīng)組織管道行業(yè)的專家、工藝、自控等工程技術(shù)人員和有關(guān)管理人員參與打分，以減少評(píng)分時(shí)的主觀性。同時(shí)，評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)不斷研究新情況，對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的評(píng)分指標(biāo)和權(quán)重分配進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其更符合我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道的實(shí)際情況。建議盡快制訂國(guó)內(nèi)通用的推薦性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定，指導(dǎo)國(guó)內(nèi)的油氣長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法的應(yīng)用，提高安全評(píng)價(jià)的精度。

2、工藝站場(chǎng)評(píng)價(jià)方法適應(yīng)性分析

對(duì)工藝站場(chǎng)部分進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，通常關(guān)注的是其火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)程度，以及火災(zāi)、爆炸事故后果的影響范圍。首先，根據(jù)各站場(chǎng)的功能特點(diǎn)，劃分評(píng)價(jià)單元。例如，可將輸油管道末站劃分為油罐、輸油泵區(qū)、加熱爐等評(píng)價(jià)單元，運(yùn)用道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法計(jì)算各評(píng)價(jià)單元的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)評(píng)價(jià)出危險(xiǎn)性較高的單元，再進(jìn)行傷害（或破壞）范圍定量計(jì)算，并應(yīng)用故障樹分析法，找出引發(fā)事故的主要原因。工藝站場(chǎng)安全評(píng)價(jià)方法中采用的安全檢查表、故障樹分析與傷害（或破壞）范圍評(píng)價(jià)法，從事故原因分析和事故后果計(jì)算2方面考慮，符合安全評(píng)價(jià)的要求。而道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法，在應(yīng)用于輸油站場(chǎng)的大型油罐評(píng)價(jià)時(shí)顯得有所不足。如由于受方法中“易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量”取值的限制，對(duì)于容量大于3000m3。同一油品貯罐的評(píng)價(jià)結(jié)果是基本相同的，這與實(shí)際情況不相符。另外，由于該方法沒(méi)有考慮同樣功能、不同類型設(shè)施對(duì)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)程度的影響，對(duì)于拱頂罐與浮頂罐，容量相同、盛裝同種油品的貯罐的評(píng)價(jià)結(jié)果是相同的。但實(shí)際上拱頂油罐與浮頂油罐相比，前者的火災(zāi)危險(xiǎn)性要大得多。因此，采用道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行站場(chǎng)工藝單元的安全評(píng)價(jià)時(shí)，要避免機(jī)械地套用結(jié)果。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，油氣長(zhǎng)輸管道工程安全評(píng)價(jià)主要針對(duì)長(zhǎng)輸管道部分和工藝站場(chǎng)部分。長(zhǎng)輸管道部分常采用類比分析、事故樹分析、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及傷害（或破壞）范圍定量計(jì)算等方法相結(jié)合進(jìn)行評(píng)價(jià)；工藝站場(chǎng)部分常采用事故樹分析、傷害（或破壞）范圍定量計(jì)算及道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法等方法相結(jié)合進(jìn)行評(píng)價(jià)。但在個(gè)別方法的應(yīng)用上需注意與實(shí)際的結(jié)合。

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