西氣東輸浙江管理處管道高后果區(qū)識別與應(yīng)用

中國石油西氣東輸管道公司浙江管理處 張德慶 吳 超 王彥青

西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院 王威翔 蔣宏業(yè)

隨著油氣管道投入運(yùn)營及城鎮(zhèn)建設(shè)加快，管道周邊的人口和環(huán)境在不斷變化。在役管道途經(jīng)人口稠密區(qū)，一旦發(fā)生泄漏、爆炸等事故會(huì)嚴(yán)重危害周邊居民和自然環(huán)境。近年來，政府及油氣管道公司逐漸重視對管道高后果區(qū)HCA(High Consequences Area)的識別與管理。高后果區(qū)是指管道發(fā)生泄漏后會(huì)對公眾、社會(huì)、環(huán)境造成較大不良影響的區(qū)域，強(qiáng)調(diào)管道泄漏后的危害后果，是管道隱患治理和安全防護(hù)的重點(diǎn)區(qū)段。高后果區(qū)管理有第三方破壞高發(fā)、城鄉(xiāng)規(guī)劃不合理、法律規(guī)定難落實(shí)等難題。因此，哪些管道事故可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的區(qū)段需要用科學(xué)的手段準(zhǔn)確地識別，并需通過對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、制定應(yīng)急預(yù)案等手段來保證管道長期安全運(yùn)行、降低重大事故發(fā)生可能性。

1 輸氣管道高后果區(qū)HCA 識別方法

1.1 識別分級標(biāo)準(zhǔn)

表1輸氣管道HCA 識別分級表

高后果區(qū)HAC分為三級，Ⅰ級表示最小的嚴(yán)重程度，Ⅲ級表示最大的嚴(yán)重程度。上述表1中輸氣管道(3)(4)(5)中的特定場所包含特定場所Ⅰ和特定場所Ⅱ。

特定場所Ⅰ：醫(yī)院、學(xué)校、托兒所、養(yǎng)老院、監(jiān)獄、商場等人群疏散困難區(qū)域；

特定場所Ⅱ：在一年之內(nèi)至少有50d(時(shí)間計(jì)算不需連貫)聚集30人或更多人的區(qū)域。例如集貿(mào)市場、寺廟、運(yùn)動(dòng)場、廣場、娛樂休閑地、劇院、露營地等。

輸氣管道的潛在影響區(qū)域是依據(jù)潛在影響半徑計(jì)算的可能影響區(qū)域。輸氣管道潛在影響半徑可按式(1)計(jì)算：

式中：d——管道外徑，mm；

p——管段最大允許操作壓力，MPa；

r——受影響區(qū)域的半徑，m。

系數(shù)0.099僅適用于天然氣管道。

1.2 識別流程及管理方法

根據(jù)高后果區(qū)識別標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合現(xiàn)場情況，制定高后果區(qū)識別流程見圖1 所示。

圖1高后果區(qū)識別流程圖

1.2.1 調(diào)研管道基礎(chǔ)資料

對西氣東輸浙江管理處已有的管道高后果區(qū)資料進(jìn)行整理，包括原高后果區(qū)的第三方破壞、環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害、管道本體缺陷的臺(tái)賬等。為了便于現(xiàn)場識別操作和規(guī)范高后果區(qū)信息收集，編制高后果區(qū)調(diào)查表，管道巡線人員根據(jù)現(xiàn)場情況如實(shí)填寫，做到“一區(qū)一表”。利用奧維地圖在已有的管道路由上標(biāo)出原有高后果區(qū)段并初步查看管道周邊情況。

1.2.2 現(xiàn)場調(diào)查及高后果區(qū)再識別

對高后果區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，記錄高后果區(qū)內(nèi)管道的周邊自然環(huán)境及敷設(shè)情況并拍照。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，并結(jié)合專家意見，對原有高后果區(qū)進(jìn)行增減、特定場所識別及起終點(diǎn)修改。

1.2.3 形成高后果區(qū)分析報(bào)告

通過西氣東輸風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件計(jì)算高后果區(qū)的基線、第三方破壞、環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)等級并在報(bào)告中體現(xiàn)。高后果區(qū)分析報(bào)告包括一區(qū)一案、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)報(bào)告和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)過程報(bào)告，報(bào)告概括了更新后的高后果區(qū)的概述、現(xiàn)場照片、風(fēng)險(xiǎn)等級及風(fēng)險(xiǎn)防控措施、應(yīng)急處置方法等，報(bào)告的具體內(nèi)容見圖2。

圖2高后果區(qū)分析報(bào)告內(nèi)容

2 西氣東輸浙江段管道HAC識別與管理

2.1 浙江段管道現(xiàn)狀

浙江管理處所轄管道包括西氣東輸二線南昌-上海支干線446.1km(管徑1016mm)、西氣東輸二線嘉興-甪直聯(lián)絡(luò)線55.5km(管徑1016mm)、西氣東輸一線常長支干線23.8km(管徑813mm)，總長525.4km，由南至北依次由衢州分輸壓氣站(下文簡稱衢州站)114.7km、金華分輸清管站(下文簡稱金華站)109.4km、諸暨分輸站(下文簡稱諸暨站)58.8km、蕭山分輸清管站(下文簡稱蕭山站)69.0km、上海金山末站(下文簡稱上海金山站)149.7km、長興分輸站(下文簡稱長興站)23.8km六個(gè)站場組成。浙江段管道沿線南部多山區(qū)丘陵、北部多平原，總體地勢較為平坦，地質(zhì)災(zāi)害威脅較小，但沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密，地面活動(dòng)及人為干擾頻繁，因此第三方破壞已成為浙江管理處的主控因素。高地區(qū)等級和高人口密度使高后果區(qū)識別與風(fēng)險(xiǎn)防控成為浙江管理處的重點(diǎn)工作之一。

2.2 識別結(jié)果

2017年浙江管理處已識別管道高后果區(qū)119處，通過2018年上半年再次識別，將管道高后果區(qū)總數(shù)調(diào)整為73處。然而，各站場對于高后果區(qū)的識別準(zhǔn)則、識別方法、識別精度仍是模糊不清的，對于高后果區(qū)段內(nèi)的主要風(fēng)險(xiǎn)類型及風(fēng)險(xiǎn)程度判斷仍有困難，且提出的風(fēng)險(xiǎn)防控措施針對性不強(qiáng)。本次高后果區(qū)的再識別，增減出高后果區(qū)共79處，其中南昌—上海支干線高后果區(qū)63處，甪直聯(lián)絡(luò)線高后果區(qū)8處，常長支干線高后果區(qū)8處，具體結(jié)果見表2。

表2高后果區(qū)識別結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.3 典型高后果區(qū)

2.3.1 高后果區(qū)周邊環(huán)境

西氣東輸二線南昌-上海支干線KP350km+875m～KP351km+600m 段，高后果區(qū)命名為ZJHCA002，管徑1016mm，設(shè)計(jì)壓力10MPa，運(yùn)行壓力8MPa，管道埋深1.8～3.0m，上游為16#閥室，下游為17#閥室。管道經(jīng)過關(guān)莊橋村，住宅區(qū)較密集，該處村莊基本為2層建筑，住戶約70戶，人口約210人。距離管道北側(cè)100 m 處有同弓小學(xué)，管道與寬度為6m 的鉗何線發(fā)生1次交叉，穿越方式為大開挖穿越。此處人口集中程度中，有特定影響的場所，管道安全影響范圍及危害性高。

2.3.2 風(fēng)險(xiǎn)源及防控措施

用西氣東輸風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件計(jì)算該段管道的風(fēng)險(xiǎn)等級，評價(jià)軟件根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)計(jì)算出的結(jié)果見表3。

表3風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件計(jì)算結(jié)果

針對較高風(fēng)險(xiǎn)，使用GB 32167－2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》、GB 50251－2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和QSY 1481－2012《輸氣管道第三方損壞風(fēng)險(xiǎn)評估半定量法》建議的防控措施，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況提出ZJHCA002 高后果區(qū)第三方損壞防控措施。

對第三方破壞風(fēng)險(xiǎn)，可采取的防控措施如下：

(1)及時(shí)與鄉(xiāng)村、政府部門進(jìn)行走訪，線路管理員每半年走訪一遍高后果區(qū)土地使用者，開展管道保護(hù)宣傳工作，提高管道管理人員對居民宣傳管道知識的質(zhì)量；

(2)向非友好態(tài)度群眾宣傳管道保護(hù)法等相關(guān)法律法規(guī)和群眾參與公司管道保護(hù)的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制；

(3)站場每年至少開展一次高后果區(qū)管道保護(hù)公眾教育宣傳，對高后果區(qū)內(nèi)的群眾重點(diǎn)普及天然氣泄漏的緊急疏散、撤離知識，自我防范常識和天然氣特性知識以及管道損壞事故案例等。在高后果區(qū)醒目位置張貼安全宣傳標(biāo)語和海報(bào)等；

(4)嚴(yán)格控制管道地區(qū)等級升級，對將要新形成的高后果區(qū)，上報(bào)縣、市、省級政府主管部門請求處置，對管道高后果區(qū)高敏感區(qū)派專人重點(diǎn)巡護(hù)；

(5)增加實(shí)體防范措施。

該高后果區(qū)段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，不用采取相應(yīng)的防控措施。對管道本體缺陷風(fēng)險(xiǎn)，可采取的防控措施如下：

(1)對雜散電流干擾段采取排流保護(hù)措施；

(2)對高后果區(qū)內(nèi)干擾段應(yīng)及時(shí)(兩月內(nèi))采取排流保護(hù)措施，及時(shí)修復(fù)高后果區(qū)內(nèi)管道外防腐層缺陷。

2.3.3 應(yīng)急處理

發(fā)生緊急事件時(shí)，應(yīng)急處理的消息報(bào)送流程見圖3。

發(fā)生緊急事件時(shí)，線路人員攜帶可燃?xì)怏w探測儀圍繞事故發(fā)生點(diǎn)對周圍大氣中天然氣濃度進(jìn)行檢測，檢測對象包括相關(guān)建筑物及停靠車輛內(nèi)部等，同時(shí)往上風(fēng)口在最大限度地避開危險(xiǎn)源的方向進(jìn)行人員的疏散。

圖3信息報(bào)送流程

3 結(jié)語

本文首先根據(jù)高后果區(qū)的識別標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場情況，制定出適合西氣東輸浙江段管道的識別流程，通過現(xiàn)場踏勘明確長輸管線風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)管段。然后通過高后果區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件得出高后果區(qū)管段事故發(fā)生可能性，了解長輸管線的薄弱環(huán)節(jié)，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行管控措施的制定，管道公司可據(jù)此合理調(diào)整日常維護(hù)的安全投入。最后通過制定應(yīng)急處理措施，使得安全管理由傳統(tǒng)的事后處理變?yōu)槭孪阮A(yù)防，即使發(fā)生重大事故也可以減小事故造成的損失。

綜上所述，輸氣長輸管道的高后果區(qū)識別工作是一項(xiàng)極其重要的工作，本高后果區(qū)識別與管理技術(shù)在西氣東輸浙江段管道得到了很好的應(yīng)用，為浙江管理處進(jìn)一步發(fā)展和完善輸氣長輸管道的完整性管理夯實(shí)基礎(chǔ)，對長輸管道維修維護(hù)的資源分配具有很好的指導(dǎo)作用，對長輸氣管道高后果區(qū)段的安全運(yùn)行具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。