石油天然氣長輸管道中危險因素及其設(shè)計的分析

陶 戟

中國石油管道局工程有限公司國際分公司，河北 廊坊

1. 引言

社會對能源需求量增加使能源使用日益廣泛，需要借助油氣長輸管道，實現(xiàn)對能源的運(yùn)輸。但是因為自然條件和人為損壞等諸多的因素，導(dǎo)致油氣長輸管道的運(yùn)行會被影響導(dǎo)致?lián)p壞，甚至引發(fā)嚴(yán)重事故，甚至?xí)o社會的安全造成威脅。油氣長輸管道的安全性得到人們的高度關(guān)注。在油氣長輸管道的設(shè)計中，對油氣長輸管道的風(fēng)險因素展開分析，制定出合理的防范措施，做到對油氣長輸管道的各類風(fēng)險可防、可控。基于石油天然氣長輸管道中存在的問題，本文從石油天然氣長輸管道中危險因素等多個方面進(jìn)行探討。對長輸管道制訂合理的預(yù)防措施和各種風(fēng)險的預(yù)防具有借鑒意義。

2. 石油天然氣長輸管道設(shè)計的重要性

2.1. 保障管道的運(yùn)行

石油天然氣長輸管線的安全設(shè)計要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行，在施工過程中要對施工工藝進(jìn)行規(guī)范使之符合設(shè)計規(guī)范要求，并采取相應(yīng)的安全措施。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計能有效地減少事故的發(fā)生，從而保證石油天然氣長輸管線的安全運(yùn)行。在整個長輸管線的建設(shè)過程中，設(shè)計是首當(dāng)其沖的關(guān)鍵步驟。需要加強(qiáng)對設(shè)計工作的關(guān)注，從源頭上保證管道的質(zhì)量及安全性，減少管道在以后的運(yùn)行中受到損害并導(dǎo)致事故。

2.2. 節(jié)約能源、延長使用壽命

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，油氣公司的規(guī)模和數(shù)量都在迅速增長，各類資源、能源也在逐漸消耗。油氣是對人類發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)的不可再生能源。為節(jié)省能源、延石油天然氣長輸管線的使用壽命、保證運(yùn)行安全，必須加強(qiáng)管線的設(shè)計工作，提高管線的整體質(zhì)量，降低事故發(fā)生的可能性[1]。

3. 油氣長輸管道設(shè)計優(yōu)化

3.1. 衛(wèi)星遙感技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用

在常規(guī)的石油天然氣長輸管線建設(shè)中，管線的建設(shè)周期較長，耗費(fèi)大量的人力物力和財力，但其效率卻很低。在進(jìn)行管線的設(shè)計時，需要利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對管線路由進(jìn)行選型。通過此技術(shù)，可以利用多媒體來表現(xiàn)復(fù)雜的地質(zhì)情況，為管線勘察工作提供了極大的便利，也為管線勘察工作者提供了更好的地理信息和更好的服務(wù)。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，可以掌握城鄉(xiāng)人口的空間分布特點，并對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵點進(jìn)行分析，實現(xiàn)線路路由的合理規(guī)劃、減少線路穿越城市或重要經(jīng)濟(jì)區(qū)、減少管線建設(shè)的費(fèi)用及周期。

3.2. 長輸管道設(shè)計規(guī)劃的完善

在石油天然氣長輸管線的建設(shè)中，設(shè)計與規(guī)劃的完整性是十分必要的。長輸管線具有運(yùn)輸距離大、施工困難、工作量大、工期長等特點。這就需要對石油天然氣長輸管線進(jìn)行全面而細(xì)致的規(guī)劃與設(shè)計，保證其合理的設(shè)計，達(dá)到科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的目的，從而提高管線運(yùn)行的安全性。在進(jìn)行油氣長輸管線設(shè)計時，應(yīng)加強(qiáng)管線的測繪工作，并對其進(jìn)行提前規(guī)劃，以保證在后續(xù)建設(shè)過程中，能消除各種不合理的因素。為了使石油天然氣長輸管線的規(guī)劃更合理，必須從地區(qū)發(fā)展的觀點出發(fā)，充分考慮到環(huán)境的經(jīng)濟(jì)與安全。

3.3. 長輸管道維護(hù)保養(yǎng)

石油天然氣長輸管線在運(yùn)行過程中，受到周邊水源、土壤、氣候、自然等諸多因素的影響，受這些因素影響，管線的腐蝕幾率增大。為了強(qiáng)化對管線的防腐蝕監(jiān)控，應(yīng)對在役管線每隔2 年進(jìn)行定期的監(jiān)測，對管線的腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的采集，并依據(jù)管線設(shè)計數(shù)據(jù)對管線的腐蝕狀況進(jìn)行對比，從而對管線的整體壽命進(jìn)行分析。另外，為了減少腐蝕事故發(fā)生的可能性，對在役管線需及時進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，減少因腐蝕引起的泄漏，保證長輸管道的安全，提高了長輸管線的使用壽命。最后，要強(qiáng)化陰極保護(hù)的作用，采取電流加載或犧牲陽極等工藝增強(qiáng)對管線的防腐蝕保護(hù)。

3.4. 安全隱患的強(qiáng)化排查與監(jiān)測

石油天然氣長輸管線的建設(shè)屬于隱蔽工程，在運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)安全隱患，將造成很大的影響。這就需要加大對管線安全隱患的檢查和對管線的監(jiān)測。同時，管線維護(hù)人員要不斷提升自己的專業(yè)素質(zhì)，增強(qiáng)自己的知識儲備，熟悉管線工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠熟練使用各種檢測設(shè)備及檢測儀器。另外，為了更好地防止突發(fā)事件，管線維護(hù)人員必須按照規(guī)定，編制事故登記方案，確定相關(guān)人員的責(zé)任，并制訂相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，以保證員工在突發(fā)事件中有更好的應(yīng)變能力。

4. 石油天然氣長輸管道中的危險因素

4.1. 設(shè)計及施工的影響

石油天然氣長輸管線的設(shè)計與施工水平，將直接影響到后期管線的運(yùn)行安全。從以往的安全事故經(jīng)驗來看，由于設(shè)計、施工等原因造成的安全隱患和事故占很大比重，因此，設(shè)計與施工環(huán)節(jié)對石油天然氣長輸管線的運(yùn)行安全至關(guān)重要。造成石油天然氣長輸管道的風(fēng)險因素主要有：一是在設(shè)計過程總，缺少整體規(guī)劃和整體規(guī)劃的認(rèn)識，過分重視整體造價，忽略了設(shè)計的合理性，造成了管道強(qiáng)度計算不足、管線規(guī)劃不合理、管道柔性差、防腐參數(shù)不足等問題，給后續(xù)的建設(shè)、運(yùn)行帶來了一定的安全風(fēng)險。其次，在建設(shè)中，由于缺少足夠有效的質(zhì)量管理與監(jiān)管機(jī)制，存在大量違規(guī)操作，導(dǎo)致工程質(zhì)量不能滿足工程實際要求，加大了工程管理工作的難度。第三，采用的管材、管件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，防腐措施不到位。在后續(xù)的運(yùn)行過程中，同時由于管道材質(zhì)、防腐等方面的原因，會導(dǎo)致管線的整體使用壽命縮短，并增加泄漏的幾率[2]。

4.2. 自然環(huán)境影響

石油天然氣長輸管線，具有覆蓋范圍大、鋪設(shè)距離大等特點。由于受沿線自然環(huán)境、地質(zhì)、氣候等因素的影響，將會對石油天然氣長輸管線的安全傳輸產(chǎn)生干擾。在地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域，容易發(fā)生自然災(zāi)害，如地震、泥石流、滑坡等，管線及其容易受到損傷乃至斷裂，嚴(yán)重影響管線的運(yùn)行安全。

4.3. 腐蝕及機(jī)械損傷影響

第一，管線腐蝕問題。在石油天然氣長輸管線運(yùn)行過程中，管道材料、陰極保護(hù)措施、防腐材料、外部環(huán)境都會對管道腐蝕結(jié)果造成影響。腐蝕將導(dǎo)致管線的內(nèi)外壁厚度減小，從而縮短管線的使用壽命。如果不能及時處理好管線的腐蝕問題，將會加劇腐蝕程度，從而造成輸送介質(zhì)的泄漏。第二，管線機(jī)械損傷問題。石油天然氣長輸管線需要長時間連續(xù)輸送大量的石油和天然氣，在長距離輸送過程中，還會受到外界環(huán)境的影響，相關(guān)設(shè)備會遭到損傷。管線的配套操作設(shè)備、控制設(shè)備在達(dá)到使用年限后，會出現(xiàn)不同程度的老化和損傷。若不及時進(jìn)行維護(hù)、維修、更換、將對管線安全運(yùn)行帶來極大的安全隱患[3]。

4.4. 人為因素的影響

一是對于油氣長輸管線的安全性認(rèn)識不足。近幾年，隨著油氣長輸管線的建設(shè)，我國長輸管道的覆蓋面不斷擴(kuò)大。隨著建設(shè)工程的大規(guī)模發(fā)展，以及周邊人口、交通、工業(yè)等方面的發(fā)展造成了較大的影響管線路由的規(guī)劃，起到及其重要的作用；二是石油天然氣長輸管線的運(yùn)營和管理不到位。在管線運(yùn)營中，必須加強(qiáng)規(guī)范操作、對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、仔細(xì)的監(jiān)測，并對管道進(jìn)行定期檢修、維修，及時解決發(fā)現(xiàn)的安全隱患。三是管線的建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。管線建設(shè)工程范圍廣、工期長、工作量大，但在施工中存在著合作不力、技術(shù)不規(guī)范、質(zhì)量管理不到位，導(dǎo)致質(zhì)量、安全隱患未被及時發(fā)現(xiàn)等問題，導(dǎo)致工程質(zhì)量低，并直接影響管線后期運(yùn)行安全[4]。

5. 石油天然氣長輸管道安全措施

5.1. 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)

相關(guān)部門要加大對石油天然氣長輸管線的環(huán)保監(jiān)管力度，并加大對其環(huán)保的宣傳力度。這就需要管線設(shè)計公司做好整體路由的規(guī)劃，科學(xué)、合理的設(shè)計路由，減少對周圍環(huán)境的影響。

5.2. 加強(qiáng)儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計工藝

石油和天然氣的儲運(yùn)體系建設(shè)是一個非常緩慢進(jìn)程。因此，必須采取相應(yīng)的技術(shù)手段，以減少石油、天然氣潛在的危險，保證其安全儲存和運(yùn)輸，相應(yīng)的需要提高其儲運(yùn)設(shè)計參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計方案，以保證運(yùn)行的安全。

5.3. 加強(qiáng)保護(hù)的宣傳

各級領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門要加大對管線保護(hù)的宣傳力度，增強(qiáng)公眾對管線的重要性和危害后果的意識，廣泛宣傳管道保護(hù)知識，動員廣大群眾積極參加，有效減少安全風(fēng)險和人為因素引起的風(fēng)險。

5.4. 完善安全管理體系

首先，針對管線運(yùn)行，要求采用高效的管理技術(shù)，并建立相應(yīng)的維護(hù)、維修系統(tǒng)。另外，需要完善安全管理系統(tǒng)，安全第一、預(yù)防為主的安全管理制度是保證石油天然氣管線長治久安的根本保證。

6. 結(jié)語

總之，在石油天然氣長輸管線建設(shè)及后續(xù)運(yùn)行中，由于受到人為、自然因素的影響，以及內(nèi)外部因素制約，對管線的建設(shè)及運(yùn)行安全造成了極大影響，因此相關(guān)建設(shè)單位及運(yùn)行單位，需要對各種潛在的風(fēng)險進(jìn)行提前分析、提前識別，采取對應(yīng)的措施進(jìn)行整改或規(guī)避，提高油氣長輸管線的整體建設(shè)質(zhì)量及后續(xù)運(yùn)行安全，滿足廣大人員的需求、造福社會。綜合來看，前人對石油天然氣長輸管道中危險因素及設(shè)計分析并不完善，所具有的參考文獻(xiàn)較少，本文對燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)和運(yùn)行期間發(fā)生的可預(yù)測事件進(jìn)行分析，避免了造成人身安全與環(huán)境影響的損害。確定了城市燃?xì)夤艿拉h(huán)境風(fēng)險評價工作過程和內(nèi)容，以及城市燃?xì)夤艿拉h(huán)境風(fēng)險的風(fēng)險值，通過對比分析可接受風(fēng)險值，繼而提出加強(qiáng)管道風(fēng)險管理的措施，降低環(huán)境風(fēng)險值，使其達(dá)到人們可接受的范圍。