輸油管道人員密集型高后果區(qū)風(fēng)險消減措施的優(yōu)化

段云躍 譚 濤

國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司華南分公司川渝輸油部, 重慶 400061

0 前言

輸油管道高后果區(qū)管理是輸油管道完整性管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著中國城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展,管道周邊人口密度不斷增大[1],人員密集型高后果區(qū)數(shù)量與安全風(fēng)險逐年增加,人員密集型高后果區(qū)管控壓力逐年增大,輸油管道人員密集型高后果區(qū)一旦發(fā)生事故極易造成群死群傷事件,群眾生命財產(chǎn)安全受到威脅[2]。因此，輸油管道人員密集型高后果區(qū)相比其他類型高后果區(qū)監(jiān)管要求更高。GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》(以下簡稱GB 32167—2015)作為高后果區(qū)管理核心規(guī)范[3-5],對高后果區(qū)提出了具有普適性的7項風(fēng)險消減措施,但管控要求較為寬泛,可操作性不強,未專門針對人員密集型高后果區(qū)提出管控措施,導(dǎo)致企業(yè)對人員密集型高后果區(qū)管控針對性不強。因此,開展人員輸油管道密集型高后果區(qū)風(fēng)險消減措施的提煉與優(yōu)化尤為迫切。

某管網(wǎng)公司管理運行6 000 km成品油管道,從GB 32167—2015的7項消減措施出發(fā),制定出國標(biāo)符合性檢查表,結(jié)合輸油管道企業(yè)實際,優(yōu)化出針對輸油管道人員密集型高后果區(qū)的日常管理措施、工程技術(shù)措施、應(yīng)急管理措施3類共計23項可操作性強并便于量化實施的具體管控措施。通過某人員密集型高后果區(qū)管控案例實踐,經(jīng)管道風(fēng)險矩陣法評估證明風(fēng)險有效降低。

1 輸油管道人員密集型高后果區(qū)識別依據(jù)

GB 32167—2015識別準(zhǔn)則將油氣管道高后果劃分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三個等級，其中Ⅲ級代表嚴(yán)重程度最大,Ⅰ級代表嚴(yán)重程度最小[3]。識別準(zhǔn)則有6個識別項,輸油管道高后果區(qū)分類分級見表1。人員密集型高后果區(qū)包含識別項1、2、3，其中識別項1對應(yīng)Ⅲ級,識別項2、3對應(yīng)Ⅱ級。應(yīng)當(dāng)注意,Ⅱ級人員密集型高后果區(qū)判定標(biāo)準(zhǔn)有識別項2、3,其主要區(qū)別在于識別項2限定管道長度為2 km管道,識別項3未對管道長度做限定。

表1 GB 32167—2015輸油管道高后果區(qū)分類分級表Tab.1 Classification of high consequence area of oil pipeline in GB 32167—2015

2 輸油管道人員密集型高后果區(qū)管控難點

1)后果更加嚴(yán)重和難以接受,輸油管道具有高壓、易燃、易爆屬性,人員密集型高后果區(qū)因風(fēng)險消減措施不力,管控不當(dāng)造成管道失效油品泄漏后,會對周圍群眾生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅,極易導(dǎo)致群死群傷事件[4-6]。

2)管理要求更加嚴(yán)格,《國家安全監(jiān)管總局等八部門關(guān)于加強油氣輸送管道途徑人員密集場所高后果區(qū)安全管理工作的通知》(安監(jiān)總管三[2017]138號)要求對于輸油管道人員密集型高后果區(qū)管段,管道企業(yè)需增加巡護頻次,加密地面標(biāo)識,尤其是需采取安裝全天候視頻監(jiān)控等安全風(fēng)險防控措施[7-9]。GB/T 35068—2018《油氣管道運行規(guī)范》規(guī)定高后果區(qū)管道巡護應(yīng)每天至少巡護1次。

3 管控措施優(yōu)化

3.1 存在問題

GB 32167—2015提出對高后果區(qū)開展風(fēng)險消減與維修維護措施，分為日常管理與巡護、缺陷修復(fù)、第三方損壞風(fēng)險控制、自然與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險控制、腐蝕風(fēng)險控制、應(yīng)急支持、降壓運行共計7項措施。這些消減措施分類較多,每類措施概念寬泛,不夠具體,可操作性不強,且未提煉出對人員密集型高后果區(qū)的針對性措施?，F(xiàn)亟需將籠統(tǒng)的GB 32167—2015消減措施優(yōu)化為具有可操作性的,特別針對人員密集型高后果區(qū)的管控措施。

3.2 提出方案

為解決上述問題,結(jié)合某輸油管道實際運營情況,經(jīng)分析統(tǒng)計和歸納,可將輸油管道人員密集型高后果區(qū)風(fēng)險消減與維修維護措施優(yōu)化為日常管理措施、工程技術(shù)措施、應(yīng)急管理措施3類,每一類進一步細(xì)化,共細(xì)化為23項具體措施,本文稱之為一套系統(tǒng)的管控措施。其中日常管理措施主要為設(shè)立區(qū)長、開展管道巡護與檢查、管道保護宣傳等,細(xì)化為7項,對應(yīng)GB 32167—2015中日常管理與巡護、第三方損壞風(fēng)險控制2項風(fēng)險消減措施；工程技術(shù)措施主要為現(xiàn)場樁牌埋設(shè)、水工保護、固定攝像頭、物理隔離、內(nèi)外檢測、陰極保護電位測試等11項,對應(yīng)國標(biāo)第三方損壞風(fēng)險控制、腐蝕風(fēng)險控制、自然與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險控制等3項風(fēng)險消減措施；應(yīng)急管理措施分為5項措施,對應(yīng)國標(biāo)應(yīng)急支持這項風(fēng)險消減措施。

3.3 具體措施

制定GB 32167—2015符合性檢查表,一方面要求自行優(yōu)化措施均需滿足GB 32167—2015內(nèi)7項風(fēng)險消減與維修維護措施,另一方面按照人員密集型高后果區(qū)后果嚴(yán)重程度[10],對Ⅲ級與Ⅱ級人員密集型高后果區(qū)需采取管控措施實施頻次及必要性區(qū)別對待,突出重點,提供必選項與選擇項,提出具體管控措施。優(yōu)化管控措施與GB 32167—2015風(fēng)險消減措施對照見表2。

表2 優(yōu)化管控措施與GB 32167—2015風(fēng)險消減措施對照表Tab.2 Comparison between optimized control measures and GB 32167—2015 risk mitigation measures

4 人員密集型高后果區(qū)管控措施案例

4.1 背景

某管網(wǎng)公司輸油部輸油站所轄成品油管道,管道材質(zhì)X60,設(shè)計壓力9.5 MPa,輸送汽油、柴油,YJ008～YJ009樁號段管道長400 m，途經(jīng)某直轄市羊角村,見圖1。房屋距離管道最近處為5 m,管道中心線50 m范圍內(nèi)有1～3層住宅15棟,管道中心線50～100 m范圍內(nèi)有1～3層住宅20棟，管道中心線100～150 m范圍內(nèi)有1～3層住宅25棟，管道中心線150～200 m范圍內(nèi)有1～3層住宅30棟。管道沿羊角村旁敷設(shè),羊角村為街道式村,此地聚集大部分該村村民,人口較多。YJ008+600樁號油流方向左側(cè)距離管道160 m有羊角村學(xué)校,影響長度100 m,占地面積約500 m2,人數(shù)約750人,近年來人口不斷增多。該管道符合表1識別項3管道兩側(cè)各200 m內(nèi)有聚居戶數(shù)50戶或以上的村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等。輸油部將YJ008～YJ009人員密集型高后果區(qū)識別為Ⅱ級人員密集型高后果區(qū)。經(jīng)采用GB 32167—2015附錄E管道風(fēng)險矩陣進行風(fēng)險評價[11-12],風(fēng)險矩陣法風(fēng)險評價結(jié)論為3D,風(fēng)險等級為Ⅲ級(較高,該處風(fēng)險水平不可接受,應(yīng)在限定時間內(nèi)采取有效應(yīng)對措施降低風(fēng)險)。

圖1 YJ008～YJ009人員密集型高后果區(qū)現(xiàn)場圖Fig.1 Site map of high consequence area from YJ008 to YJ009

4.2 風(fēng)險消減措施

4.2.1 日常管理措施

4.2.1.1 分級設(shè)立高后果區(qū)區(qū)長

該人員密集型高后果區(qū)設(shè)立輸油部副經(jīng)理為輸油部級區(qū)長,該輸油站站長為輸油站級區(qū)長,輸油站外線員(段長)為專職區(qū)長,實現(xiàn)三級區(qū)長管控。

4.2.1.2 輸油部級區(qū)長現(xiàn)場檢查

輸油部級區(qū)長即輸油部副經(jīng)理每半年至少巡查1次,指導(dǎo)、監(jiān)督輸油站開展高后果區(qū)管控工作。

4.2.1.3 輸油站級區(qū)長現(xiàn)場檢查

輸油站級區(qū)長即輸油站站長每月手持GPS對該處徒步巡查1次,牽頭開展高后果區(qū)管控工作。

4.2.1.4 專職區(qū)長徒步巡檢

專職區(qū)長每月手持GPS至少巡查1次，每2月開展1次無人機巡查并拍攝人員密集型高后果區(qū)照片進行比對分析,發(fā)現(xiàn)問題及時處理和匯報[13-15]。

4.2.1.5 巡線承攬人徒步巡檢

輸油站巡線承攬人對照巡護方案每日至少手持GPS巡查1次,嚴(yán)防打孔盜油、第三方施工破壞、地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險[16],發(fā)現(xiàn)問題及時進行“雙匯報”。

4.2.1.6 開展管道保護宣傳

每年第一季度開展管道周邊物權(quán)人信息更新,做好輸油站高后果區(qū)沿線物權(quán)人信息精確登記及宣傳,告知管道風(fēng)險、保護知識及企業(yè)聯(lián)系方式,提升群眾管道保護意識[17]。

4.2.1.7 與政府部門聯(lián)合檢查

輸油站與羊角村村委會成立管道保護領(lǐng)導(dǎo)小組,每年至少進行1次聯(lián)合巡查,依靠政府力量及時協(xié)調(diào)處理相關(guān)問題。

4.2.2 工程技術(shù)措施

4.2.2.1 埋設(shè)加密樁

設(shè)置玻璃鋼加密樁,在人員密集區(qū)域按照20 m/棵標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)加密樁。水泥路面設(shè)置不銹鋼標(biāo)識牌,向公眾標(biāo)明管道位置,提供管道企業(yè)聯(lián)系方式。

4.2.2.2 安裝警示牌

每隔50 m設(shè)置1塊警示牌,結(jié)合現(xiàn)場實際優(yōu)先設(shè)置于管道與道路交叉處,向過往車輛、行人提供管道保護信息和企業(yè)聯(lián)系信息等。

4.2.2.3 設(shè)置人員密集型高后區(qū)信息公示牌

按照50 m間距設(shè)置1塊人員密集型高后果區(qū)信息公示牌,對外公示人員密集型高后果區(qū)基本情況、風(fēng)險告知、應(yīng)急措施和應(yīng)急疏散圖等信息。

4.2.2.4 安裝攝像頭

設(shè)置3臺固定式全天候攝像頭[18],畫面回傳至區(qū)域調(diào)度、管理人員辦公電腦和手機,實現(xiàn)全天候24 h遠程監(jiān)控,管理人員隨時查看,確保及時發(fā)現(xiàn)異常,見圖2。

圖2 固定式全天候攝像頭照片F(xiàn)ig.2 Fixed all-weather camera

使用無人機高空或抵近飛行拍照對管道周邊進行圖像采集數(shù)據(jù),定期與前期照片進行對比,分析管道周邊環(huán)境新增占壓、第三方施工、人員密集變化情況、研判人員密集型高后果區(qū)附近地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險等情況,從而判斷變化原因及預(yù)測變化后果,為企業(yè)及時采取有針對性的調(diào)整人員密集型高后果區(qū)管控措施提供重要依據(jù)[19]。

4.2.2.5 修建水保、硬化地面、物理隔離等措施

根據(jù)地形地勢,在輸油站高后果區(qū)修建水保,在水保墻增設(shè)水保警示色帶,標(biāo)注管道位置和管道保護標(biāo)語[20]。人員密集區(qū)域管道上方混凝土硬化,修建巡線小道,小道上方標(biāo)注管道位置,必要時可增設(shè)物理隔離，避免第三方施工傷及管道[2-3]。

4.2.2.6 在高處安裝風(fēng)向標(biāo)

在高處設(shè)置醒目風(fēng)向標(biāo),在緊急情況下為人員撤離指示安全疏散方向[18]。

4.2.2.7 開展陰極保護電位測試與分析

每月開展陰極保護電位測試,分析陰極保護數(shù)據(jù)(以5月為例),見圖3。

a)5月陰極保護電位分布圖a)Cathodic protection potential distribution in May

b)5月交流干擾分布圖b)AC interference distribution in May

4.2.2.8 每年定期開展年度外檢測

輸油部每年10～12月按照TSG_D 7003—2010《壓力管道定期檢驗規(guī)則——長輸管道》開展年度外檢測,對防腐層漏點、埋深、彎頭壁厚等進行檢測[21]。

4.2.2.9 定期開展內(nèi)檢測

2016年完成漏磁和幾何檢測,下次檢測時間為2022年。

4.2.2.10 缺陷修復(fù)

經(jīng)內(nèi)檢測,人員密集型高后果區(qū)無缺陷點,若出現(xiàn)缺陷點,將提升響應(yīng)級別,優(yōu)先采用永久修復(fù)方式。

4.2.2.11 安裝智能陰保測試樁在線監(jiān)測設(shè)備

安裝1臺智能陰極保護測試樁,實時檢測數(shù)據(jù)并上傳智能管理系統(tǒng),見圖4。

圖4 智能陰保測試樁照片F(xiàn)ig.4 Intelligent cathodic protection pile

4.2.2.12 投用泄漏監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)控

投用基于瞬變流水擊波理論研發(fā)的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)[16-18]，通過上下游壓力變送器接收到壓降的時間差確定泄漏位置,通過壓降大小確定泄漏流量[12-15]。區(qū)域調(diào)度實時監(jiān)控,輸油站2 h巡檢查看,確保及時發(fā)現(xiàn)泄漏,見圖5。

圖5 泄漏監(jiān)測系統(tǒng)平臺示意圖Fig.5 Leakage monitoring system

4.2.3 應(yīng)急管理措施

4.2.3.1 編制專項應(yīng)急預(yù)案(一區(qū)一案)

針對輸油站人員密集型高后果區(qū)編制專項一區(qū)一案[20],必要時報地方政府備案，每年對照該應(yīng)急預(yù)案進行演練。

4.2.3.2 繪制人員疏散路線圖

對人員密集型高后果區(qū)繪制人員疏散圖并在信息公示牌上公示,見圖6。

圖6 應(yīng)急疏散圖Fig.6 Emergency evacuation diagram

4.2.3.3 結(jié)合地形配備應(yīng)急搶險物資

按照某管網(wǎng)應(yīng)急搶險物資配備標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合高后果區(qū)地形地貌,預(yù)先判斷成品油泄漏后會沿溝渠流入下游河流,人員密集型高后果區(qū)設(shè)置應(yīng)急倉庫并配備集油囊、圍油欄、吸油氈、收油機、鋼管樁、銅鏟、銅瓢、銅盆等應(yīng)急搶險物資。

4.2.3.4 應(yīng)急演練

每年對照一區(qū)一案至少開展1次應(yīng)急演練,充分動員群眾參與疏散演練,提升群眾應(yīng)急意識和自救能力。

完成上述措施后,采用GB 32167—2015附錄E管道風(fēng)險矩陣進行風(fēng)險評估,人員密集型高后果區(qū)失效可能性由3調(diào)整為2,失效后果保持為D,評估結(jié)果為2D,風(fēng)險等級為Ⅱ級(中等等級,風(fēng)險水平可以接受,但應(yīng)保持關(guān)注)。

5 結(jié)論

管控措施優(yōu)化為3類,相較GB 30167—2015中的6類更少,便于開展措施梳理和歸類管理。優(yōu)化后管控措施更加具體,便于企業(yè)落實;創(chuàng)造性提出三級區(qū)長管理措施,便于按權(quán)限分級管理;安裝智能陰保測試樁、風(fēng)向標(biāo)、水保標(biāo)識、地面硬化等工程技術(shù)措施,應(yīng)急疏散圖、結(jié)合地形配備應(yīng)急物資等應(yīng)急管理措施更加具有對輸油管道人員密集型高后果區(qū)管控的針對性;部分措施分為可選項和必選項,便于結(jié)合現(xiàn)場實際選取。

經(jīng)實踐與分析,輸油管道人員密集型高后果區(qū)風(fēng)險消減措施優(yōu)化為日常管理措施、工程技術(shù)措施、應(yīng)急管理措施3類管控措施、23項具體措施后,相比較GB 32167—2015的7項消減措施具有更強的針對性和可操作性,使得輸油管道人員密集型高后果區(qū)管控更加系統(tǒng)化、規(guī)范化,為輸油管道人員密集型高后果區(qū)風(fēng)險消減管理提供了可靠的技術(shù)支撐。

近年來，地質(zhì)災(zāi)害是輸油管道人員密集型高后果區(qū)重要威脅之一，后續(xù)可進一步深化研究地質(zhì)災(zāi)害發(fā)現(xiàn)與管控方法并將其納入風(fēng)險消減措施，例如：委托地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)隊伍開展地質(zhì)災(zāi)害排查和治理。此外，管道降壓運行是風(fēng)險消減的最后防線，后續(xù)可進一步深化研究降壓運行如何有效納入優(yōu)化后的消減措施。