油氣田開發(fā)企業(yè)執(zhí)行《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求（試行）》的認(rèn)識及建議

苗文成 趙飛 牟永春 楊莉娜 郝曉東 苑井玉

1中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司

2中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院

3大慶油田有限責(zé)任公司

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各國對石油天然氣的需求逐年遞增，油氣田開發(fā)企業(yè)擔(dān)負(fù)著保障油氣能源生產(chǎn)與供應(yīng)的重要使命[1]。各國能源產(chǎn)業(yè)中油氣田開發(fā)企業(yè)的站庫，其安全性對保障社會經(jīng)濟(jì)的良好運(yùn)行和人民生活和諧安定等起著至關(guān)重要的作用。近年來，我國油氣田開發(fā)企業(yè)站庫規(guī)模不斷增大，各類火災(zāi)事故屢見不鮮，不僅造成了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，也產(chǎn)生了不良的社會影響[2]。在國家對安全生產(chǎn)管理要求愈加嚴(yán)格的形勢下，油氣田企業(yè)能否盡可能優(yōu)化站庫管理、提升現(xiàn)場安全管理水平、降低事故風(fēng)險(xiǎn)、有效預(yù)防和避免事故已成為各站庫所屬油氣田企業(yè)亟待解決的頭等問題。

1 站庫安全事故案例

油氣田開發(fā)企業(yè)站庫從儲存介質(zhì)及事故后果來看，其事故風(fēng)險(xiǎn)是極大的。常見的事故類型有火災(zāi)爆炸、環(huán)境污染、窒息等。由設(shè)備、人員、管理等因素造成的油氣田企業(yè)站庫火災(zāi)爆炸事故已經(jīng)成為站庫隱患整改與安全防控的重點(diǎn)任務(wù)[3]。

2005 年12 月11 日英國邦斯菲爾德油庫發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故[4]，為歐洲迄今為止最大的爆炸火災(zāi)事故。當(dāng)時(shí)英國政府緊急動(dòng)員超過1 000 多名消防隊(duì)員20 多輛消防車，以及多名志愿者參與了應(yīng)急救援，大火持續(xù)燃燒了5 天才被完全撲滅。整個(gè)事故共燒毀大型儲油罐20 余座，受傷43 人，大約2 000 多名居民撤離，整個(gè)經(jīng)濟(jì)損失大約為10 億英鎊。事故主要原因是儲罐的自動(dòng)測量系統(tǒng)失靈，部分儲罐和管道系統(tǒng)的電子監(jiān)控器以及相關(guān)報(bào)警設(shè)備處于非正常工作狀態(tài)。事故現(xiàn)場如圖1 所示。

圖1 英國邦斯菲爾德油庫事故后現(xiàn)場Fig.1 Scene after the Bunsfield Oil Depot accident in the United Kingdom

2010 年7 月16 日，大連某油庫發(fā)生油庫火災(zāi)事故[5]，事故過程中消防部門先后調(diào)集了3 000 余名消防官兵、348 臺各類消防車輛及17 艘海上消防船只參與撲救。事故造成1 名作業(yè)人員受傷、1 名失蹤，在滅火過程中1 名消防戰(zhàn)士犧牲、1 名受重傷，事故造成直接財(cái)產(chǎn)損失22.33 億元。此次油庫大量原油泄漏的重要原因是，事故初期爆炸氣浪或烈火毀壞了供電系統(tǒng)，使油罐電動(dòng)閥門失去動(dòng)力，不能迅速關(guān)閉，此外油庫部分罐根閥和操作閥沒有及時(shí)關(guān)閉，造成多處漏油，使大火難以控制形成大面積的流淌火災(zāi)。事故現(xiàn)場如圖2 所示。

圖2 大連某油庫火災(zāi)事故后現(xiàn)場Fig.2 Scene after a fire accident at an oil depot in Dalian

2 站庫安全管理形式及要求

油氣田開發(fā)企業(yè)所轄站庫專業(yè)領(lǐng)域廣、風(fēng)險(xiǎn)大、事故多、治理任務(wù)重。2021 年12 月31 日，國務(wù)院安委會發(fā)布《全國危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)集中治理方案的通知》（安委〔2021〕12 號），針對國家石油儲備庫等大型油氣儲存基地本質(zhì)安全水平低，緊急切斷[6]、氣體檢測、視頻監(jiān)控、雷電預(yù)警四個(gè)系統(tǒng)不完善，一些基地外部安全距離不達(dá)標(biāo)，防火設(shè)施不達(dá)標(biāo)、消防應(yīng)急救援能力不足等問題，企業(yè)采取有針對性措施，對照進(jìn)行重點(diǎn)排查，以有效防范化解危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

為落實(shí)《全國危險(xiǎn)化學(xué)品安全風(fēng)險(xiǎn)集中治理方案》，2022 年2 月24 日應(yīng)急管理部?；O(jiān)管二司印發(fā)《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求（試行）》（以下簡稱《要求》），明確油氣儲存企業(yè)按照《要求》認(rèn)真落實(shí)在役大型地上常壓儲罐緊急切斷系統(tǒng)的問題整改工作，確保2022 年6 月30 日前完成全部整改任務(wù)。

3 《要求》的適用對象

油氣田開發(fā)企業(yè)所轄陸上石油天然氣站場不應(yīng)按照《要求》整改。

首先，油氣儲存企業(yè)有明確定義。應(yīng)急管理部2021 年5 月下發(fā)的《油氣儲存企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評估指南（試行）》明確說明指南適用于油氣儲存企業(yè)（以下簡稱企業(yè)），包括石油庫（含化學(xué)品罐區(qū)）、石油儲備庫、液化烴儲存、LNG 儲存等類型企業(yè)。不適用危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)的油氣儲存罐區(qū)和城鎮(zhèn)燃?xì)獾腖NG 儲存設(shè)施，在適用對象中沒有涉及油氣田石油天然氣站場。同時(shí)，應(yīng)急管理部2022 年2月下發(fā)了《陸上石油天然氣站場安全風(fēng)險(xiǎn)評估細(xì)則》（征求意見稿），其1.2 條規(guī)定“細(xì)則適用于取得安全生產(chǎn)許可證的陸上油氣田開發(fā)企業(yè)所屬的三級及以上石油天然氣站場”。通過該規(guī)定可以進(jìn)一步看出，油氣田各石油天然氣生產(chǎn)站庫屬于陸上油氣田開發(fā)企業(yè)，不屬于油氣儲存企業(yè)。

其次，油氣田開發(fā)企業(yè)所轄站庫與油氣儲存企業(yè)的儲庫功能定位不同。以轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站為例，轉(zhuǎn)油站是將集油站或油井輸送來的含有部分地層水、溶解氣等雜質(zhì)的原油，進(jìn)行脫水、脫氣、脫雜質(zhì)、計(jì)量、外輸?shù)膱鏊?；?lián)合站是通過對原油的處理，達(dá)到三脫（原油脫水，脫鹽，脫硫；天然氣脫水，脫油；污水脫油），三回收（回收污油，污水，輕烴），出四種合格產(chǎn)品（天然氣，凈化油，凈化污水，輕烴）以及進(jìn)行商品原油的外輸。轉(zhuǎn)油站和聯(lián)合站都是油氣從油井中產(chǎn)出到輸送至煉油管道的中間環(huán)節(jié)，是油田原油集輸和處理的中樞。站內(nèi)各類儲罐主要用于石油天然氣生產(chǎn)過程中的物料臨時(shí)儲存、中轉(zhuǎn)以及外輸緩沖調(diào)節(jié)等。油氣儲存企業(yè)，主要作用是成品油氣長期商儲、銷售、經(jīng)營。二者功能和作用截然不同[7]。

最后，油氣田開發(fā)企業(yè)站庫與油氣儲存企業(yè)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同。油氣儲存企業(yè)中，原油、成品油庫，根據(jù)規(guī)模和定位，建設(shè)時(shí)主要執(zhí)行GB50074《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50737《石油儲備庫設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)。油氣田開發(fā)企業(yè)各類油氣站場設(shè)計(jì)建設(shè)主要執(zhí)行的是GB50183《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50350《油田油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計(jì)源頭就與油氣儲存企業(yè)存在本質(zhì)不同?！兑蟆分兴罁?jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為GB50074《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50737《石油儲備庫設(shè)計(jì)規(guī)范》，并未涉及GB50183《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。由此可以看出，《要求》所指油氣儲存企業(yè)只是包括石油庫（含化學(xué)品罐區(qū)）、石油儲備庫、液化烴儲存、LNG 儲存等類型企業(yè)，不涵蓋油氣田開發(fā)企業(yè)所屬的集輸、處理、中轉(zhuǎn)站場[8]。

因此，油氣田開發(fā)企業(yè)所轄陸上石油天然氣站場（轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站等）不應(yīng)納入《要求》整改的范圍，相關(guān)站場對照《陸上石油天然氣站場安全風(fēng)險(xiǎn)分級評估細(xì)則》 進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排查與評估。按GB50074《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50737《石油儲備庫設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的石油庫、石油儲備庫應(yīng)嚴(yán)格按照《要求》進(jìn)行問題整改。

4 按照《要求》整改存在的問題

4.1 工藝設(shè)計(jì)方面

（1）《要求》規(guī)定緊急切斷閥全行程關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足工藝要求，自動(dòng)關(guān)閉時(shí)間不宜超過180 s，考慮到油氣田站庫管道類型多樣，油氣田站庫部分罐根閥超過DN400，當(dāng)增加電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，緊急關(guān)斷時(shí)間會超過180 s，工藝改造難度較大。

（2）《要求》規(guī)定控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為SH/T 3184《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，其第7 章罐區(qū)安全防護(hù)，需要采用安全儀表系統(tǒng)的場合，應(yīng)符合GB/T 50770—2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)》，需設(shè)置獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)。部分油氣田站庫已建有PLC 基本過程控制系統(tǒng)，初期未設(shè)計(jì)獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)，SIL 評估報(bào)告最終得出現(xiàn)役的聯(lián)鎖保護(hù)的SIL 等級能夠達(dá)到SIL1的要求，若嚴(yán)格按《要求》執(zhí)行，需對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造，難度較大。

4.2 改造施工方面

（1）部分站庫設(shè)計(jì)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，建設(shè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)差異大。《要求》中明確規(guī)定緊急切斷閥應(yīng)設(shè)置在儲罐與柔性連接之間，油田企業(yè)部分站庫建設(shè)年代較早，儲罐進(jìn)出管道僅設(shè)置一道閥門，作業(yè)空間有限且不具備動(dòng)火作業(yè)條件，改造難度大。

（2）部分站庫儲罐缺少必要的整改實(shí)施條件，對生產(chǎn)影響大。油氣田企業(yè)部分在用站庫未安裝液位計(jì)和液位報(bào)警儀表，改造時(shí)需要清罐，實(shí)施周期長，對生產(chǎn)運(yùn)行影響較大，甚至部分站庫無法倒罐，不具備改造條件。

4.3 運(yùn)行管理方面

油氣田開發(fā)企業(yè)按照《要求》對站庫開展整改工作時(shí)，涉及執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型、獨(dú)立安全儀表系統(tǒng)安裝、動(dòng)電動(dòng)火等作業(yè)，整改工作時(shí)間緊、風(fēng)險(xiǎn)高、周期長，難以確保在2022 年6 月30 日前完成全部整改任務(wù)。

5 認(rèn)識與建議

（1）《要求》中規(guī)定“緊急切斷閥應(yīng)設(shè)置在儲罐與柔性連接之間，并采取防止水擊危害的措施”，部分站庫來油進(jìn)站處安裝有管道泄壓閥，當(dāng)關(guān)斷緊急切斷閥，管道內(nèi)壓力超過泄壓閥設(shè)定壓力時(shí)，會自動(dòng)開啟泄壓閥泄壓，保證管道內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定壓力之下，保護(hù)管道避免水擊危害。建議此類站庫不再額外增加防止水擊危害的措施[9]。

（2）《要求》規(guī)定“緊急切斷閥全行程關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足工藝要求，自動(dòng)關(guān)閉時(shí)間不宜超過180 s”。緊急切斷閥的主要用途是在火災(zāi)、爆炸、泄漏等重大突發(fā)事件時(shí)緊急切斷儲罐與外部連接，切斷閥所配套的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)時(shí)間與公稱壓力、公稱直徑有關(guān)，建議《要求》中閥門關(guān)斷時(shí)間根據(jù)不同管徑而進(jìn)行差異化要求，并且為避免快速關(guān)斷造成設(shè)備設(shè)施水擊或震動(dòng)[10]，建議參照SH/T 3184—2017 《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 第5.4.3.7條要求，各通徑閥門關(guān)斷時(shí)間不低于20 s×閥門通徑mm/100 mm。

（3）《要求》中規(guī)定“緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可采用氣動(dòng)型、液壓型或電動(dòng)型”。常見氣動(dòng)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為單作用和雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，兩者都能使閥門在緊急情況下返回安全位置，均屬于故障安全型。電動(dòng)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)因自身無法蓄能，始終需要供電系統(tǒng)來實(shí)時(shí)提供動(dòng)作動(dòng)力，一旦發(fā)聲緊急事故導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法自動(dòng)恢復(fù)到安全位置，不屬于故障安全型設(shè)備。液動(dòng)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件采用液壓式，該類設(shè)備能夠滿足不同尺寸閥門動(dòng)作所需的推力，同時(shí)能夠通過單作用彈簧復(fù)位或雙作用液壓復(fù)位，屬于故障安全型設(shè)備[11]。而GB/T 50770—2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 中5.0.11 條規(guī)定“安全儀表系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成故障安全型”，由于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不屬于故障安全型設(shè)備。按照上述規(guī)范要求存在一定爭議問題。建議《要求》明確執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用的優(yōu)先級，以及如何解決采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)與GB/T 50770—2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求的沖突問題。

（4）《要求》中規(guī)定“緊急切斷閥應(yīng)設(shè)置在儲罐與柔性連接之間”[12]。帶連鎖功能的緊急切斷閥不建議設(shè)置在罐根位置。由于緊急切斷閥一般都是聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，如構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，還需進(jìn)入SIS 系統(tǒng)，并且緊急切斷閥都帶有執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如電動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)等，同時(shí)還要具有FC（故障關(guān)）功能。帶有多功能附件的緊急切斷閥其本身的故障率已大大增加，所以一旦發(fā)生故障，由于緊靠罐根的緣故，無法下線檢修，除非清罐[13]。但如果發(fā)生故障的緊急切斷閥恰好位于物料出口管道，清罐也無法實(shí)現(xiàn)。所以帶聯(lián)鎖功能的緊急切斷閥不建議設(shè)置在罐根部位。

6 結(jié)束語

（1）油氣田開發(fā)企業(yè)所轄站庫不應(yīng)按照《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求（試行）》進(jìn)行緊急切斷系統(tǒng)整改，其他按照GB 50074《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50737《石油儲備庫設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的石油庫、石油儲備庫應(yīng)嚴(yán)格按照《要求》進(jìn)行整改。

（2）油氣田開發(fā)企業(yè)所屬站庫應(yīng)參照《陸上石油天然氣站場安全風(fēng)險(xiǎn)分級評估細(xì)則》開展安全風(fēng)險(xiǎn)評估，新建、擴(kuò)建、改建的陸上石油天然氣站場應(yīng)符合GB 50183 《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求。

（3）緊急切斷閥全行程關(guān)閉時(shí)間在滿足應(yīng)急事故響應(yīng)要求的同時(shí)，還應(yīng)考慮閥門尺寸以及快速關(guān)斷造成設(shè)備設(shè)施水擊或震動(dòng)現(xiàn)象。關(guān)閉時(shí)間不能單純以越快越好為原則，全行程最大、最小關(guān)閉時(shí)間應(yīng)根據(jù)不同管徑而進(jìn)行差異化要求。

油氣田開發(fā)企業(yè)所屬站庫在面臨新時(shí)代、新發(fā)展、新階段的嚴(yán)峻要求下，一方面應(yīng)積極響應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及要求，另一方面應(yīng)結(jié)合所轄站庫的設(shè)計(jì)依據(jù)、工藝設(shè)備安全、電氣儀表安全、生產(chǎn)運(yùn)行管理實(shí)際，合理采標(biāo)，對標(biāo)。切實(shí)做好站庫的隱患整改及安全防控工作，健全油氣田企業(yè)站庫長效管理機(jī)制、提升站庫本質(zhì)安全運(yùn)行水平[14]。錨定綠色安全高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)，以更高的思想站位推進(jìn)隱患整改及安全防控工作深入開展，以抓鐵有痕的精神把工作做實(shí)做細(xì)。