天然气长输管道线路设计风险评估方法探讨

2016-03-15方亚芬丁章克云南省安全生产评价检测中心云南昆明65004

化工管理 2016年13期

关键词：长输后果天然气

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2.云南能投天然气产业发展有限公司，云南昆明 650228)

天然气长输管道线路设计风险评估方法探讨

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2.云南能投天然气产业发展有限公司，云南昆明 650228)

随着经济的发展，人们对石油、天然气的需求也日益增加，天然气消费领域的逐步扩大，天然气工业在整个国民经济中的地位日益重要。但管道事故的频发与不断上升的伤亡数字，也成为伴随着中国油气管道行业高速发展的阴影。因此，在设计阶段采用科学、有效的风险评估方法对管道路由沿线风险进行评估，预测可能发生的事故类型及事故后果影响范围，根据影响范围结合管道路由图，在具备经济合理、可操作性的条件下尽可能优化线路走向，降低事故发生的可能性及事故后果严重程度，在线路设计阶段提高其安全性具有重要的意义。

天然气长输管道；风险评估；方法

由于天然气长输管道具备外输能力大、密闭输送、无噪音、无污染、隐蔽性好、能耗少、运费低、运行周期长、输送安全、方便等优点，成为我国国民经济的五大运输方式之一，发展速度和技术水平已跨入世界先进行列。由于天然气长输管道的特性，当输气管道通过人口稠密的地区或接近重要设施时，一旦发生火灾、爆炸事故将造成生命、财产的巨大损失，同时，也会对下游用户造成用气影响，导致停工减产的间接损失。据不完全统计，自1995年至2012年，全国共发生各类管道安全事故1000多起，另有数据表明，伤亡数字在不断攀升。在社会日益重视公众安全和环境保护的背景下，输气管道系统的安全受到了更为广泛的关注。因此，在天然气长输管道线路设计阶段通过科学的评估方法识别风险，在具备经济合理、可操作性的条件下尽可能优化线路走向，显得尤为重要。

1 天然气长输管道概述

中国首条天然气长输管道于1963年在四川巴渝建成，经过几十年的发展，中国天然气管道建设技术和管理水平也有了飞速的发展。目前我国油气管网已经初步形成了“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“川气东送”、“海气登陆”的油气输送格局。我国天然气管道事业已经进入蓬勃发展的时期，但是由于天然气长输管道输送压力高、输送介质易燃易爆、沿线地质灾害、气候灾害、管材疲劳失效、腐蚀失效、违章占压、外力破坏等原因，导致近年天然气长输管道事故频繁，事故影响后果极为严重。

2 天然气长输管道路线设计风险评估方法

(1) 风险评估风险就是事故发生的可能性与事故造成后果的严重程度综合度量，风险的大小取决于事故发生的频率及事故发生后造成的后果严重程度。而风险评估就是针对项目的每一个环节全面调查，综合分析、科学判定，测评事件带来的影响或损失的可能程度，并且对可能会造成的后果进行事前预警、采取防范措施。

天然气长输管道路线设计风险评估可以在一定程度降低管道线路走向设计方案的风险水平，在管道建设初期就消除一些安全隐患，预估后期可能出现的问题，及早做好预警措施和方案，在设计阶段降低管道建成后构成高后果区的可能性，在具备经济合理、可操作性的情况下尽可能优化线路走向，降低事故发生的可能性及事故后果严重程度。

(2) 国内管道风险评估技术现状天然气长输管道设计风险评估在我国已经逐步推行，也有了一些较为成熟的评估方法，借鉴了国内外管道风险评估技术的基本思想和处理方法，结合了天然气管道设计、施工、管理等实际情况和条件，遵循中国天然气管道的标准，建立了符合中国国情、适合中国天然气管道实际的路线评估方法，这不仅提高了新建天然气管道的设计和施工技术水平，也提高了新建天然气管道的安全可靠性，更延长了天然气管道的设计使用寿命。

(3) 风险评估风险评估是天然气管道安全管理的有效方法，通过风险评估能预测管道可能发生的事故类型、可能发生的频率、事故发生趋势、事故后果严重程度等，根据可能发生的事故提出经济合理、具有可操作性的对策措施。

①风险评估方法。适用于天然气长输管道线路风险评估方法主要有：事故树分析法、事故后果模拟分析法、安全检查表法。以下对这些评估方法进行介绍并对其优缺点做一简要对比。

②三种评估方法的对比。a.事故树分析：起源于故障树分析，是安全系统工程的重要分析方法之一，它从一个可能的事故开始，层层分析，逐步寻找引起事故的危害因素，并建立逻辑关系判断，画出逻辑框图，将事故与各类触发事件的逻辑关系表示出来。

优点是能够详细找出系统潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施和安全管理要点提供依据。缺点是评估人员必须对系统非常熟悉，具有丰富的经验，并且要准确的掌握分析方法，通常复杂的系统编出的事故树会很庞大，这给事故树分析带来一定的困难。对系统进行定量分析时，若各事件的故障率不准确将导致定量结果偏差较大。

b.事故后果模拟分析法：通常采用数学模型来描述一种事故现象，通过计算模拟事故后果。泄漏后导致火灾、爆炸事故是天然气长输管道运行中常见事故类型，通常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。对长输管道的事故后果模拟分析通常根据已知的条件如长输管道的路由图、管径、压力、输送介质的理化性质等建立火灾、爆炸事故数学模型，定量计算事故后果，模拟事故发生时的影响范围及伤害半径，直观、定量的模拟假定事故发生后可能造成的影响。

事故后果模拟分析是安全评估的一个重要组成部分，其目的在于定量地计算一个可能发生的重大事故对建设项目、职工、厂外居民，甚至对环境造成危害的程度。通过事故后果模拟分析能够直观的看到选择管道发生事故的影响后果及范围，能够确定长输管道与防护目标间的外部安全防护距离，分析结果能为建设项目或主管部门提供关于重大事故后果的信息，为其决策者或设计者提供关于决策采取何种防护措施并优化线路走向的信息，最终达到减轻事故影响的目的。

缺点是事故后果模拟分析往往是在一个系列的假设前提下按理想的情况建立的，模拟计算结果可能与实际有较大偏差。完成一个事故后果模拟分析需要收集大量基础数据，如风险度量形式和风险可接受标准、长输管道运行基本参数、线路路由、输送介质的理化性质等；需要进行大量计算，如失效频率、点火概率、失效后果、风险的计算，对缺失数据的处理等，工作量巨大，由于模拟计算人员的知识结构、经验积累等主观因素会对模拟结果的准确性造成一定影响。

c.安全检查表法：是依据相关的标准、规范、同类企业安全管理经验及国内外事故案例等，对工程、系统中已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。适用于工程的各个阶段，是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法。通过对照有关内容列表，对已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险、有害性逐条检查，以找出系统中的不安全因素和隐患。

优点是能够事先编制检查表，做到系统化、科学化，不漏掉任何可能导致事故的因素；对照现有的法律、法规和标准规范能得出正确的评估结论；针对不同项目编制具有针对性的安全检查表，针对检查结果提出具有可操作性的对策措施。

缺点是只能针对已经存在的对象进行定性评估。编制安全检查表的难度和工作量巨大，需要编制人员掌握长输管道项目情况、管道路由、沿线的行政区划、地区等级、地质条件及地质灾害分布、气象条件、地震及断裂带等情况、线路主要方案等情况，同时熟知我国现行的法律法规、标准规范体系，才能编制出具有针对性的安全检查表。

③风险评估的重要意义.对天然气长输管道的线路设计风险评估通常由上述三种方法结合进行，运用事故树评价方法提出线路设计中可行的对策措施，通过事故后果模拟分析计算出可能发生事故后果影响范围，根据影响范围结合管道路由图，通过检查表的形式落实需要优化、调整的线路路段，在具备经济合理、可操作性的情况下尽可能优化线路走向，降低事故发生的可能性及事故后果严重程度。提高天然气长输管道设计阶段的安全可靠性。