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美国长输管道安全应急管理体系保障实践做法

2021-07-19郭春雷杨丽武国栋蔡亮马伟平

石油石化节能 2021年7期
关键词:应急管道事故

郭春雷 杨丽 武国栋 蔡亮 马伟平

(1.中海油石化工程有限公司;2.国家管网集团北方管道有限责任公司北京输油气分公司;3.中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司;4.中航油京津冀物流有限公司;5.国家管网集团北方管道有限责任公司管道科技研究中心)

我国管道行业正处于高速发展阶段,然而,不管是新建管道的建设投运,还是管道普遍老龄化,均面临事故多发的严峻挑战[1]。因此,筹建高效、完善的管道应急响应体系,提升管道行业应对重大事故的应急响应能力至关重要[2]。

美国的管道行业,相较于其他国家,在某些方面具有一定的先进性,其从联邦政府、行业标准协会、管道运营商三个层级,构建了严格细致的管道安全监管体系、法规标准以及应急响应联动机制[3]。 根据美国管道和危险品安全管理局1991—2010 年统计数据,因开挖损伤导致管道重大事故次数,由上世纪约80 次/a 降至50 次/a。

通过借鉴美国管道安全管理的先进经验和做法,针对我国管道应急响应体系中的瓶颈问题,对于我国管道行业的快速反应、高效指挥与科学管理水平具有借鉴参考价值。

1 我国管道应急响应体系现状

我国管道行业建立了应对重大事故的应急响应程序,以及管道企业与政府、消防、监察、环保部门的联络机制。管道企业编制总部、分公司、油气站场三个层级的应急预案,在应对清管器卡堵、截断阀误关闭、油气泄漏和火灾爆炸等方面积累了实战经验[4]。但是,在青岛“11·22”输油管道火灾爆炸事故中,62 人死亡、136 人受伤,直接经济损失7.5 亿元[5],暴露出我国管道应急响应体系存在的问题:

1) 管道应急响应遵循“分级负责,区域为主” 原则,政府和企业职责交叉、不清晰,管道企业与政府职能部门、专业救援机构的联动机制还需改进。

2)缺少管道应急响应、控制和处置的国家标准,应急预案可操作性差,现场指挥及救援处置中各部门衔接不顺畅。

3)缺少基础信息平台等关键技术支持,例如涵盖全国范围的管道数字地图系统,相关部门不能快捷、准确掌握管道信息;事故潜在风险评价和次生灾害预警研究不足。

4)社会公众的管道保护意识和应急安全意识有待提高。

2 美国长输管道安全应急管理体系

2.1 管道安全监管体系

美国将长输管道提升至国家能源战略安全等级,实行联邦政府和各州政府合作监管模式,将造成人员死亡、5 人以上重伤、火灾爆炸、油气泄漏量超过500 bbl(1 bbl=0.159 m3)、经济损失超过25 万美元的情形列为管道事故管辖范围。

管道规划、选线、征地、运行、维护、应急、废弃等全生命周期等各个阶段都有对应部门负责(图1),部门明确、责任清晰:

图1 美国管道安全监管体系

1) 运输部(DOT) 制定管道设计、运行、维护和应急的基本安全标准。以输气管道阀室设计为例,位于不同地区等级的阀室应满足最大间距要求,并考虑管道应急抢修时气体放空量及排放时间、环境敏感区气体排放影响、管道断裂气体泄漏量和供气连续性影响等因素。

2) 管道安全办公室(OPS) 审查管道事故报告和安全状况年报。

3) 国土安全部(DHS) 实施管道运营商安全资质审查。

同时,美国联邦政府采取多种措施促进管道安全[6],公众可通过“一号通报警系统”(One-Call Systems)向国家应急中心(NRC)报告管道事故或沿线的异常事件。 建立国家管道地理系统(NPMS),公众可获取管道位置信息和联络方式,也是国家应急中心在应急响应和指挥决策的技术支持平台。设立“811”挖掘咨询电话,强制要求挖掘施工前72 h 了解管道信息,通告施工方案和警示信息,从联邦法规层面预防挖掘施工损坏管道。

2.2 管道安全法规标准

20 世纪,美国发生过多起严重管道事故,具有代表性的是2000 年新墨西哥州至加利福尼亚的天然气管道破裂爆炸火灾事故,炸坑长度约25 m、深度达6 m,造成10 人死亡。这促进了美国制定相应的安全法规和技术标准[7]。

美国建立了以联邦法律为主、推荐性行业协会标准为辅的多层级体系。1968 年《天然气管道安全法》和1979 年《危险液体管道安全法》是美国管道安全领域的基本法律,先后又颁布了1988 年《管道安全再授权法案》、1992 年《管道安全法案》和1996 年《管道安全和合作法案》。2002 年《管道安全改进法案》规定管道运营商实施完整性管理程序,在高后果区评估管道失效后果。2006 年《管道检验、保护、执法和安全法案》规定联邦政府DOT管辖第三方活动和挖掘破坏管道。2011 年《管道安全、监管和劳工法案》要求管道运营商为NPMS 提供管道数据信息、设置“一号通报警系统”、开展管道风险评价并向OPS 报告管道事故等。

美国标准化组织遵循协商一致的原则制定推荐性行业标准,联邦法规如引用该标准条款则具有强制性。美国管道安全管理、完整性管理和应急响应的代表性标准有:

1) API RP 1167—2016《管道 SCADA 系统报警管理》,API RP 1168—2015《管道控制室管理》。

2)API Std 1160—2019《危险液体管道完整性管理规范》,ASME B31.8S—2016《气体管道完整性管理规范》。

3) API RP 1173—2015 《管 道 安 全 管 理 程序》,API RP 1162—2010《管道公众警示程序》,API RP 1174—2015《陆上危险液体管道应急响应推荐做法》,API RP 1175—2015《管道泄漏检测管理程序》,API RP 1166—2015《开挖监测和观测》。

2.3 管道应急联动机制

美国管道应急联动机制完善,体现在政府主导制定应急救援文件、应急设施建设及能力评估以及重大事故的应急统一指挥。例如,联邦应急管理局负责制定管道应急预案,制定应急设施的设计、施工、维护、检测和使用标准,以及全国的应急基地能力评估。2004 年美国DHS 建立《国家事故管理系统》,规定了政府部门的应急的职能职责和关联关系(图2),从国家层面建立与管道应急互助救援协议。美国基于国家事故管理系统(NIMS) 的管道应急联动机制,实质上是一种政府、非政府组织和民间专业机构的前导式工作模式[8],NIMS 框架为美国联邦政府和州政府联合处理管道事故奠定了基础。

图2 美国管道应急联动机制

在《管道安全法》中规定了联邦政府和管道运营商在应急响应过程中的职责和权限原则,例如联邦政府的管道安全监管机构应掌握管道基本信息、输送介质特性、高后果区分布区域和联络方式。州政府负责审核管道应急响应计划文件,监督管道运营商定期开展应急预案演练,协调管道运营商与警察官员、消防机构的沟通。管道运营商收到事故报告后,应第一时间派出专业指挥机构到达事故现场,向国家应急中心报告事故情况,采用控制管道泄漏措施,在政府环保官员指导下处理油气/土壤污染物。

2.4 管道运营商应急响应做法

2.4.1 ICS 系统

美国管道企业在安全管理体系中建立事故指挥系统(incident command system,ICS)。发生重大事故时,应急相关的人员组织、资源调配和现场处置均通过ICS 系统控制实施,即将企业的人员、设备和可用资源整合成多个模块,包括调度控制、救援抢修、资源配送、后勤保障和经济赔偿等。ICS 系统特点是:使用通用专业术语、模块化组织架构、应急目标策略清晰、一体化通信、指挥体系合理分工、统一行动计划和责任过程监督。管道企业利用ICS 系统实现重大事故的高效应急组织和工作,旨在最大程度降低事故影响和经济损失。

ICS 系统是美国国家消防协会、美国公共工程协会(APWA) 处置突发事件的官方标准程序。2004 年美国 DHS 在 NIMS 中引入 ICS 系统,标志着ICS 系统成为美国公共安全和能源行业的通用应急指挥系统[9]。

2.4.2 应急指挥

美国在应对重大事故通行做法是成立指挥部,负责事故现场的指挥调度,任命总指挥官,例如权威的应急管理专家、技术专家、消防队队长或法律授权的政府官员。总指挥官在应对和处置重大事故过程中拥有最高话语权和决策权,包括下达和指挥现场初期处置措施,消除点火源,探测可燃油气/气体,污染物临时收集,联系州政府职能部门及专业救援机构,事故潜在危害评估,根据事态发展调整救援策略。美国在法律层面赋予了总指挥官指挥职责和技术要求,例如10 min 内完成现场信息收集,确定泄漏量、严重程度和预计维修时间,通过加强事故初期控制防止事故范围扩大,在总指挥官的遴选、培养和任命等方面极为严格和慎重。

2.4.3 应急现场安全

管道应急抢修与日常维护维修差异很大,油气混合物、人员、设备设施高度集中,属于极高风险作业[10]。青岛“11·22”输油管道火灾爆炸事故的重要教训之一是维修人员未进行次生灾害风险识别,且未佩戴防护装备情况下位于可能爆炸管段附近, 导致大量维修人员伤亡。 美国标准API RP1162—2010《管道公众警示程序》将管道中心线两侧660ft(200 m)划定为管道事故影响半径范围。美国管道应急抢修作业过程中,按照风险等级,将事故现场划分为热区、温区和冷区。热区指发生油气泄漏的核心区域(即抢修作业区域),只允许维修人员配备防护装备条件下才可进入;温区是维修设备放置和周转区域;冷区指非事故影响区域。指挥部设置在冷区,距离泄漏中心至少90 m。ICS 委派危险物料安全官员,指导维修人员在热区或温区完成污染物收集和处理,保证溢油污染物处理符合法规要求。

2.4.4 管道管理应急安全措施

实现高效管道应急响应重要前提是第一时间发现油气泄漏特征,或者第三方破坏活动等异常事件。我国管道以人工巡线为主,美国管道采用飞机、汽车、轮船结合人工巡线,直升机巡线可有效监测高寒冻土区管道位移和沉降问题。美国标准API RP1162—2010《管道公众警示程序》通过开放性参观让公众了解识别、报告管道事故方法以及处置管道事故技术,增强公众对管道安全可控的信心,鼓励公众报告疑似威胁管道安全的异常活动。针对国内管道标识设置制造不统一、警示作用有限问题,美国标准API RP1109—2010《液体石油管道设施标识推荐做法》统一了管道标识设置原则和巡检牌制作样式,减少运维成本,增强辨识度和警示作用。

3 结论和建议

综上所述,美国长输管道安全管理和应急响应的先进经验和做法包括以下方面:

1) 建立了联邦政府和州政府合作监管模式,部门明确、权责清晰。重视管道立法,从法律层面规范了联邦政府、州政府和运营商在管道应急响应的职责。

2)建立国家管道地理系统,为管道应急响应提供决策支持;设立一号通报警系统,管道运营商向OPS 上报管道事故或异常事件;设立“811”挖掘咨询专线,避免挖掘作业损坏管道。

3)建立NIMS,实现政府、非政府组织和私人机构的前导式工作模式。

4)管道运营商建立事故指挥系统实现应急响应的高效组织,重视总指挥官在事故初期处置的作用,实行事故现场安全分区和污染物处置规范化。

为保证我国长输管道安全、高效运行,应从国家安全战略高度,提升管道应急响应的技术水平,建议如下:

1)设立国家管道安全监管部门,联合行业协会制定法规和技术标准,规范监管职责和对管道管理者的要求。

2)管道安全监管部门明确政府职能部门、管道管理者、应急管理部门、社会专业机构的职责、权利和义务,依据职责权限进行问责和处罚。

3)建立企业和政府共享联动机制,促进管道企业与国家政府关于管道安全管理政策的交流,加强管道应急响应体系与社会应急体系的融合。

4)建立国家管道应急体系和国家管道地理信息平台,为管道应急响应提供技术支持和决策依据。

5)管道企业建立ICS 实现应急响应高效组织和优化调配,加强事故应急总指挥官的培养力度,在管道事故现场划定安全区域,重视溢油污染物规范化处理。

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