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长输天然气管道高后果区识别与风险评价

来源:天然气智库Plus 发布时间:2024-01-08

文|郭依宝(国家管网集团北京管道有限公司维抢修分公司)

高后果区识别评价是高后果区管理的重要基础工作,决定着高后果区风险管控的措施和效果。结合高后果区识别评价的现状,综合分析识别评价工作中的普遍性问题和环节性问题,并针对存在的问题开展了思考讨论,为后续优化高后果区识别和评价工作提供借鉴。

随着我国城市化的不断发展,我国对于天然气资源的需求日益增长,需求范围也越来越集中。随着国家油气管网的不断融合,全国一张网运营模式的推进,油气管网将进入高速建设阶段,预计到2025年,全国天然气管网将达到16.3万km。在经济社会飞速发展和管道里程飞跃增长的双重作用下,天然气管网的管理将面临更加严峻的挑战。

高后果区作为长输管道的重要管段,对人民的生命财产安全和环境绿色发展有着至关重要的影响。高后果区的管理是管道完整性管理的重要环节,也逐渐成为管道企业管道管理的重要工作内容。而高后果区识别的准确性和风险评价的可靠性直接决定着高后果区管理具体举措和水平。

1 高后果区识别与风险评价的现状

1.1 高后果区识别现状

目前,高后果区识别和风险评价主要依据《输气管道工程设计规范》(GB50251—2015)和《油气输送管道完整性管理规范》(GB32167—2015)。其中,GB50251—2015将管道所经过的地区根据居住户数和建筑物结构形式数量分为4类,一类地区为户数稀少地区,四类地区为人口密度大、建筑物高度和数量达到一定规模的地区。依据所划分的地区等级,GB32167—2015将管道所经过的4级地区定义为Ⅲ级高后果区,三级地区管段定义为Ⅱ级高后果区。除此之外,对于不同的管道属性和运行状况,根据潜在影响区域内是否存在特定场所和管道两侧200m范围内是否存在特定场所、易燃易爆场所将高后果区划分为Ⅰ级或Ⅱ级。

1.2 高后果区风险评价现状

高后果区的风险评价主要采用风险矩阵法。根据管道企业或行业已发生失效的次数或预估失效发生的概率,将管道失效可能性划分为5个等级;从人员伤亡、经济损失、环境污染和停输影响4个方面综合考虑管道失效后所带来的影响,同样将失效后果分为5类。依据管道失效可能性等级和失效后果分类对其进行行列分布,得到4种风险等级大小。

2 高后果区识别与风险评价的相关问题

2.1 普遍性问题

(1)识别、评价人员培训不足。根据相关标准规范要求,对于参与高后果识别和评价的人员,需要取得规定的资格等级并参加相关的培训,如《油气输送管道完整性管理规范》等级证书等。而目前的现象是参与高后果区识别和评价的人员多为现场管道管理人员,缺乏足够的培训指导,对现场数据的采集、处理和风险分析能力不足,工作专业性薄弱,主观因素大,识别的系统性差。

(2)相关数据的准确性有待加强。由于部分管道沿线复杂的周边环境,管道外部数据的获取途径较少,加之数据的传递性较差,只能通过识别人员的走访和入户调查获取数据,有效性和时效性有待商榷。尤其是多种建筑群错落分布、人员流动较大、特定场所密集的管段,数据获取的难度较大、准确性存疑。

2.2 高后果区识别存在的问题

2.2.1 识别依据的参考仍需细化

虽然GB32167—2015和GB50251—2015对高后果区的识别从程序上和分类上给与了一定的参考和定义,但是在地区等级划分时仍存在诸如“普遍集中”“人口稠密”“不经常有人活动”等含义模糊的词语,在高后果区分级时仍存在诸如“人群疏散困难”“可能造成人员伤亡”等不具有确定性的词语。对于管道两侧200m范围内存在多少4层及以上楼房为普遍集中,人口密度大多为人口稠密,管道发生泄漏爆炸事故时潜在影响区域内建筑物内的人群需要多长时间才能疏散完毕为疏散困难等问题没有明确的定义。这些问题在高后果区识别时存在很大的人为因素,对高后果区识别的准确性和管理的标准都带来了较大的影响。

此外,对于特定场所和易燃易爆场所进行了一概而论式的定义,在高后果区识别时无法针对实际具体情况区别对待。例如,对医院、学校、监狱、商场等此类场所,是否当医院的等级、学校的师生数量、监狱的在押人数、商场的活动达到一定规模,才能认定为属于特定场所;对加油站、油库、化工厂等此类场所,是否当加油站日加油量、油库储存量、化工厂产量达到一定规模,才能认定为易燃易爆场所。

2.2.2 高后果区识别范围的不确定性

值得注意的是,长输管道地区等级的划分是以管道两侧200m范围为基准进行的,而高后果区的分级中加入了潜在影响半径这一概念。同时,特定场所是基于“除三、四级地区外,由于天然气管道泄漏可能造成人员伤亡的潜在影响区域”进行定义的。对于以特定场所或易燃易爆场所识别项而确定的高后果区,其识别统计范围是以200m为界,还是以特定场所或易燃易爆场所为界,或者以潜在影响半径为界并没有明确的说法。对于某些特定的管道属性,会出现潜在影响半径小于200m的情况,即使管道经过的地区为三级或四级地区,管道失效的后果相对于高压力、大管径的管道来说,影响将会小的多,如果仍以Ⅲ级或Ⅱ级高后果区来管理,会出现管控资源没有有效配置的现象。

以某长输管线A、B2个高后果区为例进一步说明。A高后果区管道走向和周边情况如图1所示,B高后果区管道走向和周边情况如图2所示。此长输管线管径1016mm,设计输送压力10MPa,潜在影响半径318m。A高后果区属于Ⅱ级高后果区,识别项为“除三、四级地区外,管道两侧各200m范围内有加油站、油库等易燃易爆场所”,加油站距离管道约125m。B高后果区属于Ⅲ级高后果区,识别项为“管道经过的四级地区”,管道两侧200m范围内四层及以上楼房普遍集中,318m范围内同样存在大量的建筑物。B高后果区依据地区等级划分,高后果区范围为管道两侧200m,识别统计内容可以很好把控;而A高后果区以距管道125m的加油站为识别依据,在识别内容统计和后续管控上是以加油站为边界,还是以200m或318m为界值得商讨。

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图1 A高后果区示意图

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图2 B高后果区示意图

2.2.3 高后果区识别的特殊性

长输天然气管道Ⅱ级高后果区的识别项有3个:①管道经过的三级地区;②除三、四级地区外,管道两侧各200m范围内有加油站、油库等易燃易爆场所;③如管径大于762mm,并且最大允许操作压力大于6.9MPa,其天然气管道潜在影响区域内有特定场所的区域。某长输管线C高后果区(图3)同时满足以上3个条件,管道两侧房屋密集,有居户大概650户,与管道距离较近,并且存在幼儿园等特定场所和浩源加气站等易燃易爆场所,一旦管道发生失效,将会带来严重的后果。而根据GB32167—2015此高后果区为Ⅱ级高后果区,不符合高后果区识别的特殊性。因此,对于在识别过程中符合多项同等级别条件的高后果区,或者特定场所和易燃易爆场所众多的高后果区,是否有必要采取增级处理的措施值得思考。

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图3 C高后果区示意图

2.3 高后果区风险评价存在的问题

高后果区的风险识别采用的是定性的风险矩阵法。其中,失效可能性等级参照的是企业或行业内是否发生过或即将可能发生的类似失效,参考性不足。因为不同企业管理模式和效果不同,不同管道的属性和运行年限存在差异,发生失效的原因和可能差别较大,以此类数据来判断管道失效的可能性指导意义不大。失效后果等级评定方面,管道失效后,对环境的污染较小,作为评判的因素影响较弱,人员伤亡和经济损失存在较大的不确定性,准确预估管道失效后导致的人员伤亡情况和经济损失数额难度较大。因此,采用风险矩阵法评价高后果区的风险等级对高后果区管理提供的支撑不足。

3 方法探讨

3.1 解决普遍性问题的方法

针对高后果区识别和评价过程中存在的人员培训不足的问题,一方面要加强直接参与识别评价工作人员的培训取证和周期性指导,可以组织培训班或聘请相关专家进行专业的教学;另一方面可以聘请专业人士对环境复杂、识别评价困难的高后果区进行专业的识别评价工作,基层参与识别评价人员全程参与学习,也可以对识别评价的结果进行专家审核,不断改进,确保高后果区识别和风险评价的质量。

针对高后果区识别和评价过程中数据准确性不足的问题。基层单位要与政府部门、社区街道管理人员和管道沿线群众建立沟通联系,掌握管道周边情况的第一手资料,通过日常的宣传走访不断更新相关信息,同时确保相关信息在内部的有效共享和传达。

3.2 解决高后果区识别问题的方法

继续优化地区等级划分和识别项内容,对相关词语进行量化解释。明确4层楼房满足何条件为普遍集中,区域内达到多少人为人口稠密,医院、学校、加油站、油库等达到什么指标才能认定为特定场所,从数量上或规模上进行细化分类,避免无效识别和过度识别。

对除按地区等级识别的高后果区的边界进行说明。对以特定场所或易燃易爆场所识别的高后果区,建议以特定场所或易燃易爆场所与管道的距离为边界,进行有针对性的管理。对潜在影响半径远远小于200m的管道,建议以潜在影响半径来划分地区等级。

对于三级地区,管道两侧建筑物特别密集,管道潜在影响半径内特定场所或200m范围内易燃易爆场所数量较多的高后果区,可结合管道周边环境,适当增级识别,增加高后果区识别的灵活性。

3.3 解决高后果区风险评价问题的思路

从定性评价向半定量和定量评价方向开展,优化风险评价的组成因素,结合管道本体和外部环境,突出主要因素,考虑人为因素,优化风险评价的因素比例,确保风险评价结果真实反映现场情况。

4 结论及建议

针对高后果区识别和风险评价工作中存在的一些问题进行了阐述,对解决存在的问题进行了探讨,得到3点结论和建议:

(1)需加快管道高后果区识别和风险评价工作人员的培训和能力提升工作,逐步提升高后果区识别评价工作质量。

(2)对高后区识别的参考内容进行细化,明确主要识别项的认定指标,合理划定识别边界范围,综合考虑各识别项的内容,以突出现场的风险管控为导向。

(3)优化高后果区风险评价的方法,全面考虑评价因素组成和占比,将现场风险量化在各项管控措施上。


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