化工園區壓力管道泄漏封堵能力建設研究

王曉明,呂 穎

(江蘇省安全生產科學研究院，江蘇 南京 210042)

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化工園區壓力管道泄漏封堵能力建設研究

王曉明,呂 穎

(江蘇省安全生產科學研究院，江蘇 南京 210042)

化工裝置泄漏是造成重大火災、爆炸事故發生的主要原因之一，而80%以上的化工裝置泄漏都發生在化學品輸送管道，尤其是壓力管道上。目前化工園區內多數中小化工企業尚未掌握壓力管道泄漏的封堵技術，也未配備相應的設備和材料，針對這一現狀，提出了將壓力管道泄漏封堵工作納入化工園區應急管理范疇的方案。首先由園區應急管理機構通過現有封堵資源調研、企業封堵資源需求分析,掌握園區壓力管道泄漏封堵能力現狀及缺口；其次園區應急管理機構通過加強封堵技術人員隊伍建設、建立壓力管道泄漏模型、配置封堵工器具、編制應急處置方案等手段整合并完善園區壓力管道泄漏封堵能力；最后園區應急管理機構通過搭建泄漏封堵操作平臺，以滿足高效、機動的封堵要求，從而提高化工園區安全保障水平。

化工園區；壓力管道；泄漏封堵；能力；應急管理

化工園區聚集了大量的化工企業，其化工裝置規模大，重大危險源數量多，化工工藝復雜，緣于企業間裝置的密集效應，一旦發生事故，極易產生多米諾效應，導致事故擴大化[1-3]。近年來化工園區重大事故頻發，通過對事故進行調查與統計分析發現，化工裝置泄漏是引發重大火災、爆炸、中毒事故的主要原因之一[4]。而80%以上的化工裝置泄漏都發生在化學品輸送管道，特別是壓力管道上[5]。目前我

國化工園區的現狀是園區內企業規模不一，應急處置水平相差較大，許多中小化工企業尚未掌握壓力管道泄漏的封堵技術，也未配備相應的設備和材料，一旦壓力管道發生泄漏，無法在最短時間內控制事故。

鑒于化工園區的高風險性，園區管理機構作為管理者應重視和加強園區內應急管理能力建設，提高其應急處置能力，并針對壓力管道泄漏封堵這一難題，依托園區應急資源，整合園區應急能力，將壓力管道泄漏封堵工作納入園區應急管理范圍。

筆者參與了“江蘇省高危行業事故應急服務特色業務建設(BM2012067)”項目，主持了其子課題“高危行業應急能力建設”，并與江蘇省某國家級化工園區合作設計并完成了園區壓力管道泄漏封堵操作平臺，取得了較好的應用成果。基于此，本文對化工園區應急管理中壓力管道泄漏封堵能力建設做相關技術和方法的研究和探討。

1 壓力管道泄漏封堵技術

壓力管道泄漏的原因多為密封點失效或由于運行時間較長，發生腐蝕或焊縫缺陷[6]。當壓力管道發生泄漏時，一般采用較多的方法是管道帶壓封堵。帶壓封堵就是在不影響管道正常運行的情況下，采用專業封堵工具，對泄漏點進行相應處置，從而使泄漏得到及時控制的一種方法[7]。根據不同的封堵機理，可以把帶壓封堵技術分為帶壓焊接封堵技術、注劑式帶壓封堵技術、帶壓粘接封堵技術和帶壓頂壓封堵技術等[8]。選用合適的封堵方法是及時、有效控制泄漏的關鍵。但需要注意的是，由于注劑式帶壓封堵技術和帶壓粘接封堵技術所使用的封堵材料多為化學膠粘劑，因此進行封堵作業時應先確認管道內介質特性，要求其不得與封堵材料發生物理或化學反應，以保證封堵效果。

2 化工園區壓力管道泄漏封堵能力建設

壓力管道帶壓封堵是一項技術復雜及綜合性很強的工作，因此成立專業的機構是十分必要的。目前，部分大型化工企業也成立了相應的機構，但多數流于粗放式管理，直接導致了職責不明、人員隨意及技術落后等一系列的問題。化工園區應急管理機構應依托園區的應急管理，整合園區內壓力管道泄漏封堵應急能力，將封堵工作納入化工園區應急管理范圍，這樣可以很好地解決現有矛盾。化工園區壓力管道泄漏封堵能力建設包括現有封堵資源調研、企業封堵資源需求分析等泄漏封堵能力基礎工作和泄漏封堵能力建設方案設計工作。

2.1 泄漏封堵能力建設基礎工作

2.1.1 現有封堵資源調研

化工園區應急管理機構應調查并收集園區內化工企業現有的封堵資源，包括：封堵工具、封堵材料、封堵作業人員及其專業水平；園區內及附近社會救援力量(企事業單位)；園區自有的應急資源。

2.1.2 企業封堵資源需求分析

化工園區應急管理機構應組織園區內化工企業統一分析封堵資源需求。首先由企業分析裝置中易發生泄漏的壓力管道，明確管道內介質類別及其狀態(溫度、壓力等參數)，確定泄漏模型[9]，定量說明事故后果嚴重程度，并列出最佳的封堵方法及可用的封堵技術。在進行需求分析時，可結合定性與定量安全評價方法，如可將危險與可操作性研究(HAZOP)、故障類型和影響分析(FMEA)與道化學法、個人風險定量法相結合[10]，以確保信息的全面與準確。如果園區內某些企業不具備封堵資源需求分析的能力，則可由園區應急管理機構專業人員協助完成，最后企業將封堵資源需求分析材料交給園區應急管理機構統計匯總。

2.2 泄漏封堵能力建設方案設計

化工園區應急管理機構將現有封堵資源與企業封堵資源需求進行比較分析，找出應急資源缺口，缺口主要體現為封堵技術人員的數量及水平、封堵工具及材料，并以此為基礎著手設計化工園區壓力管道封堵能力建設方案。

2.2.1 加強封堵技術人員隊伍建設

化工園區應急管理機構應設立應急封堵小組，小組成員可由企業封堵人員兼職，也可配備專職人員，并根據園區規模、事故發生概率和封堵復雜程度等要素，確定封堵技術人員的來源與數量。但需要注意的是，應急封堵小組應考慮人員流動性問題，并適當增大安全系數。

此外，化工園區應急管理機構應定期組織封堵技術人員的專業培訓。培訓可以通過軟件模擬、現場操作、應急演習等多種方式開展，以保證封堵人員熟練掌握相關技術。

2.2.2 建立壓力管道泄漏模型

確立壓力管道泄漏模型是正確使用堵漏技術的前提。以天然氣管道為例，主要有Levenspie、Crowl孔隙模型和管道模型[11-13]，其中孔隙模型又分為小孔模型和大孔模型。管道內介質類別及其狀態、管道材料及敷設都會對壓力管道泄漏模型產生一定程度的影響，因此封堵技術人員在現狀分析的基礎上，應預先建立壓力管道泄漏模型，將不同場景設置下的泄漏模型與堵漏技術進行有效關聯。

2.2.3 編制應急處置方案

化工園區應急管理機構根據企業封堵資源需求分析的統計匯總結果，分析各企業堵漏方法的異同，將其歸納分成若干個類型，據此設定泄漏場景，并在設定的場景下編制應急處置方案。同時，對編制的應急處置方案應定期組織評審，當園區內企業發生工藝變化時，要及時上報，以方便相關人員修訂處置方案。

2.2.4 配置封堵工器具

為了達到泄漏封堵快速、及時的目標，化工園區應急管理機構應為封堵工作配置移動封堵處置平臺，該平臺宜與已有應急處置車輛合用。封堵處置平臺由移動車輛(車輛大小依據工具多少確定)、應急指揮系統、應急處置設備、應急洗消設備和配電系統組成。應急處置設備包括封堵工器具庫和相關配套設備設施。封堵工器具庫主要存放帶壓焊接封堵工具、注劑式帶壓封堵工具、帶壓粘接封堵工具和帶壓頂壓封堵工具，如管道金屬套具、外封堵漏帶、磁壓式工具、管道封堵氣囊等相應的消耗輔料；相關配套設備設施主要包括噴霧噴粉裝置、倒罐裝置、洗消溶液配制噴灑裝置、就地控制柜、工具柜和應急監測儀器等[4]。對封堵處置平臺應做好日常點檢工作，以減少應對突發事故的相應時間。

2.2.5 建立泄漏封堵操作平臺數據庫系統

建立化工園區內壓力管道泄漏封堵操作平臺數據庫系統，可以整合封堵技術人員、壓力管道泄漏模型、應急處置方案和封堵設備設施的信息，最快地為壓力管道泄漏封堵工作提供數據支持，有效完成應急封堵工作。在對泄漏封堵操作平臺數據庫系統進行設計時，應考慮設置封堵技術人員培訓和封堵模擬的演習模塊，方便相關人員熟悉應急啟動全過程；同時，為了保證數據庫的完整性和安全性，應采用客戶機/服務器(Client/Server，簡稱C/S)的結構[14]。泄漏封堵操作平臺數據庫系統設計流程如圖1所示。

當化工園區發生壓力管道泄漏時，應急管理人員接警后啟動泄漏封堵操作平臺，選取事故發生企業的信息及相關泄漏數據，自動生成設定場景，并將其與實際事故信息進行對比，如相同則啟動應急處置方案，確認封堵工具及相關封堵技術人員，進行現場封堵救援；如與設定場景不同，則由應急管理人員輸入實際事故信息數據，平臺自動調用封堵方法數據庫生成包括封堵工具、封堵人員和作業流程的封堵方案。封堵方法數據庫的后臺支持包括化學品數據庫、泄漏情景數據庫、泄漏元件數據庫、封堵工具數據庫和封堵人員數據庫。封堵方案生成后應急管理人員組織現場封堵救援。后一種情況發生時，應急管理人員應在救援工作結束后，回顧前期調研工作，查找設定場景遺漏原因，完善設定場景模塊，并對應急處置方案進行評審和修訂。

設置演習模塊主要有兩個作用：一是協助調試并完善泄漏封堵操作平臺，平臺建設后期，應急管理人員可以組織封堵技術人員采用頭腦風暴法或Delphi法假想企業內泄漏事故，通過模擬操作，檢驗設定場景與應急處置方案的完整性；二是可用于組織封堵技術人員的定期培訓和演習，使相關人員熟悉泄漏封堵操作平臺使用方法，從而減少應急響應時間。

3 結 論

通過化工園區壓力管道泄漏封堵能力建設方案設計，園區應急管理機構通過現有封堵資源調研、企業封堵資源需求分析的方式整合園區現有資源，以加強封堵技術人員隊伍建設、配置封堵工器具、編制應急處置方案等手段建設園區壓力管道泄漏封堵能力，并通過搭建泄漏封堵操作平臺，確保封堵工作高效機動，滿足了園區內相關事故的應急需求，從而提高了化工園區安全保障水平，促進化工園區安全健康可持續發展。

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Research on Capacity Building of Leakage Sealing of Pressure Pipelines in Chemical Industry Park

WANG Xiaoming,LV Ying

(JiangsuAcademyofSafetyScienceandTechnology,Nanjing210042,China)

Chemical plant leakage is one of the main causes of fire and explosion accidents,and 80% of leakage emergences take place in transmission pipelines,especially the pressure pipelines.Most small and medium sized chemical companies do not have the leakage sealing technology for pressure pipelines. Neither are they equipped with appropriate equipments and materials.In view of the current situation of leakage sealing resources of pressure pipelines in Chemical Industry Park,this paper puts forward the plan to build leakage sealing of pressure pipelines into emergency management of Chemical Industry Park.Firstly, the status and gap is learnt by the emergency management agency of Chemical Industry Park through investigation and analyzing the leakage sealing resource;sedondaly,the leakage sealing capacity is integrated and improved through team construction,leakage model,sealing equipment configuration and emergency response programming;finally the leakage sealing platform is built to meet the requirement of sealing pressure pipelines efficiently and thus improve the security level of Chemical Industry Park.

Chemical Industry Park;pressure pipeline;leakage sealing;capacity;emergency management

1671-1556(2015)01-0144-04

2014-07-02

2014-09-02

國家安全生產監督管理總局2013年安全生產重大事故防治關鍵技術科技項目；江蘇省高危行業事故應急服務特色業務建設項目(BM2012067)

王曉明(1982—)，男，碩士，高級工程師，國家注冊安全評價師，國家注冊安全工程師，主要從事企業安全管理及安全風險評估等工作。E-mail：wxmtalk@163.com

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10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2015.01.027