輸油管道人員密集型高后果區風險消減措施的優化

段云躍 譚 濤

國家石油天然氣管網集團有限公司華南分公司川渝輸油部, 重慶 400061

0 前言

輸油管道高后果區管理是輸油管道完整性管理的關鍵環節。隨著中國城鄉建設的發展,管道周邊人口密度不斷增大[1],人員密集型高后果區數量與安全風險逐年增加,人員密集型高后果區管控壓力逐年增大,輸油管道人員密集型高后果區一旦發生事故極易造成群死群傷事件,群眾生命財產安全受到威脅[2]。因此，輸油管道人員密集型高后果區相比其他類型高后果區監管要求更高。GB 32167—2015《油氣輸送管道完整性管理規范》(以下簡稱GB 32167—2015)作為高后果區管理核心規范[3-5],對高后果區提出了具有普適性的7項風險消減措施,但管控要求較為寬泛,可操作性不強,未專門針對人員密集型高后果區提出管控措施,導致企業對人員密集型高后果區管控針對性不強。因此,開展人員輸油管道密集型高后果區風險消減措施的提煉與優化尤為迫切。

某管網公司管理運行6 000 km成品油管道,從GB 32167—2015的7項消減措施出發,制定出國標符合性檢查表,結合輸油管道企業實際,優化出針對輸油管道人員密集型高后果區的日常管理措施、工程技術措施、應急管理措施3類共計23項可操作性強并便于量化實施的具體管控措施。通過某人員密集型高后果區管控案例實踐,經管道風險矩陣法評估證明風險有效降低。

1 輸油管道人員密集型高后果區識別依據

GB 32167—2015識別準則將油氣管道高后果劃分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級三個等級，其中Ⅲ級代表嚴重程度最大,Ⅰ級代表嚴重程度最小[3]。識別準則有6個識別項,輸油管道高后果區分類分級見表1。人員密集型高后果區包含識別項1、2、3，其中識別項1對應Ⅲ級,識別項2、3對應Ⅱ級。應當注意,Ⅱ級人員密集型高后果區判定標準有識別項2、3,其主要區別在于識別項2限定管道長度為2 km管道,識別項3未對管道長度做限定。

表1 GB 32167—2015輸油管道高后果區分類分級表Tab.1 Classification of high consequence area of oil pipeline in GB 32167—2015

2 輸油管道人員密集型高后果區管控難點

1)后果更加嚴重和難以接受,輸油管道具有高壓、易燃、易爆屬性,人員密集型高后果區因風險消減措施不力,管控不當造成管道失效油品泄漏后,會對周圍群眾生命財產安全造成嚴重威脅,極易導致群死群傷事件[4-6]。

2)管理要求更加嚴格,《國家安全監管總局等八部門關于加強油氣輸送管道途徑人員密集場所高后果區安全管理工作的通知》(安監總管三[2017]138號)要求對于輸油管道人員密集型高后果區管段,管道企業需增加巡護頻次,加密地面標識,尤其是需采取安裝全天候視頻監控等安全風險防控措施[7-9]。GB/T 35068—2018《油氣管道運行規范》規定高后果區管道巡護應每天至少巡護1次。

3 管控措施優化

3.1 存在問題

GB 32167—2015提出對高后果區開展風險消減與維修維護措施，分為日常管理與巡護、缺陷修復、第三方損壞風險控制、自然與地質災害風險控制、腐蝕風險控制、應急支持、降壓運行共計7項措施。這些消減措施分類較多,每類措施概念寬泛,不夠具體,可操作性不強,且未提煉出對人員密集型高后果區的針對性措施。現亟需將籠統的GB 32167—2015消減措施優化為具有可操作性的,特別針對人員密集型高后果區的管控措施。

3.2 提出方案

為解決上述問題,結合某輸油管道實際運營情況,經分析統計和歸納,可將輸油管道人員密集型高后果區風險消減與維修維護措施優化為日常管理措施、工程技術措施、應急管理措施3類,每一類進一步細化,共細化為23項具體措施,本文稱之為一套系統的管控措施。其中日常管理措施主要為設立區長、開展管道巡護與檢查、管道保護宣傳等,細化為7項,對應GB 32167—2015中日常管理與巡護、第三方損壞風險控制2項風險消減措施；工程技術措施主要為現場樁牌埋設、水工保護、固定攝像頭、物理隔離、內外檢測、陰極保護電位測試等11項,對應國標第三方損壞風險控制、腐蝕風險控制、自然與地質災害風險控制等3項風險消減措施；應急管理措施分為5項措施,對應國標應急支持這項風險消減措施。

3.3 具體措施

制定GB 32167—2015符合性檢查表,一方面要求自行優化措施均需滿足GB 32167—2015內7項風險消減與維修維護措施,另一方面按照人員密集型高后果區后果嚴重程度[10],對Ⅲ級與Ⅱ級人員密集型高后果區需采取管控措施實施頻次及必要性區別對待,突出重點,提供必選項與選擇項,提出具體管控措施。優化管控措施與GB 32167—2015風險消減措施對照見表2。

表2 優化管控措施與GB 32167—2015風險消減措施對照表Tab.2 Comparison between optimized control measures and GB 32167—2015 risk mitigation measures

4 人員密集型高后果區管控措施案例

4.1 背景

某管網公司輸油部輸油站所轄成品油管道,管道材質X60,設計壓力9.5 MPa,輸送汽油、柴油,YJ008～YJ009樁號段管道長400 m，途經某直轄市羊角村,見圖1。房屋距離管道最近處為5 m,管道中心線50 m范圍內有1～3層住宅15棟,管道中心線50～100 m范圍內有1～3層住宅20棟，管道中心線100～150 m范圍內有1～3層住宅25棟，管道中心線150～200 m范圍內有1～3層住宅30棟。管道沿羊角村旁敷設,羊角村為街道式村,此地聚集大部分該村村民,人口較多。YJ008+600樁號油流方向左側距離管道160 m有羊角村學校,影響長度100 m,占地面積約500 m2,人數約750人,近年來人口不斷增多。該管道符合表1識別項3管道兩側各200 m內有聚居戶數50戶或以上的村莊、鄉鎮等。輸油部將YJ008～YJ009人員密集型高后果區識別為Ⅱ級人員密集型高后果區。經采用GB 32167—2015附錄E管道風險矩陣進行風險評價[11-12],風險矩陣法風險評價結論為3D,風險等級為Ⅲ級(較高,該處風險水平不可接受,應在限定時間內采取有效應對措施降低風險)。

圖1 YJ008～YJ009人員密集型高后果區現場圖Fig.1 Site map of high consequence area from YJ008 to YJ009

4.2 風險消減措施

4.2.1 日常管理措施

4.2.1.1 分級設立高后果區區長

該人員密集型高后果區設立輸油部副經理為輸油部級區長,該輸油站站長為輸油站級區長,輸油站外線員(段長)為專職區長,實現三級區長管控。

4.2.1.2 輸油部級區長現場檢查

輸油部級區長即輸油部副經理每半年至少巡查1次,指導、監督輸油站開展高后果區管控工作。

4.2.1.3 輸油站級區長現場檢查

輸油站級區長即輸油站站長每月手持GPS對該處徒步巡查1次,牽頭開展高后果區管控工作。

4.2.1.4 專職區長徒步巡檢

專職區長每月手持GPS至少巡查1次，每2月開展1次無人機巡查并拍攝人員密集型高后果區照片進行比對分析,發現問題及時處理和匯報[13-15]。

4.2.1.5 巡線承攬人徒步巡檢

輸油站巡線承攬人對照巡護方案每日至少手持GPS巡查1次,嚴防打孔盜油、第三方施工破壞、地質災害等風險[16],發現問題及時進行“雙匯報”。

4.2.1.6 開展管道保護宣傳

每年第一季度開展管道周邊物權人信息更新,做好輸油站高后果區沿線物權人信息精確登記及宣傳,告知管道風險、保護知識及企業聯系方式,提升群眾管道保護意識[17]。

4.2.1.7 與政府部門聯合檢查

輸油站與羊角村村委會成立管道保護領導小組,每年至少進行1次聯合巡查,依靠政府力量及時協調處理相關問題。

4.2.2 工程技術措施

4.2.2.1 埋設加密樁

設置玻璃鋼加密樁,在人員密集區域按照20 m/棵標準埋設加密樁。水泥路面設置不銹鋼標識牌,向公眾標明管道位置,提供管道企業聯系方式。

4.2.2.2 安裝警示牌

每隔50 m設置1塊警示牌,結合現場實際優先設置于管道與道路交叉處,向過往車輛、行人提供管道保護信息和企業聯系信息等。

4.2.2.3 設置人員密集型高后區信息公示牌

按照50 m間距設置1塊人員密集型高后果區信息公示牌,對外公示人員密集型高后果區基本情況、風險告知、應急措施和應急疏散圖等信息。

4.2.2.4 安裝攝像頭

設置3臺固定式全天候攝像頭[18],畫面回傳至區域調度、管理人員辦公電腦和手機,實現全天候24 h遠程監控,管理人員隨時查看,確保及時發現異常,見圖2。

圖2 固定式全天候攝像頭照片Fig.2 Fixed all-weather camera

使用無人機高空或抵近飛行拍照對管道周邊進行圖像采集數據,定期與前期照片進行對比,分析管道周邊環境新增占壓、第三方施工、人員密集變化情況、研判人員密集型高后果區附近地質災害風險等情況,從而判斷變化原因及預測變化后果,為企業及時采取有針對性的調整人員密集型高后果區管控措施提供重要依據[19]。

4.2.2.5 修建水保、硬化地面、物理隔離等措施

根據地形地勢,在輸油站高后果區修建水保,在水保墻增設水保警示色帶,標注管道位置和管道保護標語[20]。人員密集區域管道上方混凝土硬化,修建巡線小道,小道上方標注管道位置,必要時可增設物理隔離，避免第三方施工傷及管道[2-3]。

4.2.2.6 在高處安裝風向標

在高處設置醒目風向標,在緊急情況下為人員撤離指示安全疏散方向[18]。

4.2.2.7 開展陰極保護電位測試與分析

每月開展陰極保護電位測試,分析陰極保護數據(以5月為例),見圖3。

a)5月陰極保護電位分布圖a)Cathodic protection potential distribution in May

b)5月交流干擾分布圖b)AC interference distribution in May

4.2.2.8 每年定期開展年度外檢測

輸油部每年10～12月按照TSG_D 7003—2010《壓力管道定期檢驗規則——長輸管道》開展年度外檢測,對防腐層漏點、埋深、彎頭壁厚等進行檢測[21]。

4.2.2.9 定期開展內檢測

2016年完成漏磁和幾何檢測,下次檢測時間為2022年。

4.2.2.10 缺陷修復

經內檢測,人員密集型高后果區無缺陷點,若出現缺陷點,將提升響應級別,優先采用永久修復方式。

4.2.2.11 安裝智能陰保測試樁在線監測設備

安裝1臺智能陰極保護測試樁,實時檢測數據并上傳智能管理系統,見圖4。

圖4 智能陰保測試樁照片Fig.4 Intelligent cathodic protection pile

4.2.2.12 投用泄漏監測系統實時監控

投用基于瞬變流水擊波理論研發的泄漏監測系統[16-18]，通過上下游壓力變送器接收到壓降的時間差確定泄漏位置,通過壓降大小確定泄漏流量[12-15]。區域調度實時監控,輸油站2 h巡檢查看,確保及時發現泄漏,見圖5。

圖5 泄漏監測系統平臺示意圖Fig.5 Leakage monitoring system

4.2.3 應急管理措施

4.2.3.1 編制專項應急預案(一區一案)

針對輸油站人員密集型高后果區編制專項一區一案[20],必要時報地方政府備案，每年對照該應急預案進行演練。

4.2.3.2 繪制人員疏散路線圖

對人員密集型高后果區繪制人員疏散圖并在信息公示牌上公示,見圖6。

圖6 應急疏散圖Fig.6 Emergency evacuation diagram

4.2.3.3 結合地形配備應急搶險物資

按照某管網應急搶險物資配備標準,結合高后果區地形地貌,預先判斷成品油泄漏后會沿溝渠流入下游河流,人員密集型高后果區設置應急倉庫并配備集油囊、圍油欄、吸油氈、收油機、鋼管樁、銅鏟、銅瓢、銅盆等應急搶險物資。

4.2.3.4 應急演練

每年對照一區一案至少開展1次應急演練,充分動員群眾參與疏散演練,提升群眾應急意識和自救能力。

完成上述措施后,采用GB 32167—2015附錄E管道風險矩陣進行風險評估,人員密集型高后果區失效可能性由3調整為2,失效后果保持為D,評估結果為2D,風險等級為Ⅱ級(中等等級,風險水平可以接受,但應保持關注)。

5 結論

管控措施優化為3類,相較GB 30167—2015中的6類更少,便于開展措施梳理和歸類管理。優化后管控措施更加具體,便于企業落實;創造性提出三級區長管理措施,便于按權限分級管理;安裝智能陰保測試樁、風向標、水保標識、地面硬化等工程技術措施,應急疏散圖、結合地形配備應急物資等應急管理措施更加具有對輸油管道人員密集型高后果區管控的針對性;部分措施分為可選項和必選項,便于結合現場實際選取。

經實踐與分析,輸油管道人員密集型高后果區風險消減措施優化為日常管理措施、工程技術措施、應急管理措施3類管控措施、23項具體措施后,相比較GB 32167—2015的7項消減措施具有更強的針對性和可操作性,使得輸油管道人員密集型高后果區管控更加系統化、規范化,為輸油管道人員密集型高后果區風險消減管理提供了可靠的技術支撐。

近年來，地質災害是輸油管道人員密集型高后果區重要威脅之一，后續可進一步深化研究地質災害發現與管控方法并將其納入風險消減措施，例如：委托地質災害專業隊伍開展地質災害排查和治理。此外，管道降壓運行是風險消減的最后防線，后續可進一步深化研究降壓運行如何有效納入優化后的消減措施。