石油天然氣長(cháng)輸管道風(fēng)險評價(jià)

山東化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY015年第44卷石油天然氣長(cháng)輸管道風(fēng)險評價(jià)劉其明(山東藍星東大化工有限責任公司,山東淄博25500摘要:油氣長(cháng)輸管道在能源發(fā)展戰略中的作用日益凸顯,管道的安全可靠性直接決定著(zhù)國家生命線(xiàn)能否有效保障。本文通過(guò)對長(cháng)輸管道進(jìn)行風(fēng)險評價(jià)確定管道運行中潛在的風(fēng)險用故障樹(shù)法分析長(cháng)輸管線(xiàn)存在的風(fēng)險因素,對各種故障模式發(fā)生的可能性大小做出了判斷,從而為處理事故的輕重綴急、控制事故的發(fā)生、改進(jìn)系統可靠性和安全性提供理論依據。借鑒管道完整性管理理念,進(jìn)行了長(cháng)輸管線(xiàn)安全運行的探討。關(guān)鍵詞:長(cháng)輸管道;風(fēng)險;故障樹(shù);定量分析;完整性管理中圖分類(lèi)號:TE832文獻標識碼:A文章編號:1008-021X(2015)03-0102-02The Risk Assessment of Oil and Gas Long-distance PipelineLiu QimingShandong Bluestar Dongda Chemical Co. Ltd, Zibo 255000, China)Abstract: Oil and gas transmission pipeline isgly highlighted in the energy development strategy, so the safetyiability of long-distance pipeline can be effective guarantee of the national lifeline. The paper analyzes and evaluates thelong-distance pipeline risks, by which determine the potential risks in the operation of the pipeline. Combined with faultree analysis method, major risk factors are established, the possibility of various failure modes are assessed, which providetheoretical basis for priorities of dealing with accidents, controlling the accidents and improving system reliability andsafety. By the method of pipeline integrity management, this paper discusses the safe running of long-distance pipelineKey words: long-distance pipeline; risk; the fault tree; quantitative analysis; integrity management隨著(zhù)石油、天然氣生產(chǎn)和消費速度的增長(cháng),油氣輸送管人死亡,136人受傷道承擔著(zhù)我國大部分原油和天然氣的運輸,對經(jīng)濟發(fā)展、促綜合分析國內外石油工程行業(yè)事故原因,分為以下六種進(jìn)民生、社會(huì )安定和國防建設起著(zhù)重要的保障作用。油氣輸類(lèi)型送管道具有管徑大、運距長(cháng)、壓力高和輸量大的特點(diǎn),許多管(1)第三方破壞:由于開(kāi)挖等外部干擾導致的管道事故;線(xiàn)還經(jīng)過(guò)敏感的或者人口稠密地區,因此需要對具有危險因(2)腐蝕包括外腐蝕和內腐蝕兩個(gè)方面;素的管道進(jìn)行風(fēng)險評估。(3)構造缺陷和機械或材料失效:包括管材初始缺陷和油氣管道風(fēng)險評價(jià)技術(shù)原理及風(fēng)險評價(jià)方法安裝缺陷;油氣管道風(fēng)險評價(jià)技術(shù)是以誘發(fā)管道事故的各種因素(4)基礎移動(dòng)或自然災害;為依據,以影響因素發(fā)展為危險事故的可能性為條件,以事(5)誤操作;故后果造成的經(jīng)濟損失為評估指標的綜合性管理技術(shù)-21。(6)其它因素。風(fēng)險評價(jià)方法總的來(lái)說(shuō)可以分為3類(lèi):定性風(fēng)險評價(jià)、3故障樹(shù)在管道可靠性中的應用半定量風(fēng)險分析和定量風(fēng)險分析。目前,對于油氣管道進(jìn)行故障樹(shù)分析法是一種適用于復雜系統可靠性和安全性風(fēng)險評價(jià)常用的方法有故障樹(shù)分析法、故障類(lèi)型及影響分析分析的有效工具),是把所研究系統的最不希望發(fā)生的故障法和概率風(fēng)險分析法等。狀態(tài)作為故障分析的目標,然后找出直接導致這一故障發(fā)生長(cháng)輸管道的事故及原因的全部因素,再找出造成下一級事件發(fā)生的全部直接因素,長(cháng)輸管道事故損失最慘重的是1989年前蘇聯(lián)烏拉爾山直到找出事故的基本原因(底事件)為止;由此逐步深入分隧道附近的輸氣管道爆炸事故燒毀兩列列車(chē),傷亡1024人析,從而確定系統故障原因的各種組合方式和發(fā)生概率,并(其中約800人死亡);2000年8月美國新墨西哥州發(fā)生天然采取相應的改進(jìn)措施提高系統的可靠性。氣管道爆炸著(zhù)火事故,造成12人死亡。3.1長(cháng)輸管道主要風(fēng)險因素故障樹(shù)中國油氣管道事故率平均3次/1000km·a,遠高于美國由于長(cháng)輸管線(xiàn)各管段的尺寸、所處地區、運行周期和輸的0.5次/10km·a和歐洲的0.25次/10km·a。200送介質(zhì)等具體情況不同,所以造成管線(xiàn)失效的原因眾多,此年中原油田輸氣管道發(fā)生惡性爆炸事故造成15人死亡、處以故障樹(shù)定量56人受傷:2013年,中石化東黃輸油管道發(fā)生爆炸造成62為例將引起管線(xiàn)HH中國煤化工析中的應用要風(fēng)險因素CNMHG收稿日期:2014-11-25作者簡(jiǎn)介:劉其明(1976-),山東淄博人,助理工程師,安全工程師,主要從事安全技術(shù)和安全管理工作第3期劉其明:石油天然氣長(cháng)輸管道風(fēng)險評價(jià)103故障樹(shù),以其為對象進(jìn)行詳細的定量分析。如圖1,該故障樹(shù)個(gè)與門(mén)構成。該故障樹(shù)的最小割集為:{X1},{X2},|X3},由一個(gè)頂事件四個(gè)中間事件、十個(gè)基本事件、四個(gè)或門(mén)和一{x4},x5},{X6},x7},{X8},x9},X10。T管道破裂A1存在缺陷A2管道嚴重腐蝕A3第三方破壞A4誤操作管腐蝕道抗蝕設計(運營(yíng)(維護性差壞及外力圖1主要風(fēng)險因素故障樹(shù)3.2管道故障樹(shù)定量分析4提高油氣長(cháng)輸管道安全運行的建議為了計算系統頂事件的發(fā)生概率和對基本事件進(jìn)行重4.1加強油氣長(cháng)輸管道設計、建設安全管理要度分析,必須知道基本事件的發(fā)生概率。對于基本事件的在進(jìn)行管道設計時(shí)必須嚴格執行國家石油天然氣行業(yè)發(fā)生概率本文用專(zhuān)家主觀(guān)判斷法結合模糊算法來(lái)估算。由的現行標準規程規范和管理規定;在線(xiàn)路選擇時(shí)避開(kāi)不良于專(zhuān)家可能精確估算事件的概率而且當事件的描述不明確地質(zhì)地段,采取合理有效的防靜電和雷擊措施使自然災害時(shí)專(zhuān)家傾向于采用自然語(yǔ)言如“小”“大”等來(lái)描述事件的對管線(xiàn)造成的不良影響降到最低;對河流、公路等穿越段管概率。由于這些自然語(yǔ)言帶有一定的模糊性,不可能用傳統線(xiàn)采用套管保護;管線(xiàn)防腐應采取外涂層加陰極保護的聯(lián)合方法處理因此這里采用模糊集理論處理這些不確定信息,防腐技術(shù)。用三角形模糊數或梯形模糊數代替這些自然語(yǔ)言。設備的規格和選型要經(jīng)過(guò)充分的科學(xué)的論證,避免因以底事件“管道施工缺陷”為例評價(jià)該底事件概率大材質(zhì)選擇不當等原因帶來(lái)的管道硬傷;材料設備的購買(mǎi)要通小,可按以下步驟進(jìn)行估算過(guò)嚴格的資質(zhì)審查,并指定專(zhuān)人負責監管所有設備采購環(huán)(1)選擇專(zhuān)家組成評估組,對“管道施工缺陷”做主觀(guān)判斷;節;另外材料和設備在使用前還應進(jìn)行相應的檢測和檢驗,(2)選用模糊數的a截集和平均算法來(lái)組合不同專(zhuān)家及時(shí)發(fā)現并處理存在的問(wèn)題。的意見(jiàn);嚴格審查施工單位的各項施工組織方案確保符合技術(shù)(3)把模糊數轉化為模糊可能性值(FS)。FPS代表了規范和工程實(shí)際;對焊接作業(yè)的方式、工藝和作業(yè)現場(chǎng)的環(huán)專(zhuān)家對某一事件發(fā)生可能性的信任度;境因素進(jìn)行有效管控確保施焊能夠按照作業(yè)指導書(shū)要求執(4)把FPS轉化為模糊失效率(FFR)行;還應保障管道下溝時(shí)避免碰到防腐層,并使用科學(xué)儀器以此類(lèi)推可以計算故障樹(shù)中其他底事件的概率大小。進(jìn)行檢測穿越段的焊口還要進(jìn)行射線(xiàn)和超聲波探傷。結合計算機編程,計算10個(gè)底事件的概率,如下表1。4.2對油氣長(cháng)輸管道運行進(jìn)行完整性管理表1基本事件發(fā)生概率近年來(lái)管道的完整性評價(jià)與完整性管理逐漸成為世界基本事件專(zhuān)家意見(jiàn)發(fā)生概率各大管道公司普遍采取的一項重要管理內容,通過(guò)對管道運X1材料機械性差很小小小較小小0.0003547營(yíng)中面臨的安全因素識別和評價(jià),制定相應的安全風(fēng)險控制X2管道施工缺陷很小小較小小中對策,不斷改善識別到的不利影響因素,從而將管道運營(yíng)的X3管道初始缺陷很小較小小較小中0.安全風(fēng)險水平控制在合理的、可接受的范圍內,達到減少管X4腐蝕較小中中較大中道事故發(fā)生、經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。X5管道抗蝕性差很小小較小較小中0.0010038管道完整性管理的內容包括:風(fēng)險因素識別、識別出的X6人為破壞小較小中較大大風(fēng)險排序及確定高風(fēng)險區域、數據收集檢查和整合、風(fēng)險評X7自然災害及外力小中中較小較小X8設計很小很小小小較小000價(jià)、基于風(fēng)險的管及完整性管理方X9運營(yíng)小小較小小中YH中國煤化工修預防以CNMHG維護較小小較小中較小5結論0.0016871(下轉第106頁(yè))山東化工106SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷為比較改造前后的變化,以2012年為基準,與2014年上半年進(jìn)行對比,計算改造前后的能耗,計算匯總如表1。表1節能效果對比表改造前(2012年平均)改造后(2014年上半年均)能源消耗種類(lèi)量折標煤系數折標煤/(tce/h)數量折標煤系數折標煤/(te/h)加熱爐燃氣消耗/(Nm3/h)8570.815kge/Nm30.69856190.782kgce/Nm30.4841汽提塔高壓蒸汽消耗/(th)0.114tce/t0.95768.20.114tce/t0.9348壓縮機高壓蒸汽消耗/(th)19.00. 01I tce/t0.209020.20. 011 tce/0.2222E201高壓蒸汽消耗/(h)3.20.114tce/t0.0.114tce/t0.3306El03用電量/(kW130.00.1229kge/kWh0.0160132.00.1229kgc/kWh0.0162合計2.24591.9879平均進(jìn)料量/(U/h)單位進(jìn)料能耗/(t標煤/進(jìn)料)0.02810.0211說(shuō)明:1)燃料氣的折標煤系數根據當年燃料氣組成的分析結果平均值以其低(位)發(fā)熱量為計算基礎折算算得出212)壓縮機透平為背壓式消耗高壓蒸汽產(chǎn)生低壓蒸汽,E201消耗高壓蒸汽變?yōu)槔淠哉蹣嗣合禂挡煌?。芳烴裝置屬于連續生產(chǎn),2012年共計運行357天,計算年節能為3參考文獻[]國家統計局中國統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,△Eu=(0.0281-0.0211)×80×357×24=4798.t標2012[2]國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局.GBT2589-2008綜合能5效益核算耗計算通則[S].北京:中國標準出版社,2008本項目節約的主要是燃料氣,節約的蒸汽也是由消耗燃[3]國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局GB/T13234-209企業(yè)節料氣而生產(chǎn),所以全部折算為燃料氣計算經(jīng)濟效益。按照年能量計算方法[S].北京:中國標準出版社,200節約4798.1t標煤計算,每年可以節約588.7萬(wàn)標立燃料氣按照2014年上半年價(jià)格計算,折合人民幣1074.3萬(wàn)元。(本文文獻格式:杜成磊.歧化裝置的節能改造[門(mén).山東化同時(shí)減少燃料氣消耗還減少煙氣中顆粒物的排放和工,2015,44(3):104-106.)碳排放具有良好的社會(huì )效益。章論奪診訴詐詐該許奪親半春辛親辛事春事海親許親事詐海宰豪豪親來(lái)雜帝雜奪幸辛辛辛辛雜許奪容喜事(上接第103頁(yè))[2]四川石油管理局.管道風(fēng)險管理[M].北京:石油工業(yè)出我國的管道運輸行業(yè)起步晚,設計、管理水平相對落后,通過(guò)版社,1995建立長(cháng)輸油氣管線(xiàn)普遍意義的故障樹(shù),識別引起管道失效的[3]俞樹(shù)榮,馬欣,劉展,等.在役長(cháng)輸管道不同時(shí)期可靠主要風(fēng)險因素;采用專(zhuān)家判斷和模糊理論相結合的方法,確性安全評價(jià)[J蘭州理工大學(xué)學(xué)報,2005,31(4):65-定底事件的發(fā)生概率,有助于識別引起管道失效的主要風(fēng)險因素的發(fā)生幾率結合管道完整性管理,從根本上防止事故[4]錢(qián)成文,侯銅瑞管道的完整性評價(jià)技術(shù)[J].油氣儲運的發(fā)生。2000,19(7):11-15參考文獻[1張鵬段永紅長(cháng)輸管線(xiàn)風(fēng)險技術(shù)的研究[].天然氣工(本文文獻格式:劉其明石油天然氣長(cháng)輸管道風(fēng)險評價(jià)業(yè),1998,18(5):72-76山東化工,2015,443):102-103,106.)心出出出出容容出容出出出出出業(yè)幽出電示出出想示出濰坊亞星超額完成節能責任目標最近,從國家發(fā)改委、山東省經(jīng)信委獲悉,濰坊亞星化學(xué)股份有限公司在2013年萬(wàn)家企業(yè)節能目標責任考核中,以103分的成績(jì)獲得“超額完成”考核等級。亞星作為津坊市重點(diǎn)用能企業(yè)之一,被納入全國萬(wàn)家企業(yè)節能低碳行動(dòng)之列。2013年,該公司在加快建立企業(yè)能源管理體系持續改進(jìn)企業(yè)能源管理水平的同時(shí)積極采用新技術(shù)新工藝,先后實(shí)施了節電、離子膜燒堿電解槽重涂換膜等7大節能改造,促進(jìn)了節能技術(shù)進(jìn)步,提高了中國煤刊風(fēng)機電機變頻年全年完成節能量41611.7噸標準煤,超額完成十二五”責任目標的23.53%CNMHG(濰坊亞星集團