u東化工●102●SHANDONC CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷石油天然氣長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)劉其明(山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司,山東淄博255000)摘要:油氣長(zhǎng)輸管道在能源發(fā)展戰(zhàn)略中的作用益凸顯,管道的安全可靠性直接決定著國(guó)家生命線能否有效保障。本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),確定管道運(yùn)行中潛在的風(fēng)險(xiǎn),用故障樹(shù)法分析長(zhǎng)輸管線存在的風(fēng)險(xiǎn)因素.對(duì)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縵急控制事故的發(fā)生、改進(jìn)系統(tǒng)可靠性和安全性提供理論依據(jù)。借鑒管道完整性管理理念,進(jìn)行了長(zhǎng)輸管線安全運(yùn)行的探討。關(guān)鍵詞:長(zhǎng)輸管道;風(fēng)險(xiǎn);故障樹(shù);定量分析;完整性管理中圖分類號(hào):TE832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)1008 -021X(2015)03 -0102 -02The Risk Assessment of Oil and Gas Long - distance PipelineLiu Qiming( Shandong Bluestar Dongda Chemical Co. ,Ltd. , Zibo 255000, China)Abstract:Oi and gas transmission pipeline is increasingly highlighted in the energy development stratesy, so the saferyreliability of long - distance pipeline can be efective 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 faulttree analysis method, major risk factors are established , the possibility of various failure modes are ssessed , which providetheoretical basis for prionties of dealing with ecients, contrlling the accidents and improring system rliability andsaety. By the method of pipeline integrity management, this paper discusses the safe running of long - distance pipeline.Key words;long - distance pipeline ;nisk ;the fault tree ;quantitative analysis ;ntegrity management隨著石油、天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)速度的增長(zhǎng),油氣輸送管人死亡,136 人受傷。道承擔(dān)著我國(guó)大部分原油和天然氣的運(yùn)輸,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促綜合分析國(guó)內(nèi)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(guó)防建設(shè)起著重要的保障作用。油氣輸類型:送管道具有管徑大運(yùn)距長(zhǎng)、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(dǎo)致的管道事故;線還經(jīng)過(guò)敏感的或者人口稠密地區(qū),因此需要對(duì)具有危險(xiǎn)因(2)腐蝕:包括外腐蝕和內(nèi)腐蝕兩個(gè)方面;素的管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。(3)構(gòu)造缺陷和機(jī)械或材料失效:包括管材初始缺陷和1油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)原理及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法安裝缺陷;油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)是以誘發(fā)管道事故的各種因素(4)基礎(chǔ)移動(dòng)或自然災(zāi)害;為依據(jù),以影響因素發(fā)展為危險(xiǎn)事故的可能性為條件,以事(5)誤操作;故后果造成的經(jīng)濟(jì)損失為評(píng)估指標(biāo)的綜合性管理技術(shù)1-2]。(6)其它因素。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法總的來(lái)說(shuō)可以分為3類:定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、3故障樹(shù)在管道可靠性中的應(yīng)用半定量風(fēng)險(xiǎn)分析和定量風(fēng)險(xiǎn)分析。目前,對(duì)于油氣管道進(jìn)行故障樹(shù)分析法是一種適用于復(fù)雜系統(tǒng)可靠性和安全性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)常用的方法有故障樹(shù)分析法故障類型及影響分析分析的有效工具” ,是把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障法和概率風(fēng)險(xiǎn)分析法等。狀態(tài)作為故障分析的目標(biāo),然后找出直接導(dǎo)致這一故障發(fā)生2長(zhǎng)輸管道的事故及原因的全部因素,再找出造成下一級(jí)事件發(fā)生的全部直接因素,長(zhǎng)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;由此逐步深人分隧道附近的輸氣管道爆炸事故,燒毀兩列列車傷亡1024人析,從而確定系統(tǒng)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(guó)新墨西哥州發(fā)生天然采取相應(yīng)的改進(jìn)措施,提高系統(tǒng)的可靠性。氣管道爆炸著火事故,造成12人死亡。3.1長(zhǎng)輸管道主要風(fēng)險(xiǎn)因素 故障樹(shù).中國(guó)油氣管道事故率平均3次/1000km . a,遠(yuǎn)高于美國(guó)由于長(zhǎng)輸管線各管段的尺寸、所處地區(qū)、運(yùn)行周期和輸?shù)?.5次/1000 km●a和歐洲的0. 25次/1000 km. ao 2000送介質(zhì)等具體情況不同,所以造成管線失效的原因眾多,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)定量分析在油氣長(zhǎng)輸管線可靠性分析中的應(yīng)用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,將引起管線失效的主要原因列出,建立主要風(fēng)險(xiǎn)因素收稿日期: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(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)●103●故障樹(shù),以其為對(duì)象進(jìn)行詳細(xì)的定量分析。如圖1,該故障樹(shù)個(gè)與門構(gòu)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)或門和一{X4},{X5},{X6},{X7},{X8},{X9},{X10}。T管道破裂Al存在缺陷A2管道嚴(yán)重腐蝕A3第三方破壞A4誤操作X9X10X材X2管X3管道抗體為破慶生設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)科機(jī)械迎施上'性差環(huán)及外力性能差聯(lián)陽(yáng)圖1 主要風(fēng)險(xiǎn)因素故障樹(shù)3.2管道 故障樹(shù)定量分析4提高油氣長(zhǎng)輸管道安全運(yùn)行的建議為了計(jì)算系統(tǒng)頂事件的發(fā)生概率和對(duì)基本事件進(jìn)行重.1 加強(qiáng)油氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)、建設(shè)安全管理要度分析,必須知道基本事件的發(fā)生概率。對(duì)于基本事件的在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家石油天然氣行業(yè)發(fā)生概率,本文用專家主觀判斷法結(jié)合模糊算法來(lái)估算。由的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范和管理規(guī)定;在線路選擇時(shí)避開(kāi)不良于專家可能精確估算事件的概率,而且當(dāng)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(zāi)害時(shí),專家傾向于采用自然語(yǔ)言,如“小”“大”等來(lái)描述事件的對(duì)管線造成的不良影響降到最低;對(duì)河流、公路等穿越段管概率。由于這些自然語(yǔ)言帶有- -定的模糊性,不可能用傳統(tǒng)線采用套管 保護(hù);管線防腐應(yīng)采取外涂層加陰極保護(hù)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(shù)或梯形模糊數(shù)代替這些自然語(yǔ)言。設(shè)備的規(guī)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(píng)價(jià)該底事件概率大材質(zhì)選擇不當(dāng)?shù)仍驇?lái)的管道硬傷;材料設(shè)備的購(gòu)買要通小,可按以下步驟進(jìn)行估算:過(guò)嚴(yán)格的資質(zhì)審查,并指定專人負(fù)責(zé)監(jiān)管所有設(shè)備采購(gòu)環(huán)(1)選擇專家組成評(píng)估組,對(duì)“管道施工缺陷"做主觀判斷;節(jié);另外材料和設(shè)備在使用前還應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)和檢驗(yàn)，(2)選用模糊數(shù)的a截集和平均算法來(lái)組合不同專家及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理存在的問(wèn)題。的意見(jiàn);嚴(yán)格審查施工單位的各項(xiàng)施工組織方案，確保符合技術(shù)(3) 把模糊數(shù)轉(zhuǎn)化為模糊可能性值(FPS)。FPS 代表了規(guī)范和工程實(shí)際;對(duì)焊接作業(yè)的方式、工藝和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)專家對(duì)某- -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(dǎo)書(shū)要求執(zhí)(4)把FS轉(zhuǎn)化為模糊失效率(FFR)。行;還應(yīng)保障管道下溝時(shí)避免碰到防腐層,并使用科學(xué)儀器以此類推，可以計(jì)算故障樹(shù)中其他底事件的概率大小。進(jìn)行檢測(cè),穿越段的焊 口還要進(jìn)行射線和超聲波探傷。結(jié)合計(jì)算機(jī)編程,計(jì)算10個(gè)底事件的概率,如下表1。4.2對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)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(píng)價(jià)與完整性管理逐漸成為世界基本事件專家意見(jiàn).發(fā)生概率各大管道公司普遍采取的一項(xiàng)重要管理內(nèi)容,通過(guò)對(duì)管道運(yùn)X1材料機(jī)械性差很小小小較小小0.0003547營(yíng)中面臨的安全因素識(shí)別和評(píng)價(jià),制定相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制X2管道施工缺陷很小小較小小中0. 007370對(duì)策,不斷改善識(shí)別到的不利影響因素,從而將管道運(yùn)營(yíng)的X3管道初始缺陷很小較小小較小中0.0010038安全風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi),達(dá)到減少管X4腐蝕較小中中較大中0.050004道事故發(fā)生、經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行的目的。X5管道抗蝕性差很小小較小較小中管道完整性管理(的內(nèi)容包括:風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別、識(shí)別出的X6人為破壞小較小中較大大0.0050004風(fēng)險(xiǎn)排序及確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域、數(shù)據(jù)收集檢查和整合、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)x7自然災(zāi)害及外力小中中較小較小0. 0021499價(jià)、基于風(fēng)險(xiǎn)的管道檢測(cè)完整性評(píng)價(jià)響應(yīng)和維修、預(yù)防,以X8設(shè)計(jì)很小很小小小較小0. 0002320及完整性管理方案(4]。X9運(yùn)營(yíng)小小較小小中0. 00805結(jié)論x9維護(hù)較小小較小中較小0.0016871(下轉(zhuǎn)第106頁(yè))山東化工●106●SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷為比較改造前后的變化，以2012年為基準(zhǔn),與2014年上半年進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算改造前后的能耗,計(jì)算匯總?cè)绫?。表1節(jié)能效果對(duì)比表改造前(2012年平均)改造后(2014年上半年均)能源消耗種類數(shù)量折標(biāo)煤系數(shù)折標(biāo)煤/<(ee/h)數(shù)量折標(biāo)煤(/(ee/h)加熱爐燃?xì)庀?( Nm/h)570. 815kgce/Nm'0.69856190. 782kgce/Nm?0. 4841汽提塔高壓蒸汽消耗/(t/h)8.40. 1141ce/t0. 95768.20. 14te10.9348壓縮機(jī)高壓蒸汽消耗/(Uh)19.00. 011tce/t0. 209020.20.011ce/t0. 222E201高壓蒸汽消耗/(Vh)3.20.141e/0.36482. 90. 114tce/t0. 3306E103用電量/(kW)130.00. 1229kge/kWh0.0160132.0 0. 129kge/kWh0. 01622. 24591.9879平均進(jìn)料量/(Vh)8C單位進(jìn)料能耗/(t標(biāo)煤/t進(jìn)料)0.02810.0211說(shuō)明:1)燃料氣的折標(biāo)煤系數(shù)根據(jù)當(dāng)年燃料氣組成的分析結(jié)果平均值，以其低(位)發(fā)熱量為計(jì)算基礎(chǔ)折算算得出(21。2)壓縮機(jī)透平為背壓式,消耗高壓蒸汽產(chǎn)生低壓熱汽，E201消耗高壓蒸汽變?yōu)槔淠?所以折標(biāo)煤系數(shù)不同。芳烴裝置屬于連續(xù)生產(chǎn), 2012年共計(jì)運(yùn)行357天,計(jì)算參考文獻(xiàn)年節(jié)能為:OEu= (0.0281 -0.0211) x 80 x357 x24 =4798.1t標(biāo)[1]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[ M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012.煤/a。[2]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB/T 2589 - 2008 綜合能5效益核算耗計(jì)算通則[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.本項(xiàng)目節(jié)約的主要是燃料氣,節(jié)約的蒸汽也是由消耗燃[3]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. CB/T 13234 - 2009企業(yè)節(jié)料氣而生產(chǎn),所以全部折算為燃料氣計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。按照年能量計(jì)算方法[S]北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.節(jié)約4798. It標(biāo)煤計(jì)算,每年可以節(jié)約588.7萬(wàn)標(biāo)立燃料氣,按照2014年上半年價(jià)格計(jì)算,折合人民幣1074. 3萬(wàn)元。(本文文獻(xiàn)格式:杜成磊.歧化裝置的節(jié)能改造[J].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。*********************************************************(上接第103頁(yè))[2]四川石油管理局管道風(fēng)險(xiǎn)管理[M].北京:石油工業(yè)出我國(guó)的管道運(yùn)輸行業(yè)起步晚,設(shè)計(jì)、管理水平相對(duì)落后,通過(guò)版社,1995.建立長(zhǎng)輸油氣管線普遍意義的故障樹(shù)，識(shí)別引起管道失效的[3]俞樹(shù)榮,馬 欣,劉 展,等. 在役長(zhǎng)輸管道不同時(shí)期可靠主要風(fēng)險(xiǎn)因素;采用專家判斷和模糊理論相結(jié)合的方法,確性安全評(píng)價(jià)[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào),2005 ,31(4):65 -定底事件的發(fā)生概率,有助于識(shí)別引起管道失效的主要風(fēng)險(xiǎn)57.因素的發(fā)生幾率,結(jié)合管道完整性管理,從根本上防止事故[4]錢成文,侯銅瑞. 管道的完整性評(píng)價(jià)技術(shù)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，的發(fā)生。2000, 19 (7):11-15.[1]張鵬,段永紅. 長(zhǎng)輸管線風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的研究[J].天然氣工(本文文獻(xiàn)格式:劉其明.石油天然氣長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].業(yè)，1998,18(5):72 -76.山東化工,2015 ,44(3) :102 - 103 ,106. )濰坊亞星超額完成節(jié)能責(zé)任目標(biāo)最近,從國(guó)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(jié)能目標(biāo)責(zé)任考核中,以103分的成績(jī)獲得“超額完成"考核等級(jí)。亞星作為濰坊市重點(diǎn)用能企業(yè)之-,被納人全國(guó)萬(wàn)家企業(yè)節(jié)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(xù)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)施了大功率冷卻塔無(wú)電化、鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻節(jié)電離子膜燒堿電解槽重涂換膜等7大節(jié)能改造,促進(jìn)了節(jié)能技術(shù)進(jìn)步,提高了能源利用效率。該公司2013年全年完成節(jié)能量41611.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤,超額完成“十二五"責(zé)任目標(biāo)的23.53%。(濰坊亞星集團(tuán))