大慶石油學(xué)院報(bào)第31卷第1期2007年2月JOURNAL OF DAQING PETROLEUM INSTITUTEVol 31 No. 1 Feb. 2007天然氣輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理劉揚(yáng),張艷2,李廣良3,金立君1,.大慶石油學(xué)院石油工程學(xué)院黑龍江大慶163318;2.大慶石油學(xué)院機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院,黑龍江大慶163318;3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司管道蘭成渝輸油分公司四川成都610036;4.大慶油田技術(shù)培訓(xùn)中心化機(jī)系黑龍江大慶163255)摘要以風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型為基礎(chǔ)結(jié)合我國(guó)天然氣輸氣站場(chǎng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行時(shí)的工況遵循我國(guó)輸氣站場(chǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范建立輸氣站場(chǎng)的鳳險(xiǎn)管理模型包括輸氣站場(chǎng)位置及環(huán)境、站內(nèi)埋地管道、地面壓力設(shè)備、轉(zhuǎn)設(shè)備、站內(nèi)閥門(mén)、儀器儀表、工藝流程、站內(nèi)甲烷泄漏、站場(chǎng)安全系統(tǒng)等9個(gè)部分提岀了輸氣站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)及可接受性準(zhǔn)則給出了風(fēng)險(xiǎn)控制的措施關(guān)鍵詞天然氣;輸氣站場(chǎng);風(fēng)險(xiǎn)管理中圖分類(lèi)號(hào)TE88文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):000-1891(2007)1-0064-0420世紀(jì)80年代末至90年代初各種獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)管理逐步形成了比較系統(tǒng)的理論和方法.1995年我國(guó)的一些管道工程技術(shù)專(zhuān)家也開(kāi)始關(guān)注國(guó)外管線風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的發(fā)展并逐步介紹到國(guó)內(nèi)同時(shí)結(jié)合我國(guó)管道輸送實(shí)際工況而制定的管道風(fēng)險(xiǎn)管理體系也逐步應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn).通常將天然氣輸氣站場(chǎng)作為天然氣輸送管道的一部分進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)然而輸氣站場(chǎng)的功能和站內(nèi)的設(shè)備相對(duì)于輸氣管道復(fù)雜許多筆者以風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)為基礎(chǔ)建立天然氣輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理模型給出了主要影響因素的分值并將其應(yīng)用于某段管道的5座工藝站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)1風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)1.1相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分值在管道風(fēng)險(xiǎn)管理方面比較完整的方法是 MUHLBAUER W K提岀的指數(shù)評(píng)分法,該方法容易掌握便于推廣、較系統(tǒng)全面可由工程技術(shù)人員、管理人員、操作人員共同參與評(píng)分,集中多方面的意見(jiàn).該方法評(píng)價(jià)所得的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)越高其風(fēng)險(xiǎn)越小這與通常翰氣站場(chǎng)數(shù)據(jù)采集習(xí)慣不一致.為此將對(duì)其評(píng)分規(guī)則作適當(dāng)修改,以形成種與通常習(xí)慣一致的評(píng)分法即評(píng)分值越高風(fēng)險(xiǎn)越大站地運(yùn)站儀站站安輸氣站場(chǎng)內(nèi)設(shè)備種類(lèi)繁多工藝復(fù)雜且各自相對(duì)獨(dú)立場(chǎng)內(nèi)面轉(zhuǎn)內(nèi)器內(nèi)內(nèi)全位埋壓設(shè)閥儀工甲與如果直接套用油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型并不合適.根據(jù)輸置地力備門(mén)表藝烷消及管設(shè)氣站場(chǎng)的特點(diǎn)、失效分析及重大風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)技術(shù)21給出輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理模型見(jiàn)圖1)圖1中輸氣站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值是9個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分值之和該值滿「單壓?jiǎn)我蛩仫L(fēng)險(xiǎn)加權(quán)值分為100分每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分值為單項(xiàng)評(píng)分(滿分相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值100分)與其加權(quán)值的乘積.其中輸氣站場(chǎng)位置及環(huán)境內(nèi)埋地管道、地面壓力設(shè)備、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、站內(nèi)閥門(mén)儀器儀表中國(guó)煤化工風(fēng)險(xiǎn)管理模型工藝流程、站內(nèi)甲烷泄漏、站場(chǎng)安全系統(tǒng)的權(quán)值分別為CNMH%10%,15%,10%,攸稿日期2006-06-25審稿人李偉編輯狂志平作者簡(jiǎn)介瀏撇1957-)男博士博士生導(dǎo)師教授主要從事油田地面工程優(yōu)化與節(jié)能降耗技術(shù)方面的硏究.第1期劉揚(yáng)等天然氣輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理10%站場(chǎng)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值由相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值經(jīng)站場(chǎng)的重要性修正系數(shù)修正后得到.根據(jù)站場(chǎng)在整個(gè)輸氣管網(wǎng)中的功能不同包括礦區(qū)進(jìn)氣、多條管線進(jìn)站或出站、大用戶和倒輸、屬干線站、屬支線站、清管站、閥室等確定輸氣站場(chǎng)的重要性修正系數(shù)(1)腧氣站場(chǎng)位置及環(huán)境.主要考慮因素輸氣站場(chǎng)位置(70分ⅹ包括與居民區(qū)(10分)相鄰廠礦8分)鐵路(6分)公路(5分入電力線7分)架空通信線5分)35kV及以上獨(dú)立變電所的距離5分)公眾教育及法制觀念24分))以及輸氣站場(chǎng)環(huán)墩30分Ⅹ包括放空管的點(diǎn)火裝置(10分)天然氣的排放速率(10分)排污設(shè)施條代〔6分)排污地點(diǎn)(4分))評(píng)價(jià).輸氣站場(chǎng)位置選擇應(yīng)符合池地勢(shì)平緩、開(kāi)闊洪電、給水排水、生活及交通方便應(yīng)避開(kāi)山洪、滑坡等不良工程地質(zhì)地段及其它不宜設(shè)站的地方盧附近工業(yè)、企業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、火車(chē)站及其它公用設(shè)施的安全距離應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定.站場(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)有生產(chǎn)操作和設(shè)備檢修的作業(yè)通道及行車(chē)通道并有車(chē)行道與外界公路相通(2)站內(nèi)埋地管道.主要考慮因素埋地金屬腐蝕3々30分￥包括土壤腐蝕性(8分)外防腐涂層分)陰極保護(hù)(8分)其它埋地金屬(3分)干擾電流(3分)),管道內(nèi)腐蝕(10分X包括介質(zhì)腐蝕(6分)內(nèi)防腐措施(4分))系統(tǒng)安全10分Ⅹ包括系統(tǒng)安全系數(shù)6分)超壓放空系統(tǒng)4分))管道設(shè)計(jì)5分包括設(shè)計(jì)人員水平(3分)設(shè)計(jì)審查(2分))管道施工(15分X包括施工檢驗(yàn)4分)材料使用記剝3分)連接點(diǎn)檢測(cè)3分)回填2分)涂層補(bǔ)口2分)系統(tǒng)水壓試驗(yàn)1分)),管道材質(zhì)(10分),管道年齡5分)及管道維護(hù)操作(15分ⅸ包括工作文件(2分)維護(hù)人員(5分)維護(hù)規(guī)程(5分)維護(hù)方式(3分))(3)地面壓力設(shè)備.針對(duì)分離器、過(guò)濾器、除塵器、清管設(shè)備等主要考慮大氣腐蝕(10分X包括大氣條仵(4分)外防腐措施(6分))內(nèi)腐蝕(10分Ⅹ包括處理介質(zhì)(6分)內(nèi)防腐措施(4分)),設(shè)備材質(zhì)(10分)壓力設(shè)備工作條件15分X包括承壓能力5分)使用頻率4分)使用年限(6分))設(shè)備設(shè)計(jì)5分Ⅹ包括設(shè)計(jì)人員水平3分)設(shè)計(jì)審查(2分))設(shè)備施工(10分Ⅹ包括施工檢驗(yàn)6分)材料使用記剝4分))安全及維護(hù)保養(yǎng)40分Ⅹ包括安全泄壓裝置(10分)操作人員水平(10分)工作文件(5分)維護(hù)人員水平5分)維護(hù)規(guī)程5分)維護(hù)方式5分)(4)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備.主要考慮因素大氣腐蝕10分Ⅹ包括大氣條代(5分)外防腐措施5分))內(nèi)腐蝕(15分Ⅹ包括處理介質(zhì)(10分)內(nèi)防腐措施(5分))軸潤(rùn)滑(20分),設(shè)備安裝(15分),設(shè)備工作條件15分Ⅹ包括使用頻率(5分入使用條件10分))設(shè)備維護(hù)操作(25分Ⅹ包括操作人員水平(5分)工作文(5分)維護(hù)人員水平3分)維護(hù)規(guī)程5分)維護(hù)方式(7分))5)站內(nèi)閥門(mén).主要考慮因素惘門(mén)承壓能力10分)閥門(mén)材質(zhì)10分)閥門(mén)腐蝕狀況(15分￥包括大氣條仵(5分)閥門(mén)油漆5分)輸送介質(zhì)5分))閥門(mén)維護(hù)保養(yǎng)(55分Ⅹ包括連接法蘭泄漏(5分)閥門(mén)內(nèi)膩5分)閥門(mén)外派5分)開(kāi)關(guān)靈活度5分)閥體銹蝕程度(5分)閥門(mén)螺杄銹蝕程度(5分)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥10分)操作記剝4分)維護(hù)規(guī)程(6分)維護(hù)方式(5分))閥門(mén)使用年限10分)6)儀器儀表.主要考慮因素器儀表運(yùn)行維護(hù)(50分X包括操作人員水平(10分)工作文件(5分)維護(hù)規(guī)程10分)維護(hù)人員水平(15分)維護(hù)方式(10分)),儀器儀表所處位置(10分)大氣腐蝕10分Ⅹ包括大氣條俫5分)儀表油漆5分))工作條代30分Ⅹ包括環(huán)境溫度(10分)輸入電流(15分)測(cè)量參數(shù)5分)7)工藝流程.主要考慮因素輸氣站場(chǎng)管網(wǎng)的安全運(yùn)彳沾場(chǎng)不氣整改30分X包括閥門(mén)的維護(hù)保養(yǎng)10分)計(jì)量設(shè)備的維護(hù)與調(diào)教8分)自控單中國(guó)煤化工))站場(chǎng)停氣整改(40分Ⅹ包括分離器的大修更換(10分)收/發(fā)球裝置的更換(CNMHG和更換(15分)站場(chǎng)升級(jí)改造(15分Ⅹ包括升級(jí)改造方案(6分)調(diào)整工藝流程4分入新技術(shù)的應(yīng)用(5分))〔8)內(nèi)甲烷泄漏.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的甲烷泄漏數(shù)據(jù)計(jì)算各類(lèi)泄漏指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分.9)安全與消防系統(tǒng).主要考慮因素:站場(chǎng)的消防措施(40分Ⅹ包括站內(nèi)工藝設(shè)備與道路距離(大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)第31卷2007年分)站場(chǎng)圍墻(?5分)消防車(chē)道(7分入滅火設(shè)施(10分)工作人員對(duì)消防器材的使用(8分)消防器材檢查5分))安全措施(60分Ⅹ包括收/發(fā)球作業(yè)方案(3分)清管作業(yè)方案(3分入干線閥室通風(fēng)條件〔6分)操作規(guī)程5分)通諏4分)安全責(zé)仼制3分)職工培諏3分)機(jī)械防錯(cuò)裝置(5分)安全標(biāo)志(10分)防雷防爆防靜電技術(shù)(10分)動(dòng)火前提條偉8分))1.2風(fēng)險(xiǎn)控制根據(jù)輸氣站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值即可完成輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行分析找到風(fēng)險(xiǎn)值偏高的因素從而提岀相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施4將輸氣站場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)水平控制在合理的、可接受的范圍之內(nèi)以減少事故發(fā)生保證管道安全運(yùn)行2應(yīng)用實(shí)例某輸氣管道總長(zhǎng)為301.625km管道d457mm材質(zhì)為S360設(shè)計(jì)年輸氣能力為6×108m3全線共設(shè)置5座工藝站場(chǎng)首站、清管站、第一分輸站、第二分輸站、末站)和中間閥室.首站—未站設(shè)計(jì)采用壓力常規(guī)遞減的設(shè)計(jì)方式全線設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa第一分輸站設(shè)計(jì)壓力為2.5MPa第二分輸站、末站設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa應(yīng)用輸氣站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)工藝站場(chǎng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)繪制單站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果柱狀圖給岀單個(gè)站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)狀況并指出威脅該站場(chǎng)安全的主要風(fēng)險(xiǎn)要素.首站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖2.由圖2可見(jiàn)站場(chǎng)位置及環(huán)境、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、閥門(mén)和甲烷泄漏對(duì)站場(chǎng)影響較為嚴(yán)重當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值大于評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的50%時(shí)認(rèn)為該風(fēng)險(xiǎn)因素嚴(yán)重影響站場(chǎng)的安全運(yùn)行須及時(shí)整改.首站中閥門(mén)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值達(dá)到總評(píng)分的65%,說(shuō)明該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)站場(chǎng)影響十分嚴(yán)重應(yīng)列入整改及時(shí)更換泄漏及螺杄、閥體銹蝕嚴(yán)重的閥門(mén)同時(shí)應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)運(yùn)行管理來(lái)降低站場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)如嚴(yán)格設(shè)備操作規(guī)程采取自動(dòng)化控制系統(tǒng)配備齊全的消防設(shè)施、自動(dòng)報(bào)警設(shè)施,定期進(jìn)行檢測(cè)加強(qiáng)人員操作技能及應(yīng)急演習(xí)和培訓(xùn)力度等.首站、清管站、第一分輸站、第二分輸站、未站的輸氣管道各站場(chǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3.根據(jù)圖3的各站的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值給出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施(見(jiàn)表1)表1主要風(fēng)險(xiǎn)因素及控制措施場(chǎng)名稱(chēng)主要風(fēng)險(xiǎn)因素險(xiǎn)控制措施鹽漬土壤腐蝕性較強(qiáng)嚴(yán)格設(shè)備操作規(guī)程首站閥件內(nèi)漏或滲漏定期加注優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑劑加強(qiáng)巡檢可燃?xì)怏w報(bào)警器未檢測(cè)配備防護(hù)措施安全防護(hù)設(shè)施配備不足排污池周?chē)形蹪n改善排污設(shè)施保證除油污效果清管站閥件內(nèi)漏或外滲漏及時(shí)排污及清管加強(qiáng)排污組分的監(jiān)測(cè)和分析可燃?xì)怏w報(bào)警器未檢測(cè)嚴(yán)格設(shè)備檢、維修規(guī)程嚴(yán)禁設(shè)備帶故障運(yùn)行居民比較密集警示標(biāo)志加強(qiáng)巡檢第一分輸站埋地管道腐蝕嚴(yán)重加強(qiáng)緩蝕措施及腐蝕監(jiān)測(cè)定期進(jìn)行站場(chǎng)內(nèi)地下管道檢測(cè)居民比較密集設(shè)置警示標(biāo)志加強(qiáng)巡檢第二分輸站安全防護(hù)設(shè)施配備不足健全輸氣站場(chǎng)的各項(xiàng)安全制度加強(qiáng)安全教育改善消防場(chǎng)地加強(qiáng)消防培訓(xùn)高地震烈度嚴(yán)格設(shè)備檢、維修規(guī)程嚴(yán)禁設(shè)備帶故障運(yùn)行可燃?xì)怏w報(bào)警器未檢測(cè)可燃?xì)怏w報(bào)鳘器按照規(guī)定要求進(jìn)行檢測(cè)濕陷性黃土附近有危險(xiǎn)性建筑V凵中國(guó)煤化工考核動(dòng)計(jì)劃員工培訓(xùn)有待加強(qiáng)CNMHG閥室內(nèi)角閥滲漏嚴(yán)格設(shè)備檢、維修規(guī)程嚴(yán)禁設(shè)備帶故障運(yùn)行通風(fēng)措施不完善員培訓(xùn)包括技能、消防和應(yīng)急能力中間閥室進(jìn)出閥室操作規(guī)程不完善人員有違章操作受到外界破壞取得當(dāng)?shù)卣涂梢劳芯仍α康闹С值?期劉揚(yáng)等天然氣輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理802010璧22清管站圖2首站風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果圖3輸氣站場(chǎng)及中間閥室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果3結(jié)束語(yǔ)針對(duì)天然氣輸氣站場(chǎng)旳特點(diǎn)建立天然氣輸氣站場(chǎng)旳風(fēng)險(xiǎn)管理模型提岀輸氣站場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)管理方法給出了站場(chǎng)失效因素評(píng)分體系其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果可最大限度地減少突發(fā)性事故所造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失提高站場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的安全性.參考文獻(xiàn)[1]潘家華.油氣管道的風(fēng)險(xiǎn)分杌J]油氣儲(chǔ)運(yùn)』995J43)11-15[2]劉詩(shī)飛詹予忠.重大危險(xiǎn)源辨識(shí)及危害后果分桁M]北京北學(xué)工業(yè)出版社2004[3]任志平瀏青魏立新等.穿越輸氣管道腐蝕因素的模糊評(píng)判J]大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)200428(1)50-52[4]馬志祥.油氣長(zhǎng)輸管道的風(fēng)險(xiǎn)管理J]油氣儲(chǔ)運(yùn)200524(2)1-7.上接第63頁(yè))動(dòng)介質(zhì)有關(guān)的系數(shù)則有=。下標(biāo)a為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),下標(biāo)b為數(shù)值模擬數(shù)據(jù)將表1中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得出Q。=1.091Q5結(jié)論(1)屎采用對(duì)邊壁加密的網(wǎng)格選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和加強(qiáng)的壁面函數(shù),同時(shí)考慮壓力梯度的影響用SIMPLEC方法進(jìn)行壓力速度耦合應(yīng)用QUCK格式對(duì)動(dòng)量方程、湍動(dòng)能方程、湍動(dòng)耗散率方程進(jìn)行離散可以得出比較滿意的二次節(jié)流油嘴的模擬結(jié)果.2)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好得到了數(shù)值模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合關(guān)系式表明可以通過(guò)CFD技術(shù)對(duì)壓差變化時(shí)的二次節(jié)流油嘴的流量變化進(jìn)行預(yù)測(cè)參考文獻(xiàn):[1]張慶華康宜華.新型分層采油管柱與工具的研制J]石油機(jī)械20[2]王福軍。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用M]北京清mH中國(guó)煤化工CNMHG[3]雷紅霞杈龍.液壓錐閥內(nèi)部流場(chǎng)的三維仿真計(jì)箅及可視化分杌J]機(jī)楲科學(xué)與技術(shù)20062X4):26-4294]姜佩東.液壓與氣動(dòng)技術(shù)M]北京高等教育出版社200017-19[5]萬(wàn)仁溥.采油工程手刪M]北京石油工業(yè)出版社200015-24