葛天明

斯堪伯奧科技（北京）有限公司

【摘要】 本文通過(guò)采用定量風(fēng)險分析（QRA）的方法，選取了長(cháng)輸管線(xiàn)不同泄漏原因分布和泄漏頻率不同孔徑百分比分布，結合國家安全生產(chǎn)監督管理總局（2014年）13號令，確定管道沿線(xiàn)某固定位置可接受人員死亡風(fēng)險，由此確定長(cháng)輸管道與第三方設施的安全間距�；�于該方法，對于新建管道設施可以根據不同的設計參數給出不同的安全間距，對不同的第三方設施采用不同的設計參數；對于已建管道設施，可以驗證不同安全控制措施下的安全間距。

【關(guān)鍵詞】 定量風(fēng)險分析（QRA）可接受風(fēng)險標準安全間距

1. 引言

2013年11月22日，位于山東省青島經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區的中國石化東黃輸油管道泄漏原油進(jìn)入市政排水暗渠，在形成密閉空間的暗渠內油氣積聚遇火花發(fā)生爆炸，造成62人死亡、136人受傷，直接經(jīng)濟損失75172萬(wàn)元。

2014年6月27日印度南部地區發(fā)生天然氣管道爆炸事故，造成16人死亡。

2014年7月31日晚，高雄市前鎮區多條街道陸續發(fā)生可燃氣體外泄，并引發(fā)多次大爆炸，數條街道被波及，至午夜時(shí)分氣爆更加嚴重。據臺灣消防部門(mén)2014年8月1日統計，高雄前鎮爆炸事故已致20人死亡、 270人受傷。

以上事故，均為長(cháng)輸管道發(fā)生泄漏后引起的火災爆炸事故，事故造成了大量的人員死亡，而且多數人員均為第三方公共人員。

這引發(fā)一個(gè)共同的問(wèn)題：是否長(cháng)輸管道距離公眾建筑物過(guò)近？

2. 基本定義

長(cháng)輸管道

長(cháng)輸(油氣)管道是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位之間用于輸送商品介質(zhì)的管道，區別于工藝管道，長(cháng)輸管道無(wú)法局限于某一個(gè)固定區域內，因此會(huì )發(fā)生本文提到的和第三方設施的安全間距問(wèn)題。

“安全”

2014年8月核安全局核電安全監管司副司長(cháng)湯搏在電促會(huì )核能促進(jìn)分會(huì )舉辦的核能發(fā)展高峰論壇上做了《核電安全的若干基本問(wèn)題》的演講，其中關(guān)于什么是“安全”做了很好的闡述，這里引用如下：

什么是安全？三個(gè)定義：

第一，當一件事情帶給我們的利益足夠大，而其代價(jià)可承受的話(huà)，我們則認為其是安全的；

第二，安全是利益和代價(jià)的平衡；沒(méi)有一件事情只有利沒(méi)有弊；

第三，安全是可接受的風(fēng)險。

2014年5月國家安全生產(chǎn)監督管理總局公布了《危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險標準和社會(huì )可接受風(fēng)險標準（試行）》，規定了我國的個(gè)人可接受風(fēng)險標準值，如表格1所示，社會(huì )可接受風(fēng)險如圖表1所示。

因此， “安全”是具體風(fēng)險承受者可以接受的一個(gè)風(fēng)險水平，結合安監總局2014號13號令，長(cháng)輸管道與第三方人員的安全間距即為該距離外的人員死亡風(fēng)險不高于13號令規定的個(gè)人可接受風(fēng)險標準。

3. 國內現行管理要求

《輸油管道工程設計規范》（GB50253）中第4.1.5款規定如下：

原油、 C5、 C6及以上成品油管道與城鎮居民點(diǎn)或獨立的人群密集的房屋的距離不宜小于15m。

以上距離主要參照了美國《液體管道最低安全標準》 195.210條中的要求，目的為了減少管道泄漏后對第三方的影響，同時(shí)兼顧維護、搶修的需要。

《輸氣管道工程設計規范》（GB50251）中并未對線(xiàn)路部分與第三方設施的距離做出要求，僅對站場(chǎng)及附屬設施做了距離要求。

管線(xiàn)部分依據人口分布密度設立不同的地區等級，高等級地區即人口稠密地區通過(guò)提高設計系數來(lái)增大管道強度，即不通過(guò)距離防范而通過(guò)提供管道本身的可靠性來(lái)達到安全的目的。

2010年通過(guò)的《管道保護法》提出了5m的保護距離，但立法本意為保護第三方活動(dòng)對管道的保護，對于第三方設施的安全間距要求，《管道保護法》又指向了強制性技術(shù)標準，即上文提到的兩個(gè)標準。

從以上立法和標準的要求可以看出，目前的要求并不區分不同的管道設施和不同的第三方設施，并未從基于風(fēng)險的角度來(lái)考慮安全間距問(wèn)題。

4. 基于風(fēng)險的安全間距確定

基于風(fēng)險的方法通過(guò)識別具體設施的危險，并對該危險進(jìn)行估計或計算得到風(fēng)險值（即有多危險），將該風(fēng)險值與可接受標準（即總局13號令）進(jìn)行對比，在該接受標準內確定具體的安全間距。

該安全間距會(huì )因不同的長(cháng)輸管道而不同，也因不同的第三方設施而不同，同時(shí)也因為不同的外部環(huán)境（風(fēng)向、風(fēng)速等）而不同。

定量風(fēng)險分析（QRA）是一種普遍應用的，采用量化指標描述、定義和評估風(fēng)險的一種風(fēng)險分析方法，如圖表2所示。

5. 某天然氣管道安全間距確定

某天然氣管道通過(guò)工業(yè)區段長(cháng)約20km，管線(xiàn)沿線(xiàn)基本為居住、行政辦公、商業(yè)金融、文化娛樂(lè )等綜合規劃區，需要確定不同運行壓力下的安全間距。

風(fēng)險計算采用的泄漏頻率基礎數據主要數據源包括：

—《EGIG第7版報告-1970至2007》

—《OGP風(fēng)險分析數據手冊-立管及管道泄漏頻率》

基于該數據源，確定的不同泄漏原因分布和孔徑分布如圖表 3和圖表 4所示。

在基于EGIG事故統計數據的基礎上，結合管道的具體設計參數，確定了管道不同泄漏孔徑的泄漏頻率，如表格2所示。

利用計算軟件確定泄漏后不同事故后果的嚴重程度，包括噴射火、閃火和爆炸，圖表5展示了10MPa壓力下水平方向噴射火的熱輻射值分布。依據不同的事故結果可以確定管道沿線(xiàn)某固定位置處的人員死亡概率，乘以泄漏頻率和點(diǎn)火概率即為該位置的人員死亡風(fēng)險。

圖表6展示了不同壓力下，沿管道中心線(xiàn)向外側不同距離上的人員死亡風(fēng)險。

從圖中可以看出，隨著(zhù)設計壓力等級降低，人員死亡風(fēng)險明顯減小，依據風(fēng)險可接受標準，不同設計壓力下風(fēng)險可接受范圍內的安全距離如表格3所示。

針對10MPa運行壓力，不同管道壁厚和不同埋深都會(huì )影響風(fēng)險的大小，圖表7展示了（20-25） mm壁厚時(shí)， 1.2m， 1.5m， 2m和3m埋深時(shí)的不同風(fēng)險值。

圖表8展示了（25-30） mm壁厚時(shí)， 1.2m，1.5m和2m埋深時(shí)的不同風(fēng)險值。

基于此分析，可以確定在10MPa運行壓力不同壁厚和不同埋深下的安全距離，見(jiàn)表格4所示。

6.結論

國內目前關(guān)于長(cháng)輸管道與第三方設施的安全間距要求，為基于經(jīng)驗的統一要求，從事故的后果來(lái)看，存在一些問(wèn)題，2014年國家安全生產(chǎn)監督管理總局公布13號令后，確定了個(gè)人的可接受風(fēng)險標準。

本文基于該風(fēng)險標準，探討了基于風(fēng)險的安全間距確定方法，可以結合具體的管道設計參數，確定與第三方設施間的安全間距，同時(shí)提出針對性的具體的工程設計措施，來(lái)確保風(fēng)險處于可接受標準內。

基于該方法，對于新建管道設施可以根據不同的設計參數給出不同的安全間距，可以針對不同的第三方設施采用不同的設計參數，比如壁厚、管材、埋深等；對于已建管道設施，可以驗證不同安全控制措施下的安全間距，采取針對性的措施。 ◢

（作者：高級咨詢(xún)師，石油天然氣副總經(jīng)理，勞氏船級社咨詢(xún)部Lloyd's Register Consulting；斯堪伯奧科技（北京）有限公司）

2014年第5期（總第18期）