葛天明

斯堪伯奧科技（北京）有限公司

【摘要】 本文通過采用定量風(fēng)險(xiǎn)分析（QRA）的方法，選取了長(zhǎng)輸管線不同泄漏原因分布和泄漏頻率不同孔徑百分比分布，結(jié)合國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局（2014年）13號(hào)令，確定管道沿線某固定位置可接受人員死亡風(fēng)險(xiǎn)，由此確定長(zhǎng)輸管道與第三方設(shè)施的安全間距�；�于該方法，對(duì)于新建管道設(shè)施可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)參數(shù)給出不同的安全間距，對(duì)不同的第三方設(shè)施采用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)；對(duì)于已建管道設(shè)施，可以驗(yàn)證不同安全控制措施下的安全間距。

【關(guān)鍵詞】 定量風(fēng)險(xiǎn)分析（QRA）可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)安全間距

1. 引言

2013年11月22日，位于山東省青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中國(guó)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(nèi)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(jì)損失75172萬元。

2014年6月27日印度南部地區(qū)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(zhèn)區(qū)多條街道陸續(xù)發(fā)生可燃?xì)怏w外泄，并引發(fā)多次大爆炸，數(shù)條街道被波及，至午夜時(shí)分氣爆更加嚴(yán)重。據(jù)臺(tái)灣消防部門2014年8月1日統(tǒng)計(jì)，高雄前鎮(zhèn)爆炸事故已致20人死亡、 270人受傷。

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

這引發(fā)一個(gè)共同的問題：是否長(zhǎng)輸管道距離公眾建筑物過近？

2. 基本定義

長(zhǎng)輸管道

長(zhǎng)輸(油氣)管道是指產(chǎn)地、儲(chǔ)存庫(kù)、使用單位之間用于輸送商品介質(zhì)的管道，區(qū)別于工藝管道，長(zhǎng)輸管道無法局限于某一個(gè)固定區(qū)域內(nèi)，因此會(huì)發(fā)生本文提到的和第三方設(shè)施的安全間距問題。

“安全”

2014年8月核安全局核電安全監(jiān)管司副司長(zhǎng)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(dāng)一件事情帶給我們的利益足夠大，而其代價(jià)可承受的話，我們則認(rèn)為其是安全的；

第二，安全是利益和代價(jià)的平衡；沒有一件事情只有利沒有弊；

第三，安全是可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

2014年5月國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布了《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，規(guī)定了我國(guó)的個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值，如表格1所示，社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)如圖表1所示。

因此， “安全”是具體風(fēng)險(xiǎn)承受者可以接受的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)水平，結(jié)合安監(jiān)總局2014號(hào)13號(hào)令，長(zhǎng)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(xiǎn)不高于13號(hào)令規(guī)定的個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

3. 國(guó)內(nèi)現(xiàn)行管理要求

《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50253）中第4.1.5款規(guī)定如下：

原油、 C5、 C6及以上成品油管道與城鎮(zhèn)居民點(diǎn)或獨(dú)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(guó)《液體管道最低安全標(biāo)準(zhǔn)》 195.210條中的要求，目的為了減少管道泄漏后對(duì)第三方的影響，同時(shí)兼顧維護(hù)、搶修的需要。

《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50251）中并未對(duì)線路部分與第三方設(shè)施的距離做出要求，僅對(duì)站場(chǎng)及附屬設(shè)施做了距離要求。

管線部分依據(jù)人口分布密度設(shè)立不同的地區(qū)等級(jí)，高等級(jí)地區(qū)即人口稠密地區(qū)通過提高設(shè)計(jì)系數(shù)來增大管道強(qiáng)度，即不通過距離防范而通過提供管道本身的可靠性來達(dá)到安全的目的。

2010年通過的《管道保護(hù)法》提出了5m的保護(hù)距離，但立法本意為保護(hù)第三方活動(dòng)對(duì)管道的保護(hù)，對(duì)于第三方設(shè)施的安全間距要求，《管道保護(hù)法》又指向了強(qiáng)制性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即上文提到的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

從以上立法和標(biāo)準(zhǔn)的要求可以看出，目前的要求并不區(qū)分不同的管道設(shè)施和不同的第三方設(shè)施，并未從基于風(fēng)險(xiǎn)的角度來考慮安全間距問題。

4. 基于風(fēng)險(xiǎn)的安全間距確定

基于風(fēng)險(xiǎn)的方法通過識(shí)別具體設(shè)施的危險(xiǎn)，并對(duì)該危險(xiǎn)進(jìn)行估計(jì)或計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)值（即有多危險(xiǎn)），將該風(fēng)險(xiǎn)值與可接受標(biāo)準(zhǔn)（即總局13號(hào)令）進(jìn)行對(duì)比，在該接受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)確定具體的安全間距。

該安全間距會(huì)因不同的長(zhǎng)輸管道而不同，也因不同的第三方設(shè)施而不同，同時(shí)也因?yàn)椴煌�的外部環(huán)境（風(fēng)向、風(fēng)速等）而不同。

定量風(fēng)險(xiǎn)分析（QRA）是一種普遍應(yīng)用的，采用量化指標(biāo)描述、定義和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，如圖表2所示。

5. 某天然氣管道安全間距確定

某天然氣管道通過工業(yè)區(qū)段長(zhǎng)約20km，管線沿線基本為居住、行政辦公、商業(yè)金融、文化娛樂等綜合規(guī)劃區(qū)，需要確定不同運(yùn)行壓力下的安全間距。

風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算采用的泄漏頻率基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要數(shù)據(jù)源包括：

—《EGIG第7版報(bào)告-1970至2007》

—《OGP風(fēng)險(xiǎn)分析數(shù)據(jù)手冊(cè)-立管及管道泄漏頻率》

基于該數(shù)據(jù)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(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合管道的具體設(shè)計(jì)參數(shù)，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(jì)算軟件確定泄漏后不同事故后果的嚴(yán)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(jù)不同的事故結(jié)果可以確定管道沿線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(xiǎn)。

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

從圖中可以看出，隨著設(shè)計(jì)壓力等級(jí)降低，人員死亡風(fēng)險(xiǎn)明顯減小，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)，不同設(shè)計(jì)壓力下風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍內(nèi)的安全距離如表格3所示。

針對(duì)10MPa運(yùn)行壓力，不同管道壁厚和不同埋深都會(huì)影響風(fēng)險(xiǎn)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(xiǎn)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(xiǎn)值。

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

6.結(jié)論

國(guó)內(nèi)目前關(guān)于長(zhǎng)輸管道與第三方設(shè)施的安全間距要求，為基于經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)一要求，從事故的后果來看，存在一些問題，2014年國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布13號(hào)令后，確定了個(gè)人的可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

本文基于該風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，探討了基于風(fēng)險(xiǎn)的安全間距確定方法，可以結(jié)合具體的管道設(shè)計(jì)參數(shù)，確定與第三方設(shè)施間的安全間距，同時(shí)提出針對(duì)性的具體的工程設(shè)計(jì)措施，來確保風(fēng)險(xiǎn)處于可接受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

基于該方法，對(duì)于新建管道設(shè)施可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)參數(shù)給出不同的安全間距，可以針對(duì)不同的第三方設(shè)施采用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，比如壁厚、管材、埋深等；對(duì)于已建管道設(shè)施，可以驗(yàn)證不同安全控制措施下的安全間距，采取針對(duì)性的措施。 ◢

（作者：高級(jí)咨詢師，石油天然氣副總經(jīng)理，勞氏船級(jí)社咨詢部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）