天然氣輸氣管道工程環(huán)境風險評價

天然氣輸氣管道工程環(huán)境風險評價環(huán)境風險評價是環(huán)境影響評價領(lǐng)域中的一個重要組成部分，伴隨著人們對環(huán)境危險及其災(zāi)害的認識日益增強和環(huán)境影響評價工作的深入開展，人們已經(jīng)逐漸從正常事件轉(zhuǎn)移到對偶然事件發(fā)生可能性的環(huán)境影響進行風險研究。本項目主要環(huán)境風險來自天然氣的泄漏、火災(zāi)、爆炸以及在運輸途中的交通意外風險可能帶來的環(huán)境影響。本次評價按照《建設(shè)項目環(huán)境風險評價技術(shù)導則》（HJ/T169－2004）和《關(guān)于加強環(huán)境影響評價管理防范環(huán)境風險的通知》（環(huán)發(fā)[2005]152號）的要求，對本項目可能發(fā)生的事故進行風險識別，同時針對最大可信風險事故對環(huán)境造成的影響進行分析、預(yù)測及評價，以此提出事故應(yīng)急處理計劃和應(yīng)急預(yù)案，以減少或控制本項目的事故發(fā)生頻率，減輕事故風險對環(huán)境風險識別6.1.1物質(zhì)風險性識別6.1.1.1天然氣成分分析本項目為天然氣輸送工程，原料天然氣由中國石油化工股份有限公司山東實華天然氣公司提供，中石化目前供應(yīng)山東的天然氣資源來自鄂爾多斯盆地，資源供應(yīng)能力設(shè)計產(chǎn)能為80×108m3/a，管網(wǎng)輸送能力為50×108m3/a，現(xiàn)在每年能夠向山東提供天然氣資源20×108m3/a。根據(jù)建設(shè)單位提供的資料，本工程原料天然氣主要指標分別見表6-1。表6-1原料天然氣組成表成分成分CHCHiCHnCHiCHnCH4含量%(vol)33本項目接收和輸送的天然氣為干氣，氣質(zhì)情況符合國家GB17820-1999《天然氣》標準Ⅱ級氣質(zhì)，氣質(zhì)參數(shù)見表6-2。水露點水露點在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點應(yīng)比最低環(huán)境溫度低總硫含量高位發(fā)熱≥226.1.1.2危險物質(zhì)識別由表9-1可知，天然氣主要成分為甲烷，此外還含有微量乙烷、丙烷、氮氣和二氧化碳；此外混合制冷劑由N、C-C等組成的混合物（由于可研階段尚不能確定其混合制冷劑各物質(zhì)組分比，故本次評價不對其進行分析）；天然氣發(fā)生火宅事故不完全燃燒產(chǎn)生CO。本項目涉及的甲烷、CO、異戊烷）的理化性質(zhì)及危險特性如下：甲烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-3。表6-3甲烷主要性質(zhì)一覽表21007210074無色無臭氣體~15（v/v，%)4（易燃氣體）CAS號稱分子量蒸汽壓燃燒熱溶解性危險類別74-82-8mol醚穩(wěn)定甲分子式外觀性狀熔點度爆炸極限危險標記侵入途徑危險特性危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸及其他強氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸及其他強氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。燃燒產(chǎn)物一氧化碳、二氧化碳接觸限值前蘇聯(lián)MAC300mg/m3一氧化碳理化性質(zhì)及危險特性見表6-4。表6-4一氧化碳主要性質(zhì)一覽表2100521005無色無臭氣體<-50℃~15（v/v，%)是一種易燃易爆氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。二氧化碳中國MAC30mg/m3630-08-0一氧化碳309kPa/-180℃微溶于水，溶于乙醇、苯等多種有機溶劑穩(wěn)定4(易燃氣體)分子式外觀性狀熔點度爆炸極限侵入途徑危險特性燃燒產(chǎn)物接觸限值分子量蒸汽壓溶解性穩(wěn)定性危險標記乙烯理化性質(zhì)及危險特性見表6-5。表6-5乙烯主要性質(zhì)一覽表21016CAS號74-85-1分子式CH稱外觀性狀無色氣體，略具烴類特有的臭味分子量熔點蒸汽壓-136℃溶解性相對密度穩(wěn)定性穩(wěn)定侵入途徑侵入途徑易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學一氧化碳、二氧化碳前蘇聯(lián)MAC100mg/m3危險特性燃燒產(chǎn)物接觸限值危險標記4(易燃氣體)丙烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-6。表6-6丙烷主要性質(zhì)一覽表2101121011CH無色氣體,純品無臭-104℃-44.5℃(水=1)CAS號稱分子量蒸汽壓溶解性穩(wěn)定性危險標記74-98-6-55.6℃微溶液于水,溶液于乙醇、穩(wěn)定4(易燃氣體)易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氧化劑接觸會猛烈反應(yīng)。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。一氧化碳、二氧化碳前蘇聯(lián)MAC300mg/m3分子式外觀性狀熔點相對密度侵入途徑危險特性燃燒產(chǎn)物接觸限值異戊烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-7。表6-7異戊烷主要性質(zhì)一覽表78-78-478-78-42-甲基丁烷稱分子式CAS號CH外觀性狀熔點相對密度侵入途徑危險特性燃燒產(chǎn)物接觸限值無色透明的易揮發(fā)液體，有令人愉快的芳香氣味-159.4℃沸點：27.8℃-56℃吸入、食入分子量蒸汽壓溶解性穩(wěn)定性危險標記21.1℃不溶于水，可數(shù)量級溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機溶劑穩(wěn)定7(低閃點易燃液體)極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。一氧化碳、二氧化碳前蘇聯(lián)MAC300mg/m36.1.1.3天然氣毒理性分析侵入途徑：吸入天然氣主要成份是甲烷，甲烷對人基本無毒，只有在極高濃度時成為單純性吸停止。80%甲烷和20%氧的混合氣體可引起人頭痛。當空氣中甲烷達25%～30%調(diào)、精細動作障礙，甚至窒息。6.1.2工藝過程危險因素分析6.1.2.1站場工藝過程危險因素分析萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程天然氣輸送系統(tǒng)主要由輸氣管道和各類站場組成，站場又可分為：末站、輸配氣站萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程將設(shè)置10座站場。站內(nèi)主要設(shè)備包括：過濾分離器、計量裝置、清管器收發(fā)裝置、放空系統(tǒng)等；引發(fā)站場事故的主要危險、有害因素表現(xiàn)為：站內(nèi)管道破裂、站場設(shè)備故障和站場的設(shè)備泄漏等。引發(fā)這些事故的主要因素有：由于本工程的工藝操作壓力最高達4MPa，且變化很大，因此存在由于過壓、疲勞等引起的與壓力容器有關(guān)的事故；設(shè)備選型不當、過濾分離器的質(zhì)量直接關(guān)系到管道運行的安全，要特別注意其對本工程的適用情況。該工藝的控制關(guān)鍵是壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)誤差過大，會造成誤判斷泄漏而切斷管道輸送，造成不必要的經(jīng)濟損失；當發(fā)生較小的泄漏時，如不能及時發(fā)現(xiàn)，將會造成大的泄漏事故。3.公用工程系統(tǒng)如果出現(xiàn)停電時間過長或通訊系統(tǒng)故障，有可能對設(shè)備及管道運行帶來危4.工藝廢氣排放清管作業(yè)由于采用帶壓引球清管操作，會有少量輸送介質(zhì)采用放空的方式排式。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就要將管道中氣體直排進大氣，當這些氣體與空氣混合達到爆炸濃度極限時，存在爆炸危險。當管道運行壓力超過設(shè)定值時，會有泄壓排放，采用直接壓力保護閥泄壓方式，氣體直接排入大氣環(huán)境，也有發(fā)生爆炸的可能性。5.工藝操作操作人員由于自身技術(shù)水平不高或責任心不強，導致誤操作或違章操作，也6.2.1.2長輸管道工藝過程危險因素分析萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程管道以埋地敷設(shè)方式進行輸送，埋深～，具有隱蔽、單一和野外性的特點；輸送壓力達4MPa。根據(jù)長輸管道易發(fā)事故不同的特點，可將造成事故的危險因素分成以下幾類：1.管道腐蝕穿孔一般管道具有防腐層，使管材得到保護。但是，由于防腐質(zhì)量差、管道施工時造成防腐層機械損傷、土壤中含水、鹽、堿及地下雜散電流等因素都會造成管道腐蝕，嚴重的可造成管道穿孔，引發(fā)事故。2.管道材料缺陷或焊口缺陷隱患這類事故多數(shù)是因焊縫或管道母材中的缺陷在帶壓輸送中引起管道破裂。據(jù)四川輸氣管道事故統(tǒng)計，約38%的事故是由于焊縫、母材缺陷引起的。另外，管道的施工溫度與輸氣溫度之間存在一定的溫度差，造成管道沿其軸向產(chǎn)生熱應(yīng)力，這一熱應(yīng)力因約束力變小從而產(chǎn)生熱變形，彎頭內(nèi)弧向里凹，形成折皺，外弧曲率變大，管壁因拉伸變薄，也會形成破裂。3.第三方破壞第三方破壞包括意外重大的機械損傷、操作失誤及人為破壞等可能，近年來，我國此類事故有快速上升的趨勢。特別是山東地區(qū)人口稠密，經(jīng)濟不是很發(fā)達，第三方破壞現(xiàn)象較突出。5.設(shè)備事故輸氣設(shè)備、設(shè)施等性能不好、質(zhì)量不高也可以引發(fā)事故。天然氣管道事故統(tǒng)計與事故原因分析本節(jié)統(tǒng)計分析了國內(nèi)外輸氣管道事故次數(shù)和原因，針對本工程所處環(huán)境重點論述了第三者人為破壞的嚴重性，并提出了結(jié)論和建議以供參考。6.2.1國外輸氣管道事故統(tǒng)計與分析6.2.1.1前蘇聯(lián)輸氣管道事故統(tǒng)計與分析前蘇聯(lián)是世界天然氣管道建設(shè)大國，已建成的輸氣管道是前蘇聯(lián)1981年到1990年間發(fā)生的輸氣管道事故統(tǒng)計結(jié)果。表6-81981年～1990年前蘇聯(lián)輸氣管道事故原因分析事故原因事故原因腐蝕外部干擾材料缺陷焊接缺陷施工和設(shè)備缺陷設(shè)備缺陷違反操作規(guī)程事故次數(shù)其它原因合計從上表看出，各種事故原因的比例排序為：腐蝕%(其中外腐蝕%，內(nèi)腐蝕%)，外部干擾%，材料缺陷%，焊接缺陷%，施工缺陷%，違反操作規(guī)程、設(shè)備缺陷和其它原因所占比例較低，分別為%、%和%。6.2.1.2歐洲輸氣管道事故統(tǒng)計與分析歐洲輸氣管道事故數(shù)據(jù)組織(EGIG)統(tǒng)計了1970年～1992年共22年間該組織范圍的輸氣管道事故，結(jié)果列于表6-9。表6-91970年-1992年歐洲輸氣管道事故統(tǒng)計事故原因事故原因外部干擾施工和材料缺陷腐蝕地基位移誤操作其它事故率從表中結(jié)果可知，歐洲輸氣管道事故主要原因是由第三方引起的外部干擾，約占事故總數(shù)的52%；其次是施工和材料缺陷，所占比例為%；第三是腐蝕，占總數(shù)的%，地基移動、誤操作和其它原因分居第4～6位，所占比例約在5%左6.2.1.3美國輸氣管道事故統(tǒng)計與分析美國目前大約有42×104Km的天然氣輸送管道，是世界上建設(shè)輸氣管道最多也是最長距離的國家。美國能源部曾對1970年～1984年間運行的天然氣管道事故進行統(tǒng)計分析，結(jié)果見表6-10。表6-101970年～1984年美國輸氣管道事故統(tǒng)計事故原因事故原因事故次數(shù)外力3144材料缺陷或結(jié)構(gòu)損壞1319腐蝕972其它437事故率合計從表中可知，在1970年～1984年的14年里，美國天然氣管道(長輸和集輸管道)共發(fā)生了5872次事故，年平均事故率為419次。外力是造成美國天然氣管道事故的首要原因，共發(fā)生了3144次，占事故總數(shù)的%；其次是材料缺陷，共發(fā)生了1319次，占%；腐蝕是第三位的因素，共導致了972次事故，事故率是%。6.2.2國內(nèi)輸氣管道事故統(tǒng)計和分析6.2.2.1四川輸氣管道事故統(tǒng)計和事故原因分析川渝地區(qū)是我國重要的天然氣工業(yè)基地，表6-11是1969年～1990年四川天然氣管道事故統(tǒng)計結(jié)果。表6-111969年～1990年四川天然氣管道事故統(tǒng)計事故原因事故原因腐蝕其中：內(nèi)腐蝕外腐蝕施工和材料缺陷其中：施工質(zhì)量制管質(zhì)量不良環(huán)境影響人為破壞及其它原因合計事故次數(shù)6事故率在1969年～1990年的21年間，四川輸氣管道共發(fā)生155次事故，其中腐蝕引發(fā)的有67次，占事故總數(shù)的%，是導致事故的首要原因；施工和材料缺陷事故共有60次，占總數(shù)的%，僅次于腐蝕因素而列于事故原因的第二位；由不良環(huán)境影響而導致的事故有22次，占到事故總數(shù)的%，位居第三。造成輸氣管道事故的主要原因分別是腐蝕、施工和材料缺陷及不良環(huán)境影響。這一統(tǒng)計結(jié)果與國外統(tǒng)計結(jié)果有類似的地方，同樣表明腐蝕及施工和材料缺陷是影響管道安全運行的6.2.2.2國內(nèi)90年代輸氣管道事故分析進入90年代，隨著陜甘寧氣田的勘探開發(fā)，我國在西部地區(qū)建設(shè)了以陜京線、靖西線和靖銀線為代表的標志著我國90年代輸氣管道建設(shè)技術(shù)水平的三條管道。其中1997年建成的陜京線是目前國內(nèi)陸上長度、規(guī)模、投資最大的天然氣長輸管道工程。以上三條管道從1997年投產(chǎn)以來，共發(fā)生了2次事故，均由洪水引發(fā)并發(fā)生在地質(zhì)災(zāi)害比較多的黃土高原地區(qū)，統(tǒng)計結(jié)果見表6-12。表6-1290年代我國主要輸氣干線事故率*管道長度管道長度運行年限4758(Km·a)1102管道名稱靖西線靖銀線合計事故率/Km·a)*：表中運行年限統(tǒng)計到2000年11月6.2.3第三者破壞對管道安全運行的危害第三方破壞是指人為偷油盜氣造成的管道損傷以及管道沿線修筑道路、建筑施工、農(nóng)民耕地等活動引起的管道損傷。值得注意的是，進入90年代以后，隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，地方保護主義及社會環(huán)境的變化造成管道侵權(quán)事件頻頻發(fā)生，在管道上人為打孔盜油盜氣的情況急劇上升，嚴重危害管道安全，并造成巨大的財產(chǎn)損失，已引起了人們的高度重視。6.2.3.1中油股份管道第三方破壞數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析表6-13是中國石油天然氣股份有限公司質(zhì)量安全環(huán)保部提供的有關(guān)管道第三方破壞(主要指打孔盜油)的情況統(tǒng)計。表6-13近幾年管道打孔盜油(氣)情況統(tǒng)計表年份年份打孔次數(shù)(次)停輸時間(h)損失原油(t)經(jīng)濟損失(萬84364672154213194504245881263932287972000(1～9)626636606合計97263026825990657503從表中看出，第三方破壞相當嚴重，損傷次數(shù)呈逐年急速上升趨勢。6.2.3.2中—安輸氣管道第三方破壞情況中—安輸氣管道首起中原油田第二氣體處理廠配氣站北側(cè)，途經(jīng)濮陽市、安站，管道全長，投產(chǎn)至今共發(fā)生偷氣事件2次。10.2.3.3中—開輸氣管道第三方破壞情況中—開輸氣管道輸送中原油田天然氣至開封，管道全長120Km，1996年至今6.2.3.4中滄輸氣管道第三方破壞情況中滄線自1998年發(fā)生第一次打孔盜氣案件以來，截止到2000年11月，已發(fā)生了打孔盜氣事件14次，參見表6-14。表6-14中滄輸氣管道打孔盜氣情況統(tǒng)計序號序號樁號盜氣點情況盜氣持續(xù)時1莘縣古云鄉(xiāng)珍珠巖廠作為燃料氣2莘縣古云鄉(xiāng)黃莊燈具廠作為燃料氣3莘縣古云鄉(xiāng)黃莊燈具廠作為燃料氣4莘縣古云鄉(xiāng)同智營村玻璃絲棉廠作為燃料氣5莘縣古云鄉(xiāng)西池村泡花堿廠作為燃料氣6莘縣古云鄉(xiāng)王拐村熔塊廠作為燃料氣7莘縣古云鄉(xiāng)王拐村熔塊廠作為燃料氣8莘縣古云鄉(xiāng)曹莊村珍珠巖廠作為燃料氣9莘縣古云鄉(xiāng)曹莊村熔塊廠作為燃料氣莘縣古云鄉(xiāng)邢莊村熔塊廠作為燃料氣莘縣古云鄉(xiāng)義和誠公司玻璃絲棉廠作為燃料氣1莘縣古云鄉(xiāng)邢莊村熔塊廠作為燃料氣1280+300吳橋縣北董村裝有閥門未盜成裝有閥門未盜成6.2.3.5近幾年盜油、盜氣案件的特點分析油、銷贓一條龍，配有先進的交通和通訊工具，個別甚至配有槍支；（2）盜油分子活動范圍明顯擴大：從河南濮陽一帶擴大到華北的邯鄲、黃驊、大港、靖海，東北大慶和西北長慶油田、馬惠寧線。作案分子有些具備專業(yè)知識，內(nèi)外勾結(jié)，不易防范；（3）有些地方打擊不力、執(zhí)法不嚴，對這些破壞和盜竊國家財產(chǎn)的犯罪分子只按一般偷盜案處理，有些犯罪分子已被反復抓獲，拘留幾天放出后，又繼續(xù)（4）打孔盜油、盜氣已嚴重影響到了管道的安全生產(chǎn)，造成了重大的經(jīng)濟損失。本工程所處地區(qū)在山東省南部，經(jīng)濟發(fā)達，人口密集，管道沿京珠高速和107國道敷設(shè)，并跨越數(shù)條公路和鐵路，面對第三者破壞愈演愈烈的情況，如何保證本工程不受或少受人為破壞顯得非常重要。6.2.4結(jié)論和建議通過對國內(nèi)外輸氣管道事故進行統(tǒng)計和事故原因分析，提出如下幾點結(jié)論和建議供參考。（1）國外不同地區(qū)和國家輸氣管道事故原因在事故總數(shù)中所占比例不同，排序不同，但前三項不外乎為外部干擾、腐蝕及材料失效和施工缺陷；在歐美等國管道事故中，外力影響占第一位，其次是施工和材料缺陷，第三是腐蝕；前蘇聯(lián)天然氣管道的主要原因是腐蝕、外部干擾、材料缺陷；（2）我國輸氣管道的事故原因和前蘇聯(lián)有相似的地方，事故原因以腐蝕為主，施工和材料缺陷及不良環(huán)境的影響居后。但是我國近年來對管道的人為破壞事故增長勢頭非常迅猛。因此在本工程的設(shè)計、建設(shè)和運營中，應(yīng)采取各種技術(shù)、措施，防止或削減這些事故因素。（3）本工程的建設(shè)應(yīng)借鑒先進經(jīng)驗，從設(shè)計和施工的各個環(huán)節(jié)入手，對防腐、管材以及施工技術(shù)等方面都要制定嚴格的規(guī)章制度并切實落實，從各個方面保證工程的安全性；同時在運行后要建立完整的事故報告制度，為管道建設(shè)和今后運營打下堅實的基礎(chǔ)。（4）2001年8月2日國務(wù)院第313號令頒發(fā)了《石油天然氣管道保護條例》，對1989年的條例進行了修改和完善。這對保石油天然氣管道安全將起到積極作用，是效地打擊和扼制第三者破壞的有效依據(jù)。鑒于本工程處在山東人口集中地區(qū)，而且經(jīng)濟不很發(fā)達，管道部門更要加大力度進行《石油天然氣管道保護條例》的宣傳，強化“保護管道安全就是保護沿線群眾自身安全”的教育，并密切與地方有關(guān)部門共同協(xié)調(diào)保護管道，以法律來約束管道保護中的違規(guī)行為，做到有法可依，有法必依，嚴懲罪犯，確保管道安全運行。工程故障樹分析6.3.1故障樹分析簡介故障樹分析(FailTreeAnalysis，F(xiàn)TA)是一種演繹推理方法，這種方法把可能發(fā)生的事故與導致它發(fā)生的層層原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱為故障樹(FT)的樹形圖表示出來，這種圖就構(gòu)成了一個“模型”。然后對這種模型進行定性和定量分析，從而可以把事故與原因之間的關(guān)系，直觀明顯的表示出來，并且可以找出事故的主要原因和計算事故發(fā)生的概率。其結(jié)果可為確定安全對策提供依據(jù)，達到預(yù)測和預(yù)防事故的目的。6.3.1.1故障樹的定性分析（1）最小割集故障樹的基本事件中，若其中某一部分事件發(fā)生時，頂上事件就會發(fā)生，則這部分事件的集合，叫做該故障樹的“割集”(CutSet)。它是導致頂上事件發(fā)生的基本事件的集合。最小割集就是引起頂上事件發(fā)生必須的最低限度的割集。任一割集的基本事件發(fā)生，則頂上事件就會發(fā)生。最小割集越多，系統(tǒng)越危險。（2）最小割集的算法故障樹中每個中間事件(包括頂端事件)都可以用下式表示出來：ww,1w,2w,nww,1w,2w,nwP表示這個中間事件下的子事件n表示這個中間事件有子事件的個數(shù)w代表門，若是“或門”用公式(1)表示，若是“與門”則用公式(2)表反復用上述公式替換，直到所有子事件都是基本事件為止。再經(jīng)布爾代數(shù)簡化，就得到了頂端事件的布爾等價樹。即可得到這個故障樹的所有的最小割集。（3）結(jié)構(gòu)重要度基本事件的重要度分析，是分析各基本事件的狀態(tài)對頂上事件狀態(tài)的影響程改系統(tǒng)以提高其安全性提供依據(jù)?；臼录慕Y(jié)構(gòu)重要度分析，是僅從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程生概率都相等。6.3.1.2故障樹的定量分析目前我國各行業(yè)的失效事件發(fā)生的概率較缺乏，無法計算出頂端事件的發(fā)生概率和各基本事件的結(jié)構(gòu)概率，故本節(jié)故障樹的定量分析從略。6.3.2管道失效分析天然氣長輸管道常受到人為因素、應(yīng)力、腐蝕、介質(zhì)與雜質(zhì)的影響，致使管道發(fā)生失效，直接影響著天然氣長輸管道的可靠性和使用壽命。本節(jié)以天然氣管道失效為頂事件建立故障樹模型，并進行分析，找出導致頂上事件發(fā)生的基本時間，提出相應(yīng)的安全措施。引起天然氣管道失效的基本事件一共有60個，詳見表6-15。表6-15天然氣管道失效基本事件事件事件代號事件名稱事件代號事件名稱露點過高X31管壁機械傷痕天然氣含有硫化氫X32強度設(shè)計不合理X33管溝深度不夠管道襯里脫落X34邊坡穩(wěn)定性差管道清管效果差X35回填土粒徑粗大植物根莖穿透X36焊接材料不合格土壤含硫化物X37表面預(yù)處理質(zhì)量差土壤含鹽量高X38焊接表面有氣孔土壤pH值低X39未焊透部分過大X10土壤氧化還原電位高X40滲碳現(xiàn)象嚴重X11土壤含水率高X41存在過熱組織X12土壤含有SRBX42存在顯微裂紋X13陰極保護距離小X43焊縫表面有夾渣X14保護電位小X44焊后未清渣X15地床存在雜散電流X45管道焊接方法不當X16保護方式不當X46彎頭內(nèi)外表面有裂紋X17保護材料失效X47管段間錯口大X18防腐絕緣涂層下部積水X48法蘭存在裂紋X19防腐絕緣涂層變薄X49螺栓材料與管材不一致X20防腐絕緣涂層粘接力降低X50彎頭內(nèi)外表面不光滑X21防腐絕緣涂層脆性增加X51管道上方違章構(gòu)筑物X22X22防腐絕緣涂層發(fā)生破損X52管道附近土層運移X23防腐絕緣涂層老化剝離X53地面標志不明X24管材含有雜質(zhì)X54水流沖刷X25金相組織不勻X55管道上方違章施工X26管材晶粒粗大X56殘余應(yīng)力X27熱處理措施不當X57應(yīng)力集中X28管材橢圓度X58外作用力X29冷加工不當X59X30管材壁厚不均勻X60管道嚴重憋壓由公式(1)和(2)，可將天然氣管道失效故障樹轉(zhuǎn)化為等效布爾代數(shù)方程，見式(3)。2.結(jié)構(gòu)重要度分析根據(jù)分析，結(jié)構(gòu)重要度最大的基本事件與式(3)中一階最小割集相同。這35個基本事件直接影響著系統(tǒng)的可靠性，為系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。3.主要影響因素與改善措施對天然氣管道失效故障樹和式(3)分析可以得到引起管道發(fā)生失效的主要因素，從而采取相應(yīng)的處理措施以提高管道的可靠性。①第三方破壞，包括人為破壞和自然災(zāi)害破壞。如管道上方的違章構(gòu)筑物，附近土層的運移等都可能直接導致管道失效，應(yīng)對管道及標志物進行定期檢測，并加強巡線工作；②嚴重腐蝕，嚴重腐蝕包括外腐蝕和內(nèi)腐蝕兩個方面。外腐蝕主要由土壤腐蝕、外防腐失效引起。內(nèi)腐蝕主要是天然氣中的硫化物和水露點高引起的。嚴重腐蝕導致防腐絕緣層失效、管壁減薄、管道穿孔，甚至發(fā)生管道開裂。應(yīng)加強對各進氣口的H2S和水露點在線監(jiān)測，對內(nèi)外防腐進行定期檢測和分析，并選擇合適的清管器類型進行定期清管；③管材缺陷，包括管材初始缺陷和安裝缺陷。初始缺陷主要是由于管材在制道薄厚不均、橢圓度，防腐絕緣涂層質(zhì)量差，及焊接水平和焊接質(zhì)量差。管材缺陷的存在將直接導致管道整體強度的降低，為管道腐蝕的發(fā)生提供條件，直接影響著管道的運行安全。因此要加強對管道材質(zhì)的檢查，提高管道制造工藝，嚴格施工質(zhì)量檢測制度。管道風險評價6.4.1風險評價方法的確定管道風險評價是一種基于數(shù)據(jù)資料、運行經(jīng)驗、直觀認識的科學方法。它通過將風險程度量化，便于進行分析、比較，為風險管理的科學決策提供可靠的依據(jù)，以便能夠合理運用有限的人力和物力資源，采取最為適當?shù)拇胧?，達到減小管道的風險評價是對管道進行風險管理的基礎(chǔ)，符合安全生產(chǎn)的需要，是對管道進行全面和科學管理的一個重要方面。隨著風險評價技術(shù)的不斷完善，它在管輸工程中發(fā)揮著更積極的作用。風險評價方法目前常用的主要有列表檢查、安全審查、相對等級劃分、估計其利弊，都有各自的適用情況。它們大多要么屬于主觀性風險評價，采用的是評價人員的主觀觀點、經(jīng)驗、直覺和其它非量化信息；要么屬于專家系統(tǒng)，專家們帶到評價工作中的是超越統(tǒng)計數(shù)據(jù)的知識，專家將斟酌那些不能充分表示被判斷情況的數(shù)據(jù)，采用的是需要盡可能地接觸整個工作的經(jīng)驗和直覺，專家對某種評達到客觀量化的目的。近年來，由美國人W·KentMuhlbauer等著的管道風險管理手冊(PipelineRiskManagementManual)中提出的名叫“計分系統(tǒng)”(有的資料也稱風險評價專家打分法EST,實際上專家打分系統(tǒng)是計分系統(tǒng)的改進)風險評價技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用，它能夠確定那些最大可能導致管道事故和有利于潛在事故預(yù)防的至關(guān)理人員提供一種控制事故的有效途徑而不僅僅是一種方法。當統(tǒng)計資料不完全或?qū)δ承?shù)據(jù)產(chǎn)生疑問，而專家的判斷經(jīng)驗、直觀認識及其它非定量的鑒別依據(jù)比較充分時，即可采用EST風險評價技術(shù)。EST風險評價方法與其它方法相比，最大的不同就是避開了對資料要求較全的概率統(tǒng)計，而是將管道事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)和專家意見綜合在一起形成風險評價方法。西氣東輸豫南支線工程是一個長距離天然氣管輸工程，尤其應(yīng)注意管道工程的風險評價和營運期間的風險管理。6.4.2管道風險評價模式對于新建管道，選線時不僅要選省工時、省費用的線路，而且要考慮風險小的方案(這是以前未給予充分重視的一方面)，通過綜合考慮產(chǎn)生最優(yōu)方案。這就是說，當對多條備選線路進行互相比較時，要經(jīng)過仔細的計算和認真的評價，求得各條線路的工時、費用、相對風險數(shù)等，并運用工程最優(yōu)化原理，優(yōu)選出最終線路，這樣不僅能節(jié)省建設(shè)投資，有利于加快進度，方便運行管理，而且能減少EST專家打分法的基礎(chǔ)是管道風險評價模式。為建立管道風險評價模式要將管道分段，管段長度依沿管道變化的各種因素而定，這些因素主要包括管道的管徑、技術(shù)條件、土質(zhì)、地域特點、沿線人口分布、外部氣候條件等。管道分段越對于每個管段，按事故的通常起因和后果分成四個事故因子和一個風險系數(shù)(ThirdPartyDamage)、腐蝕(Corrosion)、設(shè)計誤差(Design)、違章操作(IncorrectOperations)組成了管道風險評價的四個事故因子，每一個事故因子線路狀況、巡線頻率；（2）腐蝕：介質(zhì)腐蝕、內(nèi)保護層及其它措施、陰極保護、管道外涂層、土壤腐蝕性、使用年限、其它金屬埋設(shè)物、電流干擾、應(yīng)力腐蝕；（3）設(shè)計原因：鋼管安全因素、系統(tǒng)安全因素、疲勞因素、水擊可能性、水壓試驗、土壤移動狀況；（4）操作原因：設(shè)計誤操作、施工誤操作、運營誤操作、維護誤操作。在上述各項影響因素中，大致可分為可變因素與非可變因素兩類，可變因素是指通過人的努力可以改變的因素，非可變因素是指通過人的努力也不可能改變或只能有很小改變的因素。通過專家打分法，得到每個因素的得分，進而可以得出四個事故因子的總得分，將該值除以風險系數(shù)就得到管道風險相對評價值。維護誤操維護誤操設(shè)計因素指數(shù)巡線頻率況線路狀態(tài)況作第三方破壞因素指數(shù)影響系數(shù)指數(shù)腐蝕因素指數(shù)第三方破壞因素指數(shù)影響系數(shù)指數(shù)腐蝕因素指數(shù)介質(zhì)危險性指數(shù)泄漏沖擊指數(shù)相對風險數(shù)圖6－1管道風險評分因子圖6.4.3評價單元的劃分如果管道設(shè)計或周圍環(huán)境等條件存在差異，則管道輸送介質(zhì)泄漏風險也會發(fā)生變化。根據(jù)本工程沿線情況及管道設(shè)計部門對管道線路走向的確定情況，本評價將整個管線分為9個單元，見圖6-2。單元匯總見表6-16。圖6－2工程評價單元劃分圖萊州西環(huán)配氣站-萊州虎頭崖配氣站萊州虎頭萊州沙河配-萊州山清管萊州天然氣樞紐站-萊州程郭配氣站萊州程郭配氣站-萊州金城清管配氣站萊州金城清管配氣站-萊州華電配氣站萊州天然氣樞紐站-萊州文峰配氣站萊州文峰配氣站-萊州夏邱配氣站單元單元單元單元單元1256789萊州天然氣樞紐站-萊州西環(huán)配氣站程郭土山清管序號6.4.4評價過程及評價結(jié)果分析6.4.4評價過程及評價結(jié)果分析6.4.4.1評價指數(shù)的計算（1）管線第三方破壞指數(shù)的計算各段管線第三方破壞指數(shù)見表6-17。表6-17第三方破壞指數(shù)單元單元單元單元單元單元單元單元單元最小埋深活動水平管道地上設(shè)施公眾教育*線路狀態(tài)*巡線頻率*合計其中可變因素非可變因素（2）管線腐蝕因素指數(shù)各段管線腐蝕因素指數(shù)見表6-18。腐蝕因素指數(shù)介質(zhì)腐蝕其它**外涂層土壤腐蝕性使用年限其它金屬埋設(shè)物應(yīng)力腐蝕可變因素非可變因素合計102220223022402250226022702280229022（3）管線設(shè)計因素指數(shù)各段設(shè)計因素指數(shù)見表6-19。表6-19設(shè)計因素指數(shù)單元單元單元單元單元單元單元單元單元123456789鋼管安全因素系統(tǒng)安全因素855654665疲勞因素*水擊可能性*水壓試驗狀況*土壤移動狀況合計其可變因素素（4）管線操作因素指數(shù)各段管線操作因素評價結(jié)果見表6-20。表6-20操作因素指數(shù)分類分類取值(分)設(shè)計操作因素(可變因素)22施工操作因素(可變因素)12運營操作因素(可變因素)22維護誤操作因素(可變因素)8合計（5）管線第三方破壞、腐蝕、設(shè)計及操作因素指數(shù)和管線第三方破壞、腐蝕、設(shè)計及操作因素指數(shù)和見表6-21。第三方破壞因素腐蝕操作可變因素非可變因素評分可變因素非可變因素評分可變因素非可變因素評分可變因素非可變因素評分可變因素非可變因素評分表6-21管線第三方破壞、腐蝕、設(shè)計及操作因素指數(shù)和單元單元單元單元單元單元單元單元單元2332312332372372342362332316.4.4.2泄漏沖擊指數(shù)本工程管道輸送介質(zhì)為天然氣，各評價單元危險性評分、影響系數(shù)和泄漏沖擊指數(shù)見表6-22。表6-22管道危險性、影響系數(shù)和泄漏沖擊指數(shù)計算表影響系數(shù)泄漏沖擊指數(shù)6.4.4.3相對風險數(shù)各段管線的相對風險數(shù)見表6-23。表6-23各段管道的相對風險數(shù)789和%%%%%%423651%%%%%%%%%%%%本評分法得到的是各段管道的相對風險數(shù)。某段管道風險數(shù)相對于其它管道風險數(shù)越高，說明其相對風險越小，即越安全。根據(jù)本評分法，天然氣管道在極端最壞情況下和理想最好情況下的相對風險數(shù)分別為0和400。從表6-23可以看出，相對風險值中可變因素所占比例在63%以上。在這些可變因素中，有些是需要增加投資、修改設(shè)計來提高其指數(shù)分值，有些是靠加強管理來提高其指數(shù)分值。本評價將從不增加投資，依靠加強管理的角度討論相對風險值的提高情況。下面對相關(guān)因素作簡要說明：（1）公眾教育：根據(jù)山東省的現(xiàn)狀，對管道附近的居民加強教育，進一步宣傳貫徹、落實《石油天然氣管道保護條例》，減少、避免發(fā)生第三方破壞的事故，其指數(shù)分可從15分增加為20分；（2）線路狀況：在鐵路、公路、河流穿越點的標志不僅清楚、明確，并且其設(shè)置應(yīng)能從不同方向，不同角度均可看清，其指數(shù)分可從3分增加為5（3）巡線頻率：加大巡線頻率，提高巡線的有效性，其指數(shù)分可從12（4）涂層的施工質(zhì)量：在施工過程中，加強監(jiān)理，確保涂層施工質(zhì)量，（5）涂層檢驗：建立質(zhì)量保證體系，提高檢驗人員的水平，加強檢驗手（6）缺陷的修補：制定嚴格的規(guī)章制度，發(fā)現(xiàn)缺陷及時正確修補并做好記錄，其指數(shù)分可從3分增加為5分；（7）水壓試驗，若采用倍的壓力進行水壓試驗，排除更多的存在于焊縫和母材的缺陷，從而增加管道的安全性，其指數(shù)分可從15分增加為25分；（8）設(shè)計誤操作：進一步加強各專業(yè)相互間的配合，做好銜接、交叉部分的協(xié)調(diào)，使總體設(shè)計質(zhì)量為優(yōu)，其指數(shù)分可從20分增加為25分；（9）施工誤操作：選擇有豐富經(jīng)驗的單位進行施工，并有優(yōu)秀的第三方對其施工質(zhì)量進行強有力的監(jiān)督，其指數(shù)分可從12分增加為15分；（10）運營誤操作：建立完善的規(guī)章制度，工人經(jīng)過嚴格培訓后持證上崗，避免因嚴重操作失誤而造成的事故，其指數(shù)分可從25分增加為32分；（11）維護誤操作：對重要的儀器設(shè)備有完善的檢查項目、維護方法；按計劃進行定期維護；有專門檔案(包括維護記錄檔案)，文件齊全，其指數(shù)上述相關(guān)因素指數(shù)增加后，各段管線的評分情況見表6-24。表6-24各段管線加強管理后的評分情況各因加強管理指數(shù)加強管理加強管理后的相對風險值安全性增加比例單元1%單元2%單元3%單元4%單元5%單元6%單元7%單元8%單元9%各因素均做到絕對全優(yōu)是不可能的，盡管如此，從上表也可以看出，從加強管理著手，管道的安全性就可在原基礎(chǔ)上增加22%左右。這充分表明，加強管道管理對管道安全有著十分重要的作用。后可能出現(xiàn)的火災(zāi)爆炸風險示意圖后可能出現(xiàn)的火災(zāi)爆炸風險示意圖由上圖可以看出，天然氣后可能出現(xiàn)以下兩種情況：6.5.1.1漏的天然氣被直接2為標準計算熱輻射的響距離。在這種情況6.5.1.2泄漏的天然氣沒有直點燃中性泄漏的天然氣沒有直接點散燃，則會擴散成云團，況：擴散6.4.5風險評價結(jié)論（1）本工程管道存在一定的風險；（2）根據(jù)該管道風險評價方法規(guī)定，相對風險值處于～之間是可以接受的，若其值小于則認為是不可以接受的。該管道的風險值均大于，處于可接受（3）影響本工程管道風險的幾個重要因素：一是本工程輸送介質(zhì)(天然氣)危險性高；二是管道輸送存在較高的壓力；三是管線經(jīng)過的部分地段人口（4）本工程管道必須在工程的設(shè)計、施工及使用管理過程中采取有效措施，降低事故風險，確保管道安全；（5）本工程管道事故風險中有約65%的因素是屬于可變因素，即可以通過人為采取措施來提高管道安全性；通過加強對管道的安全管理，可使管道風險在原來的基礎(chǔ)上降低22%左右。災(zāi)害評估本管道輸送過程中，若管道發(fā)生破裂或閥門發(fā)生損壞，則會導致天然氣氣體泄漏事故。天然氣屬易燃、易爆、低毒性物質(zhì)。這些物質(zhì)一旦泄漏遇火源，將會產(chǎn)生多種危害，如火災(zāi)熱輻射，易爆物質(zhì)爆炸產(chǎn)生的巨大沖擊波等都將對人員、財產(chǎn)等造成嚴重的影響。正確分析其泄漏擴散規(guī)律，預(yù)測災(zāi)害的破壞嚴重程度，將為事故預(yù)防和安全管理提供一定的依據(jù)，對減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有重要意義。6.5.1天然氣泄漏后可能出現(xiàn)的火災(zāi)爆炸風險圖6-3顯示了天然氣泄漏后可能出現(xiàn)的火災(zāi)爆炸風險。1.爆炸云團被點燃當爆炸云團被點燃或爆炸時，會產(chǎn)生一種敞口的爆炸蒸氣煙云或形成閃爍火焰。在閃爍火焰范圍內(nèi)的人群會被燒死或造成傷害；當產(chǎn)生敞口的爆炸蒸氣煙云時，其壓力波可使煙云以外的人受到傷害。2.爆炸云團未被點燃泄漏的天然氣繼續(xù)擴散，形成一個大的天然氣團，其中濃度在爆炸極限范圍內(nèi)的天然氣遇火將會爆炸，因此這一區(qū)域十分危險。6.5.2天然氣的噴射燃燒造成熱輻射危害距離的計算6.5.2.1計算公式假定噴射火為由沿噴射中心線的一系列輻射出相等熱量Q的輻射源組p成，則火焰中某一點到接受點距離為R時，輻射通量I為：2gpQ=ηQHcQ—釋放速率kg/s。6.5.2.2計算結(jié)果噴射火輻射損壞估算結(jié)果見表6-25。表6-25噴射火輻射損壞估算結(jié)果表估算半徑估算半徑單元名稱萊州天然氣樞紐萊州西環(huán)配氣站萊州虎頭崖配氣站萊州沙河配氣站萊州土山清管配氣站萊州程郭配氣站萊州金城清管配氣站萊州華電配氣站萊州文峰配氣站萊州夏邱配氣站財產(chǎn)損失半徑(m)輕傷半徑(m)死亡半徑(m)重傷半徑(m)安全半徑(m)由上表可以看出：萊州天然氣樞紐站及附近管線噴射火輻射損傷輕傷半徑最大，為，主要因該段管輸天然氣壓力較高所至；萊州程郭、萊州文峰及附近管線管輸壓力較低，其噴射火輻射輕傷損傷半徑最小，為。6.5.3蒸氣云爆炸距離的計算蒸氣云爆炸是指當泄漏到空氣中的可燃氣體與空氣混合，其濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時，遇到點火源發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。估算蒸氣云爆炸破壞半徑來評估災(zāi)害的嚴重程度，災(zāi)害嚴重程度是用總的財產(chǎn)損失值來體現(xiàn)的。各輸氣站場裝置單元中，處理介質(zhì)為天然氣，且操作壓力較高。一旦某單元發(fā)生事故,大量天然氣外漏，將與空氣混合形成云狀物，如混合物濃度在爆炸范圍遇火源，表現(xiàn)出的火災(zāi)、爆炸破壞模型為蒸氣云爆炸。災(zāi)害類型主要表現(xiàn)為蒸氣云爆炸沖擊波傷害形式。6.5.3.1計算公式蒸氣云爆炸造成的人員傷亡情況估算，可將危險源周圍由里向外依次劃分為死亡區(qū)、重傷區(qū)、輕傷區(qū)和安全區(qū)。死亡區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護則被認為將無例外地蒙受嚴重傷害或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑記為R。其與爆炸物量間的關(guān)系式如下式：10.37TNT——為爆源的TNT當量(kg)（2）重傷區(qū)重傷區(qū)的人員如缺少防護，則絕大多數(shù)人員將遭受嚴重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受輕傷。其內(nèi)徑就是死亡半徑R1(m)，外徑記為R2(m)。其計算公TNTE——為爆源總能量(J)P——為環(huán)境壓力(Pa)0Δp——引起重傷沖擊波超壓峰值(Pa)該區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護，則絕大多數(shù)人員將受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無事。死亡的可能性極小。內(nèi)徑為R，其外徑記為R(m)，其計算式同上式，式中：Δp——引起輕傷沖擊波超壓峰值(Pa)。該區(qū)內(nèi)人員即使無防護，絕大多數(shù)人員也不會受傷，死亡的概率幾乎為零。該區(qū)內(nèi)徑為R3，外徑為無窮大。（5）建筑物破壞區(qū)爆炸能不同程度地破壞周圍建筑物，帶來直接的經(jīng)濟損失。估算建筑物的破壞程度，可將危險源周圍劃分為幾個不同的區(qū)域。其破壞半徑與爆炸物量]1/6iK——為常量iW——蒸氣云爆炸的TNT當量(kg)TNT（6）財產(chǎn)密度和人員密度計算平均財產(chǎn)密度ρ=站場總投資(104元)/站場總面積(m2)平均人員密度ρ=正常生產(chǎn)站場操作及管理人員(人)/站場占地總面積2)。6.5.3.2災(zāi)害評估結(jié)果估算蒸氣云爆炸損壞估算結(jié)果見表6-26。表6-26蒸汽云爆炸損壞估算結(jié)果表死亡半徑重傷半徑死亡半徑重傷半徑輕傷半徑安全半徑估算半徑單元名稱萊州天然氣樞紐萊州西環(huán)配氣站萊州虎頭崖配氣站萊州沙河配氣站萊州土山清管配氣站萊州程郭配氣站萊州程郭配氣站萊州金城清管配氣站萊州華電配氣站萊州文峰配氣站萊州夏邱配氣站由上表可以看出：萊州天然氣樞紐站及附近管線蒸氣云爆炸輕傷損傷半徑最大，為226m，最大財產(chǎn)損失半徑為；萊州程郭配氣站及附近管線、萊州文峰配氣站及附近管線蒸氣云爆炸輕傷損傷半徑為84m。6.5.4天然氣擴散危險距離的計算6.5.4.1對管道氣體泄漏擴散事故的模擬（1）評價因子的確定本工程所輸送介質(zhì)為天然氣，天然氣主要成分為甲烷，本評價選取甲烷為代表性擴散物質(zhì)。（2）典型泄漏事故地點的選取管道氣體輸送過程中，管路系統(tǒng)因腐蝕、管材缺陷、焊接缺陷、外力等原因造成管道破裂或斷裂、閥門損壞而發(fā)生泄漏事故。根據(jù)工程特點，選取鄭（3）泄漏事故規(guī)模結(jié)合對國內(nèi)外油氣儲運工程安全技術(shù)狀況及事故案例的調(diào)查，選取下述兩典型泄漏事故為評價對象：第一種中型泄漏事故，管路系統(tǒng)破裂尺寸為管徑的20%，連續(xù)性泄漏；第二種大型泄漏事故，管路嚴重破裂或斷裂，輸送介質(zhì)表6-27為中型或連續(xù)性泄漏事故情景的構(gòu)成情況。表6-28為大型或突發(fā)性泄漏事故情景的構(gòu)成情況。表6-27天然氣管道連續(xù)性泄漏事故情景模擬泄漏地點泄漏地點管道運行單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9壓力管徑(mm)氣體流量(104Nm3/d)406406406406406356356356219環(huán)境溫度假定泄漏孔徑(mm)假定泄漏持續(xù)時間標準氣體密度(kg/m3)管道氣體密度(kg/m3)泊松比泄漏系數(shù)氣體流動系數(shù)泄漏源強(kg/min)及泄漏狀況>15min>15min>15min>15min>15min>15min>15min>15min>15min669614559504449394339284229突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性突發(fā)性泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏表6-28天然氣管道突發(fā)性泄漏事故情景模擬泄漏地點泄漏地點單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9管道運行壓力管徑(mm)406406406406406356356356219氣體流量(104Nm3/d)環(huán)境溫度(℃)假定泄漏孔徑406406406406406356356356219假定泄漏持續(xù)時間標準氣體密度3min3min3min3min3min3min3min3min3min(kg/m3)管道氣體密度(kg/m3)泊松比泄漏系數(shù)氣體流動系數(shù)111111111泄漏源強(104kg/min)及泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏泄漏狀況連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)（4）管道氣體擴散氣象條件的選擇對擴散起決定作用的氣象條件主要包括：風速、大氣穩(wěn)定度、混合層厚度、光照和氣溫等。風速選取靜風和平均風速兩種情況。風向選取各地區(qū)常年主導風向進行模擬計算。氣溫取當?shù)啬昶骄鶜鉁?2℃?；旌蠈雍穸群凸庹盏?.5.4.2氣體擴散模式有毒氣體擴散危險危害評估采用有毒化學品蒸氣擴散模型軟件AFTOX進（1）適用于化學品(包括液化石油氣)蒸氣擴散；（2）對均勻地形和有風條件下的擴散有較好的模擬效果，特別是對射流重氣源、蒸發(fā)重氣源、連續(xù)氣體或液體排放擴散有良好的模擬效果；通過該模型的運算，能給出指定位置和給定時間的污染物濃度值。6.5.4.3氣體危險、危害等級天然氣組分中98%為甲烷，甲烷的爆炸極限為%～%，因此本評價選取49000pp154000ppm為天然氣危險、危害閾限值。6.5.4.4評價區(qū)域所選的評價區(qū)域為本工程管線系統(tǒng)中的萊州天然氣樞紐站作業(yè)區(qū)地面范圍，重點考慮發(fā)生泄漏擴散事故時管道氣體對本工程區(qū)域人員和周圍設(shè)備設(shè)施10.5.4.5泄漏時的危險、危害距離和面積管道氣體泄漏擴散濃度分布、危險危害距離及面積模擬計算利用AFTOX距離及面積，分別見表～表6-30。積危險距離危險面積速危害濃度危險距離(m)49000ppm154000ppm爆炸危險性區(qū)域面積(m2)3310409靜風(1m/s)21043801070平均風速62409萊州天然氣樞紐站管道連續(xù)性泄漏時危險、危害距離和面面積(m2)危險距離(m)面積(m2)風注：未填數(shù)據(jù)的空格處表明泄漏點的油氣濃度沒有達到爆炸下限。表表6-30萊州天然氣樞紐站管道突發(fā)性泄漏時危險、危害距離和面積危險距離靜風(1m/s)危害濃度627382060626401180危險距離(m)面積(m2)危險距離(m)面積(m2)49000ppm154000ppm爆炸危險性區(qū)域面積(m2)平均風速危險面積風速6.5.5災(zāi)害評價結(jié)論通過對工程中管道氣體典型泄漏事故的模擬計算與分析，得到如下評價（1）對于連續(xù)性管道氣體泄漏對于中等規(guī)模連續(xù)性管道氣體泄漏，在靜風條件和平均風速條件下，均能在泄漏源附近形成爆炸性氣體環(huán)境。在靜風條件下，萊州天然氣樞紐站最大危險距離在210m左右，危險面積最大約為3310m2；在平均風速條件下，最大危險距離在62m左右，危害面積最大約為409m2。（2）對于突發(fā)性管道氣體泄漏對于大型突發(fā)性管道氣體泄漏，只有在靜風情況下，才能形成爆炸危險性環(huán)境，最大危險距離627m，最大危險面積為1180m2左右。（3）風速對本工程管道氣體擴散有重要影響。風速大，氣體不易積聚，氣體濃度變小。因此，對同一泄漏源來說，靜風時的危害范圍比有風條件下的危險危害范圍要大；且隨著風速的增大，管道氣體泄漏危險危害范圍隨之變事故應(yīng)急預(yù)案生產(chǎn)主管部門是管道公司事故應(yīng)急處理的歸口管理部門，負責組織制定事故應(yīng)急預(yù)案、培訓及演練，調(diào)度室負責做好緊急狀態(tài)下的指揮和協(xié)調(diào)工作。事故應(yīng)急預(yù)案分為應(yīng)急預(yù)案組織結(jié)構(gòu)和事故應(yīng)急預(yù)案兩部分。6.6.1應(yīng)急預(yù)案組織結(jié)構(gòu)事故應(yīng)急方案框架，又稱現(xiàn)場應(yīng)急計劃，是發(fā)生事故時應(yīng)急救援工作的重要組成部分，對防止事故發(fā)生、發(fā)生事故后有效控制事故、最大限度減少事故造成的損失有積極意義。本評價提出事故應(yīng)急方案框架，見圖6-4。6.6.1.1應(yīng)急預(yù)案組織結(jié)構(gòu)該工程的應(yīng)急預(yù)案組織結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容應(yīng)包括：應(yīng)急組織及職責、應(yīng)急教育及演習、應(yīng)急設(shè)備及器材、應(yīng)急通訊聯(lián)絡(luò)、應(yīng)急搶險、應(yīng)急監(jiān)測、應(yīng)急安全與保衛(wèi)、事故后果評價等內(nèi)容。本評價報告中僅提出原則性及可操作性的應(yīng)急預(yù)案供生產(chǎn)單位參考，保證出現(xiàn)緊急情況時能夠按程序行動，以減少事故損（1）應(yīng)急組織及職責應(yīng)急組織機構(gòu)及其主要職責見圖6-5。該組織必須能夠識別下屬站場可能發(fā)生的事故險情，并有對事故做出正及編制各類可能發(fā)生的工程事故的應(yīng)急計劃，對裝置的緊急停工及事故處理作（2）應(yīng)急教育與應(yīng)急演習①應(yīng)急組織機構(gòu)對本崗位人員要加強日常的應(yīng)急處理能力的培養(yǎng)和提②向本站場的職工大力宣傳有關(guān)生產(chǎn)安全操作規(guī)程和人身安全防范知識，減少無意識和有意識的違章操作。對職工進行應(yīng)急教育，特別是工藝站場的操作人員，向他們提供有關(guān)物料的化學性質(zhì)及其必要的資料。③對應(yīng)急計劃中有關(guān)的每一個人的職責要有明確分工，對每一項具體的應(yīng)急計劃都要進行定期演練，做到有條不紊，各負其責，確保發(fā)生事故時能立即趕赴現(xiàn)場，進行有效的處理和防護工作；應(yīng)與消防隊進行定期的信息交（3）應(yīng)急設(shè)施、設(shè)備與器材配備必要的搶修、搶險及現(xiàn)場保護、清理的物資和設(shè)備，特別是在發(fā)生火災(zāi)、爆炸危險性較高的敏感區(qū)域附近，應(yīng)急設(shè)備不但要事先提供、早作準備，而且應(yīng)定期檢查，使其一直保持能夠良好使用狀態(tài)。（4）應(yīng)急通訊聯(lián)絡(luò)配備暢通的通訊設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)生事故，就要采取緊急關(guān)停、泄壓等控制事故和減輕事故影響所必須采取的行動，同時與有關(guān)搶險、救護、消防、公安等部門聯(lián)系，迅速取得援助，并在最短時間內(nèi)趕到事故現(xiàn)場搶修和處理，以使事故的影響程度降到最低。（5）應(yīng)急搶險應(yīng)急搶險應(yīng)分工明確，具體明確以下幾點：①由誰來報警、如何報警；②誰來組織搶險、控制事故；③事故搶險和控制方法的要求以及應(yīng)急器材的使用、分配等；④除自己必備的救護設(shè)備外，還應(yīng)考慮到一旦發(fā)生重大傷亡事故情況下所需要的醫(yī)療救護，應(yīng)事前和有關(guān)醫(yī)院、交通等部門約定事故情況下的救援措施；⑤要有專門的人員來組織現(xiàn)場人員撤離，并有保護事故現(xiàn)場、周圍可能組成小組確定危險源組成小組確定危險源籌備救援方案制定準備事故途徑、性質(zhì)、范圍、危險等級救援力量參與指揮機指揮人員名單、職責、指揮地點、值班表聯(lián)絡(luò)事故報警電話號碼、聯(lián)絡(luò)方法聯(lián)絡(luò)方搶險休息日、突發(fā)停電、雷電暴風雨特殊情況聯(lián)絡(luò)方式方搶險案專職、兼職搶險名單、常規(guī)排險措施主現(xiàn)場急救不同事故時的搶險方案、工具、器材、防護用品主現(xiàn)場急救要容搶險隊的值班、培訓，事故時與現(xiàn)場指揮聯(lián)容不同事故不同急救方案、職工自救、互救方法傷員轉(zhuǎn)送中的醫(yī)護技術(shù)要求現(xiàn)場急救點的標志、醫(yī)務(wù)人員值班表、聯(lián)系途徑措施落實危險源分布圖，危險源位置、種類、數(shù)量、人數(shù)分布措施落實演練防護設(shè)施分布圖，設(shè)施名稱、型號、數(shù)量、方位演練應(yīng)急救援程序簡圖，報警→指揮→救援力量→崗位負責人聯(lián)系方式應(yīng)用各類事故救援路線圖，工程搶險、現(xiàn)場急組織落實，確定指揮部、搶救隊、后援保障制度落實、專業(yè)培訓演練、值班、防護搶險器材、藥品保養(yǎng)檢查硬件落實，各類器材、裝置配套齊全，定期檢查各類專業(yè)隊伍常規(guī)培訓、演練模擬應(yīng)急救援演習實施時不隨意變更、實施中遇未考慮的問題冷靜分析果斷處理，事故后認真總結(jié)，完善方案圖6-4應(yīng)急方案框架圖生產(chǎn)主管領(lǐng)導生產(chǎn)主管領(lǐng)導圖6-5事故應(yīng)急組織機構(gòu)及其主要職責框架圖心應(yīng)急監(jiān)測的主要內(nèi)容是對周圍大氣環(huán)境監(jiān)測和站場空氣中有毒有害物質(zhì)監(jiān)測，并寫出事故影響報告，以確定事故影響的范圍、程度，為制定應(yīng)方案（7）應(yīng)急安全與保衛(wèi)應(yīng)制定事故情況下安全、保衛(wèi)措施，必要情況下請當?shù)毓膊块T配合，防止不法分子趁火打劫。（8）事故后果評價及應(yīng)急報告對事故后果進行評價，確定事故影響范圍、危險程度，并寫出事故后果評價報告及事故的應(yīng)急報告，為以后的應(yīng)急計劃提供準確有用的資6.6.2生產(chǎn)事故應(yīng)急預(yù)案6.6.2.1綜合應(yīng)急預(yù)案發(fā)生事故后，首先搶救傷員，同時采取防止事故蔓延或擴大的措施。險情嚴重時，必須組織搶險隊和救護隊；防止第二次災(zāi)害事故發(fā)生，采取措施防止殘留危險物品的燃燒和爆建立警戒區(qū)、警戒線，撤離無關(guān)人員，禁止非搶救人員入內(nèi)，對有和斷絕交通。6.6.2.2工傷預(yù)案（1）預(yù)案發(fā)生工傷險情后，由現(xiàn)場第一發(fā)現(xiàn)者或知情人向值班室報警，值班干部接警后即啟動應(yīng)急反應(yīng)程序并負責處理現(xiàn)場各種復雜情況；值班干部指揮應(yīng)急小組成員或現(xiàn)場崗位職工迅速查明事故大致情況，檢查傷者受傷情況，并做出初步傷情診斷，根據(jù)傷情判斷迅速制定現(xiàn)場第一搶救方案(如止血、包扎等)，進行現(xiàn)場急救；險情發(fā)生后由就近崗位值班人員向調(diào)度室求援(由調(diào)度室負責調(diào)動醫(yī)療等有關(guān)部門人員)，簡單匯報現(xiàn)場處理結(jié)果和傷者受傷情況，如傷勢嚴重則由門衛(wèi)在公路邊緊急攔車求助(同時打開本站大門作好接車準備)，爭取以最快速度將傷者送出搶救；傷者送救途中應(yīng)密切注意傷情變化，出現(xiàn)傷情惡化時迅速采取進一傷者送到最近醫(yī)療機構(gòu)后，負責人要隨時掌握傷者情況，配合醫(yī)療機構(gòu)實施急救并作好下一步轉(zhuǎn)院的準備工作；實施應(yīng)急反應(yīng)程序期間，值班干部指定人員臨時負責全站正常生傷者送離現(xiàn)場后，做好保護事故現(xiàn)場工作，其他人員撤離現(xiàn)場并及時清點人數(shù)；由應(yīng)急指揮機構(gòu)組長或副組長根據(jù)情況適時解除應(yīng)急狀態(tài)并組織恢（2）程序本工程工傷應(yīng)急程序見圖6-6。傷亡傷亡工傷應(yīng)急程序圖報警：通知站場值班室發(fā)生天然氣泄漏事故后，啟現(xiàn)工知情人向值班室報當班員工迅速查清天然氣現(xiàn)外(泵房)切斷泄漏源點的連通流程，并和相關(guān)崗位取得聯(lián)系后統(tǒng)一行動，關(guān)閉上下游連通流死現(xiàn)場處理保護現(xiàn)場調(diào)查事故原因，恢復現(xiàn)場6.6.2.3天然氣泄漏應(yīng)急預(yù)案（1）應(yīng)急預(yù)案現(xiàn)場第一發(fā)現(xiàn)送醫(yī)院搶救進入泄漏源點室內(nèi)切換流程，必須穿戴好空氣呼吸器等防毒護具。若需照明，必須使用防爆燈具且不得在危險區(qū)域開關(guān)任何照明設(shè)施，嚴禁使用“鐵對鐵”，防止碰撞產(chǎn)生火花，引起二次災(zāi)情；切換流程未能控制天然氣泄漏時，由值班人員向調(diào)度室求援，簡單匯報現(xiàn)場情況，并撥打火警報警，作好接車準備；在消防設(shè)施的戒備下，制定方案，采取措施，直到天然氣泄漏得到有效控制后，由應(yīng)急指揮組長或副組長，根據(jù)情況適時解除應(yīng)急狀態(tài)，在應(yīng)急期間，值班人員負責現(xiàn)場組織監(jiān)護工作，不得離開現(xiàn)場，同時布置消防器材現(xiàn)場戒備。（2）應(yīng)急程序圖圖6-7天然氣泄漏應(yīng)急程序圖現(xiàn)場第一發(fā)現(xiàn)6.6.2.4天然氣火災(zāi)、爆炸應(yīng)急預(yù)案報警：通知調(diào)度室天然氣火災(zāi)危害等級為甲類，其爆炸極限較寬，爆炸下限較低。在源便發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，甚至造成重大人身傷亡和嚴重經(jīng)濟損失。因此要特別注意防火防爆，采漏（1）天然氣發(fā)生泄漏的主要原因密封不嚴造漏氣；第三方(人為)破壞。明火：危險區(qū)域用火、違章吸煙等；調(diào)查事故原因事故處理室內(nèi)切換流程杜否報告調(diào)度室，并報火警是制定方案、現(xiàn)場戒備直至完全堵天然氣泄漏（3）應(yīng)急預(yù)案事故發(fā)生時，根據(jù)現(xiàn)象和發(fā)生事故之前設(shè)備狀況、操作參數(shù)變化，正確判斷事故，迅速處理，避免事故擴大，重大事故主動報總調(diào)度室；發(fā)生火災(zāi)事故后由第一發(fā)現(xiàn)人迅速撥打火警電話，報警時簡要說明第一發(fā)現(xiàn)人撥打火警電話報警后，立即向值班室報警。值班干部接警后立即啟動應(yīng)急反應(yīng)程序并全面處理現(xiàn)場各種復雜情況；事故發(fā)生后，各崗位操作人員要聽從負責人的統(tǒng)一調(diào)動；值班干部布置搶險任務(wù)，調(diào)查現(xiàn)場有無人員傷亡，并組織實施初期值班干部向調(diào)度室匯報火情，有無人員傷亡，同時打開本站大門，疏通道路、準備接車。消防泵房值班人員在站內(nèi)報警喊話，疏散站內(nèi)一切非崗位作業(yè)人員及車輛，并作好啟消防泵等準備工作；泄漏發(fā)生火災(zāi)，調(diào)度室要求停輸并切斷流程；站停輸；在外輸管線上時，立即停壓縮機并切換流程，采用移動式干粉消防隊伍抵達現(xiàn)場后，由值班干部介紹火情及撲救情況協(xié)同制定撲救火災(zāi)方案，其他人員撤離撲救現(xiàn)場，接受值班干部統(tǒng)一指揮作好切換流程和滅火協(xié)助工作；若在滅火過程中，啟動消防水泵、消防泡沫泵、消防泵房崗位值班人員要及時補充消防水罐、泡沫罐液量，確保水罐、泡沫罐液量充足；火勢不能控制時，人員應(yīng)迅速撤離到火焰熱輻射傷害范圍以外；大量天然氣外泄可能形成蒸氣云爆炸時，應(yīng)立即撤離到安全距離以應(yīng)急措施組長在確?；馂?zāi)爆炸現(xiàn)場得到徹底控制后，及時清點人數(shù)（4）應(yīng)急程序火災(zāi)、爆炸應(yīng)急程序見圖6-8所示。6.6.2.5管道爆裂天然氣泄漏事故應(yīng)急預(yù)案長距離輸氣管道的流量及沿線壓力下降情況是分析判斷輸氣管道發(fā)生突發(fā)事故的重要依據(jù)。正常情況下，輸氣管道壓降曲線是拋物線，靠近起點處壓力降落較慢，距起點越遠，壓力降落越快，后1/4的管段上消耗全線約1/2的壓降。當管道某處有較大泄漏量時，全線的流量及壓降均發(fā)生變化；全線壓力下降，越接近漏氣點的地方下降幅度越大；漏氣點前段管道的流量比漏氣以前增大，漏氣點后面管段流量則減少。若管線爆炸、裂口，破裂處大量天然氣外泄，使全線壓力急劇下降，處于裂口下游管段的站場，因氣體從管道中倒流外泄，流量計指針將倒轉(zhuǎn)回零以下，因流速增大，使管道、設(shè)備中氣流的聲響也增大。發(fā)現(xiàn)這種情（1）通過各種顯示跡象，判斷是否屬漏氣事故。正確分析判斷突然事故發(fā)生管段，迅速指派人員到現(xiàn)場勘察，確認后立即向調(diào)度匯報，用最快的辦法切斷管段上下游的截斷閥，放空破裂管段天然氣，當管段內(nèi)余壓降至120mm水柱時(微正壓不低于，停止放空。放空的同時組織人力對天然氣擴散危險區(qū)進行警戒，保護現(xiàn)場，嚴格控制泄漏擴散區(qū)域內(nèi)的火源，避免發(fā)生著火爆炸等事故?；馂?zāi)爆炸圖6-8火災(zāi)、爆炸應(yīng)急程序圖第一發(fā)現(xiàn)人爆管的具體判斷方法：①分離器、匯管氣流聲力突然降低，為進站前管線爆破；啟動火災(zāi)爆炸應(yīng)急反應(yīng)③出站壓力突然降低，為出站后管線爆破；④計否量儀表部靜壓下降，壓差也大幅度下降，則為進站前管線爆值班干④計否量儀表部靜壓下降，壓差也大幅度下降，則為進站前管線爆⑤計量儀表靜壓下降，壓差大幅度上升并超上限，則為出站后管組織人員搶救滅組織人員搶救滅否停止所用流程并通知相關(guān)崗位送醫(yī)療搶（2）立即將事故簡要情況，報告上級主管領(lǐng)導、生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，通知當?shù)毓?、消防部門加強防范措施。（3）組織搶修隊伍迅速奔赴現(xiàn)場。在現(xiàn)場領(lǐng)導小組的統(tǒng)一組織指揮下，按照制定的搶修方案和安全技術(shù)措施，周密組織，分工負責，在保證安全的前提下進行搶修。（4）做好發(fā)現(xiàn)漏氣過程、搶修時間等各種記錄。（5）向上級主管部門和領(lǐng)導匯報處理結(jié)果。（6）參加搶修人員要有勇敢善戰(zhàn)的精神，同時又要講科學，自覺遵守紀律，嚴格按照各項操作規(guī)程和動火安全要求工作，保證質(zhì)量，安全迅速地完成搶修任務(wù)。事故防范措施本預(yù)評價認為該工程站場具有甲類火災(zāi)爆炸危險，因此，無論從設(shè)計、施工還是工程建成后的生產(chǎn)管理方面，都應(yīng)對防火、防爆有足夠重視，否則，將會造成嚴重的后果；通過管道風險評價、可靠度評價也可以看出，地質(zhì)災(zāi)害、土壤腐蝕及第三方破壞等因素是引發(fā)工程高風險的主要原因。為此，在實施可研報告中所提出的安全措施基礎(chǔ)上，必須進一步制訂和完善安全措施，認真落實“三同時”，盡可能達到本質(zhì)安全。提出了以下建議供參考。6.7.1設(shè)計應(yīng)考慮的建議為了規(guī)范管道的設(shè)計，應(yīng)嚴格執(zhí)行《輸氣管道設(shè)計規(guī)范》(GB50251-94)、《原油和天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB50183-93)等現(xiàn)有（1）管道所經(jīng)地區(qū)的路由選擇、工藝站場選址必須充分考慮所經(jīng)地區(qū)和城市的中、長期發(fā)展規(guī)劃，避免因城市的發(fā)展或其它潛在危害因素而影響管道安全運行，特別是