石油天然气长输管道风险评价

山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY015年第44卷石油天然气长输管道风险评价刘其明(山东蓝星东大化工有限责任公司,山东淄博25500摘要:油气长输管道在能源发展战略中的作用日益凸显,管道的安全可靠性直接决定着国家生命线能否有效保障。本文通过对长输管道进行风险评价确定管道运行中潜在的风险用故障树法分析长输管线存在的风险因素,对各种故障模式发生的可能性大小做出了判断,从而为处理事故的轻重缀急、控制事故的发生、改进系统可靠性和安全性提供理论依据。借鉴管道完整性管理理念,进行了长输管线安全运行的探讨。关键词:长输管道;风险;故障树;定量分析;完整性管理中图分类号:TE832文献标识码:A文章编号:1008-021X(2015)03-0102-02The Risk Assessment of Oil and Gas Long-distance PipelineLiu QimingShandong Bluestar Dongda Chemical Co. Ltd, Zibo 255000, China)Abstract: Oil and gas transmission pipeline isgly highlighted in the energy development strategy, so the safetyiability of long-distance pipeline can be effective 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 faultree analysis method, major risk factors are established, the possibility of various failure modes are assessed, which providetheoretical basis for priorities of dealing with accidents, controlling the accidents and improving system reliability andsafety. By the method of pipeline integrity management, this paper discusses the safe running of long-distance pipelineKey words: long-distance pipeline; risk; the fault tree; quantitative analysis; integrity management随着石油、天然气生产和消费速度的增长,油气输送管人死亡,136人受伤道承担着我国大部分原油和天然气的运输,对经济发展、促综合分析国内外石油工程行业事故原因,分为以下六种进民生、社会安定和国防建设起着重要的保障作用。油气输类型送管道具有管径大、运距长、压力高和输量大的特点,许多管(1)第三方破坏:由于开挖等外部干扰导致的管道事故;线还经过敏感的或者人口稠密地区,因此需要对具有危险因(2)腐蚀包括外腐蚀和内腐蚀两个方面;素的管道进行风险评估。(3)构造缺陷和机械或材料失效:包括管材初始缺陷和油气管道风险评价技术原理及风险评价方法安装缺陷;油气管道风险评价技术是以诱发管道事故的各种因素(4)基础移动或自然灾害;为依据,以影响因素发展为危险事故的可能性为条件,以事(5)误操作;故后果造成的经济损失为评估指标的综合性管理技术-21。(6)其它因素。风险评价方法总的来说可以分为3类:定性风险评价、3故障树在管道可靠性中的应用半定量风险分析和定量风险分析。目前,对于油气管道进行故障树分析法是一种适用于复杂系统可靠性和安全性风险评价常用的方法有故障树分析法、故障类型及影响分析分析的有效工具),是把所研究系统的最不希望发生的故障法和概率风险分析法等。状态作为故障分析的目标,然后找出直接导致这一故障发生长输管道的事故及原因的全部因素,再找出造成下一级事件发生的全部直接因素,长输管道事故损失最惨重的是1989年前苏联乌拉尔山直到找出事故的基本原因(底事件)为止;由此逐步深入分隧道附近的输气管道爆炸事故烧毁两列列车,伤亡1024人析,从而确定系统故障原因的各种组合方式和发生概率,并(其中约800人死亡);2000年8月美国新墨西哥州发生天然采取相应的改进措施提高系统的可靠性。气管道爆炸着火事故,造成12人死亡。3.1长输管道主要风险因素故障树中国油气管道事故率平均3次/1000km·a,远高于美国由于长输管线各管段的尺寸、所处地区、运行周期和输的0.5次/10km·a和欧洲的0.25次/10km·a。200送介质等具体情况不同,所以造成管线失效的原因众多,此年中原油田输气管道发生恶性爆炸事故造成15人死亡、处以故障树定量56人受伤:2013年,中石化东黄输油管道发生爆炸造成62为例将引起管线HH中国煤化工析中的应用要风险因素CNMHG收稿日期:2014-11-25作者简介:刘其明(1976-),山东淄博人,助理工程师,安全工程师,主要从事安全技术和安全管理工作第3期刘其明:石油天然气长输管道风险评价103故障树,以其为对象进行详细的定量分析。如图1,该故障树个与门构成。该故障树的最小割集为:{X1},{X2},|X3},由一个顶事件四个中间事件、十个基本事件、四个或门和一{x4},x5},{X6},x7},{X8},x9},X10。T管道破裂A1存在缺陷A2管道严重腐蚀A3第三方破坏A4误操作管腐蚀道抗蚀设计(运营(维护性差坏及外力图1主要风险因素故障树3.2管道故障树定量分析4提高油气长输管道安全运行的建议为了计算系统顶事件的发生概率和对基本事件进行重4.1加强油气长输管道设计、建设安全管理要度分析,必须知道基本事件的发生概率。对于基本事件的在进行管道设计时必须严格执行国家石油天然气行业发生概率本文用专家主观判断法结合模糊算法来估算。由的现行标准规程规范和管理规定;在线路选择时避开不良于专家可能精确估算事件的概率而且当事件的描述不明确地质地段,采取合理有效的防静电和雷击措施使自然灾害时专家倾向于采用自然语言如“小”“大”等来描述事件的对管线造成的不良影响降到最低;对河流、公路等穿越段管概率。由于这些自然语言带有一定的模糊性,不可能用传统线采用套管保护;管线防腐应采取外涂层加阴极保护的联合方法处理因此这里采用模糊集理论处理这些不确定信息,防腐技术。用三角形模糊数或梯形模糊数代替这些自然语言。设备的规格和选型要经过充分的科学的论证,避免因以底事件“管道施工缺陷”为例评价该底事件概率大材质选择不当等原因带来的管道硬伤;材料设备的购买要通小,可按以下步骤进行估算过严格的资质审查,并指定专人负责监管所有设备采购环(1)选择专家组成评估组,对“管道施工缺陷”做主观判断;节;另外材料和设备在使用前还应进行相应的检测和检验,(2)选用模糊数的a截集和平均算法来组合不同专家及时发现并处理存在的问题。的意见;严格审查施工单位的各项施工组织方案确保符合技术(3)把模糊数转化为模糊可能性值(FS)。FPS代表了规范和工程实际;对焊接作业的方式、工艺和作业现场的环专家对某一事件发生可能性的信任度;境因素进行有效管控确保施焊能够按照作业指导书要求执(4)把FPS转化为模糊失效率(FFR)行;还应保障管道下沟时避免碰到防腐层,并使用科学仪器以此类推可以计算故障树中其他底事件的概率大小。进行检测穿越段的焊口还要进行射线和超声波探伤。结合计算机编程,计算10个底事件的概率,如下表1。4.2对油气长输管道运行进行完整性管理表1基本事件发生概率近年来管道的完整性评价与完整性管理逐渐成为世界基本事件专家意见发生概率各大管道公司普遍采取的一项重要管理内容,通过对管道运X1材料机械性差很小小小较小小0.0003547营中面临的安全因素识别和评价,制定相应的安全风险控制X2管道施工缺陷很小小较小小中对策,不断改善识别到的不利影响因素,从而将管道运营的X3管道初始缺陷很小较小小较小中0.安全风险水平控制在合理的、可接受的范围内,达到减少管X4腐蚀较小中中较大中道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。X5管道抗蚀性差很小小较小较小中0.0010038管道完整性管理的内容包括:风险因素识别、识别出的X6人为破坏小较小中较大大风险排序及确定高风险区域、数据收集检查和整合、风险评X7自然灾害及外力小中中较小较小X8设计很小很小小小较小000价、基于风险的管及完整性管理方X9运营小小较小小中YH中国煤化工修预防以CNMHG维护较小小较小中较小5结论0.0016871(下转第106页)山东化工106SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷为比较改造前后的变化,以2012年为基准,与2014年上半年进行对比,计算改造前后的能耗,计算汇总如表1。表1节能效果对比表改造前(2012年平均)改造后(2014年上半年均)能源消耗种类量折标煤系数折标煤/(tce/h)数量折标煤系数折标煤/(te/h)加热炉燃气消耗/(Nm3/h)8570.815kge/Nm30.69856190.782kgce/Nm30.4841汽提塔高压蒸汽消耗/(th)0.114tce/t0.95768.20.114tce/t0.9348压缩机高压蒸汽消耗/(th)19.00. 01I tce/t0.209020.20. 011 tce/0.2222E201高压蒸汽消耗/(h)3.20.114tce/t0.0.114tce/t0.3306El03用电量/(kW130.00.1229kge/kWh0.0160132.00.1229kgc/kWh0.0162合计2.24591.9879平均进料量/(U/h)单位进料能耗/(t标煤/进料)0.02810.0211说明:1)燃料气的折标煤系数根据当年燃料气组成的分析结果平均值以其低(位)发热量为计算基础折算算得出212)压缩机透平为背压式消耗高压蒸汽产生低压蒸汽,E201消耗高压蒸汽变为冷凝水所以折标煤系数不同。芳烃装置属于连续生产,2012年共计运行357天,计算年节能为3参考文献[]国家统计局中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,△Eu=(0.0281-0.0211)×80×357×24=4798.t标2012[2]国家质量监督检验检疫总局.GBT2589-2008综合能5效益核算耗计算通则[S].北京:中国标准出版社,2008本项目节约的主要是燃料气,节约的蒸汽也是由消耗燃[3]国家质量监督检验检疫总局GB/T13234-209企业节料气而生产,所以全部折算为燃料气计算经济效益。按照年能量计算方法[S].北京:中国标准出版社,200节约4798.1t标煤计算,每年可以节约588.7万标立燃料气按照2014年上半年价格计算,折合人民币1074.3万元。(本文文献格式:杜成磊.歧化装置的节能改造[门.山东化同时减少燃料气消耗还减少烟气中颗粒物的排放和工,2015,44(3):104-106.)碳排放具有良好的社会效益。章论夺诊诉诈诈该许夺亲半春辛亲辛事春事海亲许亲事诈海宰豪豪亲来杂帝杂夺幸辛辛辛辛杂许夺容喜事(上接第103页)[2]四川石油管理局.管道风险管理[M].北京:石油工业出我国的管道运输行业起步晚,设计、管理水平相对落后,通过版社,1995建立长输油气管线普遍意义的故障树,识别引起管道失效的[3]俞树荣,马欣,刘展,等.在役长输管道不同时期可靠主要风险因素;采用专家判断和模糊理论相结合的方法,确性安全评价[J兰州理工大学学报,2005,31(4):65-定底事件的发生概率,有助于识别引起管道失效的主要风险因素的发生几率结合管道完整性管理,从根本上防止事故[4]钱成文,侯铜瑞管道的完整性评价技术[J].油气储运的发生。2000,19(7):11-15参考文献[1张鹏段永红长输管线风险技术的研究[].天然气工(本文文献格式:刘其明石油天然气长输管道风险评价业,1998,18(5):72-76山东化工,2015,443):102-103,106.)心出出出出容容出容出出出出出业幽出电示出出想示出潍坊亚星超额完成节能责任目标最近,从国家发改委、山东省经信委获悉,潍坊亚星化学股份有限公司在2013年万家企业节能目标责任考核中,以103分的成绩获得“超额完成”考核等级。亚星作为津坊市重点用能企业之一,被纳入全国万家企业节能低碳行动之列。2013年,该公司在加快建立企业能源管理体系持续改进企业能源管理水平的同时积极采用新技术新工艺,先后实施了节电、离子膜烧碱电解槽重涂换膜等7大节能改造,促进了节能技术进步,提高了中国煤刊风机电机变频年全年完成节能量41611.7吨标准煤,超额完成十二五”责任目标的23.53%CNMHG(潍坊亚星集团