付明福，張明星 ，朱曉曼，龔曉鳳，譚 波

(1.中國石油西部管道分公司，新疆 烏魯木齊 830013； 2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083)

0 引言

我國是油氣管道建設(shè)大國，油氣管道是國家能源供給的大動脈[1]。隨著油氣管網(wǎng)全國跨越式發(fā)展，油氣管道安全方面問題越來越突出,國內(nèi)近年先后發(fā)生油氣管道事故，如青島“11·22”輸油管道泄漏爆炸特大事故，大連“6·30”原油管道泄漏燃燒事故等，引起國家和民眾高度重視[2]。油氣管道安全運行成為保障國計民生、社會穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，管道風(fēng)險管理壓力與日俱增，保障管道安全運行是管道運營企業(yè)管理的重中之重[3]。因此，開展油氣管道風(fēng)險管理方面研究，降低管道運行風(fēng)險至關(guān)重要。

國內(nèi)外對于油氣管道風(fēng)險評價進行了大量研究[4]，主要提出以下3種分析方法：一是管道風(fēng)險定性分析法。通過大量案例分析，找出各種因素對于管道失效的影響程度，最終根據(jù)事故原因來制定管道防控措施，這種方法的特點是簡便、實用。二是管道風(fēng)險半定量分析方法。通過分析，對管道失效因素進行打分，再結(jié)合造成的后果嚴重性，形成一個綜合指標來表示管道失效風(fēng)險[5]。三是管道風(fēng)險定量分析法，其是管道風(fēng)險分析的高級階段，考慮了風(fēng)險因素的不確定性，計算得到管道失效發(fā)生的概率，再結(jié)合量化后的失效后果嚴重程度，計算得到油氣管道風(fēng)險值[6]。

本文從作業(yè)分級定量風(fēng)險評價的角度對油氣長輸管道運行過程中的風(fēng)險進行評價，通過辨識作業(yè)過程中的危險源并分析各種作業(yè)活動的風(fēng)險，評價識別出的危險源，推行危險作業(yè)分級控制管理，使作業(yè)過程中客觀存在的危險源完全處于受控狀態(tài)，可以有效預(yù)防各類安全事故的發(fā)生，對油氣管道行業(yè)安全風(fēng)險的管理具有一定現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 油氣管道主要作業(yè)及危險有害因素辨識

1.1 油氣管道系統(tǒng)主要作業(yè)活動

長輸油氣管道的生產(chǎn)運營系統(tǒng)是由人、機、環(huán)、管理4個子系統(tǒng)集合組成的綜合復(fù)雜系統(tǒng)[7]。在整個系統(tǒng)中，要實現(xiàn)各個集合子系統(tǒng)的安全就必須通過一些日常的作業(yè)活動保證各個子系統(tǒng)的正常工作，因此管理好其作業(yè)活動是實現(xiàn)管道生產(chǎn)運營安全的必要條件[8]。目前油氣管道主要作業(yè)活動有動火作業(yè)、管線打開作業(yè)、吊裝作業(yè)、挖掘作業(yè)、帶電作業(yè)、高處作業(yè)、受限空間、有毒作業(yè)等，這些也是企業(yè)容易發(fā)生事故的作業(yè)活動。據(jù)統(tǒng)計，2018年1-12月某管道公司共發(fā)生安全事故16起，具體如圖1所示。

圖1 某管道公司1-12月安全事故類型比例Fig.1 Proportion of safety accidents in a pipeline company in 1-12 months

由圖1可以看出，該公司事故主要集中在高處墜落、觸電、機械傷害、物體打擊、中毒窒息、灼燙6個方面，而導(dǎo)致這些事故發(fā)生主要是在高處作業(yè)、高溫作業(yè)、帶電作業(yè)、有毒作業(yè)過程當(dāng)中，因此有必要對作業(yè)活動進行危險性分析及評價。

1.2 油氣管道系統(tǒng)危險有害因素辨識

國內(nèi)普遍將生產(chǎn)過程中危險和有害因素分為4大類，即人的因素、物的因素、環(huán)境因素和管理因素，這4大類因素同樣可作為影響油氣管道安全的危險有害因素。結(jié)合油氣管道行業(yè)特點，對照梳理常見危害因素，經(jīng)企業(yè)業(yè)務(wù)部門“頭腦風(fēng)暴”后，形成作業(yè)類型及等級的風(fēng)險嚴重性對照表,見表1所列。

表1 作業(yè)等級與風(fēng)險嚴重性對照Table 1 Comparison between operational level and risk severity

注：高溫作業(yè)的數(shù)據(jù)以工作2 h為基準，每增加2 h增加1個等級；低溫作業(yè)的數(shù)據(jù)以工作4 h為基準，每增加或減少2 h增/減1個等級。有毒作業(yè)的C值根據(jù)毒物危險程度級別權(quán)數(shù)、作業(yè)勞動強度和毒物超標倍數(shù)的乘積決定。(數(shù)據(jù)來源：GB3608《高處作業(yè)分級》、GB12331《有毒作業(yè)分級》、GBT4200《高溫作業(yè)分級》、GB14440《低溫作業(yè)分級》、GBZ229.2《工作場所職業(yè)病危害作業(yè)分級 第2部分：化學(xué)物》、GBZ229.4《工作場所職業(yè)病危害作業(yè)分級 第4部分：噪聲》、GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》)

鑒于本文提出的風(fēng)險評價方法主要針對油氣管道生產(chǎn)運營作業(yè)活動過程中存在的危險有害因素，將油氣管道系統(tǒng)按照功能區(qū)域進行劃分，在每個劃分的功能區(qū)域內(nèi)按工作崗位識別出所有作業(yè)活動，再相應(yīng)地應(yīng)用作業(yè)安全分析方法(JSA)識別出每項作業(yè)活動中可能存在的每種危險有害因素。

2 基于作業(yè)分級原則和風(fēng)險矩陣分析的評價方法

2.1 作業(yè)分級評價方法

在特定條件下，受作業(yè)環(huán)境、工藝及其他有害因素的影響，帶有一定危險性的作業(yè)，稍有疏忽就可能造成安全事故。因此，必須建立嚴格的危險作業(yè)分級管理辦法。通過確定作業(yè)風(fēng)險導(dǎo)致事故發(fā)生的嚴重性和可能性, 來對作業(yè)危險性分級評價。

1)確定作業(yè)導(dǎo)致事故的嚴重性

危險有害因素識別后需要對其導(dǎo)致事故后果的嚴重程度進行量化，即確定每項危害因素導(dǎo)致事故后果的嚴重性大小。每一類危險源導(dǎo)致事故的后果嚴重程度主要取決于事故發(fā)生時意外釋放的能量或危險物質(zhì)的多少，為減少嚴重性定級的隨意性，提出規(guī)定作業(yè)風(fēng)險嚴重性量化參數(shù)的取值主要采用國家相關(guān)作業(yè)危險性分級的方法進行評價，依據(jù)涉及到的危害因素的能量等級進行劃分，對于沒有國標和行標支持的，由企業(yè)根據(jù)實際自行分級，見表1所列。

2)確定作業(yè)導(dǎo)致事故可能性

油氣管道系統(tǒng)中，將因作業(yè)導(dǎo)致事故發(fā)生的影響因子劃分為人因、物因和環(huán)境、管理因素3類，綜合前人的研究，每類賦予一定指數(shù)，3類因素指數(shù)之和為100分[9-10]。作業(yè)現(xiàn)場采取專家打分模式，對實施作業(yè)進行打分(打分表見表2所列)。從人因、物因和環(huán)境、管理因素進行打分并累加，規(guī)定一定分值區(qū)間對應(yīng)相應(yīng)的該種作業(yè)危害等級(亦可能性)，可能性數(shù)字從1至5代表該作業(yè)發(fā)生事故可能性逐漸升高。由于專家打分法具有一定偏差，每次由3～5人進行打分，再綜合取平均值，最大限度降低偏差。

3)確定作業(yè)風(fēng)險等級

由以上方法，確定作業(yè)導(dǎo)致事故發(fā)生的嚴重性和可能性量化的數(shù)值，借鑒風(fēng)險矩陣分析法，將這二者的代數(shù)乘積值表示為作業(yè)導(dǎo)致事故發(fā)生的風(fēng)險，將得到的數(shù)值帶入風(fēng)險矩陣表得出相應(yīng)的作業(yè)風(fēng)險等級。

2.2 基于作業(yè)分級的風(fēng)險矩陣分析法

風(fēng)險矩陣分析法出現(xiàn)于20世紀90年代中后期，由美國空軍電子系統(tǒng)中心最先提出，并在美國軍方武器系統(tǒng)研制項目的風(fēng)險管理中得到廣泛的推廣應(yīng)用[11]。風(fēng)險矩陣作為一種簡單、易用的結(jié)構(gòu)性風(fēng)險評價方法，具有廣泛適用性。常用于進行半定量的風(fēng)險估算，將事故發(fā)生的可能性和事故后果的嚴重性分別用表明相對差距的數(shù)值來表示，然后用兩者的算術(shù)乘積反映風(fēng)險等級，從而定性衡量風(fēng)險的大小[12]。用公式可表示為：

R=L×S

(1)

式中：R為風(fēng)險度；L為事故發(fā)生的可能性；S為事故后果的嚴重性。

基于作業(yè)分級的闡述，將作業(yè)分級與風(fēng)險矩陣分析法結(jié)合起來，開發(fā)出一種基于作業(yè)分級的風(fēng)險矩陣評價方法。作業(yè)風(fēng)險等級劃分原則為：評價后風(fēng)險矩陣呈現(xiàn)劃分為不同顏色區(qū)域的狀態(tài)，標志風(fēng)險等級大小。其中，白色區(qū)域表示低風(fēng)險(R<5)，淺灰色區(qū)域表示中風(fēng)險(5≤R≤12)，灰色區(qū)域?qū)?yīng)高風(fēng)險(1216)[13]。如圖2所示。

圖2 基于作業(yè)分級的風(fēng)險矩陣分析Fig.2 Risk matrix analysis based on operation classification

2.3 基于作業(yè)分級原則和風(fēng)險矩陣分析的風(fēng)險評價方法

基于作業(yè)分級原則和風(fēng)險矩陣分析的風(fēng)險評價流程: 1)識別危險作業(yè)的類型；2)辨識引起作業(yè)事故的各類危險有害因素及可能產(chǎn)生的事故后果；3)根據(jù)作業(yè)分級的原則分別確定危險作業(yè)的嚴重性與危險作業(yè)事故發(fā)生的可能性；4)將危險作業(yè)的嚴重性和風(fēng)險可能性的算數(shù)乘積值帶入風(fēng)險矩陣表得出某危險條件下的作業(yè)風(fēng)險等級。

3 應(yīng)用實例

3.1 對高空作業(yè)進行風(fēng)險評估

對某管道公司所運營的輸油氣管道站場按照功能區(qū)域進行劃分，特別選取生產(chǎn)區(qū)，識別該區(qū)域內(nèi)所有危險作業(yè)類型。以高空作業(yè)為例進行分析。

表2 專家作業(yè)打分評估Table 2 Scoring evaluation of operation by experts

1)邀請專家到現(xiàn)場從“人因、物因和環(huán)境、管理因素”3方面對潛在危險源進行打分，按照上述專家作業(yè)打分評估表(表2)進行打分，得到每個危險源對應(yīng)的危險等級，見表3所列。

2)根據(jù)表1作業(yè)等級與風(fēng)險嚴重度對照，確定高空作業(yè)潛在風(fēng)險的嚴重性，嚴重性結(jié)果見表3所列。

3)依據(jù)得到的潛在危險源的事故可能性和嚴重性，應(yīng)用式(1)計算其風(fēng)險度，結(jié)合圖2得到其風(fēng)險等級，見表3所列。

3. 2 評價結(jié)果

對某管道公司生產(chǎn)區(qū)內(nèi)部高處作業(yè)分級定量風(fēng)險評價結(jié)果進行分析，在高空作業(yè)4個操作步驟中，共評價得出1個嚴重高風(fēng)險，2個中風(fēng)險和1個低風(fēng)險。其中一個嚴重高風(fēng)險事件為高空作業(yè)過程控制，其潛在隱患存在的可能性和嚴重性分別5和4，后期應(yīng)加強對于潛在危險源的識別和分析，采取控制措施，最終使風(fēng)險水平達到理想目標。同樣，對于中風(fēng)險事件，應(yīng)在平時加強管理，采區(qū)針對性措施，確保風(fēng)險可控。

將分級定量風(fēng)險評價方法應(yīng)用于油氣長輸管道運行過程評價中，對識別出的風(fēng)險進行分級，針對不同程度的風(fēng)險按照“ALARP”原則分級管控，采取相應(yīng)安全措施，將風(fēng)險控制在可接受范圍，達到資源優(yōu)化配置，這對于風(fēng)險科學(xué)管理是十分必要的。

4 結(jié)論

1)通過某管道公司 1-12月事故統(tǒng)計分析，總結(jié)出油氣管道生產(chǎn)運營單位存在的主要危險作業(yè)活動，有必要對作業(yè)活動進行危險性分析及風(fēng)險評價。

2)分析油氣管道生產(chǎn)運營過程中主要作業(yè)活動可能產(chǎn)生的事故后果，辨識導(dǎo)致這些事故后果的危險有害因素，應(yīng)用作業(yè)分級法確定事故發(fā)生的可能性與嚴重性，建立基于作業(yè)分級的風(fēng)險矩陣，得到各作業(yè)活動的風(fēng)險級別。

3)結(jié)合某管道公司的實際情況，應(yīng)用基于作業(yè)分級原則的風(fēng)險矩陣分析方法對現(xiàn)場作業(yè)進行風(fēng)險評價，根據(jù)評價結(jié)果能有針對性地采取相應(yīng)控制措施，為公司風(fēng)險管理決策提供指導(dǎo)。

表3 某管道公司生產(chǎn)區(qū)高處作業(yè)風(fēng)險等級分析Table 3 Analysis on risk grade of operation at heights in production area of a pipeline company