王瑞林 王興軍
河北省任丘市華北油田華港燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司 河北任丘 062552
近幾年,作為清潔能源的天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)的比重持續(xù)增加。在天然氣消費(fèi)需求不斷上漲進(jìn)程中,關(guān)于天然氣儲運(yùn)工程的安全環(huán)保管理愈發(fā)受到關(guān)重。基于此,從安全環(huán)保視角,探究天然氣儲運(yùn)工程管理的策略非常必要。
天然氣為甲B 類易燃易爆物品,作為儲運(yùn)工程中的介質(zhì)其本身就具有危險(xiǎn)性,一旦泄露遇到火源就會引發(fā)火災(zāi)爆炸事故[1]。通過在天然氣存儲工程中加強(qiáng)安全環(huán)保管理,可以在后期具體工作中建立安全環(huán)保管理程序,完善安全環(huán)保管理制度,從源頭入手減弱、消除火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn),避免相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)問題對天然氣儲運(yùn)工程安全、環(huán)境效益造成影響,為天然氣儲運(yùn)工程經(jīng)濟(jì)效益提供保障。
在天然氣儲運(yùn)工程中,儲存和運(yùn)輸設(shè)施是重大危險(xiǎn)源之一。在經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程中,天然氣儲運(yùn)工程規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,相關(guān)設(shè)施呈現(xiàn)線路長、管徑大、壓力高的特點(diǎn),儲存運(yùn)輸沿線人文、自然環(huán)境復(fù)雜,極易遭受內(nèi)部或其他第三方破壞而發(fā)生安全事故。通過及時(shí)、恰當(dāng)?shù)陌踩h(huán)保管理,可以降低相關(guān)事故發(fā)生概率,保證天然氣儲存運(yùn)輸工程順利推進(jìn)[2]。
依據(jù)單耗熱力學(xué)理論思想,結(jié)合天然氣儲運(yùn)工程開展理論研究,建立模型,分析安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。在理想狀態(tài)下,結(jié)合熱力學(xué)第二定律,天然氣儲運(yùn)工程中能源利用滿足能量平衡守則,即燃料能量消耗總量為天然氣能量和能量損耗的和。
天然氣儲運(yùn)工程包括燃燒、回?zé)岷团蛎泿讉€(gè)過程,對上述過程進(jìn)行環(huán)保分析,得出最大單耗為燃燒過程燃料附加最低單耗、膨脹過程附加最低單耗、回?zé)徇^程附加最低單耗與節(jié)流過程附加最低單耗的和。其中在燃燒環(huán)節(jié),儲運(yùn)工程蓋層分布不均、注入氣體壓力超標(biāo)等均會導(dǎo)致蓋層破損,引發(fā)天然氣逃逸事故;在回?zé)岘h(huán)節(jié),因墊底氣量隨工作氣量的增大而增加,注氣后殘余氣藏溶解,導(dǎo)致天然氣損失,污染周邊環(huán)境;在膨脹環(huán)節(jié),儲運(yùn)工程構(gòu)造圈閉高度有限、注氣壓力超標(biāo),天然氣推動邊水向構(gòu)造低部位移動,氣水邊界進(jìn)入構(gòu)造溢出會引發(fā)天然氣泄漏[3]。
以某天然氣儲運(yùn)工程為例,若其生產(chǎn)中已完成4個(gè)注氣體、采氣周期作業(yè),且處于循環(huán)開發(fā)的凝析氣藏為改建儲氣庫,地層壓力水平下降值為18.0MPa,剩余工作氣量為2.11×108m3,改建后累計(jì)注入氣體10.32×108m3,累計(jì)調(diào)峰供應(yīng)氣體11.32×108m3。計(jì)算可得儲運(yùn)工程總注氣量與剩余底工作氣體量的和為12.43×108m3,平衡差為1.11×108m3(天然氣損失量),按總注氣量10.32×108m3計(jì)算,天然氣的損失率為10.76%。天然氣的損失直接導(dǎo)致儲運(yùn)工程環(huán)境壓力值升高,威脅天然氣儲運(yùn)的安全,對周邊環(huán)境生態(tài)具有較大危害。
當(dāng)前天然氣儲運(yùn)工程安全環(huán)保管理風(fēng)險(xiǎn)源于燃燒、回?zé)?、膨脹多個(gè)環(huán)節(jié),相關(guān)環(huán)節(jié)均與工程設(shè)施緊密相關(guān),安全環(huán)保管理工作者應(yīng)從工程設(shè)施入手,與專業(yè)人員溝通,根據(jù)天然氣性質(zhì),進(jìn)行工程設(shè)施的優(yōu)化改進(jìn)。根據(jù)天然氣甲類易燃特性,安全環(huán)保管理工作者應(yīng)重視天然氣儲存和運(yùn)輸設(shè)施隔熱性能,在普通堆積隔熱技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,適當(dāng)選用高真空隔熱(有間隔物/ 無間隔物)、真空粉末隔熱等技術(shù)。如將真空粉末隔熱應(yīng)用到低溫儲槽中,將高真空多層隔熱應(yīng)用到槽車中等[4]。
同時(shí),要根據(jù)天然氣儲運(yùn)設(shè)備可能存在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn),結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境實(shí)際情況,進(jìn)行總體布局、材料與零件的優(yōu)化,盡可能減少外界環(huán)境因素的影響,保障天然氣儲運(yùn)工程的安全。如在總體布局上,盡可能避開飲用水源地、自然保護(hù)區(qū),保證工程站場與閥室距離區(qū)域“風(fēng)口”較遠(yuǎn),降低放空或泄露天然氣集聚的風(fēng)險(xiǎn)。
天然氣儲存運(yùn)輸工程運(yùn)行過程中面臨各種各樣的安全風(fēng)險(xiǎn),安全環(huán)保管理工作者需要明確自身肩負(fù)的工作責(zé)任,將天然氣儲運(yùn)工程參與者職責(zé)進(jìn)行劃分,成立安全環(huán)保監(jiān)督管理小組。小組責(zé)任人為專職安全環(huán)保管理工作者,需要依據(jù)全要素、全過程原則,推進(jìn)安全環(huán)保管理,促使工程的每一個(gè)模塊均涵蓋在安全環(huán)保管理范疇內(nèi),保證工程細(xì)節(jié)操作的科學(xué)化、安全性。同時(shí),專職安全環(huán)保管理工作者應(yīng)為工程現(xiàn)場安全文明施工、環(huán)境保護(hù)承擔(dān)全方位監(jiān)督職責(zé),在工程操作、安全文明管理方面,嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范,確保天然氣儲運(yùn)工程對周邊生態(tài)、內(nèi)部人員和設(shè)備的破壞最小化[5]。
天然氣儲運(yùn)工程參與者需要利用飛機(jī)巡線+GIS+直呼系統(tǒng),構(gòu)建系統(tǒng)而科學(xué)的巡視管理方案,全面、及時(shí)獲知工程運(yùn)行狀態(tài)與周邊生態(tài)環(huán)境的變化,定期收集、歸納工程中出現(xiàn)的安全環(huán)保問題,定期向小組責(zé)任人匯報(bào),預(yù)先制定相關(guān)解決策略。對于偶然發(fā)生的問題,相關(guān)人員需要及時(shí)制定激進(jìn)型緊急處理方案,保證天然氣儲運(yùn)工程規(guī)范運(yùn)作。在設(shè)施管理方面,應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》等相關(guān)法律規(guī)定,將法律嚴(yán)格禁止的操作限定在安全距離范疇外。對于需審批的第三方工藝操作,需要由第三方工藝操作方委托資質(zhì)達(dá)標(biāo)的天然氣管道安全評估機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全咨詢評估,以專家評審會論證的形式進(jìn)行進(jìn)一步評審。在評審之后,相關(guān)方可以依據(jù)評論審核意見、評估報(bào)告內(nèi)容,進(jìn)行《油氣管道保護(hù)專項(xiàng)施工方案》與《事故應(yīng)急救護(hù)援助預(yù)案》的制定[6]。同時(shí),與設(shè)備供應(yīng)方簽訂安全生產(chǎn)管理協(xié)議,對相關(guān)方進(jìn)行安全環(huán)保宣傳教育,在工程開始階段指派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場給予安全環(huán)保指導(dǎo)。
危險(xiǎn)源控制是天然氣儲運(yùn)工程中安全環(huán)保管理的核心,安全環(huán)保管理工作者應(yīng)借助國際油氣生產(chǎn)者協(xié)會(OGP)在1974 年提出的HSE 管理體系,將健康、安全、環(huán)境管理視為一個(gè)整體,系統(tǒng)識別、排查與天然氣存儲運(yùn)輸工程推進(jìn)具有較大關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)源。確定風(fēng)險(xiǎn)源后,根據(jù)危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源的等級劃分,制定對應(yīng)等級的時(shí)效性措施,達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)的目的,從根源上規(guī)避天然氣儲運(yùn)工程風(fēng)險(xiǎn)失控問題。同時(shí),還應(yīng)從嚴(yán)監(jiān)督、檢測風(fēng)險(xiǎn)源,強(qiáng)化巡視檢查及工程細(xì)節(jié)保養(yǎng),依據(jù)“查端倪-觀征兆-嚴(yán)整改”的流程,構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)化的危險(xiǎn)源控制體系,將引發(fā)事故、災(zāi)害的隱患消除在萌芽狀態(tài)。
具體實(shí)踐過程中,安全環(huán)保管理工作者應(yīng)依據(jù)分類別、風(fēng)險(xiǎn)分級管理的總體方針,結(jié)合天然氣儲運(yùn)工程基本屬性、規(guī)模,從管道與儲氣庫類別劃分標(biāo)準(zhǔn)、HSE風(fēng)險(xiǎn)目錄、統(tǒng)一風(fēng)險(xiǎn)等級劃分方法等方面,進(jìn)行不同級別風(fēng)險(xiǎn)管理的責(zé)任主體、工作內(nèi)容的設(shè)計(jì)。其中HSE風(fēng)險(xiǎn)目錄需要持續(xù)更新、細(xì)化,面向天然氣儲運(yùn)系統(tǒng)整個(gè)生命周期,建立動態(tài)、實(shí)時(shí)、閉環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)管理信息系統(tǒng)。管道與儲氣庫可以劃分為A 類、B 類、C 類三個(gè)類別,管道分類指標(biāo)為管道輸送介質(zhì)類型、服役時(shí)間、壓力等級、環(huán)境敏感度和重要性等;儲氣庫分類指標(biāo)則為庫規(guī)模、服役時(shí)間、壓力等級、環(huán)境敏感度和系統(tǒng)重要性等。具體如表1 所示。
表1 天然氣儲運(yùn)庫分類評分標(biāo)準(zhǔn)
在天然氣儲運(yùn)庫分類評分標(biāo)準(zhǔn)明確之后,安全環(huán)保管理工作者可以綜合考慮天然氣存運(yùn)工程設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行多個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)等級,以及作業(yè)活動環(huán)境、工藝操作、人員安全風(fēng)險(xiǎn)、管道及站、庫設(shè)備設(shè)施本體等因素,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)高低水平的劃分[7]。其中I 級為一般可接受風(fēng)險(xiǎn),如輸氣泵空轉(zhuǎn),輸氣管盤根安裝過緊等,發(fā)生概率為1 次/ a,但仍然需要相關(guān)管理、工藝措施的改進(jìn)。II 級為中等風(fēng)險(xiǎn),如輸氣管腐蝕磨損穿孔、閥門接口墊片磨損等,發(fā)生概率為1 次/ 10a,需要采用必要危險(xiǎn)源防控策略,并保證策略應(yīng)用后風(fēng)險(xiǎn)被控制在可接受水平。III 級為高風(fēng)險(xiǎn),如天然氣大量集聚爆炸等,發(fā)生概率為1 次/ 100a,需要利用定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)(QRA)方法)進(jìn)行分析后針對性控制。
綜上所述,在天然氣儲運(yùn)工程中,安全風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生概率較高。一旦發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)事故,不僅會危害工程設(shè)備設(shè)施及資源,而且會污染周邊生態(tài)環(huán)境,威脅周邊生物的生命健康。因此,天然氣儲運(yùn)工程安全環(huán)保管理工作者應(yīng)明確自身責(zé)任,從工程設(shè)備設(shè)施優(yōu)化改進(jìn)入手,完善巡查巡視、監(jiān)督管理手段,從細(xì)處著手進(jìn)行危險(xiǎn)源的管控,降低危險(xiǎn)源的發(fā)生率,保障天然氣儲運(yùn)工程的順利推進(jìn)。