謝 輝 陳海翔 劉海龍 劉俊芹
(1. 云南泰安工程技術(shù)咨詢有限公司,云南 昆明 650051;2. 中國(guó)石油管道局工程有限公司第三工程分公司,河南 鄭州 451450;3. 國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)北方管道有限責(zé)任公司秦皇島輸油氣分公司,河北 秦皇島 066000;4. 中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第九采油廠,寧夏 銀川 750006)
21世紀(jì)后我國(guó)發(fā)生多起管道油氣火災(zāi)事故,國(guó)家安全部門持續(xù)加大管道安全監(jiān)察力度。代表性的是2013年11月原中石化東黃線火災(zāi)事故死亡62人、受傷136人,財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)7.5億元。該事故中管道安全距離滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,仍導(dǎo)致重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,由此提出諸多問題[1]:現(xiàn)行長(zhǎng)輸管道安全距離是否保證本質(zhì)安全?特殊管段是否需要采取額外安全措施?管道安全距離受到設(shè)計(jì)運(yùn)行、線路規(guī)劃和人口密度等因素影響。介紹了國(guó)外管道行業(yè)在確定安全距離方面的實(shí)踐做法和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),探討了長(zhǎng)輸管道安全距離準(zhǔn)則確定方法。該方法有助于保障長(zhǎng)輸管道和公共安全,并為《石油天然氣管道保護(hù)法》修訂改進(jìn)提供借鑒。
2010年出版的《管道保護(hù)法》在附錄中給出了“管道安全距離”的定義,“沿管道基線在兩側(cè)建設(shè)用于人口活動(dòng)居住的建筑物,應(yīng)滿足本法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)中安全距離要求,旨在處置緊急事件中保證操作維護(hù)的空間和時(shí)間”。關(guān)于“安全”內(nèi)涵,有兩種截然相反觀點(diǎn):
觀點(diǎn)Ⅰ:“安全”是一類明確狀態(tài),即沒有人員死亡意味著人員是“安全”的。通常新建管道設(shè)計(jì)要求管道與建筑物安全距離應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求,可認(rèn)定管道工程設(shè)計(jì)滿足安全要求,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)值即為“安全距離”。
觀點(diǎn)Ⅱ:“安全”是一類不明確狀態(tài),即假定人員死亡風(fēng)險(xiǎn)概率不高于特定的風(fēng)險(xiǎn)臨界值,認(rèn)定為人員是安全的。風(fēng)險(xiǎn)臨界值一般由國(guó)家安全管理監(jiān)督總局規(guī)定,其中用于居住用途的人員密集所人員可接受風(fēng)險(xiǎn)不應(yīng)大于3×10-6/年。如長(zhǎng)輸管道采用該數(shù)值,對(duì)應(yīng)的特定距離認(rèn)為是特定管段的“安全距離”。
(1)美國(guó)
美國(guó)技術(shù)法規(guī)49 CFR Part 192《液體管道聯(lián)邦最低安全標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了管道設(shè)計(jì)最低安全要求,其中長(zhǎng)輸管道與住宅區(qū)、工商業(yè)建筑物的距離應(yīng)大于15m,不包括管道埋深在滿足本法規(guī)要求再加大0.3m的情形。美國(guó)技術(shù)法規(guī)規(guī)定安全距離來源于工程實(shí)踐和事故教訓(xùn),考慮了管道事故潛在影響范圍。美國(guó)管道聯(lián)合研究協(xié)會(huì)PRCI開展管道安全距離項(xiàng)目研究,指出增加管道埋深有利于減小管道事故潛在。如管道與后建建筑物距離小于15m的情形,增加埋深深度作為安全措施;
(2)歐盟
歐盟將油氣運(yùn)輸劃歸危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)管轄,法規(guī)《塞韋索法案》規(guī)范了長(zhǎng)輸管道運(yùn)行商在管道安全運(yùn)輸應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任,例如制定儲(chǔ)存超過臨界值的易燃易爆油品溢流事故安全措施、應(yīng)急預(yù)案;長(zhǎng)輸管道重大事故應(yīng)急響應(yīng)程序和處置技術(shù);油氣站場(chǎng)重要設(shè)備操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃。該法規(guī)沒有給出具體管道安全距離數(shù)值,其安全管理的理念體現(xiàn)在要求管道運(yùn)行商制定嚴(yán)格細(xì)致的管道操作維護(hù)程序,并需要驗(yàn)證企業(yè)對(duì)于重大風(fēng)險(xiǎn)隱患制定實(shí)施有效的管理和控制,目的是保證管道建設(shè)和運(yùn)行中人員風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)增加或者發(fā)生重大事故;
(3)英國(guó)
英國(guó)石油天然氣行業(yè)兩項(xiàng)基本技術(shù)法規(guī)是《管道安全法》和《重大危害控制法案》。期安全理念與《塞韋索法案》相似,強(qiáng)制規(guī)定管道運(yùn)營(yíng)商每年提交安全審核材料,證明管道系統(tǒng)安全可靠,其對(duì)社會(huì)公眾和企業(yè)員工造成的死亡風(fēng)險(xiǎn)概率滿足最低合理可行范圍(As Low As Reasonably Practicable,ALARP)。該法規(guī)沒有給出具體管道安全距離數(shù)值,與49 CFR Part 192類似,通過規(guī)定管道設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)階段的最低安全要求,保證管道全生命周期安全狀態(tài)可控;
(4)中國(guó)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50253-2014《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》指出輸送原油和成品油管道與城市住宅或村莊直線距離應(yīng)大于5m。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50251-2015《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定輸氣管道安全距離應(yīng)滿足維搶修和運(yùn)行維護(hù)要求,管道基線與附近構(gòu)筑物的垂直距離應(yīng)大于5m?!妒吞烊粴夤艿辣Wo(hù)法》提出了管道兩側(cè)5m防護(hù)區(qū)域,但該條款初衷是防止第三方活動(dòng)損壞管道,并非管道事故狀態(tài)下潛在影響范圍。
管道安全距離研究方法劃分為根據(jù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離和根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離,以下分析兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)根據(jù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離
美國(guó)和中國(guó)管道設(shè)計(jì)中根據(jù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離,法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定距離具體數(shù)值,管道設(shè)計(jì)采用該數(shù)值即為合格。該確定方法優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)便,管道實(shí)行一體化設(shè)計(jì);缺點(diǎn)是管道設(shè)計(jì)不能體現(xiàn)運(yùn)營(yíng)方的職責(zé),設(shè)計(jì)方除執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外未考慮管道實(shí)際情況,也不能表征管道差異,但實(shí)際上輸氣管道和輸油管道的危險(xiǎn)程度和事故潛在影響差異很大;
(2)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離
歐盟和英國(guó)管道設(shè)計(jì)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離,法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管道行業(yè)基本安全目標(biāo)。管道企業(yè)按照管道實(shí)際特點(diǎn),自主開展管道生產(chǎn)運(yùn)行作業(yè),保證管道系統(tǒng)安全可靠,滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定目標(biāo)。這種開放式管理模式有利于調(diào)動(dòng)管道企業(yè)主觀能動(dòng)性,管道企業(yè)除滿足基本安全目標(biāo)要求,還應(yīng)考慮投資成本,研究科學(xué)合理的管道運(yùn)行方案,有助于管道行業(yè)科技進(jìn)步。確定風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于研究系統(tǒng)、完善的管道失效數(shù)據(jù),這方面我國(guó)管道行業(yè)還處于起步階段。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式得到人員傷亡、死亡的風(fēng)險(xiǎn)概率,針對(duì)特定管段,在管道設(shè)計(jì)階段可以分析不同參數(shù)對(duì)管道系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的重要性分級(jí),例如設(shè)計(jì)壓力、埋設(shè)深度、腐蝕速率、壁厚值等,通過優(yōu)化優(yōu)選設(shè)計(jì)參數(shù)提升管道設(shè)計(jì)水平。
我國(guó)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)執(zhí)行GB 50251和GB 50253中安全距離的相關(guān)要求,合規(guī)性滿足要求,但近年來管道事故時(shí)有發(fā)生,國(guó)家安全監(jiān)督管理總局和管道企業(yè)投入大量人力物力,都不能從根本上杜絕管道安全事故,因此,根據(jù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)確定管道安全距離的方法不能解決管道系統(tǒng)根本性安全問題。可喜的是,管理層和相關(guān)學(xué)者已確認(rèn)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)在管道安全距離方面的問題,嘗試運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則解決這一問題,包括采用危險(xiǎn)化學(xué)品行業(yè)人員可接受風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算管道安全距離。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)的研究方法在保障管道安全領(lǐng)域更具科學(xué)性。建議首先在下列重點(diǎn)管段地區(qū)引入基于風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)的方法,分步實(shí)施,最終在長(zhǎng)輸管道領(lǐng)域全面應(yīng)用。
(1)管道沿線人口密集區(qū)以及判定為高后果區(qū)的管段;
(2)儲(chǔ)存超過臨界限量的危險(xiǎn)化學(xué)品和易燃易爆油氣站場(chǎng);
(3)國(guó)家安全監(jiān)督管理總局劃定的重點(diǎn)管段;
(4)歷史名勝區(qū)、動(dòng)植物環(huán)境保護(hù)、水源地。
中石化11.22原油管道火災(zāi)重大事故受到國(guó)家、社會(huì)和各行業(yè)的廣泛關(guān)注,保障管道系統(tǒng)安全與社會(huì)公眾安全密切相關(guān),應(yīng)從健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、提升管道運(yùn)行管理水平和籌建高效應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)制等多方面綜合考量。與國(guó)外管道發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)管道面臨的社會(huì)環(huán)境復(fù)雜多樣化,打孔盜油、挖掘施工活動(dòng)更為普遍,這些實(shí)際情況要求管理部門重視管道安全距離問題,僅依靠一個(gè)或多個(gè)數(shù)值從根本上預(yù)防管道油氣泄漏火災(zāi)事故,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)的方法有利于讓國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)分別擔(dān)負(fù)各自的安全職責(zé),并且按照管道實(shí)際情況制定專門的防護(hù)措施,最終建立合作共管、先進(jìn)高效的管道管理機(jī)制。