DOI：10.3969/j.issn.1001-2206.2024.06.016

摘" " 要：打孔盜油導(dǎo)致了國有資產(chǎn)流失，同時給生態(tài)環(huán)境和人身財產(chǎn)安全帶來嚴重威脅，因此需要對打孔盜油事件發(fā)生后的可能危害進行充分的研究與分析，合理評估風險水平。以獨烏成品油管道某處打孔盜油問題為例，針對事故發(fā)生后的潛在風險事件樹，詳細分析了氣象數(shù)據(jù)、沿途人口分布、點火源及點火概率等相關(guān)參數(shù)，給出了后果估計，對成品油管道打孔盜油的個人風險和社會風險進行了定量評估研究。結(jié)果表明，打孔盜油事件會明顯增大成品油管道對周圍人員的風險，致使個人風險和社會風險均超出相關(guān)標準要求的限值。

關(guān)鍵詞：打孔盜油；定量風險評估；成品油管道；個人風險；社會風險

Abstract：Stealing oil by drilling holes in the product pipeline can lead to the loss of state-owned assets， and bring serious threats to the ecological environment， personal safety， and property security. Therefore， it is necessary to carry out sufficient research and analysis on the possible damage after the occurrence of stealing oil by drilling holes and to reasonably assess the risk level. Taking stealing oil by drilling holes occurred in the Dushanzi-Urumqi product oil pipeline as an example， this paper analyzes the meteorological data， population distribution along the route， ignition source， and ignition probability in detail with the consideration of the potential risk event tree after the accident. Then， this paper estimates the consequences and quantitatively evaluates the individual risk and social risk brought by this behavior. The results show that stealing oil by drilling holes can significantly increase the risk faced by personnel around the pipeline， raising the individual risk and social risk beyond the value limited by related standards.

Keywords：stealing oil by drilling holes; quantitative risk assessment; product oil pipeline; individual risk; social risk

我國油氣管道總長度已突破千萬公里，但油品盜竊問題一直存在[1]。打孔盜油不僅竊取了國有資產(chǎn)，而且盜取油品時極易發(fā)生泄漏，造成環(huán)境污染，對生態(tài)文明造成長期破壞。此外，泄露的油品具有易燃易爆特性，有可能引起火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害，對周圍建筑與人民群眾造成巨大的生命財產(chǎn)威脅[2]。另一方面，長輸管道一旦遭遇打孔盜油事故，或?qū)⒚媾R全線停輸，給石油企業(yè)和國民經(jīng)濟、生活的正常運行帶來阻礙[3]。研究表明，我國石油公司每年因油品被盜的損失約30多億元，僅大慶油田每年就損失10億元 [4]。管道油品盜竊是一個嚴重的全球性問題，在過去幾年中一直呈上升趨勢[5]。

打孔盜油問題具有散落性、隱蔽性、多發(fā)性、季節(jié)性、流竄性等特點，且犯罪手段呈日益專業(yè)化的趨勢[3，6]。當前國內(nèi)外對該問題開展了一些研究，并在綜合治理方面提出了一些較為先進的技術(shù)手段[7-8]，例如韓永波等[9]開發(fā)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的打孔盜油事件預(yù)測模型，Sun等[4]分析了我國原油盜竊的多樣性和石油防盜的難點，并進行了需求分析，設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的智能防盜系統(tǒng)，能及時制止盜油行為并提前防止不法分子竊取原油。盡管國內(nèi)外各石油公司已經(jīng)采取了多種措施和技術(shù)來預(yù)防打孔盜油事件的發(fā)生，但始終無法完全消除該問題。因此，需要對打孔盜油事件發(fā)生后的危害進行充分的研究與分析，合理評估風險水平，進而給出各類處理預(yù)案。

本文以獨烏成品油管道某處打孔盜油問題為例，對成品油管道打孔盜油的個人風險和社會風險進行定量評估研究。

1" " 風險標準和風險事件樹

風險是某一特定危險事件在特定時期或給定情況下發(fā)生的概率，而定量風險評估則是指把風險大小以量化的形式體現(xiàn)出來的風險評價方法。因此，首先需要明確具有潛在危害的裝置或行為。

1.1" " 風險標準

風險標準是評判風險是否可接受的尺碼，或者對其重要性做出一些其他判斷。依照設(shè)定的標準比較風險級別并對其主要風險因子進行識別，這一過程即為風險評價[10]。本文以特定場所個人風險和社會（群體）風險作為風險標準進行研究。

特定場所個人風險表示界區(qū)外某一個體持續(xù)出現(xiàn)在某一特定場所所遭遇的某種危險發(fā)生的頻率，通常以年度個人死亡率表示。對該風險進行評估時假設(shè)暴露個體無法逃生、在室外且無保護。

社會（群體）風險表示群體在危險區(qū)域承受某種程度傷害的頻發(fā)程度，可以采用F-N曲線和潛在損失生命來表征[11]。F-N曲線是用來明確表示累積頻率（F）和死亡人數(shù)（N）之間關(guān)系的曲線圖，通常使用對數(shù)坐標圖。社會死亡風險描述的是可能受到災(zāi)難性事件影響的死亡人數(shù)。對位于不可接受區(qū)的風險，需要提出可行的風險減緩措施。在整個研究過程中通過反復(fù)進行定量風險評估，可以評判這些措施的有效性。

1.2" " 風險事件樹

目標管道輸送成品油介質(zhì)，泄漏出來的輕組分與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源或明火時有燃燒爆炸的危險；成品油泄漏可能會形成池火或者流淌火[11]；另外成品油泄漏會污染周圍的土壤和水源，因此該處打孔盜油的潛在風險事件樹如圖1所示。

池火或流淌火是指液體或者液化碳氫化合物在靠近點火源處泄漏，可燃氣體空氣混合物中的蒸發(fā)氣體會在液池之上燃燒。

對于閃火事件，最常見的情況是可燃蒸氣云團在擴散時遇到一個強點火源，在云團的邊緣處被點燃，火焰前緣會反向迅速回燃，直到整個氣云團被燃燒殆盡。當空氣中的可燃云團濃度處于可燃下限和可燃上限濃度之間時，任何一處的擴散云團都能被點燃。

蒸氣云爆炸是指碳氫化合物蒸氣在可燃濃度范圍內(nèi)，在受限或者部分受限空間內(nèi)被點燃而發(fā)生的爆炸。

2" " 評估計算參數(shù)與指標參數(shù)

打孔盜油事件發(fā)生后的可能危害與該事件中長輸管道的工作參數(shù)及周圍環(huán)境條件等諸多參數(shù)有關(guān)[12]，要進行定量風險評估需要對這些參數(shù)進行綜合分析。本文以獨烏成品油管道某處打孔盜油問題為例進行分析。

2.1" " 打孔盜油事故

本文研究的事例中，打孔支管直徑為1.5 in（1 in=25.4 mm），獨烏成品油管道基本參數(shù)見表1。該打孔盜油處周圍有一排毛坯土房，其中一戶有人居住，見圖2。自接管以來，共發(fā)生兩起打孔盜油事件，發(fā)生頻率為6年一次，折合年發(fā)生概率為0.17。

2.2" " 大氣環(huán)境參數(shù)

大氣環(huán)境通常通過實時變化的多個參數(shù)進行描述，本文在詳細分析了該事故位置附近的環(huán)境數(shù)據(jù)后，給出了圖3所示的打孔盜油處所在地區(qū)的風頻數(shù)據(jù)圖。

為了進一步對事故風險進行定量化評估，本文選取了事故所在地區(qū)兩組典型的氣象條件進行研究，表2給出了白天及晚上大氣穩(wěn)定度和風速的氣象數(shù)據(jù)，其中，白天和晚間平均大氣溫度分別為15.3 ℃和2.0 ℃，大氣壓力為1.029 bar（1 bar=100 kPa），太陽輻射為0.5 kW/m2。

2.3" " 點火源及點火概率

由于點火源的存在，管道泄漏后可能會引發(fā)閃火和池火風險。本例中周圍存在的確定點火源主要是來往的交通車輛和周圍的人口活動，事故周圍的點火源分布位置如圖4所示。

根據(jù)燃燒后果的不同，對立即點火和延遲點火兩種模型進行分析，其中閃火只可能是易燃蒸氣混合物經(jīng)過延遲點火而產(chǎn)生的，而立即點火只能引發(fā)池火事故[12]。

2.3.1" " 立即點火概率

立即點火概率由SAFETI軟件自帶的點火模型選取，其來源于荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院（TNO）的點火模型，目前在行業(yè)具有權(quán)威性。

2.3.2" " 延遲點火

延遲點火概率既可以使用SAFETI軟件中預(yù)定義的點火源信息，也可在軟件里直接定義。對每一個泄漏事件，計算出來的延遲點火概率值會隨著天氣類別、風速和風向、點火源的數(shù)量、強度和與擴散可燃蒸氣云團的接觸時間的不同而不同。本文考慮了點火源特性、泄漏物組分及點火源處于蒸氣云團內(nèi)的概率。在任意時刻t∈（0， T］發(fā)生點火的概率p（ t ）由下式給出[13]。

式中：ω表示點火效率，與點火源特性有關(guān)，可根據(jù)點火源在某一段時間內(nèi)的點火概率計算得出。

本文中不同火源特性的點火概率計算可以參考文獻[13]進行選取。

2.4" " 評估計算指標參數(shù)

根據(jù)圖1所示的事件樹可知，成品油管道發(fā)生打孔盜油事故后形成的后果類型包括閃火、爆炸和池火3種。

閃火事故通常持續(xù)時間短，不存在超壓，但對室外人員致死率為100%，因此需判定造成閃火的氣體云團所覆蓋的范圍。

池火產(chǎn)生的熱輻射強度指標參數(shù)在表3中給出，其中熱輻射強度由入射通量I表示，其表達式為：I=Qtc/（ 4πR2 ）。式中：Q為總熱輻射通量，tc為熱傳導(dǎo)系數(shù)，R為目標點到液池中心距離。

本文在分析蒸氣云爆炸產(chǎn)生的沖擊波對建筑物的影響時，按照文獻[13]（表H.3）的規(guī)定判斷超壓對建筑物的影響。

3" " 后果風險評估

3.1" " 評估計算方案流程

在全面獲取第1.1節(jié)所述打孔盜油事件中該長輸管道的工作參數(shù)以及周圍環(huán)境條件等諸多參數(shù)并完成數(shù)據(jù)收集后，對該打孔盜油事件進行定量風險評估；對潛在危險進行辨識后，通過失效頻率分析與失效后果分析，對潛在風險事件樹進行計算；最后，詳細研究該事件帶來的個人風險和社會風險，評估方案流程如圖5所示。

對于個人風險等高線的評估計算流程為：第一步，獲取打孔盜油事故的年發(fā)生概率，并對收集到的環(huán)境參數(shù)進行計算，得到圖3所示的風頻數(shù)據(jù)圖；第二步，根據(jù)潛在風險事件樹中的事故類型設(shè)置點火概率；第三步，計算在特定環(huán)境參數(shù)與特定后果事件下網(wǎng)格單元上的個體死亡概率，然后對所有的后果類型以及所有環(huán)境參數(shù)重復(fù)以上計算過程；第四步，取以上計算得到的概率之和，并得到個人風險等高線。

對于社會風險等高線的評估計算流程，前兩步與個人風險的計算一致。第三步則先計算在特定環(huán)境參數(shù)與特定后果事件下網(wǎng)格單元內(nèi)的人口死亡百分比和死亡人數(shù)（人口死亡百分比和網(wǎng)格單元內(nèi)人數(shù)的乘積），得到死亡總?cè)藬?shù)（所有網(wǎng)格單元內(nèi)死亡人數(shù)之和）和發(fā)生該特定后果的累積頻率（各條件的概率/頻率的乘積），然后對所有的后果類型以及所有環(huán)境參數(shù)重復(fù)以上計算過程；第四步，繪制死亡總?cè)藬?shù)和累積頻率的對應(yīng)關(guān)系圖，得到打孔盜油事件后的社會風險F-N曲線。

3.2" " 池火熱輻射風險計算

打孔盜油處不同天氣條件下形成的池火熱輻射影響距離如圖6所示。

3.3" " 閃火風險計算

成品油形成的閃火影響范圍與液池影響范圍基本一致，經(jīng)計算得到打孔盜油形成的液池影響范圍如圖7所示。

不同天氣條件下液池影響范圍如表4所示。

3.4" " 蒸氣云爆炸和環(huán)境污染

該打孔盜油處周圍相對開闊，不存在高擁塞度區(qū)域，因此不會引發(fā)較大超壓的爆炸，爆炸風險較小。

此外，成品油泄漏后如未點燃則會對范圍內(nèi)的土壤和水源等環(huán)境造成污染，該打孔盜油處地處戈壁區(qū)域，環(huán)境污染風險較小。

3.5" " 個人風險等高線

該段管道未發(fā)生打孔盜油事件和發(fā)生該事故后的個人風險等高線影響范圍見圖8和圖9。圖中各顏色曲線表示產(chǎn)生的個人風險等高線，各等高線具體對應(yīng)數(shù)值見圖例。

從上述計算結(jié)果可以看出：其一，由圖8和圖9的結(jié)果可知，在未發(fā)生打孔盜油事件前該管道產(chǎn)生的最大個人風險等高線為1×10-6，在發(fā)生打孔盜油事件后該管道產(chǎn)生的最大個人風險等高線上升為1×10-2，打孔盜油事件明顯增大了該段管道的個人風險。其二，在未發(fā)生打孔盜油事件前管道周圍毛坯土房住戶的個人風險值為7.77×10-7，滿足SY/T 6859—2020對個人風險的限值要求；在發(fā)生打孔盜油事件后管道周圍毛坯土房住戶的個人風險值上升為1.1×10-2，超出SY/T 6859—2020對個人風險的限值要求。

3.6" " 社會風險評估

該段管道未發(fā)生打孔盜油事件的社會風險計算結(jié)果（F-N曲線）見圖10，發(fā)生打孔盜油事件后的社會風險計算結(jié)果（F-N曲線）見圖11。

圖中黃色線表示風險可接受線，綠色線表示產(chǎn)生的社會風險曲線。從計算結(jié)果可知，在未發(fā)生打孔盜油事件前，該段管道的F-N曲線均位于風險可接受區(qū)域，滿足行業(yè)標準SY/T 6859—2020中規(guī)定的社會風險基準；在發(fā)生打孔盜油事件后，該段管道的F-N曲線均位于不可接受區(qū)域，不滿足行業(yè)標準SY/T 6859—2020中規(guī)定的社會風險基準。

4" " 結(jié)論

本文以獨烏成品油管道某處打孔盜油問題為例，針對事故發(fā)生后的潛在風險事件樹，詳細分析了氣象數(shù)據(jù)、沿途人口分布、點火源及點火概率等相關(guān)參數(shù)，給出了后果估計，對成品油管道打孔盜油的個人風險和社會風險進行定量評估研究。通過本文的研究，可以得到如下結(jié)論。

1）打孔盜油事件明顯增大了成品油管道的個人風險，發(fā)生打孔盜油事件后管道周圍毛坯土房住戶的個人風險值不滿足SY/T 6859—2020對個人風險的限值要求。

2）打孔盜油事件明顯增大了成品油管道的社會風險，發(fā)生打孔盜油事件后該段管道的F-N曲線均位于不可接受區(qū)域，不滿足SY/T 6859—2020中規(guī)定的社會風險基準。

綜上所述，打孔盜油事件會明顯增大成品油管道對周圍人員的風險，致使個人風險和社會風險均超出相關(guān)標準要求的限值。

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作者簡介：馬建文（1993—），男，甘肅莊浪人，2018年畢業(yè)于西安石油大學(xué)材料物理專業(yè)，現(xiàn)從事生產(chǎn)運行管理方面的工作。

Email：majw1993@126.com

收稿日期：2024-08-23