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摘要:天然氣長輸管道是輸送天然氣能源的重要方式,對(duì)市場(chǎng)能源需求發(fā)揮重要作用。由于天然氣氣體易燃易爆性質(zhì)及多種因素影響,天然氣長輸管道安全運(yùn)行面臨嚴(yán)峻形勢(shì)。掌握天然氣管道運(yùn)行中的危險(xiǎn)因素,采取有效的管理措施預(yù)防機(jī)制對(duì)天然氣管道安全運(yùn)行具有重要意義。分析天然氣長輸管道風(fēng)險(xiǎn)形勢(shì),詳細(xì)闡述天然氣管道主要危險(xiǎn)因素,對(duì)不同管道風(fēng)險(xiǎn)建立應(yīng)急管理方法提出對(duì)策。
關(guān)鍵詞:天然氣管道;危險(xiǎn)因素;安全管理
前言
天然氣是清潔低碳高效能源,提高天然氣在我國能源消費(fèi)中的占比,對(duì)促進(jìn)民生發(fā)展具有重要意義。確保天然氣管道安全運(yùn)行是推動(dòng)天然氣行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),目前我國已建成主干線。聯(lián)絡(luò)線構(gòu)成的全國管網(wǎng),進(jìn)口通道包括西南中緬管道、東南LNG通道等。天然氣管道構(gòu)建東西南北縱橫格局,2020年我國天然長輸管道長度突破10.4萬公里,國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)天然氣管道建設(shè)提出迫切要求,對(duì)確保長輸管道安全運(yùn)行提出更高的要求。長輸天然氣管道項(xiàng)目是系統(tǒng)性工程,日常供氣是關(guān)系到國計(jì)民生的大事,安全供氣是天然氣管理的重點(diǎn)。天然氣管道安全運(yùn)行受到多方面因素的影響,研究天然氣長輸管道危險(xiǎn)因素,加強(qiáng)管道安全管理具有重要意義。
1.天然氣管道安全管理概述
天然氣組成成分主要是甲烷,含有乙丙丁烷及異構(gòu)物等,天然氣輸氣管道是向用戶輸送天然氣的干線管道。天然氣長輸管道長度通常在25公里以上,輸氣壓力超過4MPa,天然氣長輸管道由單根鋼管逐根連接組裝經(jīng)電焊技術(shù)焊接。具有運(yùn)輸成本低、建設(shè)快等特點(diǎn),長輸管道運(yùn)輸天然氣對(duì)環(huán)境污染小,天然氣長輸管道工程包括站場(chǎng)工程等工程內(nèi)容。管道運(yùn)輸是油氣資源向用戶配送的主要方式,油氣管道運(yùn)行中由于腐蝕等原因,存在發(fā)生泄漏事故的風(fēng)險(xiǎn),發(fā)生泄漏事故會(huì)影響城市正常運(yùn)行,油氣管道安全對(duì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展至關(guān)重要。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)天然氣管道供應(yīng)迫切需求,要求加強(qiáng)長輸管道安全監(jiān)管。天然氣管道高危性對(duì)其安全運(yùn)輸提出更高的要求,目前政府部門在長輸管道安全監(jiān)管中存在許多問題,對(duì)天然氣管道運(yùn)輸危險(xiǎn)因素分析,研究加強(qiáng)天然氣管道運(yùn)輸安全管理具有重要現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前我國油氣管道建設(shè)進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期,天然氣管道項(xiàng)目是涉及眾多單位工程的系統(tǒng)性工程,包含業(yè)務(wù)有長輸管道鋪設(shè)、壓氣站建設(shè)到下游用戶開發(fā)、LNG槽車運(yùn)輸?shù)?,系統(tǒng)是聯(lián)通的運(yùn)行管理模式,天然氣日常供氣出現(xiàn)問題會(huì)影響居民與動(dòng)力能源企業(yè)。天然氣管道安全得到相關(guān)方重視,管理部門出臺(tái)有關(guān)政策,國家頒布?jí)毫艿腊踩芾硪?guī)定,做好天然氣長輸管道項(xiàng)目施工安全管理,需要規(guī)范實(shí)施措施。如做好各類應(yīng)急預(yù)案編制,根據(jù)公司情況進(jìn)行預(yù)案調(diào)整完善。公司安全環(huán)境監(jiān)察部負(fù)責(zé)各種安全事宜,每年分析天然氣年度事故類型,形成正式調(diào)查報(bào)告后進(jìn)行全員學(xué)習(xí),保證項(xiàng)目建設(shè)安全控制。
2.長輸天然氣管道危險(xiǎn)因素分析
隨著天然氣氣田的開發(fā),各國天然氣管道建設(shè)得到迅速發(fā)展。我國天然氣管道始建于60年代,近年來隨著柴達(dá)木氣田勘探開發(fā),建設(shè)西氣東輸?shù)乳L距離輸氣管道,目前有許多長輸管道項(xiàng)目逐步建設(shè)實(shí)施。長輸天然氣管道涉及到輸氣站場(chǎng)及下游用戶,任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行,天然氣管道安全管理尤為重要。長輸管道建設(shè)項(xiàng)目危險(xiǎn)因素分析依據(jù)為《?;访洝贰蛾P(guān)于開展重大危險(xiǎn)源監(jiān)管工作的指導(dǎo)意見》等。石油天然氣管道輸送介質(zhì)為易燃易爆物質(zhì),含有硫化氫、游離水等雜質(zhì),地質(zhì)環(huán)境與水溫災(zāi)害,操作失誤等因素對(duì)管道安全造成威脅。管道發(fā)生泄漏爆破等事故造成巨大財(cái)產(chǎn)損失。輸氣管道事故主要原因包括腐蝕、材料缺陷及不良環(huán)境影響。腐蝕是造成天然氣管道事故主要原因,內(nèi)腐蝕是主要事故原因,輸送含硫天然氣管道內(nèi)腐蝕類型包括化學(xué)腐蝕等形式,天然氣中含有硫化氫,硫化氫電離后形成S2-,使金屬離子解析形成斑點(diǎn)造成管道穿孔。硫化物質(zhì)應(yīng)力腐蝕加速管道腐蝕,硫化物應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生拉應(yīng)力發(fā)生于高強(qiáng)度鋼管道,鋼管與硫化氫水溶液接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕,氫原子在鋼材中擴(kuò)散使材料開裂。長輸天然氣管道輸送的天然氣屬于易燃?xì)怏w,天然氣與空氣混合后,能迅速形成易爆氣體,易爆氣體遇熱源即會(huì)發(fā)生燃燒、爆炸。因此,長輸天然氣管道潛藏著一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素——火災(zāi)、爆炸。根據(jù)統(tǒng)計(jì),造成長輸天然氣管道火災(zāi)、爆炸的主要原因,是長輸管道發(fā)生天然氣泄漏且遇到明火火源。長輸管道發(fā)生天然氣泄漏的主要原因,則包括多個(gè)方面:(1)長輸天然氣管道線路設(shè)計(jì)走向不合理;(2)長輸天然氣管道強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、連接方式不合理、管道密封性差;(3)管道材料或管道附件選材不當(dāng);(4)管道防腐蝕設(shè)計(jì)不合理;(5)管線布置考慮不周;(6)管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理;(7)天然氣管道發(fā)生腐蝕,或疲勞失效;(8)施工人員在連接管道時(shí)使用強(qiáng)力進(jìn)行組裝;施工人員在連接管道時(shí)不重視焊接施工,導(dǎo)致管道出現(xiàn)焊接缺陷;(9)施工人員沒有做好管道的補(bǔ)口、補(bǔ)傷;(10)長輸天然氣管道電氣裝置防爆性能不好,或電氣裝置發(fā)生短路、出現(xiàn)漏電、接地不良,或電氣裝置過負(fù)荷、靜電導(dǎo)入不良,儀表失靈;(11)線路截?cái)嚅y無法按要求操作;(12)長輸天然氣管道附近發(fā)生重大地質(zhì)危害,如地震、地面沉降、土地沙化、水土流失;(13)長輸天然氣管道附近發(fā)生重大氣候危害,如雷電、洪水、低溫,等等。施工材料缺陷是導(dǎo)致事故的主要因素,由于管道材質(zhì)選擇不合理,管道事故操作維護(hù)不良等造成,反映出管道事故水平較低。由于我國生產(chǎn)螺旋縫鋼管歷史較長,螺旋焊鋼管具有焊縫長度大等缺點(diǎn),引發(fā)事故概率較高。螺旋焊縫鋼管制管由于焊接造成焊縫內(nèi)焊等缺陷處應(yīng)力集中是誘發(fā)事故的主要原因。局部腐蝕可逐漸擴(kuò)展成裂紋,沿焊縫將管道撕裂。斷裂原因?yàn)閲?yán)重的焊接缺陷導(dǎo)致,具有缺口效應(yīng)的缺陷引起嚴(yán)重預(yù)應(yīng)力集中。管道內(nèi)運(yùn)輸介質(zhì)為原油天然氣,隨著人類活動(dòng)增加,不遵守石油天然氣管道保護(hù)法行為對(duì)管道造成破壞,如管道沿線修筑道路,人為打孔偷油等破壞活動(dòng)引起原油意外泄露。包括有意與無意破壞。有意破壞是為某種目的蓄意破壞;無意破壞危害體現(xiàn)在河道取砂土損傷管道,建設(shè)工程施工損傷管道,違章建筑占?jí)汗艿赖取?/p>
3.天然氣長輸管道安全管理問題
長輸天然氣管道輸送距離長,擔(dān)負(fù)向工業(yè)企業(yè)提供大量原料的任務(wù),必須保證安全可靠供氣。建國后我國天然氣管道建設(shè)快速發(fā)展,新世紀(jì)后天然氣消費(fèi)市場(chǎng)不斷增加,促進(jìn)我國加快天然氣管道工程建設(shè),隨著川氣東送等工程建設(shè)投產(chǎn),我國長輸油氣管道里程達(dá)15萬公里,一次輸氣能力達(dá)5200億立方米。天然氣長輸管道是我國能源大動(dòng)脈,由于輸送介質(zhì)特殊性,受到企業(yè)及政府部門的關(guān)注,管道主管部門忽略安全監(jiān)管,在管道安全協(xié)同治理方面研究較少。當(dāng)前我國天然氣管道安全管理存在政府監(jiān)管責(zé)任落實(shí)不到位,安全監(jiān)管法律體系不健全,長輸管道企業(yè)安全管理技術(shù)應(yīng)用不足等問題。石油天然氣運(yùn)營企業(yè)分屬中石油與中石化下屬公司,企業(yè)建立完善的安全管理制度,推行HSE管理體系,由于企業(yè)特點(diǎn)在管理中存在不利于安全生產(chǎn)的問題。包括企業(yè)使用較多當(dāng)?shù)剞r(nóng)民巡線工,各區(qū)段站點(diǎn)人員流動(dòng)性大,對(duì)顯著隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),維護(hù)救援力量分散。天然氣長輸管道安全監(jiān)管缺乏具體責(zé)任,管道保護(hù)法律執(zhí)行力度不足,對(duì)危害安全行為處罰力度較小。天然氣長輸管道項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)作業(yè)單位多,甲乙方共同組建安全管理組織機(jī)構(gòu)層級(jí)眾多,相同指令下發(fā)得到反饋不同,安全管理指令得不到有效執(zhí)行影響管理效果。天然氣管道項(xiàng)目安全管理中缺乏有效評(píng)價(jià),現(xiàn)場(chǎng)采用激勵(lì)措施主要針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度設(shè)立,公司領(lǐng)導(dǎo)更關(guān)注工程進(jìn)度,作業(yè)人員忽視安全工作。天然氣管道項(xiàng)目未關(guān)注人員心理健康安全,人的不安全行為原因有多種,由于長期在外不能回家等不良心理因素導(dǎo)致人的狀態(tài)不佳,增大不安全行為發(fā)生率。未制定危險(xiǎn)源識(shí)別制度,大多數(shù)安全管理人員未認(rèn)真通過分析研究每個(gè)工序,多數(shù)安全管理人員根據(jù)慣例指導(dǎo)工作,未根據(jù)實(shí)際情況差別管理,導(dǎo)致管理缺失。
4.天然氣管道安全管理對(duì)策
天然氣管道對(duì)城市運(yùn)行具有重要意義,監(jiān)管部門在管道安全管理中存在許多問題,導(dǎo)致長輸管道安全事故頻發(fā),造成巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失與嚴(yán)重人員傷亡事故。影響天然氣長輸管道的因素較多,要針對(duì)天然氣長輸管道安全管理中的問題,通過完善安全監(jiān)管法律體系,保障安全管理責(zé)任落實(shí),提升天然氣長輸管道管理效能。根據(jù)已有法規(guī)制定適合地方特點(diǎn)的天然氣管道保護(hù)實(shí)施辦法,明確政府部門的權(quán)利義務(wù),為監(jiān)管部門提供監(jiān)管依據(jù)。對(duì)國外天然氣管道管理體制等進(jìn)行專題研究,由市政府牽頭制定管理辦法,強(qiáng)化企業(yè)安全管理責(zé)任。對(duì)地方政府天然氣管道設(shè)施保護(hù)監(jiān)管作出規(guī)定,根據(jù)監(jiān)管內(nèi)容等對(duì)管道分類,分段時(shí)期進(jìn)行有效監(jiān)管。造成管道事故的主要原因是外力影響,自然因素采取相應(yīng)的防護(hù)措施,外力影響因素中工程施工等非故意因素為主要因素,管道占?jí)簡栴}復(fù)雜,涉及地方利益,需要針對(duì)不同情況制定相應(yīng)處理辦法,使管道占?jí)呵謇砉ぷ黜樌M(jìn)行。為防止長輸天然氣管道發(fā)生天然氣泄漏,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),必須嚴(yán)格執(zhí)行《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》,并結(jié)合長輸天然氣管道工程的實(shí)際情況,以及管道工程沿線地形地貌的實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在長輸管道工程實(shí)際施工中,施工人員必須應(yīng)用技術(shù)成熟可靠的陰極保護(hù),并為管道選用適用的防腐涂料。管道的所有防腐作業(yè),都必須在防腐廠內(nèi)進(jìn)行,絕不能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。在工程現(xiàn)場(chǎng),還要對(duì)管道進(jìn)行補(bǔ)口、補(bǔ)傷,并且要保證補(bǔ)口、補(bǔ)傷的質(zhì)量。必須保證管道電氣接地設(shè)施及防雷、防靜電設(shè)施完好。必須定期對(duì)管道在線儀表進(jìn)行檢測(cè)。必須在管道工程全線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)合理設(shè)置若干個(gè)線路截?cái)嚅y室,線路截?cái)嚅y室的閥門要選用氣液聯(lián)動(dòng)緊急截?cái)嚅y。這樣,一旦管道發(fā)生意外破損,可緊急切斷上游來氣并關(guān)閉閥門,以避免對(duì)供氣的瞬時(shí)影響。管道工程應(yīng)盡量避免穿越存在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū),要根據(jù)管道穿越區(qū)域的具體情況,以及各個(gè)區(qū)域潛藏的各種風(fēng)險(xiǎn)隱患,為管道工程采用相應(yīng)的防護(hù)措施。管線生產(chǎn)調(diào)度中心應(yīng)采用SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)全線天然氣輸送工藝過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和調(diào)度管理。為防止管道發(fā)生疲勞失效,在輸送天然氣時(shí),必須對(duì)天然氣的流量、壓力進(jìn)行合理的調(diào)節(jié),在運(yùn)行中必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程。管道沿線必須嚴(yán)禁出現(xiàn)任何明火火源。管道質(zhì)量與管道使用壽命息息相關(guān),目前國家對(duì)長輸管道施工單位未統(tǒng)一管理,天然氣管道長輸企業(yè)要對(duì)管道工程外包遴選建立完備制度,確保工程施工符合質(zhì)量要求。企業(yè)要建立隱患排查制度,對(duì)違章建筑物占?jí)汗艿?,管道腐蝕等情況排查,對(duì)不能解決隱患報(bào)告行業(yè)主管部門。加大對(duì)企業(yè)單位管道設(shè)施安全保護(hù)宣傳力度,強(qiáng)化管道安全保護(hù)意識(shí),使周邊單位了解天然氣管道保護(hù)法相關(guān)內(nèi)容。企業(yè)要建立對(duì)管道完整性管理理念,生產(chǎn)中推廣GIS系統(tǒng)管理。長輸管道地形復(fù)雜特點(diǎn)決定管道集中監(jiān)控耗費(fèi)大量人力財(cái)力,天然氣管道長輸企業(yè)要積極開展先進(jìn)技術(shù)研發(fā),依靠自動(dòng)化技術(shù)對(duì)管道運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控,建立覆蓋場(chǎng)站的泄露檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng),通過技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)管道存在的安全問題。應(yīng)急處置是風(fēng)險(xiǎn)管理的重要環(huán)節(jié),天然氣管道輸送企業(yè)設(shè)施設(shè)備分布呈現(xiàn)線狀,單純按照管道建立應(yīng)急處置隊(duì)伍而不能及時(shí)達(dá)到應(yīng)急處理力量,各管道運(yùn)輸企業(yè)統(tǒng)籌考慮,能保證應(yīng)急處理力量對(duì)管線全覆蓋,降低總體應(yīng)急力量保持成本。
5.結(jié)語
天然氣長輸管道建設(shè)促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,天然氣管道安全運(yùn)行需要政府部門與社會(huì)共同參與。近年來天然氣管道安全事故頻發(fā),加強(qiáng)對(duì)天然氣長輸管道危險(xiǎn)因素分析,研究長輸天然氣管道安全管理措施具有重要意義。本文概述天然氣長輸管道安全管理的內(nèi)涵意義,總結(jié)天然氣管道危險(xiǎn)因素,分析我國天然氣管道運(yùn)輸安全管理現(xiàn)狀問題,提出長輸天然氣管道安全管理措施,有效保障天然氣管道安全運(yùn)行。
作者:彭健鋒 單位:國家管網(wǎng)集團(tuán)川氣東送天然氣管道有限公司