输油管道人员密集型高后果区风险消减措施的优化

段云跃 谭 涛

国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司川渝输油部, 重庆 400061

0 前言

输油管道高后果区管理是输油管道完整性管理的关键环节。随着中国城乡建设的发展,管道周边人口密度不断增大[1],人员密集型高后果区数量与安全风险逐年增加,人员密集型高后果区管控压力逐年增大,输油管道人员密集型高后果区一旦发生事故极易造成群死群伤事件,群众生命财产安全受到威胁[2]。因此，输油管道人员密集型高后果区相比其他类型高后果区监管要求更高。GB 32167—2015《油气输送管道完整性管理规范》(以下简称GB 32167—2015)作为高后果区管理核心规范[3-5],对高后果区提出了具有普适性的7项风险消减措施,但管控要求较为宽泛,可操作性不强,未专门针对人员密集型高后果区提出管控措施,导致企业对人员密集型高后果区管控针对性不强。因此,开展人员输油管道密集型高后果区风险消减措施的提炼与优化尤为迫切。

某管网公司管理运行6 000 km成品油管道,从GB 32167—2015的7项消减措施出发,制定出国标符合性检查表,结合输油管道企业实际,优化出针对输油管道人员密集型高后果区的日常管理措施、工程技术措施、应急管理措施3类共计23项可操作性强并便于量化实施的具体管控措施。通过某人员密集型高后果区管控案例实践,经管道风险矩阵法评估证明风险有效降低。

1 输油管道人员密集型高后果区识别依据

GB 32167—2015识别准则将油气管道高后果划分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级，其中Ⅲ级代表严重程度最大,Ⅰ级代表严重程度最小[3]。识别准则有6个识别项,输油管道高后果区分类分级见表1。人员密集型高后果区包含识别项1、2、3，其中识别项1对应Ⅲ级,识别项2、3对应Ⅱ级。应当注意,Ⅱ级人员密集型高后果区判定标准有识别项2、3,其主要区别在于识别项2限定管道长度为2 km管道,识别项3未对管道长度做限定。

表1 GB 32167—2015输油管道高后果区分类分级表Tab.1 Classification of high consequence area of oil pipeline in GB 32167—2015

2 输油管道人员密集型高后果区管控难点

1)后果更加严重和难以接受,输油管道具有高压、易燃、易爆属性,人员密集型高后果区因风险消减措施不力,管控不当造成管道失效油品泄漏后,会对周围群众生命财产安全造成严重威胁,极易导致群死群伤事件[4-6]。

2)管理要求更加严格,《国家安全监管总局等八部门关于加强油气输送管道途径人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》(安监总管三[2017]138号)要求对于输油管道人员密集型高后果区管段,管道企业需增加巡护频次,加密地面标识,尤其是需采取安装全天候视频监控等安全风险防控措施[7-9]。GB/T 35068—2018《油气管道运行规范》规定高后果区管道巡护应每天至少巡护1次。

3 管控措施优化

3.1 存在问题

GB 32167—2015提出对高后果区开展风险消减与维修维护措施，分为日常管理与巡护、缺陷修复、第三方损坏风险控制、自然与地质灾害风险控制、腐蚀风险控制、应急支持、降压运行共计7项措施。这些消减措施分类较多,每类措施概念宽泛,不够具体,可操作性不强,且未提炼出对人员密集型高后果区的针对性措施。现亟需将笼统的GB 32167—2015消减措施优化为具有可操作性的,特别针对人员密集型高后果区的管控措施。

3.2 提出方案

为解决上述问题,结合某输油管道实际运营情况,经分析统计和归纳,可将输油管道人员密集型高后果区风险消减与维修维护措施优化为日常管理措施、工程技术措施、应急管理措施3类,每一类进一步细化,共细化为23项具体措施,本文称之为一套系统的管控措施。其中日常管理措施主要为设立区长、开展管道巡护与检查、管道保护宣传等,细化为7项,对应GB 32167—2015中日常管理与巡护、第三方损坏风险控制2项风险消减措施；工程技术措施主要为现场桩牌埋设、水工保护、固定摄像头、物理隔离、内外检测、阴极保护电位测试等11项,对应国标第三方损坏风险控制、腐蚀风险控制、自然与地质灾害风险控制等3项风险消减措施；应急管理措施分为5项措施,对应国标应急支持这项风险消减措施。

3.3 具体措施

制定GB 32167—2015符合性检查表,一方面要求自行优化措施均需满足GB 32167—2015内7项风险消减与维修维护措施,另一方面按照人员密集型高后果区后果严重程度[10],对Ⅲ级与Ⅱ级人员密集型高后果区需采取管控措施实施频次及必要性区别对待,突出重点,提供必选项与选择项,提出具体管控措施。优化管控措施与GB 32167—2015风险消减措施对照见表2。

表2 优化管控措施与GB 32167—2015风险消减措施对照表Tab.2 Comparison between optimized control measures and GB 32167—2015 risk mitigation measures

4 人员密集型高后果区管控措施案例

4.1 背景

某管网公司输油部输油站所辖成品油管道,管道材质X60,设计压力9.5 MPa,输送汽油、柴油,YJ008～YJ009桩号段管道长400 m，途经某直辖市羊角村,见图1。房屋距离管道最近处为5 m,管道中心线50 m范围内有1～3层住宅15栋,管道中心线50～100 m范围内有1～3层住宅20栋，管道中心线100～150 m范围内有1～3层住宅25栋，管道中心线150～200 m范围内有1～3层住宅30栋。管道沿羊角村旁敷设,羊角村为街道式村,此地聚集大部分该村村民,人口较多。YJ008+600桩号油流方向左侧距离管道160 m有羊角村学校,影响长度100 m,占地面积约500 m2,人数约750人,近年来人口不断增多。该管道符合表1识别项3管道两侧各200 m内有聚居户数50户或以上的村庄、乡镇等。输油部将YJ008～YJ009人员密集型高后果区识别为Ⅱ级人员密集型高后果区。经采用GB 32167—2015附录E管道风险矩阵进行风险评价[11-12],风险矩阵法风险评价结论为3D,风险等级为Ⅲ级(较高,该处风险水平不可接受,应在限定时间内采取有效应对措施降低风险)。

图1 YJ008～YJ009人员密集型高后果区现场图Fig.1 Site map of high consequence area from YJ008 to YJ009

4.2 风险消减措施

4.2.1 日常管理措施

4.2.1.1 分级设立高后果区区长

该人员密集型高后果区设立输油部副经理为输油部级区长,该输油站站长为输油站级区长,输油站外线员(段长)为专职区长,实现三级区长管控。

4.2.1.2 输油部级区长现场检查

输油部级区长即输油部副经理每半年至少巡查1次,指导、监督输油站开展高后果区管控工作。

4.2.1.3 输油站级区长现场检查

输油站级区长即输油站站长每月手持GPS对该处徒步巡查1次,牵头开展高后果区管控工作。

4.2.1.4 专职区长徒步巡检

专职区长每月手持GPS至少巡查1次，每2月开展1次无人机巡查并拍摄人员密集型高后果区照片进行比对分析,发现问题及时处理和汇报[13-15]。

4.2.1.5 巡线承揽人徒步巡检

输油站巡线承揽人对照巡护方案每日至少手持GPS巡查1次,严防打孔盗油、第三方施工破坏、地质灾害等风险[16],发现问题及时进行“双汇报”。

4.2.1.6 开展管道保护宣传

每年第一季度开展管道周边物权人信息更新,做好输油站高后果区沿线物权人信息精确登记及宣传,告知管道风险、保护知识及企业联系方式,提升群众管道保护意识[17]。

4.2.1.7 与政府部门联合检查

输油站与羊角村村委会成立管道保护领导小组,每年至少进行1次联合巡查,依靠政府力量及时协调处理相关问题。

4.2.2 工程技术措施

4.2.2.1 埋设加密桩

设置玻璃钢加密桩,在人员密集区域按照20 m/棵标准埋设加密桩。水泥路面设置不锈钢标识牌,向公众标明管道位置,提供管道企业联系方式。

4.2.2.2 安装警示牌

每隔50 m设置1块警示牌,结合现场实际优先设置于管道与道路交叉处,向过往车辆、行人提供管道保护信息和企业联系信息等。

4.2.2.3 设置人员密集型高后区信息公示牌

按照50 m间距设置1块人员密集型高后果区信息公示牌,对外公示人员密集型高后果区基本情况、风险告知、应急措施和应急疏散图等信息。

4.2.2.4 安装摄像头

设置3台固定式全天候摄像头[18],画面回传至区域调度、管理人员办公电脑和手机,实现全天候24 h远程监控,管理人员随时查看,确保及时发现异常,见图2。

图2 固定式全天候摄像头照片Fig.2 Fixed all-weather camera

使用无人机高空或抵近飞行拍照对管道周边进行图像采集数据,定期与前期照片进行对比,分析管道周边环境新增占压、第三方施工、人员密集变化情况、研判人员密集型高后果区附近地质灾害风险等情况,从而判断变化原因及预测变化后果,为企业及时采取有针对性的调整人员密集型高后果区管控措施提供重要依据[19]。

4.2.2.5 修建水保、硬化地面、物理隔离等措施

根据地形地势,在输油站高后果区修建水保,在水保墙增设水保警示色带,标注管道位置和管道保护标语[20]。人员密集区域管道上方混凝土硬化,修建巡线小道,小道上方标注管道位置,必要时可增设物理隔离，避免第三方施工伤及管道[2-3]。

4.2.2.6 在高处安装风向标

在高处设置醒目风向标,在紧急情况下为人员撤离指示安全疏散方向[18]。

4.2.2.7 开展阴极保护电位测试与分析

每月开展阴极保护电位测试,分析阴极保护数据(以5月为例),见图3。

a)5月阴极保护电位分布图a)Cathodic protection potential distribution in May

b)5月交流干扰分布图b)AC interference distribution in May

4.2.2.8 每年定期开展年度外检测

输油部每年10～12月按照TSG_D 7003—2010《压力管道定期检验规则——长输管道》开展年度外检测,对防腐层漏点、埋深、弯头壁厚等进行检测[21]。

4.2.2.9 定期开展内检测

2016年完成漏磁和几何检测,下次检测时间为2022年。

4.2.2.10 缺陷修复

经内检测,人员密集型高后果区无缺陷点,若出现缺陷点,将提升响应级别,优先采用永久修复方式。

4.2.2.11 安装智能阴保测试桩在线监测设备

安装1台智能阴极保护测试桩,实时检测数据并上传智能管理系统,见图4。

图4 智能阴保测试桩照片Fig.4 Intelligent cathodic protection pile

4.2.2.12 投用泄漏监测系统实时监控

投用基于瞬变流水击波理论研发的泄漏监测系统[16-18]，通过上下游压力变送器接收到压降的时间差确定泄漏位置,通过压降大小确定泄漏流量[12-15]。区域调度实时监控,输油站2 h巡检查看,确保及时发现泄漏,见图5。

图5 泄漏监测系统平台示意图Fig.5 Leakage monitoring system

4.2.3 应急管理措施

4.2.3.1 编制专项应急预案(一区一案)

针对输油站人员密集型高后果区编制专项一区一案[20],必要时报地方政府备案，每年对照该应急预案进行演练。

4.2.3.2 绘制人员疏散路线图

对人员密集型高后果区绘制人员疏散图并在信息公示牌上公示,见图6。

图6 应急疏散图Fig.6 Emergency evacuation diagram

4.2.3.3 结合地形配备应急抢险物资

按照某管网应急抢险物资配备标准,结合高后果区地形地貌,预先判断成品油泄漏后会沿沟渠流入下游河流,人员密集型高后果区设置应急仓库并配备集油囊、围油栏、吸油毡、收油机、钢管桩、铜铲、铜瓢、铜盆等应急抢险物资。

4.2.3.4 应急演练

每年对照一区一案至少开展1次应急演练,充分动员群众参与疏散演练,提升群众应急意识和自救能力。

完成上述措施后,采用GB 32167—2015附录E管道风险矩阵进行风险评估,人员密集型高后果区失效可能性由3调整为2,失效后果保持为D,评估结果为2D,风险等级为Ⅱ级(中等等级,风险水平可以接受,但应保持关注)。

5 结论

管控措施优化为3类,相较GB 30167—2015中的6类更少,便于开展措施梳理和归类管理。优化后管控措施更加具体,便于企业落实;创造性提出三级区长管理措施,便于按权限分级管理;安装智能阴保测试桩、风向标、水保标识、地面硬化等工程技术措施,应急疏散图、结合地形配备应急物资等应急管理措施更加具有对输油管道人员密集型高后果区管控的针对性;部分措施分为可选项和必选项,便于结合现场实际选取。

经实践与分析,输油管道人员密集型高后果区风险消减措施优化为日常管理措施、工程技术措施、应急管理措施3类管控措施、23项具体措施后,相比较GB 32167—2015的7项消减措施具有更强的针对性和可操作性,使得输油管道人员密集型高后果区管控更加系统化、规范化,为输油管道人员密集型高后果区风险消减管理提供了可靠的技术支撑。

近年来，地质灾害是输油管道人员密集型高后果区重要威胁之一，后续可进一步深化研究地质灾害发现与管控方法并将其纳入风险消减措施，例如：委托地质灾害专业队伍开展地质灾害排查和治理。此外，管道降压运行是风险消减的最后防线，后续可进一步深化研究降压运行如何有效纳入优化后的消减措施。