输气站场风险评价的必要性

2022-10-13

引言

煤层气是一种以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气, 也称煤矿瓦斯, 其主要成份是甲烷。煤在形成过程中由于温度及压力增加, 在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体, 即煤层气。从泥炭到褐煤, 每吨煤产生68立方米气;从泥炭到肥煤, 每吨煤产生130立方米气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400立方米气。科学家估计, 地球上煤层气可达2000×1012立方米。

从环保和优质能源的角度出发, 21世纪的重要能源非天然气莫属, 作为非常规天然气的煤层气也被广泛利用。对于今天能源的紧张和保护环境呼声越来越高的情况下, 煤层气的应用也将被提到一个相当高的高度, 并且逐渐向民用发展, 将为解决能源危机提供必不可少的助力。煤层气的管道输送也成为必不可少的输送方式。输气管道的安全问题也越来越受到重视, 其中输气站的安全管理也成为一项重要的研究项目。

一、风险评价的必要性

1. 研究课题的意义和目的

随着我国国民经济发展及市场对能源需求的增长, 迎来了油气管道快速发展的时期。用管道长距离输送煤层气是安全经济的运输方式, 但由于煤层气的易燃、易爆等特点, 一旦系统发生事故, 容易引起火灾及爆炸、污染环境等恶性后果, 特别在人口稠密的地区, 不但可能造成严重人员伤亡及重大经济损失, 还会污染环境, 造成恶劣的社会及政治影响。为保证油气管道安全运行, 防止各种事故发生并减少事故损失, 是摆在我们面前的重要任务。

近年来, 国外通过应用安全系统工程的理论和方法, 使安全管理从传统的事故调查、事故处理的被动模式, 转变为对风险事先分析, 并采取预防、控制措施以减少事故的主动防范的理论和方法。这种以风险评价为基础的现代安全管理方法已在油气管道上得到了广泛应用, 不少发达国家已在风险管理的基础上, 实施油气管道的完整性管理, 使其安全水平有了很大提高。

风险管理是指管理者通过对油气管道的风险评价、制定和采取相应的措施, 来改善管道安全, 将管道风险水平降至合理的、目前可接受的范围内, 达到安全、经济地运行的目的。

近年来, 在欧美等国实施的油气管道完整性管理是在风险管理的基础上, 增加了在役管道完整性检测与评价等内容。它是对新建的和在役的油气管道实施全过程的、有效的安全管理的先进方法。

应用风险管理方法, 可以把管道维护从被动维护转变为主动的、预防性的积极维护, 不但很大程度上减少了管道突发事故造成的直接、间接损失, 而且可以节约管道维护费用, 其综合经济效益十分显著。

此外, 国外以风险评价为基础的现代安全管理方法给我们提出了一个保证输气管道安全及风险管理的最有效方法。我们现在可以借鉴这个方法, 再根据我国现在输气管道的现状及我国地理气候的影响, 提出一个符合我国国情的现代输气管道的风险评价, 能更快的解决我国输气管道存在的隐患, 从而保障输气管道的安全运营。

输气站场是输气管道的重要组成部分, 并且是输气管道中人口最密集的地方, 尤其输气末站是距离城市等人口密集地方最近的输气站场, 这就更需要对输气站场事故隐患的及时发现及事故发生后的及时处理措施的理论体系的建立, 从而保障输气管道的安全运输和周围的人身安全及环境保护。

2. 本论文主要研究的内容

(1) 了解风险评价方法;

(2) 输气站场主要危险因素分析;

(3) 输气站场风险评价的必要性。

二、风险评价介绍

1. 风险评价介绍

风险评价技术在现代安全管理中占有重要位置。在油气管道系统的HSE (健康 (Health) 、安全 (Safety) 和环境 (Environment) 管理体系的简称) 管理体系中, 我国法规要求的安全预评价、安全验收评价和现状安全评价中, 管道风险管理以及管道完整性管理, 都要用到风险评价。

2. 危险指数评价

危险指数评价是风险评价技术中的一种, 它应用危险指数模型, 根据系统的基本性质和状态, 逐步推算出事故的危险性、事故可能的损失以及采取安全措施的有效性, 即不同的安全防范措施对危险性降低的程度。通常把复杂的系统划分为相对独立的若干评价单元, 逐个单元按评价方法规定的步骤, 评分、计算单元的危险指数, 再据此划分该单元的危险程度等级。比较不同单元的评价结果, 可以确定该系统危险严重的单元、设备和它们的主要危害因素。

三、资料收集及有关事故分析

输气站场主要有煤层气压缩机、分离器、干线截断阀及其驱动装置、气体调压设备、计量设备、清管设施、安全阀和煤层气储存设备等设备。

根据重大危险源辨识原理, 煤层气 (天然气) 分别属于库区危险源、压力管道危险源和压力容器危险源等三大危险源中的主要危险物质。

先从国内外天然气管道的事故统计分析中, 找出引发事故的主要原因, 分析其经验教训, 可以为我们找到输气站场的主要爆炸危险源, 从而更好的为输气站场爆炸危险性评价作服务。

从1981年至1990年期间, 前苏联输气管道发生事故总数为752次, 平均事故率0.4×10-3次/ (km·a) 。事故主要原因依次为:腐蚀、外力损伤 (称第三方损伤, 即管道企业职工以外的人为损伤管道) 、材料设备缺陷、施工缺陷。从多年的事故数据的详细分析中可以得出, 前苏联的输气管道事故率, 特别是腐蚀引发的事故在逐渐下降, 而且大直径管道的事故低于小管径。[7]

从1970年开始, 截至1998年, 欧洲多家管道公司统计了总长相当于2×106km的高压输气管道。事故总数为1109次, 事故的主要原因依次为:外力损伤、材料缺陷、腐蚀。

美国目前约有42×104km输气管道, 是世界上输气管道总长最多的国家, 美国能源部对1970~1984年间输气管道的事故统计为, 事故总数为5872次。主要事故原因为:外力损伤、材料缺陷、腐蚀。[7]

20世纪90年代, 我国天然气管道主要集中在四川地区, 已有输气管道总长约5890km, 承担着四川境内及想云南、贵州供气的任务, 从1969年~1990年的22年间, 四川地区输气管道工发生事故155起, 有资料表明事故主要原因依次为腐蚀、材料及施工缺陷、不良环境影响。[7]

从前苏联、欧洲、美国等输气管道发达国家及我国四川的事故统计可见, 事故主要原因都是外力损伤、腐蚀及材料和施工缺陷这三个方面, 这也是全世界油气管道事故的重要原因。

由以上资料可以得出煤层气输气站场爆炸危险性评价中重要要注意的设备及问题。

结论

输气站场风险评价技术在我国是一门新兴的站场管理技术。随着我国经济的发展, 煤层气输气管网日趋复杂化, 气体流量、流向都有了不同程度的变化, 输气站场的工艺流程及设备也随之变化, 相许多站场的整改方案却缺乏前瞻性综合分析和理论依据, 导致部分输气站场频繁整改, 造成了很大浪费。

为此对蓝焰煤层气中心站进行风险性评价的研究, 将风险管理理论引入输气站场的生产管理中, 就显的刻不容缓了, 并建立一套输气站场风险评价理论体系, 以此将风险评价及风险管理引入输气站场的设计、生产、管理中, 能合理利用资源, 并减少事故的发生率, 从而为输气站场牟求最大的利益。

通过本次设计, 深入研究了输气站场内各个环节, 对各个设备的运作情况、输气站场的工艺流程有了更深入的了解, 从中更是把理论学习应用到实践中, 全面提高了分析问题、解决问题的能力, 加强了对专业知识的理解、掌握, 为今后从事油气管道输送方面积累了经验。由于输气站场以及现有各种风险评价的多样性、涉及面的广泛性、涵盖知识与学科的多样性和时间的限制等因素综合影响, 加之本人水平有限, 本文一定存在某些不完善之处, 这都有待于今后进一步的完善和提高。

摘要:风险管理是指管理者通过对油气管道的风险评价、制定和采取相应的措施, 来改善管道安全, 将管道风险水平降至合理的、目前可接受的范围内, 达到安全、经济地运行的目的。输气站场风险评价技术是一门新兴的站场管理技术。随着我国经济的发展, 天然气输气管网日趋复杂化, 气体流量、流向都有了不同程度的变化, 输气站场的工艺流程及设备也随之变化, 相许多站场的整改方案却缺乏前瞻性综合分析和理论依据, 导致部分输气站场频繁整改, 造成了很大浪费。为此对中心站进行风险性评价的研究, 将风险管理理论引入输气站场的生产管理中, 就显的刻不容缓了, 并建立一套输气站场风险评价理论体系, 以此将风险评价及风险管理引入输气站场的设计、生产、管理中, 能合理利用资源, 并减少事故的发生率, 从而为输气站场牟求最大的利益。

关键词:输气站场,风险评价,风险管理,完整性管理

参考文献

[1] 施林圆, 郑洁, 李晶.四川输气站场风险评价研究.天然气工业, 2004, 24 (11) :135~138.

[2] 郑洁, 刘学庆, 徐刚.四川输气站场安全评价.天然气和石油, 2001, 19 (3) :1~2.

[3] 张有渝, 叶卫江, 孙国秀.站场设备与管道组件的设计及制造.天然气和石油, 2005, 23 (4) :47~49.

[4] 谷志宇, 帅健, 董绍华.应用API581对输气站场进行定量风险评价.天然气工业, 2006, 26 (5) :111~114.

[5] 李国兴, 柳岩.长输天然气管道的安全问题及其对策.油气储运, 2006, 25 (7) :52~56.

[6] GB 50183—2004.石油天然气工程设计防火规范.

[7] 杨筱蘅.油气管道安全工程.北京:中国石化出版社, 2005.

[8] 刘铁民, 张兴凯, 刘功智.安全评价方法应用指南.北京:化学工业出版社, 2005.