应用Muhlbauer风险分析法对石油管道工程风险因素分析

2022-09-11

油气输送管道, 无论是初期的铸铁管还是如今的优质钢管, 在使用一定时期时各因腐蚀、第三方破坏、当初的设计因为以及工人误操作因素造成管道泄漏或管道破裂事故。由于油气输送介质具有易燃、易爆和易扩散的特性, 所以油气管道的泄漏或破裂事故都容易造成人员伤亡、设施破坏和环境污染等严重后果。油气管道常常是跨区跨省长距离输送, 管道所处环境复杂多变, 抓住影响油气管道安全输送的关键风险因素, 对前期管道选线、管道设计以及后期的风险管理都至关重要。Muhlbauer风险分析法定量、直观能够确定最大可能导致管道事故和有利于潜在的事故预防的关键因素。成都-乐山支线成品油管道工程全长219.2km, 管道途经平原、山区和丘陵, 环境复杂, 因此笔者应用Muhlbauer风险分析法对成都-乐山支线成品油管道工程进行风险因素分析。

1 Muhlbauer风险分析法模型

1.1 Muhlbauer风险分析法基本原理

Muhlbauer风险分析法是通过计算管道各段的相对风险评估值, 进行数据定量分析和安全性评价。应用腐蚀指数、设计指数、第三方损害指数以及误操作指数来对可能增加或降低管理失效风险的所有因素的可能性和重要性进行评分, 然且通过泄漏影响系数来调整指数之和, 最终的相对风险分数在高约2000分和低约0分之间变化, 分数越高越安全, 对于大多数烃类产品管道来说分析大约在10分和300分之间。

1.2 Muhlbauer风险分析法评价步骤

首先对管道进行分段。管道分段依据其走线的各种环境因素确定, 主要因素包括管道的管径、技术条件、土质、地域、地形地势特点、人口分布以及气候条件等。其次, 对每个管段按事故原因和产生的后果分析腐蚀、设计、第三方损害以及误操作四种事故因子, 每个事故因子又分解为多个影响因素, 计算各因子指数和。再次, 该管段的泄漏影响系数, 泄漏影响系数同输送介质扩散系数和危害指数决定。最后计算相对风险系数, 由事故各因子的指数和除以泄漏影响系数可得相对风险评价值。如图1所示。

事故因子多个影响因素分解以及取值范围如表1所示。

2 实例分析

2.1 项目简介

成都-乐山支线输油工程从兰成渝管道彭州分输站接口, 途经中油成都分公司双流油库、雅安分公司青龙油库终至乐山分公司7102油库, 全长219.2km。白家油库 (又称双流油库, 下称双流油库) 支线工程15.2km。共设置工艺站场4座, 1座分输阀室, 8座截断阀室, 3座阴极保护站。

2.2 管道分段

管道途经平原、山区和丘陵地区, 沿线有乡村、城镇, 环境复杂。根据管道线路走向和工程沿线环境情况, 评价单元以每两个截断阀为基本单元, 将成都-乐山支线分成12个基本单元。具体见表2。

2.3 管道单元风险因素分析

根据Muhlbauer风险分析法, 先对每个事故因子中的影响因素打分, 分别得到4个事故因子的各自得分, 然后计算事故因子和4个事故因子指数如表3。

2.4 评价结果分析

根据上述分析评价, 得出结论如下:管道相对风险值越大, 说明风险越小, 管道越安全。由表3分析计算结果可以看出, 各段管道风险程度由大到小为:A8>A12>A1>A2>A9>A4>A10>A7>A11>A3>A5>A6。A8、A12段管线的相对风险最大, 其次为A1、A2、A9段。按照肯特评价法确定的风险区域对比后, 评价认为, 成都-乐山支线工程和油库支线工程以油库支线工程、穿越南河段、彭洲分输站-2#阀室、青龙分输站-7#截断阀室最为严重, 处于高风险区域。

以上计算结果的相对风险图参见图2。

(1) 管道风险因素分析。

Muhlbauer风险分析法中风险因素分析, 我们可以分为两类即管道系统属性和管道系统的预防措施。管道系统属性包括以下几方面。

土壤特性、大气环境类型、输送介质特性、埋地管线附近的状况及其自然特征。

管道风险属性大致与危险特性一致。另一类管道风险预措施包括管线设计者或经营者为改善风险进程而适当采取的措施, 主要包括以下几方面。

管道设计和施工、管理巡线、操作人员培训、管道用地维护计划、属性反映管道的自身和环境状况, 而预防则为响应属性而采取的行动。

从相对风险系数计算公式:相对风险系数=总指数/介质危险指数以及介质危险指数=介质危险系数/泄漏影响系数, 可以看出, Muhlbauer风险分析法相对风险系数取值主要由管道系统属性中输送产品特性和埋地管线附近的状况及其自然特征决定。而埋地管线附近的状况中人口密度是影响管道相对风险系数取值的决定性因素。

结合表2和图2, 我们可得出相对风险系数较低是6#阀室~青龙场分输站、彭洲分输站-2#阀室、青龙分输站-7#截断阀室, 这三个管道单元所都具有一个共同点就是三个管道单元所经地区人口密度较其它管道单元较大。因此人类活动是造成管线风险的主要因素。

为了尽可能的减少或避免管道风险事故的发生, 在人口密集地区建议采取以下措施。

(1) 增加埋深, 可增设水泥外套和埋设警告标示带, 降低他人损坏的风险性。

(2) 对于闸阀和测电位站等地面设施除设置警告标示外, 设坚固屏蔽, 如围墙等, 避免外来撞击的损坏。

(3) 建立有行之有效通报系统。发现问题, 及时处理。

(4) 公众教育。防止公众对管道有意或无意的破坏外, 方便公众的随时协助通报沿线有关挖掘作业或意外事故。

(5) 管道位置标示。标示管道位置有助于降低他人的误挖掘等损坏。

(6) 增大巡检频率。及时消除管道安全隐患, 保障系统安全运行。

3 结语

根据Muhlbauer风险分析法原理, 结合成都-乐山支线输油工程12个研究单元分析, 我们得出, 在众多的风险因素中, 人口密度是是管道风险的关键因素。因此, 在管道工程选线时, 尽量避开人口密集的地区在管道工程设计时, 在人口密集的地区提高设计等级;在管道运行期, 在人口密集的地区, 加强管道风险管理, 加大管道风险预防的措施, 可以大大降低管道运营的风险保障管道安全运行。

摘要：以成都-乐山支线输油工程为实例, 进行管道风险模拟计算, 定量分析输油管道的相对风险值, 寻求管道风险的关键影响因素。结果表明, 人口密度是影响管道风险的关键因素。可以通过管道选线、提高设计等级、加强风险管理, 可以提高管道的相对风险数, 保障管道安全运行。

关键词：相对风险系数,管道,人口密度