油气储存运输设施安全机制.doc

油气储存运输设施安全机制 1952年清华大学设立了油气储运专业，同年增设了石油系。1953年，以清华大学石油系为基础成立了北京石油学院，油气储运则成为石油学院重要的专业学科之一。在石油石化专业学院的成立及成长历程中，西南石油学院、抚顺石油学院等20多所高等院校先后设立该专业。60年来，为石油石化行业的发展培养了一批又一批油气储运专业技术及管理人才，为祖国石油石化工业发展做出了贡献。谨以此文纪念“中国油气储运高等教育60周年108t，占年用油总量的56以上。因此，油气储运设施的建设和发展处于难得的机遇期。据不完全统计，截至2021年，我国拥有各类油气管道近10104km，其中中国石油拥有的管道总里程占65，中国石化拥有的管道总里程占30，其他约占5。估计到2021年，管道里程在此基础上将再增加5104km。同时，近几年先后建设了镇海、舟山、黄岛、大连等国家储备油库或商业储备油库，总储备量已超过国内需求30d的供给能力。毋庸置疑，油气储运设施的快速建设和发展有效保证了国家能源供应，促进了经济发展。但与此同时，假设油气储运设施发生安全故障，亦会对国民经济运行产生严重影响，如果发生火灾爆炸事故，更会对人民生命、环境和国家财产造成严重危害1。因此，在大力建设油气储运设施的同时，必须充分熟悉其安全的重要性，认真吸取事故教训，从制定、施工及运行管理等方面严格控制，降低事故发生概率，避免重特大事故及环境污染的事件发生。 1油气储运设施的分类 油气储运设施就是油气的储存和运输设施，在石油工业内部是连接产、运、销各环节的纽带，主要包括：矿场油气集输及处理、油气的长距离运输、转运枢纽的储存和装卸、终点分配油库或配气站的营销、炼油厂和石化厂的油气储运等设施。天然气储存设施主要用作供气调峰。短期调峰基本使用输气管道末端储气和储气罐；中长期调峰则需使用地下储气库和各类LNG设施。地下储气库依据地质构造，可以划分为枯竭油气田型、含水层型、盐穴型、岩洞型及废弃矿井型等。LNG储存设施分为地下罐和地上罐，地下罐包括埋置式和池内式；地上罐包括球形罐、单容罐、双容罐、全容罐及膜式罐。油品储存设施主要指油库。依据油库的管理体制和经营性质，可以划分为独立油库和企业附属油库两大类图1；依据主要储油方式，可以划分为地面油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石油洞库和海上油库等；依据运输方式，可以划分为水运油库、陆运油库和水陆联运油库；依据经营油品的种类，可以划分为原油库、润滑油库、成品油库等。油气运输包括铁路运输、公路运输、水路运输和管道运输。当前，应用最多的运输方式为管道运输。依据输送介质的种类，可以划分为原油管道、成品油管道和天然气管道。原油管道是油田、炼厂、港口或铁路转运站间原油的重要输送方式，具有管径大、运距长、分输点少的特点；成品油管道将炼厂生产的各种油品运送至油库或转运站，具有输油品种多、批量多、分输点多的特点，一般采纳一条管道顺序输送多种油品的工艺2；陆地大量输送天然气的唯一方式就是管道运输，其特点为运距长、管径大、压力高，并形成大型供气管网系统。 2油气储运设施安全的重要性石油和天然气是经济发展和人民生活不可缺少的重要能源。由于国内油气资源分布不均衡和进口油气数量快速上涨，近年来我国油气储运设施规模不断扩展。我国国民经济和社会发展“十二五规划纲要提出“：合理规划建设能源储备设施，完善石油储备体系，强化天然气储备与调峰应急能力建设“；加快西北、东北、西南和海上进口油气战略通道建设，完善国内油气主干管网；“统筹天然气进口管道、液化天然气接收站、跨区域骨干输气管网和配气管网建设，初步形成天然气、煤层气、煤制气协调发展的供气格局。由此可知，将来我国油气储运设施将继续处于重要的发展期。同时，随着油气储运设施规模的不断扩展，假设发生大的泄漏、火灾、爆炸事故，将会对国家财产、人民生命和环境安全造成庞大威胁，甚至影响社会稳定。 2.1储运介质的危险性石油和天然气均属于重点监管危险化学品，为易燃易爆物质，泄漏后遇点火源容易发生火灾爆炸事故。依据GB501832004石油天然气工程制定防火规范的火灾危险性分类3，天然气属于甲B类，依据闪点不同，原油和成品油可以分为甲类、乙类和丙类。原油、成品油和天然气属于可燃及易燃性物质，并且原油和成品油具有易挥发的特点，油品蒸气、天然气经常在油气储运设施区域弥漫、扩散或在低洼处聚集，在空气中只要较小的点燃能量就会使其燃烧，具有较大的火灾危险性。油品蒸气和天然气与空气组成的混合气体，当体积分数处于爆炸极限范围内时，一旦被引燃，即可能发生爆炸，且油品与天然气的爆炸范围较宽，爆炸下限体积分数值较低，因此，爆炸危险性也较大。另外，油品挥发蒸气具有毒害性；油品本身具有热膨胀性、静电荷聚集性；部分含水原油具有沸溢性、挥发性、易扩散、流淌性等有害特性；天然气虽属于低毒性物质，但在高体积分数下容易引起人员窒息。 2.2油气储运设施易构成重大危险源随着工程技术的发展，油气储存和运输规模都在不断增大。油气长输管道具有管径大、压力高、线路长的特点；油库储罐容量不断增大，大型浮顶储罐单罐容积已达15104m3，油库区域布置储罐数量较为密集，商业储备库或国家储备库容量已达数百万方；目前，LNG接收站储罐单罐容积一般为16104m3，储存量也很大。因此，依据GB182182009危险化学品重大危险源辨识4和国家安监总局文件安监管协调字200456号关于开展重大危险源监督管理工作的指导看法的规定，油气储运设施易构成重大危险源。油气储运设施由于自身特点，安全影响因素众多。长输管道沿线经过各种复杂的自然环境与人文环境，出现自然灾害破坏或第三方破坏的概率较高；油库生产运行中受人、物及自然环境等多种因素影响，发生事故的概率较大。 3事故教训 油气储运设施事故后果严重，风险程度较高，尤其是布置密集的油气储运设施假设发生事故，处置不当可能形成多米诺效应，造成连锁反应，加重事故后果。油气储运设施是连接产、运、销各环节的纽带，一旦发生事故，将影响上游油田和下游炼化企业的正常生产；与人民生活密切相关的油气储运设施成品油管道、天然气管道等发生事故，将导致供应中断，影响人民群众正常生活，产生严重的社会影响。如2008年初的“冻雨，曾造成西南电网大面积停电，西南成品油管道几乎因此停运。如果被迫停运，云南省1104t/d的成品油供应将中断，后果非常严重。关于输油管道而言，泄漏油品还会污染河流、地表和地下含水土层，从而污染饮用水，对生态环境和社会影响很大。在21世纪的前几年，随着我国油气储运事业的快速发展，相应领域发生的事故数量浮现逐渐增加的趋势。虽然最近几年，国家及企业对此重视程度不断提升，油气管道事故得到有效控制，事故数量显然下降，但很多事故教训值得举一反三。“爆炸事故2021年发生的大连“输油管道爆炸火灾事故，大火继续燃烧15h，虽未造成人员伤亡，但事故现场设备、管道损毁严重，周边海域受到污染，社会影响重大。此次事故原因：在“宇宙宝石油轮已暂停卸油作业的状况下，辉盛达公司和祥诚公司继续向输油管道中注入含有强氧化剂的原油脱硫剂，造成输油管道内发生化学爆炸。7月15日15:30，“宇宙宝石油轮开始向国际储运公司原油罐区卸油，卸油作业在两条输油管道同时进行。20:00左右，祥诚公司和辉盛达公司作业人员开始通过原油罐区内一条输油管道内径0.9m上的排空阀向输油管道注入脱硫剂。7月16日13:00左右，油轮暂停卸油作业，但注入脱硫剂的作业没有停止。18:00左右，在注入了88m3脱硫剂后，现场作业人员加水对注入脱硫剂的管路和泵进行冲洗。18:08左右，靠近脱硫剂注入部位的输油管道突然发生爆炸，引发火灾，造成部分输油管道、四周储罐阀门、输油泵房和电力系统损坏和大量原油泄漏。事故导致储罐阀门无法及时关闭，火灾不断扩展。原油顺地下管沟流淌，形成地面流淌火，火势蔓延。同时，103#罐和周边泵房及港区主要输油管道严重损坏，部分原油流入四周海域。事故教训：一是要进一步规范管道加剂输送作业规程，并对添加剂的加注进行科学论证；二是要进一步细化管理，避免信息不畅、协调不利等因素造成安全隐患；三是要进一步强化相关消防、电力等配套设施管理，完善各类突发事件应急预案。 3.2大型储罐火灾事故近几年，发生多起大型原油储罐火灾事故，虽未造成严重后果，但是也为油气储运设施的安全管理敲响了警钟。如2006年8月7日12:20，仪征输油站一座15104m3原油储罐密封处遭雷击起火，12:40，明火被扑灭。此后，上海白沙湾、浙江镇海的大型油罐发生了数起雷击起火事故，所幸采用措施得当及时扑灭明火，未酿成更大事故。中国石化针对这些事故组织专家开展了专题研讨，查找事故原因，制定防范措施，形成了大型储罐安全制定、施工及运行管理规定。通过该规定的落实，改善了大型储罐的密封结构，提升了储罐防雷防静电系统以及消防系统的配置水平，降低了此类事故发生的概率。 3.3油气管道泄漏事故2021年36月，中国石化发生多起管道泄漏事故，其中原油泄漏事故4起，成品油泄漏事故2起。1东黄原油管道“泄漏事故。该管道长期遭受山东省广饶县工业垃圾场违章占压，3月15日因垃圾自燃起火，造成管道严重受损并发生泄漏，被迫停输15d，直接影响输油量逾10104t，对生产经营造成一定影响。2马鞭洲广州马广原油管道“泄漏事故。该管道早在建设时期，就留有机械损伤，加之服役期间的腐蚀，于5月1日发生穿孔泄漏，泄漏原油约4t，影响鱼塘面积约3000m2，造成管道停输近24h。3昆大成品油管道“泄漏事故。5月4日上午，楚雄永安建筑工程公司未经华南销售分公司同意，在显然标识有输油管道的区域，擅自动用大型机具，在管道上方开挖取土。挖掘过程中不慎将管道戳穿，形成一道5cm1cm的裂口，造成管输柴油泄漏。以上事故有的是由于管道腐蚀引起泄漏，也有的是由违章占压和第三方违章施工所致。依据对全国各地区油气管道事故的调查结果，第三方破坏5是导致管道发生泄漏事故的主要原因，而打孔盗油又是其中的重要因素。油气管道泄漏极易引发群死群伤事故，如2006年12月，尼日利亚因打孔盗油引发的火灾造成几百人死伤的灾难性事故。在我国，早期的管道建设多在人口活动、公共设施稀有的地区，周边环境简单，即使发生泄漏对周边环境影响也很小。但是，随着国民经济的快速发展，城市化进程的不断加快，一些厂房、居民区、加油站甚至幼儿园都长期违章占压在输油管道上，一旦发生泄漏，极易造成群死群伤事故。因此，国家更应该加大对油气储运设施的保护力度。 4保证油气储运设施安全的措施 我国现处于管道建设的快速发展期。管道工程的制定、施工及运行管理人员均应充分熟悉管道安全的重要性，管道所属企业应掌握管道周边的环境变化状况，了解、熟悉影响管道安全的潜在风险，制定相应的防范措施，并针对油气管道“点多、线长、面广的特点，按照隐患“救其未萌的HSE新理念，在工程立项、制定、施工及运行管理的各个阶段采用有效的安全防护措施，强化运行管道的监测。 4.1提升本质安全1加大“三同时管理力度。从油气储运设施建设前期开始，保证油气储运设施的安全投用，严格执行安全制定审查。依据国家安全生产监督管理总局的规定，油气储运工程在制定阶段，应通过政府安监部门组织的安全设施制定审查。通过安全设施制定审查，可以落实安全评价提出的安全对策措施，查找制定中存在的不安全问题，提升油气管道工程的本质安全。同时加大施工过程中的安全监控力度，保证安全设施与主体工程同时施工和投入使用。在工程完工验收前，还要组织建设项目安全、环保、职业卫生设施的验收。2强化施工质量管理和施工质量验收。施工质量严重影响油气管道的运行安全，在油气管道建设过程中，需高度重视施工过程的各个环节：一是杜绝管道运输过程中的野蛮装卸；二是严格控制焊接质量，保证焊缝质量达到承压能力要求；三是切实保证管道的防腐工程质量；四是在管道敷设过程中，避免管道防腐层破损和管道外壁机械损伤。如果在油气管道建设过程中不能严格做到以上几点，处于强腐蚀区域的管道极易发生腐蚀泄漏，为油气管道日常运行带来极大的安全隐患。因此，严格执行施工安全管理规定，是提升油气管道本质安全的基本保证。在工程投产前，必须通过工程质量验收。施工质量验收是油气储运设施安全投产、平稳运行的基础，是管道“安、稳、长、满、优运行的保证。在国内油气管道工程验收中发现，往往由于赶进度、要效益而忽视了施工质量，导致重复性施工。依据对油气管道工程的调查结果，工程主体设施的施工质量一般较好，但管道配套工程及防护设施的施工质量却存在很大问题。例如：在一些山地地区，管道水工保护工程的制定和施工均存在问题，甚至各别斜坡长度超过70m、倾角达到30的地段只是采纳装砂土的编织袋做水工保护，在雨水季节，势必为管道带来极大的安全隐患。因此，高质量的施工验收也是施工质量管理的重要手段。108元，间接经济损失难以计算。这不但导致管道长时间停输或凝管报废，上游关井停产，下游炼厂减产以及成品油、天然气供应中断，而且因油品外泄造成环境灾难。为保证管道安全，各管道企业每年投入大量的人力物力，防范、检控第三方破坏的发生。管道管理企业与当地公安系统合作，建立专业的管理巡逻队伍强化沿线巡逻，另外雇用管道途经地的民众，加大巡逻看护力度，保证管道的安全运行。无论如此，在局部地区还是发生了多起盗油分子持枪械暴力抗法，打伤民警和巡线员工的恶性案件，不但增大了综合治理工作的难度，而且增加了企业的运行管理成本，甚至威胁到综合治理人员的人身安全。现有自动化监控技术基本可对管道泄漏或破坏进行定位，主要包括石油天然气管道泄漏监测系统和输油气管道安全预警技术6。目前，国内输油气管道泄漏监测技术主要有：流量平衡法、负压波法、次声波法，以及将负压波和流量平衡耦合的技术；安全预警技术主要有：管道智能防腐层预警、分布式光纤预警、管道声波预警、周界防护、视频安全监控等技术。在现有人防和物防的基础上，应强化技防投入。目前，中国石化部分输油气管道遭受第三方破坏打孔盗油/气、施工破坏等威胁的形势仍然严峻，而安全预警技术的应用比例相对较低，建议在盗油气犯罪严重的地区进一步加大安全预警技术的推广，在重要管道综合利用多种泄漏监测技术和安全预警技术对管道进行防护。 4.3强化完整性管理完整性管理是指对所有影响管道完整性的因素进行综合的一体化管理。主要程序包括：建立完整性管理机构，拟定工作计划；进行管道风险分析，制定预防和应急措施；定期进行管道完整性检测和完整性评价，了解发生事故的原因和部位；采用修复和减轻失效威胁的措施；检查衡量完整性管理效果，确定再评价周期等。通过完整性管理，可以提升管道的管理水平，保证管道的运行安全。目前，中国石化管道储运分公司所辖于20世纪70年代投用的管道尚在运行中，这些管道运行时间均超过30年，投用时间最长的东黄老线已运行38年。近年来，这些管道数次发生腐蚀泄漏事故，需要对投用时间超过20年的油气管道进行统计，强化对这些管道的监控、检测，并逐步实施完整性管理体系7。 4.4规范操作流程目前，随着我国油气管道数量和里程的不断增加，已形成互相交织的油气管网。因此，在输油生产过程中，任何一次误操作，影响的不仅仅是一台泵、一个阀门，而极有可能使储油罐及上下游管道或泵站发生连锁反应，酿成严重后果。多年前，曾发生过因输油站值班调度误操作造成原油储罐冒顶事故，所幸及时采用措施，没有造成更大损失。保证每一次操作准确无误，需要从制度入手，规范操作流程，强化职工的日常安全教育培训，使职工养成优良的安全操作习惯，自觉主动地执行操作规程，保证油气储运设施安全平稳运行。 5结束语 在经济快速发展的今天，在新的替代能源未成功应用之前，原油和天然气仍然是国民经济发展和人民生活不可或缺的主要能源，油气储运设施在很长时期内继续担负着保证油气能源生产与供应的重要使命。油气长输管道目前的这种链式输送方式，一个环节发生故障，就会影响整条管道的生产运行，包括上游油气的产出、供给，以及下游炼厂和加油气站的正常营运，造成重大的社会影响。因此，油气储运设施关于整个能源产业甚至是国家产业而言，其安全性在保证社会经济的优良运行和人民生活的和谐安定等方面具有至关重要的作用，应该予以高度重视。