長輸管道與第三方設(shè)施的安全間距探討

1、長輸管道與第三方設(shè)施的安全間距探討2013 年 11 月 22 日 10 時(shí) 25 分，位于山東省青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中國石化工股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司東黃輸油管道泄漏原油進(jìn)入市政排水暗渠，在形成密閉空間的暗渠內(nèi)油氣積聚遇火花發(fā)生爆炸，造成 62 人死亡、136 人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失 75172 萬元。2014 年 6 月 27 日印度南部地區(qū)發(fā)生天然氣管道爆炸事故，造成 16 人死亡。2014 年 7 月 31 日晚，高雄市前鎮(zhèn)區(qū)多條街道陸續(xù)發(fā)生可燃?xì)怏w外泄，并引發(fā)多次大爆炸，數(shù)條街道被波及，至午夜時(shí)分氣爆更加嚴(yán)重。據(jù)臺(tái)灣消防部門2014 年 8 月 1 日統(tǒng)計(jì)，高雄前鎮(zhèn)爆炸事故已致 20

2、 人死亡、270 人受傷。以上事故，均為長輸管道發(fā)生泄漏后引起的火災(zāi)爆炸事故，事故造成了大量的人員死亡，而且多數(shù)人員均為第三方公共人員。這引發(fā)一個(gè)共同的問題：是否長輸管道距離公眾建筑物過近？1.國內(nèi)管理要求國內(nèi)管理要求輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50253）中第 4.1.5 款規(guī)定如下：1.原油、C5、C6及以上成品油管道與城鎮(zhèn)居民點(diǎn)或獨(dú)立的人群密集的房屋的距離不宜小于 15m。以上距離主要參照了美國液體管道最低安全標(biāo)準(zhǔn)195.210 條中的要求，目的為了減少管道泄漏后第三方的影響，同時(shí)兼顧維護(hù)、搶修的需要。輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50251）中并未對(duì)線路部分與第三方設(shè)施的距離做出要求，僅對(duì)站

3、場(chǎng)及附屬設(shè)施做了距離要求。管線部分依據(jù)人口分布密度設(shè)立不同的地區(qū)等級(jí)，高等級(jí)地區(qū)即人口稠密地區(qū)通過提高設(shè)計(jì)系數(shù)來增大管道強(qiáng)度，即不通過距離防范而通過本質(zhì)的提供管道本身的可靠性來達(dá)到安全的目的。2010 年通過的管道保護(hù)法提出了 5m 的保護(hù)距離，但立法本意為保護(hù)第三方活動(dòng)對(duì)管道的保護(hù)，當(dāng)然減少了第三方活動(dòng)本質(zhì)上也降低了管道運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，也相應(yīng)的提高了對(duì)第三方公眾的保護(hù)。對(duì)于第三方設(shè)施的安全間距要求，管道保護(hù)法又指向了強(qiáng)制性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即上文提到的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。除此以外，其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了對(duì)其他第三方設(shè)施的間距要求，比如地下建筑物、通信設(shè)施、電力設(shè)施、交通設(shè)施等等，本文不再詳細(xì)討論，僅討論關(guān)于第三方公

4、眾設(shè)施的安全間距要求。從以上立法和標(biāo)準(zhǔn)的要求可以看出，目前的要求并不區(qū)分不同的管道設(shè)施和不同的第三方設(shè)施，實(shí)際上是否可以解決“安全”問題？即是否符合了標(biāo)準(zhǔn)的安全間距要求，就一定可以保證第三方的安全？2.“安全安全”的定義的定義在回答這個(gè)問題前，先解決什么是“安全”？8 月 8 日核安全局核電安全監(jiān)管司副司長湯搏在電促會(huì)核能促進(jìn)分會(huì)舉辦的核能發(fā)展高峰論壇上做了核電安全的若干基本問題的演講，其中關(guān)于什么是“安全”做了很好的闡述，這里引用如下：什么是安全？三個(gè)定義：第一，當(dāng)一件事情帶給我們的利益足夠大，而其代價(jià)可承受的話，我們則認(rèn)為其是安全的；第二，安全是利益和代價(jià)的平衡；沒有一件事情只有利沒有弊；

5、第三，安全是可接受的風(fēng)險(xiǎn)。什么是“安全”？從字面來看，可以解釋為“無危則安，無缺則全” ，即排除所有的危險(xiǎn)（隱患），做完所有的事情（標(biāo)準(zhǔn)要求），就到達(dá)了安全的目標(biāo)。實(shí)際上目前國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)的安全管理思路和政府的監(jiān)管思路均以此為指導(dǎo)，但事實(shí)上并不能，也沒有達(dá)到我們希望達(dá)到的“安全”。因?yàn)槭紫炔豢赡艽嬖谶@樣的“安全”, “安全”不是一個(gè)絕對(duì)的概率，不可能排除所有的危險(xiǎn)，危險(xiǎn)是工業(yè)的固有屬性，只有少和多，不存在沒有這個(gè)狀態(tài)；法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)也不能規(guī)定所有的要求，每個(gè)工業(yè)設(shè)施有不同的危險(xiǎn)，也就同時(shí)需要不同的要求。2014 年 5 月國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布了危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和

6、社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（試行），規(guī)定了我國的個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值，如表格 1 所示，社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)如圖表 1 所示。表格 1：我國的個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)值防護(hù)目標(biāo)個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（概率值）新建裝置（每年）在役裝置（每年）低密度人員場(chǎng)所（人數(shù)30 人）：?jiǎn)蝹€(gè)或少量暴露人員。110-5310-5居住類高密度場(chǎng)所（30 人人數(shù)100 人）：居民區(qū)、賓館、度假村等。公眾聚集類高密度場(chǎng)所（30 人人數(shù)100 人）：辦公場(chǎng)所、商場(chǎng)、飯店、娛樂場(chǎng)所等。310-6110-5高敏感場(chǎng)所：學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、養(yǎng)老院、監(jiān)獄等。重要目標(biāo)：軍事禁區(qū)、軍事管理區(qū)、文物保護(hù)單位等。特殊高密度場(chǎng)所（人數(shù)100 人）：大型體育場(chǎng)、

7、交通樞紐、露天市場(chǎng)、居住區(qū)、賓館、度假村、辦公場(chǎng)所、商場(chǎng)、飯店、娛樂場(chǎng)所等。310-7310-6圖表 1：社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)可以看出，我國也在逐步從傳統(tǒng)的“安全”管理，轉(zhuǎn)向風(fēng)險(xiǎn)管理。該法規(guī)規(guī)定了危險(xiǎn)化學(xué)品設(shè)施對(duì)于人員風(fēng)險(xiǎn)的可接受標(biāo)準(zhǔn)，本質(zhì)上對(duì)于第三方人員所，所有危險(xiǎn)設(shè)施均可以引用該標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于第三方人員，無論因?yàn)槭裁词鹿蕦?dǎo)致其死亡，均為等同性的結(jié)果（死亡），所以不能因?yàn)槲ｋU(xiǎn)源的不同而采用不同標(biāo)準(zhǔn)。那么，新的問題是：如何用基于風(fēng)險(xiǎn)的方法來確定安全間距？3.基于風(fēng)險(xiǎn)的安全間距確定基于風(fēng)險(xiǎn)的安全間距確定基于風(fēng)險(xiǎn)的方法通過識(shí)別具體設(shè)施的危險(xiǎn)，并對(duì)該危險(xiǎn)進(jìn)行估計(jì)或計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)值（即有多危險(xiǎn)），將該風(fēng)險(xiǎn)值與可接

8、受標(biāo)準(zhǔn)（第二章所述）進(jìn)行對(duì)比，在該接受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)確定具體的安全間距。該安全間距將因不同的設(shè)施而不同，也因不同的第三方設(shè)施而不同，同時(shí)也因?yàn)椴煌耐獠凯h(huán)境（風(fēng)向、風(fēng)速等）而不同。定量風(fēng)險(xiǎn)分析（QRA）是一種普遍應(yīng)用的，采用量化指標(biāo)描述、定義和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，如圖表 2 所示。圖表 2：典型定量風(fēng)險(xiǎn)分析流程4.某天然氣管道安全間距確定某天然氣管道安全間距確定某天然氣管道通過工業(yè)區(qū)段長約 20km，管線沿線基本為居住、行政辦公、商業(yè)金融、文化娛樂等綜合規(guī)劃區(qū)，需要確定不同運(yùn)行壓力下的安全間距?；谑鹿式y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和管道的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定了管道不同泄漏孔徑的泄漏頻率，如表格 2 所示。表格 2：規(guī)劃

9、區(qū)管道失效頻率泄漏原因總泄漏頻率（次/ km-year）不同孔徑泄漏頻率（次/km-year）小型泄漏中型泄漏破裂第三方破壞1.55E-055.38E-067.38E-062.77E-06制造與施工缺陷6.00E-054.00E-051.50E-055.00E-06腐蝕2.05E-062.05E-060.00E+000.00E+00地質(zhì)災(zāi)害9.91E-063.96E-063.17E-062.77E-06帶壓開孔-其他2.50E-052.40E-051.00E-060.00E+00總計(jì)1.12E-047.54E-052.65E-051.05E-05圖表 3：泄漏頻率不同原因百分比分布圖表 4：泄

10、漏頻率不同孔徑百分比分布利用計(jì)算軟件確定泄漏后不同事故后果的嚴(yán)重程度，包括噴射火、閃火和爆炸，圖表 5 展示了 10MPa 壓力下水平方向噴射火的熱輻射值分布。依據(jù)不同的事故結(jié)果可以確定管道沿線某固定位置處的人員死亡概率，乘以泄漏頻率和點(diǎn)火概率即為該位置的人員死亡風(fēng)險(xiǎn)。圖表 6 展示了不同壓力下，沿管道中心線向外側(cè)不同距離上的人員死亡風(fēng)險(xiǎn)。圖表 5：10MPa 下水平噴射火在距地面 1.5m 高度 Z 平面的熱輻射圖圖表 6：管道風(fēng)險(xiǎn)側(cè)面圖從圖中可以看出，隨著設(shè)計(jì)壓力等級(jí)降低，人員死亡風(fēng)險(xiǎn)明顯減小，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)，不同設(shè)計(jì)壓力下風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍內(nèi)的安全距離如表格 3 所示。表格 3：不同壓力

11、等級(jí)下風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍內(nèi)安全距離建筑類別壓力等級(jí)對(duì)應(yīng)的安全距離10MPa6.3MPa4MPa居民區(qū)145m70m35m工業(yè)區(qū)30m20m0m針對(duì) 10MPa 運(yùn)行壓力，不同管道壁厚和不同埋深都會(huì)影響風(fēng)險(xiǎn)的大小，圖表 7 展示了 20-25mm 壁厚時(shí)，1.2m，1.5m，2m 和 3m 埋深時(shí)的不同風(fēng)險(xiǎn)值。圖表 8 展示了 25-30mm 壁厚時(shí)，1.2m，1.5m 和 2m 埋深時(shí)的不同風(fēng)險(xiǎn)值。基于此分析，可以確定在 10MPa 運(yùn)行壓力不同壁厚和不同埋深下的安全距離，見表格 4 所示。圖表 7：20-25mm 壁厚不同埋深管道風(fēng)險(xiǎn)側(cè)面圖圖表 8：25-30mm 壁厚不同埋深管道風(fēng)險(xiǎn)側(cè)面圖表格 4：不同埋深和壁厚下的風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍壁厚20-25mm建筑類別埋深1