高后果区识别方法在天然气管道工程建设中的应用

刘思良，王 勇，张廷廷

高后果区识别方法在天然气管道工程建设中的应用

刘思良1，王 勇2，张廷廷1

（1. 中国石化榆济管道分公司， 山东 济南 250000； 2. 中国石化 抚顺石油化工研究院， 辽宁 抚顺 113001）

高后果区识别是管道完整性管理的重要环节。对比分析国内外天然气管道高后果区识别方法，将高后果区分为人口密集区、重要设施区、环境敏感区三类，优化并规范识别管理流程，提出分级管理对策方案。用该方法对榆济管道山西段进行高后果区识别，并对改线管道设计期进行高后果区识别，优化路由选择。

高后果区；天然气管道；工程建设；流程优化

天然气管道是国家能源输送的生命线工程，其产品属于易燃、易爆和易扩散的危险化学品，管道一旦发生泄漏、爆炸等事故会对人身安全、社会生活、自然环境造成较大危害。近年我国管道事故屡见不鲜，特别是一些发生在城镇人口密集地段的管道事故，造成重大的人员伤员或环境污染，社会危害和影响巨大，也暴露出当前管道管理中存在的问题[1-4]。

高后果区是指管道发生泄漏会对公众、社会、环境造成较大不良影响的区域。高后果区会随管道周边社会和环境变化而发生变化。高后果区强调管道泄漏后的危害后果，是管道隐患治理和安全防护的重点区段。

因此，如何准确识别那些管道事故可能导致严重危害后果的区段，如何制定管理对策、提高防护级别，保证管道长期安全运行、避免重大事故发生，是管道公司必须面对和解决的重要问题。

1 高后果区分级识别方法

1.1 高后果区识别类型

2003年美国联邦法规49 CFR 192发布，其903条款定义了输气管道高后果的4条规则：①3级地区；②4级地区；③潜在影响半径超过200 m的1、2级地区，影响半径有20栋以上人类活动的建筑物；④潜在影响半径内有特定场所的1、2级地区[5]。Q/SY 1180、SY/T 6975和GB 32167标准都提出了高后果区的识别准则，但管道管理人员实施应用时都存在一定的局限性[6-8]。近年来，随着企业自身和社会公众对管道安全的要求不断提升，高后果区的管理与防护成为管道企业的重要工作，并趋于常态化。

油气管道失效形式多样，管道一旦受损破裂，就会发生油气泄漏事故。对于天然气管道而言，气体泄漏对外界的危害主要体现在三个方面：

一是发生火灾或爆炸造成重大人员伤亡，这类事故多发生于人口相对密集的区域，如城市、城镇、乡村等人口密集区域，以及学校、医院等有大量人口聚集的地段；

二是发生火灾或爆炸导致重大设施破坏，对社会生活和生产活动造成严重破坏并可能同时造成人员伤亡的区域，如有重要工业设施的工厂，加油站、车站、码头、公路、铁路、水工构筑等重要基础设施，地下管道、隧道、暗涵等地下构筑等；

三是发生火灾容易导致生态破坏，这类事故多发生于森林等易于起火的自然保护区。

高后果区可以是上述人口密集区、重要设施区、环境敏感区三类中的一种，也可是任意两种或三种的组合[9]。

1.2 高后果区识别准则

1.2.1 人口密集区

A1 四级地区；

A2 三级地区；

A3 潜在影响半径内的特定场所。

1.2.2 重要设施区

B1输气管两侧潜在影响半径内有文物保护单位的保护范围、军事设施、工厂、矿场、易燃易爆的仓库、加油站、机场、码头等;

B2 管道两侧各50 m内有高速公路、国道、省道、铁路；

B3 管道两侧各15 m内有输送油气及其他易燃易爆介质的管道，隧道、暗涵等地下设施。

1.2.3 环境敏感区

C1 管道两侧潜在影响半径内有森林等易于起火的自然保护区。

1.3 高后果区分级方法

按照后果的严重程度，将高后果区分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。高后果区的识别与分级准则见表1。

表1 高后果区分级识别方法

2 高后果区管理方案

2.1 高后果区管理流程

根据高后果区评分识别和分级识别方法，确定高后果区管理流程，见图1，主要内容包括：

图1 高后果区识别管理流程

（1）调研并收集管道基础资料

采用现场调查识别或与地理信息系统相结合的方式，依据识别准则确定高后果目标。

（2）高后果区边界确定

确定高后果区管段的起始位置，相邻高后果目标相互重叠或前后间隔小于200 m时，作为一个高后果区段管理。对于人口密集区，若高后果区段长度超过2 km时，应以道路等断开。

（3）高后果区信息填报

为了便于现场识别作业和规范高后果区信息填报，根据高后果区识别方法，编制高后果区识别填报模板。识别人员根据现场情况，选择识别对象的类型，填报对象的数量及描述信息。同时，编制高后果区登记卡；编制高后果区应急处置表，明确应急处置方案、周边应急资源信息与分布、抢维修车路径等；并将高后果区信息汇总。

（4）高后果区管理措施

根据识别结果，制定管理对策，并按严重程度设置立即处置、重点防控和长期监控制等响应计划。

（5）形成高后果区分析报告

识别分析报告包括高后果区识别统计表、管段长度比例图、减缓措施、下次识别计划等。

（6）高后果区的日常管理

根据高后果区分析报告，对不同类型和不同严重程度的高后果区采取相应的管理方案，记录管理活动和高后果区变化信息。高后果区内的管道应有别于一、二级地区的普通管段，应建立档案、强化巡护管控和周边物权人告知，明确应急处置方案、周边应急资源信息与分布、抢维修车路径等。高后果区段应设立安全警示牌，并加强高后果区周边人员的安全教育。高后果区内若存在学校、医院等人员聚集场所，应定期开展安全宣传与教育活动，不限于张贴安全标语、宣讲课堂、安全趣味活动等形式。高后果区管段应保证巡线频次，提升监护力度，严格杜绝在管道上方发生违章占压、打孔盗气等第三方损坏现象。高后果区应加强检测维修、完善桩牌等警示标识、增加视频监控、指定专人承包、政府主管部门备案等措施。Ⅲ级高后果区须严格按照“一区一案”进行集中管理并演练，及时跟踪并更新高后果区状态。

2.2 管理对策

对所有的高后果区应实施风险评价，分析该管段的风险来源和风险程度，针对具体风险来源采取有针对性的技术防范措施，尽可能降低高后果区的安全风险。同时，与当地政府、安监局、公安部门联合协作，整治管道安全隐患，完善管道保护法规，颁布和宣传保护油气管道的地方性法规。

（1）人口密集区

应加强管理，建立高后果区预防措施和事故处理预案。与当地政府沟通，在当地政府组织的相关普法宣传中组织材料对《管道保护法》进行宣传，安全教育。加强高后果区的管道安全宣传，如在该管段沿线密集竖立安全警示牌，安全标语等，并留有安全作业联系电话。将管道高后果区相关区域信息通告当地政府、安监、发改委、公安、安全相关责任单位，请当地相关部门积极协助做好高后果区的管理。管道经过人口密集地段运用检测，监测技术，充分掌握管道情况，便于及早处理隐患。此外，还应加强巡线频率。

（2）重要设施区

对于占压情况对占压管段应联手当地政府、安监、发改委、公安、安全部门与占压单位或个人等进行沟通协调，尽快对占压予以清理。对基础设施中的工厂、加油站、文物保护单位等，应提前做好防范预案。穿过密闭空间应通过可燃气体监测技术保证可燃气体在爆炸极限下。与其他管网交叉可使用智能桩监测电位情况。

（3）环境敏感区

针对森林火灾问题，制定相应的巡查管理和应急处置方案。

此外，加强管道属地巡线员和公司巡线队岗位责任教育，针对高后果区巡查要制定相应的巡查制度、巡查方案细则以及巡查记录，做到高后果区巡查无遗漏。

3 天然气管道改线工程中的应用

2016年国家能源局等五部委联合发文要求各管道企业推行油气输送管道全生命周期完整性管理，且GB 32167中4.3条规定“在建设期开展高后果区识别，优化路由选择[8]。”因此，管道企业在新建、改线管道设计时应开展高后果区识别工作；应基于高后果区分析报告确定管道路由走向、控制点位置及技术方案，提交路由优选报告；应避开级别较高的高后果区和高风险区段，无法避开则应设计相应的防护措施。

3.1 天然气管道概况

榆济天然气管道是国家 “十一五”重点工程，全长约988.4 km（干线全长941.6 km；榆麻支线46.8 km），设计年输量30×108m3,设计管径Ф711/610 mm。榆济管道山西境内全长485.51 km，穿越穿越3个地级市、10个县（区）、46个乡镇、255个村庄，沿线设有5个输气站场，16座阀室。

共识别出高后果区110段，总长90.955 km，占管道总长度18.73%，28%的高后果区属于一级地区，44%的高后果区属于二级地区，26%的高后果区属于三级地区，此外还有2%属于四级地区。

3.2 改线工程中的应用

榆济输气管道12公里管线（含一座阀室）在山西吕梁市离石区新城规划区域内，规划范围内主要建设行政中心、会展中心、博览文化中心、体育中心、便民中心等，同时配套基础设施和住宅、办公、商业金融、教育、医疗等设施。

经评估发现：

（1）该区域原地区等级为一级地区，原管道设计系数为0.72。现地区等级上升为四级地区，四级地区管道设计系数应为0.4。

（2）该区域为III级高后果区，且管道沿线5米范围内存在多处动土施工，管道与多处规划的建构筑物之间的距离不满足安全距离的要求。

GB32167 6.3.4条中规定：当地区等级变化时的输气管道，应评价该管段并采取措施，满足变化后的更高等级区域管理要求[8]。

图2 建设期管道完整性管理流程

为了保证管道安全平稳运营，及时消除安全隐患，决定对该区域的管道进行改线。在改线路由选择时，充分避绕高后果区。改线管道经过的地区为一、二级地区，且不在当地政府未来十年规划建设中。高后果区识别应纳入到建设期（改线）管道完整性管理流程中，见图2。

4 结论

（1）结合天然气管道管理要求，提出了天然气管道高后果区的分类方法，将高后果区划分为人口密集、重要设施、环境敏感三类，制定高后果区分级识别方法，按照后果的严重程度，将高后果区分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，并制定了相应的识别准则。

（2）完成榆济管道山西段高后果区识别管理，优化了管理流程，明确了榆济管道山西段巡查、风险管理及评价工作的重点，为应急资源配置优化、应急响应级别及预案制定提供了科学依据。

（3）针对改线管道设计期开展高后果区识别，优化路由选择，提出了建设期管道完整性管理流程；新建管道应避开高后果区，路由选择应参考高后果区识别分析报告和地区未来规划方案。

［1］ 狄彦，帅健，王晓霖，等．油气管道事故原因分析及分类方法研究[J].中国安全科学学报，2013，23(7)：109-115．

［2］ 刘军．对比国内外油气管道高后果区标准[J].当代化工，2014，43(12)：2609-2611．

［3］姚安林，周立国，汪龙，等．天然气长输管道地区等级升级管理与风险评价[J].天然气工业，2017，37(1)：124-130．

［4］ 谢明，刘昊，赖俊西．油气管道高后果区识别数据准备[J].当代化工，2014，43(7)：1389-1391．

［5］ 49 CFR PART 192, 2001. Transportation of natural and other gas by pipeline: minimum Federal safety standards[S].

［6］Q/SY 1180-2009，管道完整性管理规范[S].

［7］SY/T 6975-2014，管道系统完整性管理实施指南[S].

［8］GB 32167-2015，油气输送管道完整性管理规范[S].

［9］ 王晓霖，帅健，宋红波，等．输油管道高后果区识别与分级管理[J].中国安全科学学报，2015，25(6)：149-154．

Application of High Consequence Area Identification Method in Construction Projects of Gas Pipeline

1,2,1

（1. Yulin-Jinan Gas Pipeline Company, SINOPEC, Shandong Jinan 250000，China； 2. Fushun Research Institute of Petroleum & Petrochemicals, SINOPEC, Liaoning Fushun 113001，China）

Identification of high consequence areas plays an important part in pipeline integrity management. Domestic and foreign methods for identification of HCAs of gas pipeline were analyzed and compared. HCAs were divided into populated areas, infrastructure areas and environmentally sensitive areas. The identification management process was optimized and standardized. Hierarchical management for HCAs was proposed as well. The method was applied to identify high consequence areas of Yulin-Jinan gas pipeline, in order to optimize the route of the pipeline.

High consequence areas; Gas pipeline; Engineering construction; Process optimization

TE 88

A

1671-0460（2017）10-2134-04

中国石油化工集团公司资助项目，项目号：315086。

2017-04-11

刘思良（1983-），男，山东省烟台市人，工程师，现就读于西安石油大学石油工程专业硕士研究生，主要从事天然气管道储运技术及智能化管道、完整性系统建设工作。E-mail：liusl.trqi@sinopec.com。