国内外长输管道应急控制技术差异分析

2019-07-05 11:21韩世聪孙芳芳牛志勇林海峰于方涌
石油化工自动化 2019年3期
关键词:预案演练应急

韩世聪,孙芳芳,牛志勇,林海峰,于方涌

(1. 中国石油化工股份有限公司天然气分公司,北京100029;2. 中油管道建设工程有限公司,河北廊坊065001;3. 中国石油管道局工程有限公司第四分公司,河北廊坊065000;4. 中国石油西南管道天水输油气分公司,甘肃天水741002;5. 中国石油青海油田分公司管道输油处,青海格尔木816000)

“十三五”是中国长输管道快速发展时期,中缅油气管道、中俄原油管道、西气东输三线等大型管道工程相继建成投产[1]。由于油气泄漏、火灾爆炸、凝管、清管器卡堵和冰堵等突发事件和事故已成为管道安全运行较为严重的风险因素,因此针对突发事件和事故,应制订应急预案,特别是第一时间的响应和处置程序至关重要,可有效控制油气扩散和减少事故损失,并为抢险救援创造条件[2]。目前国内管道企业基本建立了公司、分公司、站场的三级应急预案,在管道应急处置方面也积累了很多经验,例如制订了管道工艺运行规程、管道异常和紧急工况下应采取的控制措施等[3],但尚未制定专门的管道应急控制标准,所以存在操作处置不统一、发生突发事件时可操作性和衔接性差等问题。

管道应急控制技术包括应急组织体系、应急响应、应急处置、应急保障、应急预案编制、应急预案演练等,为研究国内外管道企业在应急响应方面的差异,分别介绍了美国、加拿大、俄罗斯等国家在管道应急方面的先进经验和做法,与业内人士探讨、磋商。

1 国内外标准

1.1 涉及管道应急的国内标准

国内现有的管道应急标准包括以下几部分:

1)GB/T 29639—2013《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》和AQ/T 9002—2006《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》,均是应急预案的指导性标准。

2)中国石油天然气集团公司依据这两项指导性标准的要求,结合集团实际情况,制定了Q/SY GD 0307—2017《突发事件应急预案编制规范》和Q/SY 1517—2012《突发事件应急预案编制指南》。这两项规定了各级突发事件应急预案的管理和程序要求,即总体应急预案、综合应急预案、专项应急预案和现场处置方案的审核、评审、批准、发布和修订;这两项标准中缺少人员救护、工程抢险、污染源控制等应急处置方法、措施和技术要求。

3)Q/SY 05130—2016《输油气管道应急救护规范》,侧重于医疗救护和健康管理。

4)Q/SY 1652—2013《应急演练实施指南》和AQ/T 9007—2011《生产安全事故应急演练指南》,侧重于应急演练的组织、准备、实施、评估、审核、培训等。

1.2 国外管道应急标准

调研的国外管道应急标准包括:

1)РД 153-112-014—1997《石油产品干线输送管道事故和故障处理规程》。

2)API RP 1162—2010《管道公众警示程序》。

3)《Enbridge西部/中部应急响应指南》和《Enbridge应急响应》是加拿大Enbridge管道公司的应急响应指导手册(简称En),该指导手册类似于管道应急预案,内容详细、操作性强,值得研究、借鉴。

2 应急组织体系

国内管道企业的应急响应一般按照生产业务部门建立组织机构,例如运行调度组、法规保障组、抢险救援组、安全消防保障组、环境污染控制组和信息新闻组等[4]。

En在企业安全管理中建立了事故指挥系统ICS(incident command system),发生重大紧急事故时,ICS负责应急人员组织、资源调配和现场处置等工作。建立ICS的目的是防止企业处置重大紧急事故时的混乱组织状态和低效率工作,通过模块化的管理和协调工作机制,将紧急事故的影响后果和损失降到最小。ICS具备以下特征:

1)模块化。ICS将企业重要人员、设备和资源信息通过系统整合形成若干模块,模块按照具体任务或区域调用,包括事故救援行动、物资准备配送、现场处置、后勤保障和赔偿协商等。

2)协调统一。模块之间相互联系、彼此协调,形成有机配合的整体,使用统一的术语进行作业和沟通。

3)明确人员和职责。ICS在每个模块中解决的首要问题是管理者责任和操作者任务,即“谁负责”和“我的职责是什么”,分工明确、各司其职。

En建立ICS负责应急处置,保障发生重大事故时企业的高效组织和优化调配,该理念较为科学先进。

3 应急响应

3.1 事故分级

3.1.1国内管道企业突发应急事件

国内管道企业将突发应急事件分为四个等级: 集团公司级、管道公司级、分公司级和站场级。管道公司级突发应急事件指: 事件突然发生,事态严重,对周围的人员生命安全、设备财产、生产经营、工作秩序造成了严重危害或威胁,已经或可能造成重大人员伤亡、财产损失、环境污染和生态破坏,造成了较大的社会影响并对企业的声誉产生了重大影响,企业必须调动多个部门、单位的力量及资源进行应急处置。

3.1.2En突发应急事件

En按照事件的性质以及对公众、环境带来的危险性和影响程度,将应急事件分为四个等级:

1)事件。指异常或非计划性事件,可能影响管道的正常运行;事件经常发生,大多数情况下不会升级或者应在升级前立即进行处理,例如停电、计算机网络或者通信中断等。

2)紧急事件。指如不采取措施或者加以控制,将有可能造成人员和财产损失,例如站场小型火灾、工人受伤、防火堤内管道和储罐破裂等。

3)事故。指事件中人员、设备、环境受到损害,公司形象也受到了影响,例如出现人员死亡、5人以上住院、火灾爆炸、超过500桶油气泄漏量、涉及居民区人员疏散、井喷、恐怖袭击、地震/洪水/飓风等自然灾害、超过25万美元事故损失等。

4)灾难性事件。指威胁企业基本业务功能和生存的事件,例如墨西哥湾漏油事件等。

3.1.3国内外管道事故分级的差异

1)En基于事件性质和严重性程度进行分级,从异常事件到灾难型事件,分类详细细致;国内管道事故分级基于管理层级进行分级,各等级之间的界限难以准确界定,原则性条款较多。

2)En事故分级既强调整体防控,也注重精细化管理。例如En将通信中断视为“事件”,通信中断在管道工艺运行中属于异常工况,如10 min内恢复,管道可不采取停输等紧急措施;而国内不列为事件或事故。例如En将防火堤内管道、储罐破裂视为“紧急事件”;而国内一般列为“事故”。调研北美地区罐区防火堤容量大,多采用土质防火堤,罐区普遍做防渗处理[5],即使发生储罐油品泄漏,罐区多级防控系统可将事故影响范围控制在防火堤内部,有效避免造成环境和地下水的污染。这些措施体现了En重视细节、整体防控的理念。

3)En针对事故分级更为量化,可操作性和针对性强,例如针对“典型事故”定义为5人以上住院、超过500桶油气泄漏量和超过25万美元事故损失等条款。

3.2 第一响应人

3.2.1国内管道突发事件

国内管道突发事件应急预案的第一响应人职责: 掌握有关疑似事故尽可能详细的资料;同时将事故报告给上级调度和有关领导;调查现场情况,联系并向现场派驻人员;与抢修指挥中心及分公司应急领导小组保持联系,掌握事态最新进展;验证评估事件性质,确定事故级别并采取相应措施。

3.2.2国外重大事故处理

国外重大事故通常是立即成立统一的指挥机构,任命总指挥官,决策实施事故应急反应的程序。事故指挥官负责现场应急反应的调度指挥,通常由具有相关资质的权威人士、技术专家、有经验的消防队指挥官或法律指定的政府官员担任[6]。

En非常重视突发事件第一响应人的作用,对其职责和综合素质要求很高:

1)第一响应人接到报告后立即前往现场,与地区总经理保持联系;确认事故后,担任现场临时应急指挥员和第一负责人,直至任命的应急领导到来为止;负责现场安全;与当地应急机构联系、合作;采取措施最大程度地降低事故带来的影响或危害。

2)第一响应人到达现场时,首先应确认相关的注意事项并采取适当的处置措施: 是否有烟雾或存在可燃气体;车辆应熄火;消除或隔离事故现场邻近区域的点火源;判断风向并从上风向谨慎地接近事故现场;评估现场潜在的危险因素,包括架空电线、不确定的液体或固体物、可见蒸气、气味或有害物质、火源、交通、地面状况等。

3.2.3国内外第一响应人的差异

对于初期事故的确认和信息的获取,第一响应人的反应至关重要。作为事故初期控制与救援行动的指挥人员,若在事故初期能对现场采取有效的控制,可最大程度地将事故影响降至最低。目前,国内管道突发事件应急第一响应人的作用不如En的大,应加强第一响应人综合素质的培养。

4 应急处置

4.1 管道泄漏应急处置做法

1)针对管道油气泄漏事故,Q/SY GD 0101—2016《调度控制中心运行规范》规定:“通过压力、流量等参数的变化趋势,判断管道可能发生泄漏、接到可能发生泄漏的报告、发生恐怖袭击和发生影响运行的着火、爆炸等事故时应立即采取相应的措施,如管道紧急停输、安排人员巡线处理等”。

2)En规定管道控制人员针对典型应急事件采取的相应措施如下:

a)发生泄漏时,应在10 min内完成现场信息的收集,确定泄漏量大小、严重程度、预计维修时间等,现场人员应明确告知控制中心管道是否停输;如果管段内已发生3次以上泄漏,或者10 min内不能确定泄漏量大小、严重程度和预计维修时间,应执行管道紧急停输、禁止操作、线路截断阀关闭等操作。

b)站内火灾、噪音超标、恐怖袭击威胁,应执行管道停输、线路截断阀关闭等操作,至少应关闭泄漏点或者站场上下游的2处截断阀。

c)可燃气体体积分数超标,现场工作人员应确认可燃气体超标的严重程度,控制中心据此再确定是否紧急停输。

3)针对管道泄漏的应急处置,国内外做法差异较大。国内主要考虑管道泄漏事故的严重后果和社会影响,即使存在泄漏可能性也立即执行紧急停输措施,防止泄漏量增加,处置方法偏于保守[7];国外通常根据泄漏严重程度确认是否采取紧急停输措施,如果短时间完成溢油回收和管道维修,可不执行紧急停输,反之执行紧急停输。两者差异主要是国情不同造成的,不具有可比性。此外,国外标准规定10 min内应完成泄漏评价和维修,这需要管道高频次巡线以及准确定位泄漏位置,这在国内存在一定难度。针对“火灾爆炸”、“恐怖袭击”的应急处置,国内外标准基本一致;针对“噪音超标”,En也执行紧急停输,这方面值得商榷,该参数可能是针对输油泵、压缩机或者工艺管道振动超过极限值而采取的应急措施;针对“气体体积分数超标”的应急处置,国内标准无规定,En理念比较合理。总体来看,En紧急停输的条件和要求稍微宽松,而国内管道处置更为严格。

4.2 现场安全区域划分

国内管道事故较少涉及现场分区管理及相关规定。青岛“11.22”中石化输油管道泄漏爆炸事故中,维抢修和消防人员站立在潜在爆炸管道周围,并且防护装备穿戴也不到位,造成62人遇难,136人受伤的重特大事故[8]。此外,管道突发事件发生时,国内侧重管道重大事故的事态整体控制,而针对事故处理过程中产生的非紧急性污染物等还不够重视。

为保证事故抢修安全有序地进行,En将事故现场划分为三个区域: 热区、温区、冷区,事故现场区域划分如图1所示。热区是泄漏地点或应急作业场地,仅限于应急响应人员进入,非应急响应人员应在应急响应人员陪同下才能通过该区,且进入该区的人员必须佩戴防护装备;温区指设备、机具存放的区域,包括人员更换防护装备的区域;冷区指事故直接影响以外的区域。事故应急指挥所应设置在冷区,指挥所是救援行动的关键场所,应距离泄漏场地至少90 m。事故处置过程中设备和人员产生的污染物仅限于热区和温区,不能进入冷区。

图1 En事故现场区域划分示意

图1中En关于事故现场的区域划分科学合理,由于不同区域的危险性不同,因此只有一线的、专业的应急人员才能出现在泄漏点和操作维修的区域。此外,En重视现场污染物的控制管理,要求在热区和温区完成污染物处理,防止污染物对其他区域造成二次污染。

5 应急保障

5.1 医疗救护

发生管道事故时,国内在隔离控制事故现场、环境监测、现场警戒和消除泄漏源等应急处置方面比较完善,但人员的医疗救护是短板,主要通过人员疏散等方式避免伤亡;管道事故应急中,应将救援人员的人身安全和健康放在首要位置[9]。

En在处置应急事件过程中规定: 首要因素是人员生命,其次是环境保护。РД 153-112-014—1997规定了现场人员的救护,包括可用急救资源、药品和医疗器械、中毒救护(化学品)、建立现场急救站、伤员转运等。管道突发事件或事故中,人员受伤的可能性较大,应急医疗救护保障应作为应急预案的重要内容。

5.2 应对新闻媒体

管道事故发生时通常会引起广泛的关注,维护管道企业正当权益,尽可能地减少负面影响,避免引起社会和公众的恐慌,妥善处理人员疏散和事故后续处理。除此之外,应对新闻媒体是一个新的课题,一般国内管道企业要求发言人和发言稿需经过应急领导小组组长审定,同时规定了“首次新闻发布内容,应包括但不限于突发事件的时间、地点、初步情况,以及对人员、环境、社会的影响和应急处置阶段性进展情况”。

En采取一种更为积极主动的策略应对媒体,要求尊重媒体,但要注意媒体的新闻发布期限要求,不说无法兑现的承诺,在媒体面前要建立起公司的形象并注意保持;同时En手册就回答媒体问题时的用词和注意要点做了详细规定和提示。API RP 1162—2010中规定了管道运行商鼓励新闻媒体报道管道积极影响的里程碑事件,例如新建管道工程、安全的管道开挖修复作业、管道作为基础能源设施发挥的作用等。媒体报告管道泄漏紧急事件时,管道运营商可借此强化预防措施对于管道安全的重要性。

5.3 公众警示

国内管道警示信息主要是设立标志桩、宣传《石油天然气管道保护法》等管道法规;管道线路管理主要依靠巡线工巡查,公众参与度低,特别是偏远和环境恶劣地区更为明显[10]。

API RP 1162—2010中规定了管道公众警示程序的结构框架、信息传递、沟通频率、覆盖区域、审核评价等内容,通过互联网、新闻媒体、开放性参观等方式,让公众了解预防管道事故所采取的措施以及管道事故的识别、报告和处置方法,从而认识到管道是一种安全可控的运输方式。管道运营商鼓励公众报告管道事故,特别是疑似威胁管道的活动,例如管道裸露、沉降、植被死亡、地面不稳定等,包括通过视觉、听觉、嗅觉判断的管道泄漏迹象。

6 应急预案编制

6.1 编制工作组

国内通常成立以单位主要负责人为领导的管道应急预案编制工作组,参与人员由生产、安全、消防、工程、医疗、环境、管理等方面的专家组成[11]。

РД 153-112-014—1997中规定:“事故预案由事故预案委员会制订和修订,事故预案委员由开发部主任、主任调度员、总技师、动力总工程师、安全工程师、石油电视广播股份公司代表、消防队队长等组成”,人员涵盖范围广,从技术、安全、经济、媒体等多方面综合考虑,有助于制订出全面、科学、合理的应急预案。

6.2 变更和修订

Q/SY 1517—2012中规定:“应确定应急预案修订和审核频次,发生下列变化情形之一时,应对应急预案进行修订: 隶属关系、经营方式、法人代表人;生产工艺和技术;法律法规;环境风险因素和重大危险源;应急组织机构等”。此外,发生生产安全事故、环境污染事故、应急演练过程中发现存在缺陷时,也应修订应急预案。

РД 153-112-014—1997规定:“制订应急预案应符合管道线路实际情况,确认应急抢险设备、人员和专用通道状况,如实际情况变化,应在1个月内对应急预案进行相应的变更和补充”。事故预案变更应有管道维抢修中心工作人员和管道控制中心领导的签字,并且写入维抢修中心工作人员职责说明中。国内标准针对应急预案变更的条件比较完善,但缺少时效性要求。俄罗斯标准规定了应急预案变更的时间和签署要求,具有借鉴意义。

7 应急预案演练

国内管道应急预案编制程序是: 成立编制工作组、资料收集和调研、重大危险源和风险分析、维抢修资源和救援能力评估、编制、评审、发布、更新等。管道应急处置的实践证明,还应增加制订编制计划以及演练和改进,制订编制计划能减少应急预案的盲目性,保证预案编制科学、合理;演练和改进保证在事故状态下预案能够有效地实施,可及时发现预案中存在的问题,保证预案的科学性和实用性[12]。国内管道企业要求每年至少开展1次公司级专项应急预案演练,每半年至少开展1次输油气分公司级专项应急预案演练,每季度至少开展1次站队级应急预案演练。

En手册要求的应急预案演练包括: 每年1次的桌上演练、每年1次的设备部署演习、每年1次未经宣布的演习、每年1次环境保护署或行业发起的区域演练等。

8 结束语

综上所述,应积极借鉴美国、加拿大、俄罗斯在管道应急方面的先进经验和做法,结合国内油气管道应急控制规范的现状,提出如下的合理化建议:

1)在企业安全管理中建立ICS负责应急处置,通过模块化的管理和协调工作机制,保障发生重大事故时企业的高效组织和优化调配。

2)建议按照事件的性质和严重性程度进行分级,从异常事件到灾难型事件,每个类型事件应规定人员伤亡、油气泄漏当量、经济损失等量化指标。

3)强化管道事故第一响应人的职责,赋予事故初期控制与救援行动的指挥权,加强第一响应人的培养,包括事故确认、信息获取等。

4)建议在管道事故现场划定安全区域,例如仅允许专业人员进出的泄漏点和操作维修的区域、设备存放区域、指挥所区域等,重视现场污染物的控制管理,防止出现二次污染。

5)应急预案应重视人员的医疗救护和安全健康问题,应涵盖可用急救资源、药品和医疗器械、化学品中毒救护、建立现场急救站、伤员转运等内容。

6)实施管道公众警示程序,鼓励公众发现问题,特别是威胁管道安全的疑似异常情形,重视宣传管道安全控制措施和事故处置方法等。

7)借鉴美国管道运营商与新闻媒体交流的推荐做法。

8)借鉴俄罗斯标准做法,预案编制工作组应由涵盖多个专业技术方向的专家组成以保证科学性,明确应急预案变更的时效性。

9)应急预案演练方式应多样化,例如桌上演练、区域性演练、未经计划宣布的演练等。

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