长输天然气管道高后果区应急处置措施研究

白新海 陈瑞瑞 张威

摘 要：  随着长输天然气管道完整性管理及高后果区的监管要求提高，传统的定性风险分析已经不能满足当前要求应急处置措施的要求，明确事故影响范围、开展警戒控制、人员疏散及事故预防均需对确定事故的影响范围，本研究通过分析有关应急处置的法律法规，提出了应急处置工作的内容框架，采用结合天然气管道事故的后果定量分析的方式，深入研究分析了事故的影响后果，并提供了分析应急处置薄弱环节的思路及优化措施，为企业进一步完善应急处置措施，提供了参考和支持。

关键词：  高后果区;后果模拟;定量分析;应急处置;应急措施

0引言

长输天然气管道高后果区的典型类型主要为人口密集型高后果区及敏感环境类高后果区，当前针对国内外事故应急处置、高后果区存在的问题及应用技术研究的内容较多[1-5]，而针对高后果区应急处置措施的实践研究相对较少。本研究通过对输气管道潜在影响范围及事故后果影响范围的综合分析，为管道运营企业针对高后果区明确应急处置措施的内容，提供参考和支撑。

1应急处置工作内容架构

应急处置措施由应急预案指导实施，贯穿于应急管理的全过程。应急管理主要包括四部分内容：预防及应急准备、监测及预警、应急响应及恢复。

2企业开展高后果区应急管理的要求

我国企业针对高后果区的管理，主要依据管道完整性管理的技术标准架构组织实施，管道完整性管理的1项国家核心标准为《油气管道系统完整性管理规范》（GB 32167—2015），以及配套国家标准10 项[6]。企业依据标准要求开展高后果区风险识别与评估工作。

企业制定的应急处置措施，至少应包含事故现场的警戒疏散、人员搜救、医疗救治、現场监测、技术支持、工程抢险及环境保护方面的应急处置措施。

3高后果区应急处置措施制定的策略

当前高后果区的应急管理普遍存在以下问题：法律机制不健全、城乡规划不合理、第三方破坏行为多、信息系统不完善、应急救援装备环境特殊环境适用能力弱、应急处置人才队伍建设不足、应急救援力量资源重复建设浪费等[7-8]。因此，制定高后果区应急处置措施时，应从量化事故后果着手，按照事故后果可能出现的影响程度，分析薄弱环节，从而制定由针对性的应急处置措施。

4量化事故后果对完善应急处置措施的应用

某公司长输天然气管道高后果区管道事故后果的量化过程如下：

1）高后果区预测事故场景模型参数如下：管道长度7.24km、管径1016mm、壁厚27.2mm、设计压力10.0MPa、最高运行压力9.5MPa、管内温度14.2℃、埋深1.5m、大气压力101.325kPa、大气温度12.3℃、大气相对湿度65%、风速4m/s、纬度38°、泄漏角度10°;模拟后果类型：泄漏扩散、喷射火、闪火、蒸气云爆炸事故。

2）量化模型：采用Wilson模型计算管道断裂时的泄漏质量流量，量化泄漏源强度;采用API581的失效后果评价方法判断气体流动状态，进而计算气流音速流量与亚音速的流量;采用自由射流的理想气体状态方程组，对射流结构进行测算;采用Pasquill-Gifford模型计算中性气体在大气中的浮力扩散;采用TNO（ME）模型计算蒸气云爆炸的超压冲击波影响范围;采用THORNTON模型计算有风情况下的喷射火热辐射影响范围;采用Raj & Emmons（1975， 2007）的闪火模型计算闪火事故影响范围。

3）量化评估阈值

3）量化结果

4）针对高后果区特定场所信息

距离管道西侧96m处，有原油储库一座。

5）管道事故后果评估分析

（1）当管道发生大孔泄漏时，原油储库罐区内可能存在达到爆炸下限的爆炸性混合气体，发生云爆事故，罐区内产生的冲击波超压小于20.7 kPa，导致油储罐破裂，但对人员影响较小;发生大孔泄漏喷射火事故时，可能导致周边59m范围内出现人员死亡、64m出现人员重伤、77m内出现人员轻度烧伤、104m以外人员相对安全。

（2）当管道发生破裂事故时，原油储库罐区内存在达到爆炸下限的爆炸性混合气体，发生云爆事故，罐区内产生的冲击波超压大于100kPa，导致油储罐摧毁，罐区内作业人员死亡;发生大孔泄漏喷射火事故时，导致周边178m范围内出现人员死亡、199m出现人员重伤、246m内出现人员轻度烧伤、345m以外人员相对安全。

6）应急处置措施研究

依据当前管道的安全设施设计、安全评价、地质灾害评估、防腐检测、管理方案等综合分析，查找薄弱环节;应用事故后果定量评估内容，完善现场应采取的加强措施;明确应急疏散间距;针对灾难性断裂事故扩大应急范围;建立协防、联防的应急处置工作机制;明确事故期间烟火管制区、交通管制区等。

5结论

（1）长输天然气管道高后果区的应急处置措施研究，需结合应急管理的全过程开展，应急管理的全过程可分为四个部分分步细化各任务应采取的措施。

（2）事故综合后果的定量评估用于长输天然气管道高后果区应急处置措施的研究，可大大加深风险辨识与后果影响的评估深度，明确各类管控措施的应用范围、明确疏散间距，为应急资源调度、人员配置、优化应急准备等提供支持和参考。

参考文献：

[1]王幼莉. 国内外应急管理研究新进展[J]. 华北科技学院学报， 2016（13）：116-120.

[2]卢彦博. 川气东送管道的应急处置技术研究[D]. 西南石油大学， 2013.

[3]章跃平， 赵嘉程， 席有强. 管道建设期及运营期对高后果区的管控措施探讨[J]. 科技风， 2019， 000（022）：239-240.

[4]王银强， 丁孟鑫， 马睿华，等. 浅析管道高后果区管理存在的难点与控制措施[J]. 冶金管理， 2019， No.371（09）：154-155.

[5]张涛. 输气管道完整性管理高后果区管控存在的问题[J]. 上海煤气， 2020， No.341（01）：21-23+31.

[6]董绍华. 中国油气管道完整性管理20年回顾与发展建议[J]. 油气储运， 2020（3）.

[7]袁海，王景巍，刘小晖.油气管道高后果区管理探讨[J].云南科技管理，2021，34（01）：35-36.

[8]赵岩，李心凯，刘志富.天然气管道应急抢修体系建设的思考[J].石油规划设计，2020，31（01）：6-8+60.

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