天然氣輸氣管道工程環(huán)境風(fēng)險分析

環(huán)境風(fēng)險評價是環(huán)境影響評價領(lǐng)域中的一種重要構(gòu)成部分，伴伴隨人們對環(huán)境危

險及其災(zāi)害的認(rèn)識日益增強(qiáng)和環(huán)境影響評價工作的深入開展，人們已經(jīng)逐漸從正常事

件轉(zhuǎn)移到對偶爾事件發(fā)生也許性的環(huán)境影響進(jìn)行風(fēng)險研究。

本項目重要環(huán)境風(fēng)險來自天然氣的泄漏、火災(zāi)、爆炸以及在運送途中口勺交通意外

風(fēng)險也許帶來的環(huán)境影響。本次評價按照《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T169

-2023)和《有關(guān)加強(qiáng)環(huán)境影響評價管理防備環(huán)境風(fēng)險的告知》(環(huán)發(fā)[2023]152號)

的規(guī)定，對本項目也許發(fā)生的事故進(jìn)行風(fēng)險識別，同步針對最大可信風(fēng)險事故對環(huán)

境導(dǎo)致的影響進(jìn)行分析、預(yù)測及評價，以此提出事故應(yīng)急處理計劃和應(yīng)急預(yù)案，以減

少或控制本項目的事故發(fā)生頻率，減輕事故風(fēng)險對環(huán)境的危害。

6.1環(huán)境風(fēng)險識別

物質(zhì)風(fēng)險性識別

.1天然氣成分分析

本項目為天然氣輸送工程，原料天然氣由中國石油化工股份有限企業(yè)山東實華天

然氣企業(yè)提供，中石化目前供應(yīng)山東日勺天然氣資源來自鄂爾多斯盆地，資源供應(yīng)能力

設(shè)計產(chǎn)能為80Xl()M/a,管網(wǎng)輸送能力為50X10■/a,目前每年可以向山東提供天然

氣資源20Xl(Tni7a。根據(jù)建設(shè)單位提供的資料，本工程原料天然氣重要指標(biāo)分別見表

6T。

表6-1原料天然氣構(gòu)成表

成分CH,C2HBC3H8iCiHicnC.Hx.iC5HnC5HC；N2C02

含

92.8944.0290.6740.1150.Ill0.0530.0250.0910.5571.448

量%(vol)

低位熱值：34.41MJ/Nm3

高位熱值：35.02MJ/Nm3

本項目接受和輸送的天然氣為干氣，氣質(zhì)狀況符合國家CB17820-1999《天然氣》

原則II級氣質(zhì)，氣質(zhì)參數(shù)見表6-2。

表6-2II級氣質(zhì)參數(shù)表

項高位發(fā)熱總硫含量CO黑

HS(mg/m!)水露點

目（MJ/m3）（mg/m3）2（體積）

數(shù)在天然氣交接點口勺壓力和溫度條

值>31.4(2C0〈20<3件下,天然氣的水露點應(yīng)比最低

環(huán)境溫度低5c

.2危險物質(zhì)識別

由表9T可知，天然氣重要成分為甲烷，此外還具有微量乙烷、丙烷、氮氣和二

氧化碳；此外混合制冷劑由凡、C「C5等構(gòu)成的混合物（由于可研階段尚不能確定其

混合制冷劑各物質(zhì)組分比，故本次評價不對其進(jìn)行分析）天然氣發(fā)生火宅事故不完

全燃燒產(chǎn)生COo本項目波及日勺甲烷、CO、混合制冷劑（乙烯、丙烷、異戊烷）的理

化性質(zhì)及危險特性如下：

1.甲烷

甲烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-3o

表6-3甲烷重要性質(zhì)一覽表

國際

21007CAS號74-82-8

編號

分子

CH中文名稱甲烷

式4

外觀無色無臭氣體分子量16.04

性狀

熔點-182.5°C沸點：-161.5°C蒸汽壓53.32kPa（-168.8°C）

閃

-188°C燃燒熱889.5kJ/mol

點

相

對密0.42（水=1）,0.55（空氣=1）溶解性微溶于水，溶于乙醇、乙醛

度

爆炸

5.3?15（v/v,%）定性穩(wěn)定

極限

危險

4（易燃?xì)怏w）危險類別甲

標(biāo)識

侵入

吸入

途徑

危險易燃，與空氣混合可形成爆炸性混合物。遇明火、熱源有燃燒爆炸危險。與五氧化浪、

特性氯氣、次氯酸及其他強(qiáng)氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。

燃燒

一氧化碳、二氧化碳

產(chǎn)物

接觸

前蘇聯(lián)MAC300nig/m3

限值

2.CO

一氧化碳理化性質(zhì)及危險特性見表6-4。

表6-4一氧化碳重要性質(zhì)一覽表

國際編

21005CAS號630-08-0

號

分子式C0中文名稱一氧化碳

外觀性

無色無臭氣體分子量28.01

狀

熔點-199.rc沸點:-191.4℃蒸汽壓309kPa/-180℃

微溶于水，溶于乙醇、苯等多種有機(jī)

閃點〈-50C溶解性

溶劑

相對0.79（水=1）,0.97（空氣=1）穩(wěn)定性穩(wěn)定

密度

爆炸極

5.3?15（v/v,%）危險標(biāo)識4（易燃?xì)怏w）

限

侵入途

吸入

徑

危險特是一種易燃易爆氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆

性炸。

燃燒產(chǎn)

二氧化碳

物

接觸限

中國MAC30mg/m'

值

3.乙烯

乙烯理化性質(zhì)及危險特性見表6-5。

表6-5乙烯重要性質(zhì)一覽表

國際

21016CAS號74-85-1

編號

分子

中文名稱乙烯

式

外觀

無色氣體，略具燒類特有的臭味分子量28.06

性狀

熔點-199.1℃沸點：-191.4℃蒸汽壓4083.4kPa/0℃

閃不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，

-136℃溶解性

點溶于酷

ffl

對密0.61（水=1）,0.98（空氣=1）穩(wěn)定性穩(wěn)定

度

侵入

吸入危險標(biāo)識4（易燃?xì)怏w）

途徑

危險易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆

特性炸的危險。與氨、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。

燃燒

一氧化碳、二氧化碳

產(chǎn)物

接觸

前蘇聯(lián)MAC100mg/m：'

限值

4.丙烷

丙烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-6o

表6-6丙烷重要性質(zhì)一覽表

國

際

21011CAS號74-98-6

編

號

分

子中文名稱丙烷

C3H?

式

外

觀

無色氣體,純品無臭分子量44.10

性

狀

熔

-187.6℃沸點：-42.1℃蒸汽壓53.32kPa/-55.6℃

點

閃

-104℃溶解性微溶液于水,溶液于乙醇、乙醛

點

相

對0.58Z-44.5℃（水=1）

穩(wěn)定性穩(wěn)定

密1.56（空氣=1）

度

侵

入

吸入危險標(biāo)識4（易燃?xì)怏w）

途

徑

危易燃?xì)怏w。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸H勺危險。與氧化

險劑接觸會劇烈反應(yīng)。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相稱遠(yuǎn)的地方，遇明火會引著回

燃。

特

性

燃

燒

一氧化碳、二氧化碳

產(chǎn)

物

接

觸

前蘇聯(lián)MACBOOmg,//

限

值

5.異戊烷

異戊烷理化性質(zhì)及危險特性見表6-7o

表6-7異戊烷重要性質(zhì)一覽表

國

際

31002CAS號78-78-4

編

號

分

子CSH.2中文名稱2-甲基丁烷

式

外

觀無色透明H勺易揮發(fā)液體，有令人快樂

分子量72.15

性的芳香氣味

狀

熔

-159.4℃沸點：27.8℃蒸汽壓79.31kPa/21.1℃

點

閃不溶于水，可數(shù)量級溶于乙醇、乙

-56℃溶解性

點醒等多數(shù)有機(jī)溶劑

相

對

0.62/（水=1）,2.48（空氣=1）穩(wěn)定性穩(wěn)定

密

度

侵吸入、食入危險標(biāo)識7（低閃點易燃液體）

入

途

徑

危

極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)

險

生強(qiáng)烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相稱遠(yuǎn)的地方，遇明火

特

會引著回燃。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。

性

燃

燒

一氧化碳、二氧化碳

產(chǎn)

物

接

觸

前蘇聯(lián)MAC300mg/m3

限

值

.3天然氣毒理性分析

侵入途徑：吸入

天然氣重要成分是甲烷，甲烷對人基本無毒，只有在極高濃度時成為單純性窒息

劑。甲烷濃度增長能置換空氣而致缺氧。87%日勺濃度使小鼠窒息，90%使致呼吸停止。

80%甲烷和20%氧的混合氣體可引起人頭痛。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)25%?30%時，人出現(xiàn)窒

息前癥狀，頭暈、呼吸增快、脈速、乏力、注意力不集中、共濟(jì)失調(diào)、精細(xì)動作障礙,

甚至窒息。

「藝過程危險原因分析

.1站場工藝過程危險原因分析

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程天然氣輸送系統(tǒng)重要由輸氣管道和各類站

場構(gòu)成，站場又可分為：末站、輸配氣站及配氣站等。

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程將設(shè)置10座站場。站內(nèi)重要設(shè)備包括：過

濾分離器、計量裝置、清管器收發(fā)裝置、放空系統(tǒng)等；引起站場事故的重要危險、有

害原因體現(xiàn)為：站內(nèi)管道破裂、站場設(shè)備故障和站場的設(shè)備泄漏等。引起這些事故的

重要原因有：

1.站場設(shè)備

由于本工程的工藝操作壓力最高達(dá)4MPa,且變化很大，因此存在由于過壓、疲

勞等引起歐I與壓力容器有關(guān)日勺事故；設(shè)備選型不妥、過濾分離器的質(zhì)量直接關(guān)系到管

道運行日勺安全，要尤其注意其對本工程日勺合用狀況。

2.儀表

該工藝日勺控制關(guān)鍵是壓力自動監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)誤差過大，會導(dǎo)致誤判斷泄漏而切

斷管道輸送，導(dǎo)致不必要日勺經(jīng)濟(jì)損失；當(dāng)發(fā)生較小的泄漏時，如不能及時發(fā)現(xiàn)，將會

導(dǎo)致大日勺泄漏事故。

3.公用工程系統(tǒng)

假如出現(xiàn)停電時間過K或通訊系統(tǒng)故障，有也許對設(shè)備及管道運行帶來危害。

4.工藝廢氣排放

清管作業(yè)由于采用帶壓引球清管操作，會有少許輸送介質(zhì)采用放空H勺方式排H3

排放量每次約幾十立方米。當(dāng)管道發(fā)生事故需要事故排放時，采用放空方式。一旦系

統(tǒng)出現(xiàn)故障，就要將管道中氣體直排進(jìn)大氣，當(dāng)這些氣體與空氣混合到達(dá)爆炸濃度極

限時，存在爆炸危險。當(dāng)管道運行壓力超過設(shè)定值時，會有泄壓排放，采用直接壓力

保護(hù)閥泄壓方式，氣體直接排入大氣環(huán)境，也有發(fā)生爆炸的也許性。

5.工藝操作

操作人員由于自身技術(shù)水平不高或責(zé)任心不強(qiáng)，導(dǎo)致誤操作或違章操作，也也許

引起事故。

.2長輸管道工藝過程危險原因分析

萊州市第二氣源管道天然氣供氣工程管道以埋地敷設(shè)方式進(jìn)行輸送，埋深

1.2m?1.5m,具有隱蔽、單一和野外性日勺特點；輸送壓力達(dá)4MPa。根據(jù)長輸管道易

發(fā)事故不一樣的I特點，可將導(dǎo)致事故的危險原因提成如下幾類：

1.管道腐蝕穿孔

一般管道具有防腐層，使管材得到保護(hù)。不過，由于防腐質(zhì)量差、管道施工時導(dǎo)

致防腐層機(jī)械損傷、土壤中含水、鹽、堿及地下雜散電流等原因都會導(dǎo)致管道腐蝕，

嚴(yán)重的可導(dǎo)致管道穿孔，引起事故。

2.管道材料缺陷或焊口缺陷隱患

此類事故多數(shù)是因焊縫或管道母材中的）缺陷在帶壓輸送中引起管道破裂。據(jù)四川

輸氣管道事故記錄，約38%的事故是由于焊縫、母材缺陷引起日勺。

此外，管道的施工溫度與輸氣溫度之間存在一定的溫度差，導(dǎo)致管道沿其軸向

產(chǎn)生熱應(yīng)力，這一熱應(yīng)力因約束力變小從而產(chǎn)生熱變形，彎頭內(nèi)弧向里凹，形成折皺,

外弧曲率變大，管壁因拉伸變薄，也會形成破裂。

3.第三方破壞

第三方破壞包括意外重大的機(jī)械損傷、操作失誤及人為破壞等也許，近年來，我

國此類事故有迅速上升口勺趨勢。尤其是山東地區(qū)人口稠密，經(jīng)濟(jì)不是很發(fā)達(dá)，第三方

破壞現(xiàn)象較突出。

4.自然災(zāi)害

地震、洪水、塌陷、雷擊等自然災(zāi)害都也許對管道導(dǎo)致破壞，引起事故。

5.設(shè)備事故

輸氣設(shè)備、設(shè)施等性能不好、質(zhì)量不高也可以引起事故。

6.2天然氣管道事故記錄與事故原因分析

本節(jié)記錄分析了國內(nèi)外輸氣管道事故次數(shù)和原因，針對本工程所處環(huán)境重點論述

了第三者人為破壞口勺嚴(yán)重性，并提出了結(jié)論和提議以供參照。

國外輸氣管道事故記錄與分析

.1前蘇聯(lián)輸氣管道事故記錄與分析

前蘇聯(lián)是世界天然氣管道建設(shè)大國，已建成的輸氣管道有13X10Kn。表6-8是

前蘇聯(lián)1981年到1990年間發(fā)生的輸氣管道事故記錄成果。

表6-81981年?1990年前蘇聯(lián)輸氣管道事故原因分析

占總事故的比例

事故原因事故次數(shù)

(%)

腐蝕30039.9

其中；外部腐蝕(248)(33.0)

內(nèi)部腐蝕(52)(6.9)

外部干擾12716.9

材料缺陷10013.3

焊接缺陷8110.8

施工和設(shè)備缺陷8210.9

其中：施工缺陷(65)(8.6)

設(shè)備缺陷(17)(2.3)

違反操作規(guī)程222.9

其他原因405.3

合計752100

從上表看出,多種事故原因日勺比例排序為：腐蝕39.9%(其中外腐蝕33.0%,內(nèi)

腐蝕6.9給，外部干擾16.9%,材料缺陷13.3%,焊接缺陷10.8%,施工缺陷8.6%,

違反操作規(guī)程、設(shè)備缺陷和其他原因所占比例較低，分別為2.9%、2.3%和5.3%。

.2歐洲輸氣管道事故記錄與分析

歐洲輸氣管道事故數(shù)據(jù)組織(EGIG)記錄了1970年?1992年共23年間該組織范

國日勺輸氣管道事故，成果列于表6-9。

表6-91970年7992年歐洲輸氣管道事故記錄

事故率占總事故的比例

事故原因

(10-3次/(Km?a))(%)

外部干擾0.3052.17

施工和材料缺陷0.1119.13

腐蝕0.0813.91

地基位移0.035.22

誤操作0.0254.35

其他0.035.22

從表中成果可知，歐洲輸氣管道事故重要原因是由第三方引起的外部干擾，約

占事故總數(shù)的52%；另一方面是施工和材料缺陷，所占比例為19.13%；第三是腐蝕，

占總數(shù)H勺13.91%,地基移動、誤操作和其他原因分居第4?6位，所占比例約在5%

左右。

.3美國輸氣管道事故記錄與分析

美國目前大概有42X10^01的天然氣輸送管道，是世界上建設(shè)輸氣管道最多也是

最長距離H勺國家。美國能源部曾對1970年?1984年間運行的天然氣管道事故進(jìn)行記

錄分析，成果見表6T0。

表6701970年?1984年美國輸氣管道事故記錄

事故率

事故原因事故次數(shù)

(%)

外力314453.54

材料缺陷或構(gòu)造損壞131922.46

腐蝕97216.6

其他4377.4

合計5872100

從表中可知，在1970年?1984年日勺23年里，美國天然氣管道(長輸和集輸管道)

共發(fā)生了5872次事故，年平均事故率為419次。外力是導(dǎo)致美國天然氣管道事故時

首要原因，共發(fā)生了3144次，占事故總數(shù)H勺53.54%；另一方面是材料缺陷，共發(fā)生

了1319次，占22.46%；腐蝕是第三位的原因，共導(dǎo)致了972次事故，事故率是16.6%。

國內(nèi)輸氣管道事故記錄和分析

.1四川輸氣管道事故記錄和事故原因分析

川渝地區(qū)是我國重要的天然氣工業(yè)基地，表6T1是1969年?1990年四川天然

氣管道事故記錄成果。

表6-111969年?1990年四川天然氣管道事故記錄

事故率

事故原因事故次數(shù)

(%)

腐蝕6743.22

其中：內(nèi)腐蝕(46)(29.67)

外腐蝕(21)(13.55)

施工和材料缺陷6038.71

其中：施工質(zhì)量(41)(26.45)

制管質(zhì)量(19)(12.26)

不良環(huán)境影響2214.20

人為破壞及其他原因63.87

合計155100

在1969年?1990年的23年間，四川輸氣管道共發(fā)生155次事故，其中腐蝕引

起的有67次，占事故總數(shù)的43.22%,是導(dǎo)致事故的首要原因；施工和材料缺陷事故

共有60次，占總數(shù)口勺38.71樂僅次于腐蝕原因而列于事故原因的第二位；由不良環(huán)

境影響而導(dǎo)致的事故有22次，占到事故總數(shù)的14.20的位居笫三。導(dǎo)致輸氣管道事

故H勺重要原因分別是腐蝕、施工和材料缺陷及不良環(huán)境影響。這一記錄成果與國外記

錄成果有類似日勺地方，同樣表明腐蝕及施工和材料缺陷是影響管道安全運行的重要原

因。

.2國內(nèi)90年代輸氣管道事故分析

進(jìn)入90年代，伴隨陜甘寧氣田日勺勘探開發(fā)，我國在西部地區(qū)建設(shè)了以陜京線、

靖西線和靖銀線為代表日勺標(biāo)志著我國90年代輸氣管道建設(shè)技術(shù)水平日勺三條管道。其

中1997年建成日勺陜京線是目前國內(nèi)陸上長度、規(guī)模、投資最大的天然氣長輸管道工

程。以上三條管道從1997年投產(chǎn)以來，共發(fā)生了2次事故，均由洪水引起并發(fā)生在

地質(zhì)災(zāi)害比較多的黃土高原地區(qū)，記錄成果見表6-12o

表6-1290年代我國重要輸氣干線事故率*

管道長度運行年限出現(xiàn)事故出現(xiàn)事故事故率

管道名稱

(Km)(a)次數(shù)時間(10-3次?a)

陜京線8532.41711998.80.485

靖西線488.53.511999.90.585

靖銀線3203.0830/0.0

合計4758(Km?a)2/0.42

*：表中運行年限記錄到2023年11月

第三者破壞對管道安全運行日勺危害

第三方破壞是指人為偷油盜氣導(dǎo)致的管道損傷以及管道沿線修筑道路、建筑施

工、農(nóng)民耕地等活動引起的管道損傷。值得注意日勺是，進(jìn)入90年代后來，伴隨我國

經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，地方保護(hù)主義及社會環(huán)境日勺變化導(dǎo)致管道侵權(quán)事件頻頻發(fā)生，在管道

上人為打孔盜油盜氣的狀況急劇上升，嚴(yán)重危害管道安全，并導(dǎo)致巨大日勺財產(chǎn)損失，

己引起了人們?nèi)丈赘叨戎匾暋?/p>

.1中油股份管道第三方破壞數(shù)據(jù)記錄與分析

表6-13是中國石油天然氣股份有限企業(yè)質(zhì)量安全環(huán)境保護(hù)部提供的有關(guān)管道第

三方破壞（重要指打孔盜油）的狀況記錄。

表673近幾年管道打孔盜油（氣）狀況記錄表

年份打孔次數(shù)（次）停輸時間（h）損失原油（t）經(jīng)濟(jì)損失1萬元）

19966828584363686

1997178467189133910

19987562154213194504

199924588126393228797

2023(1?9)62661923617191636606

合計97263026825990657503

從表中看出，第三方破壞相稱嚴(yán)重，損傷次數(shù)呈逐年急速上升趨勢。

.2中一安輸氣管道第三方破壞狀況

中一安輸氣管道首起中原油田第二氣體處理廠配氣站北側(cè)，路過濮陽市、安陽市

所屬4縣、15個鄉(xiāng)、112個自然村，至安陽市西郊東風(fēng)鄉(xiāng)置度村南第一配氣站，管道

全長104.5Km,投產(chǎn)至今共發(fā)生偷氣事件2次。

.3中一開輸氣管道第三方破壞狀況

中一開輸氣管道輸送中原油田天然氣至開封，管道全長120Km,1996年至今共發(fā)

生偷氣事件10次。

.4中滄輸氣管道第三方破壞狀況

中滄線自1998年發(fā)生第一次打孔盜氣案件以來，截止到2023年11月，已發(fā)生

了打孔盜氣事件14次,參見表6-14o

表674中滄輸氣管道打孔盜氣狀況記錄

樁號盜氣持續(xù)時間

序號地點盜氣點狀況

(Km+m)（a）

111+200莘縣古云鄉(xiāng)珍珠巖廠作為燃料氣0.5

211+380莘縣古云鄉(xiāng)黃莊燈具廠作為燃料氣0.5

311+500莘縣古云鄉(xiāng)黃莊燈具廠作為燃料氣0.5

411+650莘縣古云鄉(xiāng)同智營村玻璃絲棉廠作為燃料氣0.5

511+660莘縣古云鄉(xiāng)西池村泡花堿廠作為燃料氣0.5

611+770莘縣古云鄉(xiāng)王拐村熔塊廠作為燃料氣0.5

711+790莘縣古云鄉(xiāng)王拐村熔塊廠作為燃料氣0.5

811+890莘縣古云鄉(xiāng)曹莊村珍珠巖廠作為燃料氣0.5

911+920莘縣古云鄉(xiāng)曹莊村熔塊廠作為燃料氣0.5

1013+180莘縣古云鄉(xiāng)邢莊村熔塊廠作為燃料氣0.5

1114+150莘縣古云鄉(xiāng)義和誠企業(yè)玻璃絲棉廠作為燃料氣1

1214+200莘縣古云鄉(xiāng)邢莊村熔塊廠作為燃料氣1

13280+300吳橋縣北董村裝有閥門未盜成

14303東光縣裝有閥門未盜成

.5近幾年盜油、盜氣案件的特點分析

（1）由人個作案發(fā)展為團(tuán)伙作案，并有明確分工，踏點、放哨、打孔、盜油、

銷贓一條龍，配有先進(jìn)口勺交通和通訊工具，個別甚至配有槍支；

（2）盜油分子活動范圍明顯擴(kuò)大：從河南濮陽一帶擴(kuò)大到華北的邯鄲、黃驊、

大港、靖海，東北大慶和西北長慶油田、馬惠寧線。作案分子有些具有專業(yè)知識，內(nèi)

外勾結(jié)，不易防備；

（3）有些地方打擊不力、執(zhí)法不嚴(yán)，對這些破壞和盜竊國家財產(chǎn)的犯罪分子只

按一般偷盜案處理，有些犯罪分子已被反復(fù)抓獲，拘留幾天放出后，又繼續(xù)作案；

（4）打孔盜油、盜氣已嚴(yán)重影響到了管道的安全生產(chǎn)，導(dǎo)致了重大的經(jīng)濟(jì)損失。

本工程所處地區(qū)在山東省南部，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密集，管道沿京珠高速和107國道敷

設(shè)，并跨越數(shù)條公路和鐵路，面對第.三者破壞愈演愈烈H勺狀況，怎樣保證本工程不受

或少受人為破壞顯得非常重要。

結(jié)論和提議

通過對國內(nèi)外輸氣管道事故進(jìn)行記錄和事故原因分析，提出如下幾點結(jié)論和提議

供參照。

（1）國外不一樣地區(qū)和國家輸氣管道事故原因在事故總數(shù)中所占比例不一樣，

排序不一樣，但前三項不外乎為外部干擾、腐蝕及材料失效和施工缺陷；在歐美等國

管道事故中，外力影響占第一位，另一方面是施工和材料缺陷，第三是腐蝕；前蘇聯(lián)

天然氣管道日勺重要原因是腐蝕、外部干擾、材料缺陷；

（2）我國輸氣管道的事故原因和前蘇聯(lián)有相似日勺地方，事故原因以腐蝕為主，

施工和材料缺陷及不良環(huán)境口勺影響居后。不過我國近年來對管道的人為破壞事故增長

勢頭非常迅猛。因此在本工程的設(shè)計、建設(shè)和運行中，應(yīng)采用多種技術(shù)、措施，防止

或削減這些事故原因。

（3）本工程的建設(shè)應(yīng)借鑒先進(jìn)經(jīng)驗，從設(shè)計和施工的各個環(huán)節(jié)入手，對防腐、

管材以及施工技術(shù)等方面都要制定嚴(yán)格口勺規(guī)章制度并切實貫徹，從各個方面保證工程

的安全性；同步在運行后要建立完整的事故匯報制度，為管道建設(shè)和此后運行打下堅

實的基礎(chǔ)。

（4）2001年8月2日國務(wù)院第313號令頒發(fā)了《石油天然氣管道保護(hù)條例》，

對1989年的條例進(jìn)行了修改和完善。這對保石油天然氣管道安全將起到積極作用，

是效地打擊和扼制第三者破壞的有效根據(jù)。鑒于本工程處在山東人口集中地區(qū)，并且

經(jīng)濟(jì)不很發(fā)達(dá)，管道部門更要加大力度進(jìn)行《石油天然氣管道保護(hù)條例》n勺宣傳，強(qiáng)

化“保護(hù)管道安全就是保護(hù)沿線群眾自身安全”的教育，并親密與地方有關(guān)部門共同

協(xié)調(diào)保護(hù)管道，以法律來約束管道保護(hù)中的違規(guī)行為，做到有法可依，有法必依，嚴(yán)

懲罪犯，保證管道安全運行。

6.3工程故障樹分析

故障樹分析簡介

故障樹分析(FailTreeAnalysis,FTA)是一種演繹推理措施，這種措施把也許

發(fā)生的事故與導(dǎo)致它發(fā)生的層層原因之間歐I邏輯關(guān)系用一種稱為故障樹(FT)的樹形

圖表達(dá)出來，這種圖就構(gòu)成了一種“模型”。然后對這種模型進(jìn)行定性和定量分析，

從而可以把事故與原因之間日勺關(guān)系，直觀明顯日勺表達(dá)出來，并且可以找出事故日勺重要

原因和計算事故發(fā)生的概率。其成果可為確定安全對策提供根據(jù)，到達(dá)預(yù)測和防止事

故日勺目日勺。

.1故障樹的定性分析

(1)最小割集

故隙樹H勺基木領(lǐng)件中，若其中某一部分事件發(fā)生時、頂上事件就會發(fā)生，則這

部分事件口勺集合，叫做該故障樹的“割集”(CutSet)0它是導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基

本領(lǐng)件口勺集合。最小割集就是引起頂上事件發(fā)生必須向最低程度的割集。任一割集的

基本領(lǐng)件發(fā)生，則頂上事件就會發(fā)生。最小割集越多，系統(tǒng)越危險。

(2)最小割集的算法

故障樹中每個中間事件(包括頂端事件)都可以用下式表達(dá)出來：

EW=PW,1+P62+.......+P'n(1)

￡=P."?P"..............p.,..(2)

式中，L表達(dá)中間事件

p表達(dá)這個中間事件下口勺子事件

n表達(dá)這個中間事件有子事件的個數(shù)

w代表門，若是“或門”用公式⑴表達(dá)，若是“與門”則用公式⑵表達(dá)。

反復(fù)用上述公式替代，直到所有子事件都是基本領(lǐng)件為止。再經(jīng)布爾代數(shù)簡化,

就得到了頂端事件日勺布爾等價樹。即可得到這個故障樹日勺所有的最小割集。

(3)構(gòu)造重要度

基本領(lǐng)件日勺重要度分析，是分析各基本領(lǐng)件的I狀態(tài)對頂上事件狀態(tài)的影響程度。

由此可確定，那些基本領(lǐng)件的發(fā)生與否，對頂上事件的發(fā)生是重要日勺，為修改系統(tǒng)以

提高其安全性提供根據(jù)。

基本領(lǐng)件日勺構(gòu)造重要度分析，是僅從事故樹構(gòu)造上分析各基本領(lǐng)件的重要程度,

在進(jìn)行這種分析時，不考慮各基本領(lǐng)件的發(fā)生概率，或假設(shè)各基本領(lǐng)件的發(fā)生概率都

相等。

.2故障樹的定量分析

目前我國各行業(yè)的I失效事件發(fā)生的)概率較缺乏，無法計算出頂端事件日勺發(fā)生概

率和各基本領(lǐng)件的構(gòu)造概率，故本節(jié)故障樹日勺定量分析從略。

管道失效分析

天然氣長輸管道常受到人為原因、應(yīng)力、腐蝕、介質(zhì)與雜質(zhì)的影響，致使管道

發(fā)生失效，直接影響著天然氣長輸管道的可靠性和使用壽命。本節(jié)以天然氣管道失效

為頂事件建立故障樹模型，并進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本時間，提出對

應(yīng)的安全措施。

引起天然氣管道失效的基本領(lǐng)件一共有60個，詳見表675。

表675天然氣管道失效基本領(lǐng)件

事件事件

事件名稱事件名稱

代號代號

XI露點過高X31管壁機(jī)械傷痕

X2天然氣具有硫化氫X32強(qiáng)度設(shè)計不合理

X3內(nèi)涂層變薄X33管溝深度不夠

X4管道襯里脫落X34邊坡穩(wěn)定性差

X5管道清管效果差X35回填土粒徑粗大

X6植物根莖穿透X36焊接材料不合格

X7土壤含疏化物X37表面預(yù)處理質(zhì)量差

X8士壤含拈量高X38焊接表面有氣孔

X9土壤pH值低X39未焊透部分過大

X10土壤氧化還原電位高X40滲碳現(xiàn)象嚴(yán)重

XII土壤含水率高X41存在過熱組織

X12土壤具有SRBX42存在顯微裂紋

X13陰極保護(hù)距離小X43焊縫表面有夾渣

X14保護(hù)電位小X44焊后未清渣

X15地床存在雜散電流X45管道焊接措施不妥

X16保護(hù)方式不妥X46彎頭內(nèi)外表面有裂紋

X17保護(hù)材料失效X47管段間錯口大

X18防腐絕緣涂層下部積水X48法蘭存在裂紋

X19防腐絕緣涂層變薄X49螺栓材料與管材不一致

X20防腐絕緣涂層粘接力減少X50彎頭內(nèi)外表面不光滑

X21防腐絕緣涂層脆性增長X51管道上方違章構(gòu)筑物

X22防腐絕緣涂層發(fā)生破損X52管道附近上層運移

X23防腐絕緣涂層老化剝離X53地面標(biāo)志不明

X24管材具有雜質(zhì)X54水流沖刷

X25金相組織不勻X55管道上方違章施工

X26管材晶粒粗大X56殘存應(yīng)力

X27熱處理措施不妥X57應(yīng)力集中

X28管材橢圓度X58外作用力

X29冷加，不妥X59內(nèi)應(yīng)力

X30管材壁厚不均勻X60管道嚴(yán)重憋壓

1.最小割集

由公式(1)和(2),可將天然氣管道失效故障樹轉(zhuǎn)化為等效布爾代數(shù)方程，見式

(3)o

55601223557

7bp=Z*+Z為+ZXL?ZX/+X??X,?(XM"+2X")⑶

由式⑶4可知尸天然氣管道失效故障樹由35個4階最里割集，77個二階最小割

集，5個三階最小割集構(gòu)成。

2.構(gòu)造重要度分析

根據(jù)分析，構(gòu)造重要度最大的基本領(lǐng)件與式⑶中一階最小割集相似。這35個

基本領(lǐng)件直接影響著系統(tǒng)H勺可靠性，為系統(tǒng)的微弱環(huán)節(jié)。

3.重要影響原因與改善措施

對天然氣管道失效故障樹和式(3)分析可以得到引起管道發(fā)生失效的重要原因，

從而采用對應(yīng)口勺處理措施以提高管道的可靠性。

①第三方破壞，包括人為破壞和自然災(zāi)害破壞。如管道上方的違章構(gòu)筑物，在管

道上方進(jìn)行違章施工，打孔盜氣，以及水流對管溝、管道的長期沖刷，管道附近土層

的運移等都也許直接導(dǎo)致管道失效，應(yīng)對管道及標(biāo)志物進(jìn)行定期檢測，并加強(qiáng)巡線工

作；

②嚴(yán)重腐蝕，嚴(yán)重腐蝕包括外腐蝕和內(nèi)腐蝕兩個方面。外腐蝕重要由土壤腐蝕、

外防腐失效引起。內(nèi)腐蝕重要是天然氣中口勺硫化物和水露點高引起的。嚴(yán)重腐獨導(dǎo)致

防腐絕緣層失效、管壁減薄、管道穿孔，甚至發(fā)生管道開裂。應(yīng)加強(qiáng)對各進(jìn)氣口的

H2s和水露點在線監(jiān)測，對內(nèi)外防腐進(jìn)行定期檢測和分析，并選擇合適的清管器類型

進(jìn)行定期清管；

③管材缺陷，包括管材初始缺陷和安裝缺陷。初始缺陷重要是由于管材在制造加

工、運送不妥導(dǎo)致的I。而安裝缺陷是在管段的安裝施工過程中形成日勺。如管道薄厚不

均、橢圓度，防腐絕緣涂層質(zhì)量差，及焊接水平和焊接質(zhì)量差。管材缺陷口勺存在將直

接導(dǎo)致管道整體強(qiáng)度的減少，為管道腐蝕H勺發(fā)生提供條件，直接影響著管道的運行安

全。因此要加強(qiáng)對管道材質(zhì)的檢查，提高管道制造工藝，嚴(yán)格施工質(zhì)量檢測制度。

6.4管道風(fēng)險評價

風(fēng)險評價措施確實定

管道風(fēng)險評價是一-種基于數(shù)據(jù)資料、運行經(jīng)驗、直觀認(rèn)識的科學(xué)措施。它通過將

風(fēng)險程度量化，便于進(jìn)行分析、比較，為風(fēng)險管理的科學(xué)決策提供可靠的根據(jù)，以便

可以合理運用有限的人力和物力資源，采用最為合適的措施，到達(dá)減小風(fēng)險的目的。

管道的I風(fēng)險評價是對管道進(jìn)行風(fēng)險管理日勺基礎(chǔ)，符合安全生產(chǎn)日勺需要，是對管道進(jìn)行

全面和科學(xué)管理的一種重要方面。伴隨風(fēng)險評價技術(shù)的不停完善，它在管輸工程中發(fā)

揮著更積極的作用。

風(fēng)險評價措施目前常用的重要有列表檢查、安全審查、相對等級劃分、估計危險

性分析、“差錯樹”分析、“事件樹”分析、事故后果分析等，每一種均有其利弊，

均有各自的合用狀況。它們大多要么屬于主觀性風(fēng)險評價，采用的是評價人員的主觀

觀點、經(jīng)驗、直覺和其他非量化信息；要么屬于專家系統(tǒng)，專家們帶到評價工作中的

是超越記錄數(shù)據(jù)的知識，專家將斟酌那些不能充足表達(dá)被判斷狀況的數(shù)據(jù)，采用的是

需要盡量地接觸整個工作的經(jīng)驗和直覺，專家對某種評價風(fēng)險因數(shù)和減少風(fēng)險因數(shù)時

的多種觀點進(jìn)行量化，然后將其平均值用于評價，到達(dá)客觀量化的目的。

近年來，由美國人KentMuhlbauer等著的管道風(fēng)險管理手冊(PipelineRisk

ManagementManual)中提出的名叫“計分系統(tǒng)”(有日勺資料也稱風(fēng)險評價專家打分法

EST,實際上專家打分系統(tǒng)是計分系統(tǒng)的改善)風(fēng)險評價技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用，它

可以確定那些最大也許導(dǎo)致管道事故和有助于潛在事故防止H勺至關(guān)重要的原因，是一

種簡樸、直觀、精確和合用的措施，EST強(qiáng)調(diào)給管道工程和管理人員提供一種控制事

故日勺有效途徑而不僅僅是一種措施。當(dāng)記錄資料不完全或?qū)δ承?shù)據(jù)產(chǎn)生疑問，而專

家日勺判斷經(jīng)驗、直觀認(rèn)識及其他非定量的鑒別根據(jù)比較充足時，即可采用EST風(fēng)險評

價技術(shù)。EST風(fēng)險評價措施與其他措施相比，最大的不一樣就是避開了對資料規(guī)定較

全日勺概率記錄，面是將管道事故記錄數(shù)據(jù)和專家意見綜合在一起形成風(fēng)險評價措施。

西氣東輸豫南支線工程是一種長距離天然氣管輸工程，尤其應(yīng)注意管道工程的I風(fēng)險評

價和營運期間日勺風(fēng)險管理。

管道風(fēng)險評價模式

對于新建管道，選線時不僅要選省工時，省費月的線路，并且要考慮風(fēng)險小的方

案（這是此前未予以充足重視口勺首先），通過綜合考慮產(chǎn)生最優(yōu)方案。這就是說，當(dāng)對

多條備選線路進(jìn)行互相比較時，要通過仔細(xì)的計算和認(rèn)真的評價，求得各條線路的工

時、費用、相對風(fēng)險數(shù)等，并運用工程最優(yōu)化原理，優(yōu)選出最終線路，這樣不僅能節(jié)

省建設(shè)投資，有助于加緊進(jìn)度，以便運行管理，并且能減少管道的風(fēng)險。

EST專家打分法的基礎(chǔ)是管道風(fēng)險評價模式。為建立管道風(fēng)險評價模式要將管道

分段，管段長度依沿管道變化的多種原因而定，這些原因重要包括管道口勺管徑、技術(shù)

條件、土質(zhì)、地區(qū)特點、沿線人口分布、外部氣候條件等。管道分段越多，需要越詳

盡口勺數(shù)據(jù)，評價精度也就越高。

對于每個管段，按事故口勺一般起因和后果提成四個事故因子和一種風(fēng)險系數(shù)

（LTF）,簡記成“4+1”評汾模式。圖6-1是管道風(fēng)險評價的I因子圖。第三方破壞（Third

PartyDamage）、腐蝕（Corrosion）、設(shè)計誤差（Design）、違章操作（Incorrect

Operations）構(gòu)成了管道風(fēng)險評價H勺四個事故因子，每一種事故因子又分解為諸個原

因：

（1）第三方破壞：最小埋深、活動水平、管道地上設(shè)備、公眾教育原因、線路

狀況、巡線頻率；

（2）腐蝕：介質(zhì)腐悅、內(nèi)保護(hù)層及其他措施、陰極保護(hù)、管道外涂層、土壤腐

蝕性、使用年限、其他金屬埋設(shè)物、電流干擾、應(yīng)力腐蝕；

（3）設(shè)計原因：鋼管安全原因、系統(tǒng)安全原因、疲勞原因、水擊也許性、水壓

試驗、土壤移動狀況；

（4）操作原因：設(shè)計誤操作、施工誤操作、運行誤操作、維護(hù)誤操作。

在上述各項影響原因中，大體可分為可變原因與非可變原因兩類，可變原因是指

通過人的努力可以變化的原因，非可變原因是指通過人的努力也不也許變化或只能有

很小變化向原因。通過專家打分法，得到每個原因口勺得分，進(jìn)而可以得出四個事故因

子的總得分，將該值除以風(fēng)險系數(shù)就得到管道風(fēng)險相對評價值。

笈案索況況

圖6—1管道風(fēng)險評分因子圖

評價單元的劃分

假如管道設(shè)計或周圍環(huán)境等條件存在差異，則管道輸送介質(zhì)泄漏風(fēng)險也會發(fā)生

變化。根據(jù)本工程沿線狀況及管道設(shè)計部門對管道線路走向確實定狀況，本評價將整

圖6-2工程評價單元劃分圖

表6—16工程風(fēng)險評價單元劃分圖

序號單元名稱

單元1萊州天然氣樞紐站-萊州西環(huán)配氣站

單元2萊州西環(huán)配氣站-萊州虎頭崖配氣站

單元3萊州虎頭崖配氣站-萊州沙河配氣站

單元4萊州沙河配氣站-莢州土山清管配氣站

單元5萊州天然氣樞紐站-萊州程郭配氣站

單元6萊州程郭配氣站-英州金城清管配氣站

單元7萊州金城清管配氣站-萊州華電配氣站

單元8萊州天然氣樞紐站-萊州文峰配氣站

單元9萊州文峰配氣站-萊州夏邱配氣站

評價過程及評價成果分析

.1評價指數(shù)日勺計算

（1）管線第三方破壞指數(shù)的計算

各段管線第三方破壞指數(shù)見表6-17o

表677第三方破壞指數(shù)

項目單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9

最小埋深161616161616161616

活動水平555555555

管道地上設(shè)施3469108854

公眾教育*121212121212121212

線路狀態(tài)*333333333

巡線頻率*131313131313131313

合計525355585957575453

其可變原因282828282828282828

中非可變原因242527303129292625

(*:為可變原因）

（2）管線腐蝕原因指數(shù)

各段管線腐蝕原因擰數(shù)見表6-18。

表678腐蝕原因指數(shù)

項目單元1單元2單元3單元4單元5單元6單元7單元8單元9

介質(zhì)腐蝕101010101010101010

內(nèi)

內(nèi)涂層及

腐3.53.53.53.53.53.53.53.53.5

其他*

蝕

小計13.5