從安全角度對城市燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)、施工、制造及運(yùn)行維護(hù)的幾點(diǎn)建議
作者：吳立斌 徐文兵
來源：四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司
評(píng)論： 更新日期：2013年09月03日
摘要：通過多年來對燃?xì)夤こ贪踩鹿实目偨Y(jié)，結(jié)合一些典型案例，分析了事故原因，從安全角度對今后城市燃?xì)獾脑O(shè)計(jì)、制造、施工及運(yùn)行維護(hù)等方面提出幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞：安全；設(shè)計(jì)；制造；施工；運(yùn)行維護(hù)
1、前言
??? 二十一世紀(jì)是天然氣發(fā)展的新世紀(jì)，世界將在天然氣行業(yè)迎來空前的發(fā)展。在我國，隨著西氣東輸、一批LNG項(xiàng)目的建成和西氣東輸復(fù)線、川氣東送的上馬，國內(nèi)的天然氣網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造建日漸完善，城市燃?xì)饨ㄔO(shè)也隨之空前繁榮，天然氣利用也將得到快速發(fā)展，截至2005年，我國城市的燃?xì)馄占奥蔬_(dá)到了92％，燃?xì)庠诟纳莆覈鞘协h(huán)境、提高居民生活水平、加速城市現(xiàn)代化建設(shè)等方面發(fā)揮積極的作用。
??? 然而，隨著燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和用戶群體的增加，燃?xì)馐鹿室灿宇l繁，統(tǒng)計(jì)表明燃?xì)獗ǖ氖鹿蕯?shù)與燃?xì)庥脩艉腿細(xì)庀膸缀醭烧?，圖1為英國燃?xì)獗ㄊ鹿孰S燃?xì)庥昧吭黾拥慕y(tǒng)計(jì)曲線[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年發(fā)生燃?xì)夤芫€事故平均逾萬起，造成直接經(jīng)濟(jì)損失上億元。在這些事故中，大多數(shù)是受第三方損害、此外還有腐蝕、設(shè)計(jì)、施工、誤操作及維護(hù)等方面的原因。以某地區(qū)1994年到2003年以來共發(fā)生造成人身傷害的管道事故為例，該市9年間共發(fā)生壓力管道事故112起，造成死亡299人，受傷844人，直接經(jīng)濟(jì)損失7869.27萬元。表1列出了1994年到2003年造成人身傷害的壓力管道事故統(tǒng)計(jì)情況。
表1
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| 年度 | 事故起數(shù) | 死亡人數(shù) | 受傷人數(shù) | 直接經(jīng)濟(jì)損失(萬元) |
| 1994 | 8 | 57 | 149 | 2304 |
| 1995 | 13 | 54 | 128 | 3500 |
| 1996 | 10 | 49 | 99 | 1064 |
| 1997 | 10 | 28 | 55 | / |
| 1998 | 21 | 26 | 149 | 207.97 |
| 1999 | 9 | 16 | 157 | 321.48 |
| 2001 | 10 | 21 | 46 | 75.6 |
| 2002 | 16 | 33 | 33 | 102.9 |
| 2003 | 15 | 15 | 28 | 293.3 |
| 合計(jì) | 112 | 299 | 844 | 7869.27 |
??? 根據(jù)對上述事故原因的分析，事故原因主要有設(shè)計(jì)、制造、施工、管理不善、腐蝕等方面的原因(各種事故原因所占比例見表2)。
表2 | 事故分類 | 事故起數(shù) | 百分比(%) | 原因 |
| 設(shè)計(jì)原因 | 23 | 11.5 | 選材不當(dāng)；閥門、管件選型不合理；應(yīng)力分析
失誤;系統(tǒng)設(shè)施布置不合理等 |
| 制造原因 | 55 | 27.5 | 制造質(zhì)量低劣；管材本身缺陷；焊接結(jié)構(gòu)缺陷；
表面加工粗糙；密封性能差，引起泄漏 |
| 施工原因 | 36 | 18.0 | 焊接質(zhì)量低劣,防腐質(zhì)量差,補(bǔ)傷不到位，不
按圖施工，覆土厚度不夠、管溝底部不平整 |
| 管理不善 | 65 | 32.5 | 第三方損害、誤操作、違章操作；不按規(guī)定進(jìn)
行定期檢驗(yàn)等 |
| 腐蝕 | 21 | 10.5 | 防腐措施不善、錯(cuò)用材料致使腐蝕速度加快 |
| 總計(jì) | 200 | 100 | |
??? 從國家安全監(jiān)督管理局通報(bào)的2005年1—12月全國安全生產(chǎn)各類傷亡事故情況表(統(tǒng)計(jì)數(shù))中，交通、礦難事故位居前列，燃?xì)馐鹿蕯?shù)據(jù)沒有單獨(dú)羅列。但是，由于燃?xì)庾陨砜扇細(xì)庑?、毒害性，很容易?dǎo)致火災(zāi)、爆炸和中毒，與交通、煤礦安全事故相比具有擴(kuò)散性、更大的破壞性?？梢?安全是燃?xì)夤こ掏哆\(yùn)到終結(jié)必須高度重視的問題。英國管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)專家Muhlbauer提出了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分方法，是近年興起且受到廣泛重視的一種方法，是目前最為完善、系統(tǒng)的方法。它將天然氣管道風(fēng)險(xiǎn)按第三方破壞、腐蝕、設(shè)計(jì)方面因素、操作因素四大類逐一評(píng)分來進(jìn)行評(píng)估和預(yù)防。
??? 管道投產(chǎn)至終結(jié)，其事故一般都遵循浴盆曲線(其橫坐標(biāo)為年限，縱坐標(biāo)為事故率，其單位為事故次數(shù)/km a,曲線呈浴盆橫斷面形狀，故此得名)，上圖是事故發(fā)生率的一條著名曲線一浴盆曲線。對于燃?xì)夤艿?、設(shè)備及裝置系統(tǒng)來說，均有一個(gè)很高的初始期事故發(fā)生率，投產(chǎn)初期，設(shè)計(jì)、施工、鋼管、設(shè)備等諸多方面的不足均暴露出來，事故率較高，通常為2年，曲線的這一部分被稱為初期失效階段或幼年期。隨著這些缺陷的消除，事故率下降到較低水平，事故發(fā)生率的一個(gè)較小的恒定的區(qū)域，可以保持35~40年平穩(wěn)期。隨著使用期的增長，設(shè)備磨損，事故幾率開始增大，如腐蝕、系統(tǒng)老化等原因，事故率又呈上升趨勢，稱為老年期[2]?，F(xiàn)將這些因素分解到設(shè)計(jì)、制造、施工、運(yùn)行維護(hù)中去，接合典型案例，對今后燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展作幾點(diǎn)建議。2、事故案例、原因分析及建議
??? 2.1 設(shè)計(jì)階段
??? 2.1.1 案例
??? 西氣東輸首站--克拉2氣田中央處理廠--天然氣處理裝置于2005年6月3日突然爆炸起火，造成2人死亡、供氣停止。經(jīng)中石油、新疆安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局等部門組成的調(diào)查組連日核查,認(rèn)定出事裝置存在制造缺陷、從而誘發(fā)事故。事故原因之一就是設(shè)計(jì)選材不當(dāng)，設(shè)計(jì)單位低溫分離器的設(shè)計(jì)，在材料選用上對低溫分離器復(fù)材和基材兩種材料制造工藝了解不夠，導(dǎo)致制造過程中基材產(chǎn)生一定程度的脆化。
??? 2.1.2 管道及管件選材
??? 克拉2氣田中央處理廠天然氣處理裝置事故原因之一就有設(shè)計(jì)對材料選擇上的不了解。燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中管材、管件及設(shè)備的選擇和制造非常關(guān)鍵，盡量選擇成熟工藝和材料，如工藝需要采用新工藝、新材料，要考慮新材料是否滿足目前制管制造條件，需要對新型材料的力學(xué)性能和工況環(huán)境的適應(yīng)性作大量的模擬試驗(yàn)和深入研究,新材料的運(yùn)用和新工藝的設(shè)計(jì)需要成立專門的組織來審查和分析，以對其有正確的評(píng)價(jià)和定位。如果國內(nèi)沒有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以從國外引進(jìn)技術(shù)。
??? 2.1.2 安全系數(shù)
??? 安全系數(shù)根本的目的是保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，避免事故和損失。城鎮(zhèn)燃?xì)馐且粋€(gè)系統(tǒng)工程，從單純的輸配管網(wǎng)到具有調(diào)壓、調(diào)峰功能的站場，燃?xì)獾囊兹家妆陀卸荆瑳Q定了其風(fēng)險(xiǎn)無處不在。
??? 盡管各種相關(guān)規(guī)范中對安全系數(shù)已有規(guī)定，但要把握一個(gè)合理的安全系數(shù)并不容易，系數(shù)過大投資增加太多，系數(shù)過小潛在風(fēng)險(xiǎn)增大。對于管道系統(tǒng)，增加額外的管壁厚厚度來提供防腐的保護(hù)及預(yù)防外部傷害的防護(hù);對于場站系統(tǒng)，增加備用裝置及可靠的防護(hù)方案來保證其穩(wěn)定運(yùn)行。無論是管線還是場站的泄漏或爆炸，都對生命財(cái)產(chǎn)及環(huán)境污染具有重大危害，特別是站場一旦發(fā)生爆炸，將波及周圍，破壞成片，無疑是在城區(qū)引爆了定時(shí)炸彈。在以往的輸氣站場爆炸事故中，曾有爆炸發(fā)生后控制電纜被炸斷，截?cái)嚅y門無法關(guān)閉的情況，導(dǎo)致大量天然氣泄漏，造成環(huán)境污染和中毒事件發(fā)生。
