风险评价中管道区段划分的几点改进建议

第 4 3 卷 第 1 2期 2 0 1 4年 1 2月 当 代 化 工 C o n t e m p o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o 1 4 3 N o 1 2 D e c e m b e r ，2 0 1 4 风险评价中管道区段划分的几点改进建议 邵 玲 ，才 伟 ，杨 颖 ，韩 颖 ( 1 辽宁石油化工大学 ， 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 ； 2 中国石油天然气第一建设公司，河南 洛阳 4 7 1 0 0 0 ； 3 中海油销售惠州有限责任公司， 广东 惠州 5 1 6 0 0 3 ；4 中国燃气大连金州中燃城市燃气发展有限公 司，辽宁 大连 1 1 6 0 0 0) 摘 要：简述了几种管道区段划分的方法及原则。通过几种分段方法的比较发现不同的分段方法适用于不 同环境下的管道，这些方法均有给出不同的分段原则但都缺少清晰的界限，很大程度上依靠评价者对管道以及 管道周边情况的了解程度以及个人偏好来完成管道区段的划分。通过前面几种方法的分析举例，提出 5 条改进 管道区段划分方法的建议。从消减管道分段中评价者主观意识这一点出发，得出更为适用的管道分段方案，有 助于提高后续风险评价的准确程度，从而完善管道风险评价体系。 关键词 ：管道区段划分 ；分段原则 ；风险评价 ；完整生 管理 中图分类号：T E 8 8 ；X 9 3 7 文献标识码： A 文章编号： 1 6 7 1 0 4 6 0( 2 0 1 4)1 2 2 6 8 2 0 3 So me I mpr o v e m e nt Re c o mm e nda t i o n s f 0 r Pi pe l i ne S e c t i o n Di v i s i o n i n Ri s k As s e s s me n t 0 Li n g ，C AI耽 ， G Y i n g ， N Y n g * ( 1 Li a o n i n g S h i h u a Un i v e r s i t y , L i a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 0 1 Ch i n a ； 2 Ch i n a P e t r o l e u m F i r s t Co n s t r u c t i o n Co r p o r a t i o n He n a n L u o y a n g 4 7 1 0 0 0 Ch i n a ； 3 CN0oC Ma r k e t i n g Hu i z h o u Co Lt d Gu a n g d o n g Hu i z h o u 5 1 6 0 0 3 C h i n a ； 4 Da l i a n J i n z h o u Ch i n a g a s Ci t y Ga s De v e l o p me n t Co Lt d Li a o n i n g Da l i a n l 1 6 0 0 0 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： S e v e r a l me t h o d s a n d p r i n c i p l e s o f p i p e l i n e s e c t i o n d i v i s i o n we r e l n t r o d u 【c e d T h r o u g h c o mp a r i s o n o f t h e s e me t h o d s ， t h e i r a p p l i c a t i o n s c o p e wa s d e t e r mi n e d T h e s e me t h o d s h a v e d i ffe r e n t d i v i s i o n p r i n c i p l e s ， b u t t h e s e d i v i s i o n p r i n c i p l e s l a c k t h e c l e a r b o u n d a ri e s S o h o w t o s e l e c t p i p e l i n e s e c t i o n d i v i s i o n me t h o d u s u a l l y d e p e n d s o n t h e e v a l u a t o r s u n d e r s t a n d i n g a b o u t t h e p i p e a n d t h e s u r r o un d i n g ， a n d p e r s o n a l p r e f e r e n c e T h r o u g h a n a l y s i s o f a b o v e s e v e r a l me tho d s ， fiv e s u g g e s t i o n s a b o u t i mp r o v i n g p i p e l i n e s e c t i o n d i v i s i o n me th o d s we r e p u t f o r wa r d An d mo r e s u i t a b l e p i p e l i n e s e g me n t a t i o n s c h e m e wa s o b tai n e d ， wh i c h c o u l d h e l p t o i mp r o v e t h e a c c u r a c y o f t h e s u b s e q u e n t r i s k a s s e s s m e n t a n d i mp r o v e t h e p i p e l i n e ris k a s s e s s me n t s y s t e m Ke y wo r d s ： P i p e l i n e s e c t i o n d i v i s i o n ； Di v i d i n g p ri n c i p l e ； Ri s k a s s e s s me n t ； I n t e g r i t y ma n a g e m e n t 随着管道系统的不断发展 ，管道完整性管理的 普及势在必行。管道风险评价作为管道完整性管理 的重要组成部分一直被视为核心环节 。改 良管道 分段是优化管道风险评价非常重要的一步。应用广 泛的半定量风险评价方法 ，所描述的风险程度都是 相对的 ，那么产生 比较的前提就是要对管道进行合 理可行的分段处理。 l 管道分段方法 1 1 随机分段 不考虑管道沿线情况变化的情况下，管道分段 可以采取一种随机的分段方式 ， 利用管线沿线的站 场 、阀室和桩将管线分隔开。这种分段方法简单快 捷 ，参考管道沿线设施分布 、管道长度就能轻松完 成对管道区段的划分。同时也缺乏科学依据 ，很可 能在需要插入划分点的位置没有加 以区分 ，在不需 要插入划分点的位置进行 了机械的划分 ，极有可能 给后续的评价工作带来很大困扰 ，同时也没有起到 控制成本 的效果 。例如 ，管道沿线上的一座站场将 某一山区中孤立 的村庄截为两段 ，村庄相较于周边 环境属于人 口密度较高的地区 ， 理应单独划 为一段 。 1 2 K E N T法 中的管段划分 在经典 K E N T法 中有这样的描述 ：最好的分段 原则就是无论何处有重大的变化 ，都可以插入一个 划分点 。分段依据为管道沿线状况的变化 ，如 ： 人 口密度 、土壤状况 、 包覆层状况 、管道使用年限 ， 以及管道沿线各处构成风险因素发生的可能性大小 等 。详尽 、周密 的区段划分必然会提高管道风险 评价的准确性 ，但 同时也增加了管道风险评价的成 本。这就要求评价者在两者之 间进行权衡 ，选取最 收稿 日期： 2 0 1 4 - 0 7 0 2 作者简介： 邵玲 (1 9 8 7 一) ，女，辽 宁葫芦岛人，硕士研究生，2 0 1 0年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：油气储运安全技术。 E -ma i l ：6 8 6 8 0 5 2 5 q q c o m。 第 4 3卷第 1 2期 邵 玲 ，等：风险评价 中管道 区段划分 的几 点改进建议 2 6 8 3 合适的管道分段方案 ，即能达到风险评价要求的准 经验 以及个人对管道区域划分的偏好等 。管段划分 确度，又能在一定程度上控制成本。在对管道进行 依据选取完成后，要根据这些依据逐级地对管道进 区段划分时 ，某些情况下个别影响分段 的原则是可 行分段。 区域划分原则 中只给出了划分依据的方向 ， 以不考虑的。例如某条管道沿线的土壤腐蚀性没有 没有给出确切的划分界限，如何设定具体的分段范 明显的变化 ，那么可以忽略土壤腐蚀性这一影响因 围、界限依旧取决于评价者的主观意识 。逐级分段 素。 完成后，还要根据实际情况，综合考量分段数、期 K E N T法 中给出的管道分段原则具有很强 的不 确定性 ，根据评价者不同的主观意识 ，即使是沿线 情况相对简单 ，长度适中的管线 ，也有可能出现多 种不同的分段方案。一个分段方案，满足风险评价 要求的准确度 ，成本在可接受 的范围内，就可以被 视为适用 的分段方案 。我们很难评说某一种分段方 案相较于另一种好与不好 。 1 3 埋地钢质管道风险评价方法 中的分段原则 1 3 1 分段原则描述 埋地钢质管道风险评价方法 ( G B T 2 7 1 5 2 2 0 1 1 ) 规定 ，埋地钢质管道风险评价流程分为以 下几步 ：( 1 ) 管道 区段划分 ；( 2 ) 对每一区段 ，确定失 效可能性得分 ； ( 3 ) 对每一 区段 ，确定失效后果得 分；( 4 ) 对每一区段，确定风险值 ；( 5 ) 对每一区段， 确定风险等级 ；( 6 ) 对高风险区段 ，给出降低风险措 施 的建议 。 可见 ，管道 区段 的划分直接影响到后续评估的 每一步 。 在埋地钢质管道风险评价方法 ( G B T 2 7 1 5 2 2 0 1 1 )中给出了 1 1 条管道划分原则 ，指导评价者 根据各条原则逐级对管道进行分段 ： ( 1 ) 按照管道压力进行区段划分 ；( 2 ) 按照管道规 格进行区段划分 ；( 3 ) 按照管道使用年数进行区段划 分；( 4 ) 按照管道输送介质的腐蚀性进行区段划分； ( 5 ) 照管道沿线人 口密度进行 区段划分 ；( 6 ) 照管道沿 线土壤的腐蚀性进行 区段划分 ；f 7 ) 按照管道沿线杂 散电流状况进行 区段划分 ；( 8 ) 按照管道外覆盖层状 况进行区段划分 ；( 9 ) 按照管道阴极保护状况进行区 段划分 ；( 1 0 ) 照管道沿线土壤工程地质条件进行区 段划分 ；( 1 1 ) 按照管道沿线附近建筑物的密集程度 和重要程度进行 区。 如果按照上述原则 ，对管道进行逐级 的区段划 分 ，必然能使后续的管道风险评价达到一个理想的 准确程度。但是，这种精细的区段划分很大程度上 提高 了数据搜集 、处理 、更新 的成本 。 根据埋地钢质管道风险评价方法 ( G B T 2 7 1 5 2 2 0 1 1 )对管道进行划分 ，选取上表 中的哪一条或 者几条作为分段依据 ，需要评价者根据管线沿线情 况进行综合的分析后决定 ，这些依据的选取需要依 靠评价者对管线沿线情况 的掌握 、从事相关工作的 望精度和数据成本适当的进行增减 。直到获得一个 有成本效益的分段。可见 ，管道区段划分的每一步 地进行都掺杂着评价者基于对管道沿线情况认识程 度的主观看法。 1 3 2 管道分段举例 某东西走 向输气管道长 1 8 0 k m， 沿途经历风沙 区、山区、平原区三大地貌 ，且管道中间段黄土山 地与河谷地带交错，地貌复杂。自管线起点至 1 2 0 k m处埋深为 1 5 m， 其余埋深 1 2 m。 管线前 1 0 0 k m 采用直径 7 2 0 m m、壁厚 1 6 m m的直缝埋弧焊管， 材质为 X 6 5钢 ， 管龄 3 a o 后 8 0 k m采用直径 6 1 0 mm 壁厚 1 2 5 m m的直缝埋弧焊管，材质为 X 6 0钢 ，管 龄 4 a 。全线采用普通级黑色三层 P E 防腐层 ，总 厚度为 2 5 m m， 穿跨越段管线采用加强级黑色三层 P E 防腐层 ，总厚度为 3 2 mm。管道沿线压力呈线 性平缓降低 。 参照埋地钢质管道风险评价方法 ( G B T 2 7 1 5 2 2 0 1 1 )给出的管道 区段划分原则及相关依据 ，选 取地貌、 土质、 管径、 埋深、 地区等级等 1 1 条属性 对管道进行逐级划分 ，分段方案如表 1 。 2 管道分段优化方 向 无论选择何种方法对管道进行分段 ，得到的分 段方案均不是单一的，评价者的主观意识对管道分 段的每一步都有着不小的影响。但是也不难看出 ， 从随机分段到 K E N T法给 出的分段原则再到埋地钢 质管道风险评价方法 ( G B T 2 7 1 5 2 2 0 1 1 )中列出的 分段依据 ，管道分段方法在逐步地发展进步，正在 不断地用客观的数据来代替评价者 的主观意识 ，从 而提高管道风险评价 的准确性 。尽管如此 ，以上提 到的几种管道分段方法还是存在着一些不足，需要 我们继续完善。笔者认为可以从以下几个方面着手 优化管道分段方法。 2 1 多种分段方法结合 针对一条管道上不同区域的不同特点 ，可以采 用几种分段方法相结合的方式简化管道分段，提高 后续风险评价准确性 ，保证管道分段的成本效益。 以表 1 管道分段为例 ，图中管段 3 5 3 9均处于平原 区，土质相同 ，期间不存在穿跨越 ，二级地 区三级 化 工 2 O 1 4年 1 2月 地区交错且三级地区均相对较短。如果需根据需要 对表 1所示 的分段方案进行简化可以考虑将 3 5 3 9 管段合并后利用区域内的站场阀室重新分段 。 当然 ， 前者 的分段方案更为精确 。 2 2 利用数学理论 结合一些现有的数学理论 ，改进分段方法 ，减 小主观性的影响。将管道分段的原则 、依据等转化 为数学语言，带人适用的数学模型，计算结果能更 为直观 的显示管道分段的趋 向。模糊聚类法 ，灰 色关联度， 层次分析法等这些数学理论的引入均给 管道风险评价带来了可喜的突破。 表 1 管道分段数据 Tabl e 1 Da t a of pi pe l i ne s e c t i o n di v i s i o n 2 3 多种方案整合 邀请多位专家学者对管道进行分段，对多个方 案进行分析 比对 ，综合多位专家的意见 ，很大程度 上减少某一位专家的个人偏好对分段结果的影响。 2 4 结合动态地图 与地理信息系统相结合，将与分段依据相关的 管道信息展现在动态地图上，对所有可能的分段点 进行标记 ，有助于直观地对管道进行划分 。 ( 下转第 2 6 8 7页 ) 第 4 3卷第 l 2期 申云生，等：A T P工艺技术优势与页岩炼油的发展方 向 2 6 8 7 提高不低于 5 。 2 4 产品质量方面 在抚顺炉内完成所有的干馏过程 ，这些包括进 料油页岩的干燥和预热 ，热油页岩的干馏热解 、燃 烧气化及冷却等一系列反应 。这些工艺反应发生的 一 个共同的连通干馏炉 内。这意味着所有的燃烧废 气 、循环瓦斯气和热解 的碳氢化合物气 、水蒸汽 、 过剩的氧气 、 氮气是混合在一起离开这个干馏炉 的。 A T P干馏炉干馏段只预热过的进料油页岩和汽 化炉内水，以便热解的碳氢化合物气体以浓缩的气 流单独离开干馏炉 ，相 比于抚顺干馏炉 ，A T P干馏 炉的油气浓度高出 1 5 倍 以上。 由于 A T P气体的油气浓度高出 1 5 倍以上，可 以有效降低油气的出炉线速，本身就起到了气体沉 降作用，减少了页岩油气的机械杂质的含量，降低 了后部除尘身设备的工作强度 ，从而更加有利于降 低最终页岩油 中的机械杂质的含量 ，也就保证 了页 岩油的质量 ，同时，由于油气的出炉线速的降低 ， 使得沥青的挥发能力降低 ，这样 ，页岩油 中的沥青 质就能够大幅度的降低 ，页岩油的机械杂质和沥青 质的降低，能够有效地降低页岩油的深加工成本 ， 页岩油质量价值获得了大幅度的提升。 3 未来岩炼油工艺发展方向 未来 岩炼油工艺发 展方 向在逐 步更加环境清 洁 、过程节能外 ，页岩油的深加工也是页岩炼油的 发展方 向， 页岩炼油与深加工正在逐步走 向一体化。 从页岩油 的性质来看 ，页岩油与低温煤焦油的 性质更接近 ，由于有很大的异味 ，加上与煤焦油相 近的毒性，其使用危害性逐步会得到大家的认识， 一 般不可以直接使用，另一方面，由于世界各国的 页岩油产量逐渐加大 ，美 国的油页岩气产量 已经超 过了石油产量 ，页岩油的清洁化处理势在必行 。 按照环境保护的要求 ，页岩油 的深加工 中，加 氢精制是不不可少 的，加氢精制 、加氢裂化一体化 是页岩油深加工的首选方案 ，其次是加氢精制 、催 化裂化裂化一体化，以保证获得优质化学产品的同 时 ，获得更加清洁的成品油。 未来一段时间的页岩炼油工艺的发展主体方 向， 必然是页岩炼油、加氢精制 、加氢裂化一体化。 参考文献： 1 张秋民，关瑶，何德民 几种典型的油页岩干馏技术 J 吉林大学学 报( 地球科学版) ，2 0 0 6 ，1 1( 6) ：1 0 1 9 1 0 2 7 2 刘建昌， 陈金霞 国内外油页岩干馏技术与设备fJ 1 内蒙古石油化工 ， 2 0 0 7 ( 1 2 ) ：6 9 - 7 0 3S c h mi d t S J N e w d i r e c t io n s f o r s h a l e o i l ： P a t h t o a s e c u r e n e w o i l s u p p l y w e l l i n t o c e n t u r y ： o n t h e e x a mp l e o f A u s t r a l i a J O i l S h a l e ， 2 0 0 3 ， 2 0 ( 3 ) 3 3 3 - 3 4 6 4 刘洪鹏，龙海波，王擎 ，等 以页岩灰为热载体的油页岩干馏过程 模拟 J 现代化工 ，2 0 1 3( 1 1 ) ：1 1 5 1 1 8 5 金月 ，曾祖宾 ，韩冬云，等_ J 、 颗粒页岩流化干馏工艺及其影响因 素【 J l _石化技术与应用， 2 0 1 3 ，3 1 ( 3 ) ：1 9 3 1 9 5 6 肇永辉抚顺油页岩干馏炉全循环工艺开发研究 J 中国高新技术企 业 2 0 1 2 ( 1 3 ) ：2 8 2 9 7 徐晓宁 ，赵大 页岩油性质及其深加工途径探讨 石油化工技术与 经济 。2 0 1 2 2 8( 2) ：3 9 4 2 ( 上接 第 2 6 8 4页 ) 2 5 融入管道设计 针对未建或正在建设中的管道 ，从管道设计建 设阶段就融入风险评价的思想， 将管道分段作为管 道设计、建设的一个参考因素。由于风险评价引人 较晚， 风险管理的意识不够，我国很多早期建成投 产 的管道