肯特危险指数分析法在油气长输管道安全评价中的应用.docx

肯特危险指数分析法在油气长输管道安全评价中的应用于倩秀1郑云萍1陈雪锋21 . 西南石油学院 成都 610500 ;2 . 中石油西南油气田分公司 成都 610051摘要 : 为 保 证 油 气 管 道 的 安 全 运 行 , 介 绍 了 肯 特( ken t) 危险指数分析法的原理 、评价程序 、计算步骤和 应用实例 。应用肯特危险指数分析法来确定管线不同分段的危险程度 ,定量计算其危险指数 ,可为油气长输管线安全评价定量分析提供可靠依据 。施和科学严谨的管理制度提供坚实的基础 ,以期达到降低风险危害 、减少事故损失 ,优化投资效益 之目的 。现代安全管理中关于安全分析与评价的方法 很多 , 如 因 果 分 析 法 、失 效 模 式 分 析 法 、事 故 树(f ta ) 分 析 法 、事 件 树 ( eta ) 分 析 法 、爆 炸 指 数 (dow) 分析法 、肯特 ( kent) 危险指数分析法等等 。 其中肯特危险指数分析法是基于美国运输部的实际运行经验和其他部门的相关研究结果而提出的 , 因其方法独特 ,通俗易懂 ,便于掌握 ,在长输管道的 安全分析评价中发挥了巨大作用 ,并成为现代安全 管理系统工程的重要组成部分 。考虑到我国的具体国情和国内长输管道的技术 、建设 、运行 、管理水 平 ,肯特危险指数法的某些评价原则在国内并不适 用 ,我们对此进行了适当的修改和调整 。肯特危险指数分析法的基本评价过程是在求 取长输管道各分段相对风险数即 ken t 肯特危 险指数大小的基础上 ,确定各管段的风险程序 ,即相对风险数越大 ,管道的风险越小 ;相对风险数越 小 ,管道越不安全 。而相对风险数是在分析管道 各段的独立影响因素后 ,求取它们的指数和 ,再分关键词 : 油气长输管线ken t 指数法应用安全评价油气管道是用来输送易燃易爆石油产品和天然气等介质的长输管线 ,它一旦发生泄漏或火灾 爆炸事故 ,必将造成巨大的经济损失 ,严重影响人民的生活和社会的稳定 ,破坏周围环境 。我国国 内已建成的油气管线 ,大多运行时间较长 ,有的已 接近设计使用寿命 ,其设备设施的技术水平落后 , 操作自动化程度较低 ,安全事故呈不断上升趋势 。 据不完全统计 ,国内油气管道安全事故发生的几率大约是国外经济发达国家的 510 倍 ,国内油 气管道安全运营形势不容乐观 ,而且随着我国经 济的持续高速发展 ,油气管道的开工建设即将迎 来一个新的高潮 。因此 ,为保证油气管道的安全 运行 ,降低或消除油气管道事故发生的概率 ,必须采取科学的手段加强油气管道的安全运营管理 , 积极开展油气管道的安全评价工作 ,对有关长输 管道设计 、施工 、运行过程中的各种危险因素进行 综合分析与评判 ,进而为制定切实有效的防范措收稿日期 :2005 - 04 - 21 。作者简介 :于倩秀 ( 1969 - ) ,男 ,本科 ,1992 年毕业于黑龙江商 学院 ,现就读于西南石油学院研究生院油气储运工程专业 。基金项目 :四川省重点学科建设项目 ( szd0416) 资助 。和放电三个过程中的一个 ,以避免产生静电火花 。在无法消除危险 、危害因素和难以预防的情况下 , 可采取其它方法减小危险 ,减弱危害 。着防静电 工作服就是其中一个很有效的方法 。对油库 、加 油站 、液化气站等经营危险化学品的企业来说 ,为 保障安全 ,员工上班时必须着防静电工作服 ,集团公司有多种规范及管理制度对此也做了明确要求 。但是也不能认为设备有了接地装置和员工穿 着了防静电工作服就可以完全避免静电放电现 象 ,只有将防静电的各项规定和措施真正理解和 落实到位 ,才能真正做到防微杜渐 ,防患于未然 , 确保安全生产 。27 安全技术于倩秀 郑云萍 陈雪锋肯特危险指数分析法在油气长输管道安全评价中的应用析介质的危险性和影响系数 ,最后求取管道各段的指数和与泄漏影响系数的比值 ,即相对风险数 。 其安全评价框图见图 1 。阴极保护测试状况 、腐蚀测试状况 、内 外 防 腐 措施 、阴极保护措施 、水压测试状况 、水击出现状况 、 防水击措施 、沿线截断阀室设置状况 、管线沿线地 区的地质水文资料 、风土人情等等 ,这项工作繁杂 而艰巨 。2 . 2评价第三方破坏指数 t i第三方破坏指数在管道的风险评估中占有重 要地位 , 根据美国运输部的统计 , 在 1976 1986 年中 , 美国诸多管道事故中 , 第三方破坏占 40 % 左右 ,我国情况也与此类似 。影响第三方破坏指 数的因素主要包括管道的最小埋深指数 t i 1 、居 民活动水平指数 t i 2 、地上管道保护设施状况指图 1 肯特管道风险评价框图1 肯特危险指数分析法的基本假设1 . 1独立性假设 影响风险的各因素是相互独立的 ,亦即每个因素独立地影响风险的状态 ,总风险是各独立因 素的综合 。1 . 2最坏状况假设 评估风险时要考虑最坏的状况 ,例如评价一条管道 ,该管道的总长为 100 km ,其中 90 km 埋深 为 1 . 2 m , 另 10 km 埋 深 为 0 . 8 m , 则 应 按 0 . 8 m 考虑 。1 . 3相对性假设 评估的分数只是一个相对的概念 ,例如 ,一条管道所评估的风险数与另数条管道所评估的风险 数相比 ,其分数较高 ,这表明其安全性高于其他几 条管道 ,即风险低于其它管道 ,事实上绝对风险数 是无法计算的 。1 . 4主观性假设 评分的方法及分数的 界 定 虽 然 有 其 科 学 依据 ,但最终还是人为制定的 ,主观性难以避免 。数数t i 3 、公众教育状况指数 t i 4 、管线标志状况指t i 5 、巡线频率指数 t i 6 等因素有关 ,即t i = t i 1 + t i 2 + t i 3 + t i 4 + t i 5 + t i 62 . 3评价腐蚀指数 ci腐蚀是管道运行中最常见的破坏形式 ,对于 埋地管道而言 ,腐蚀来自两个方面 ,即内腐蚀和外 腐蚀 , 故 ci 指 数 的 计 算 也 从 这 两 个 方 面 进 行 ,即 :ci = ci 1 + ci 2式 中 , ci 1 为 内 腐 蚀 指 数 ; ci 2 为 外 腐 蚀 指数 。而内腐蚀 ci 1 与管道输送介质 ci 11 和管道 内腐蚀保护措施指数 ci 12 有关 ,外腐蚀指数 ci 2 与阴极保护指数 ci 21 、保护层指数 ci 22 、土壤腐 蚀性指数 ci 23 、管道使用年限指数 ci 24 、管线周 围金属埋地物指数 ci 25 、交流电干扰指数 ci 26 、 应力腐蚀指数 ci 27 、测试桩设置指数 ci28 、管道土壤 电 位 指 数 ci 29 、管 道 内 壁 检 测 指 数有关 。ci 1 = ci 11 + ci12ci 2102肯特危险指数分析法的基本评价步骤2 . 1待评价管道的资料收集 待评价管道资料的收集调查是一项基础性的工作 ,它是评价结果准确与否的根本保障 ,一般包 括管线的长度 、管径 、壁厚 、材质 、最大设计压力 、 最大操作压力 、已使用年限 、埋深 、穿越河流状况 、28 ci 2 = ci 21 + ci22 + ci 23 + ci 24 + ci25 + ci 26+ ci 27 + ci 28 + ci 29 + ci 2102 . 4评价管道设计指数 d i在油气管道的设计过程中 ,由于资料不全 、经 验不足 、方案有误 、监督缺失等因素皆可导致设计 风险 ,进而影响管道运行安全 。管道设计指数 d i石 油 库 与 加 油 站o il d epo t and gas s ta t ion 第 14 卷 第 5 期 总第 81 期安全技术2005 年 10 月出版与钢管安全指数 d i1 、系统安全指数 d i2 、管道疲劳指数 d i 3 、水击指数 d i4 、水压试验指数 d i 5 、土 壤移动指数 d i6 有关 。d i = d i1 + d i 2 + d i3 + d i 4 + d i 5 + d i62 . 5评价错误指数 o i管道风险的一个重要方面来自于人的操作失 误 ,这必须引起足够重视 。错误指数 o i 包括管 道设计错误指数 o i1 、管道施工错误指数 o i 2 、管 道操 作 错 误 指 数 o i3 、管 道 维 护 错 误 指 数 o i4 。 而管道设计错误指数 o i 1 与危险有害因素辨别 指数 o i 11 、达到最大允许工作压力指数 o i 12 、安 全系统指数 o i 13 、材料选择指数 o i 14 、设计检查 指数 o i 15有关 ;管道施工错误指数 o i 2 与施工检 验指数 o i21 、材料指数 o i22 、接头指数 o i 23 、回 填指数 o i24 、储运保护与组对控制指数 o i 25 、防 腐保护层指数 o i 26 有关 ; 管道操作错误指数 o i 3 与操作规程指数 o i 31 、scada 系统指数 o i 32 、安 全管理指数 o i 33 、安全检查指数 o i 34 、人员培训 指数 o i 35 、机械故障保护装置指数 o i 36 有关 ; 管 道维护错误指数 o i 4 与维护记录指数 o i 41 、维护 计划指数 o i42 、维护作业指导书指数 o i 43有关 。o i = o i1 + o i2 + o i 3 + o i4o i1 = o i 11 + o i12 + o i 13 + o i14 + o i15oi2 = oi21 + oi22 + oi23 + oi24 + oi25 + oi26oi3 = oi31 + oi32 + oi33 + oi34 + oi35 + oi36o i4 = o i 41 + o i42 + o i 432 . 6评价介质危险指数 pi介质危险指数 pi 由介质危险分 pi 1 和泄漏 影响系数 pi 2 决定 。油气输送介质的危险性可分 为两类 ,即当前危险和长期危险 。当前危险是指 突然发生并应立即采取措施的危险 , 如爆炸 、火 灾 、剧毒泄漏等 。长期危险指数 pi11 和慢性危险 指数 pi12 之和 ,而 pi11 由介质可燃性指数 pi111 、 介质活性指数 pi 112 、介质毒性指数 pi 113 三部分 组成 , 介 质 泄 漏 影 响 系 数 pi2 由 介 质 泄 漏 指 数 pi21 和人口密度指数 pi22 组成 。pi = pi 1 / pi 2pi 1 = pi 11 + pi 12pi11 = pi111 + pi 112 + pi113pi2 = pi21 / pi22计算相对风险数指数 ki (02 000)ki = ( t i + ci + d i + o i) / pi2 . 73肯特危险指数分析法应用举例油气长输管道的肯特危险指数评价 ,是依据 油气管道输送介质的特性及现行的安全措施和油 气管道的运行状况 ,对管道的运行安全进行评价 。3 . 1油气管道概况资料主干线全长 188 km ,沿线设首站 1 座 、分输油 库 1 座 、末站 1 座 ,管线穿越黄河 1 次 、大型河流 4 处 ( 1 000 m) 、中型河流 6 处 、铁路 4 次 、干线公 路 32 处 ,全线共设阀室 12 处 、阴极保护站 6 处 。3分输油库库容 80 000 m ,分别储存 90 号 、93 号汽油和 0 号 、5 号 、10 号柴油 。根据管线评价单元划 分原则 ,考虑到管线不同地段的人口密度 、土壤特 征 、涂层状况及管龄长短等各方面的差异 ,经与有 关方面协商后 , 将该管道划分为 5 个评价单元 。 评价 单 元 1 的 管 道 直 径 为 355 . 6 mm , 壁 厚 6 . 4 mm ,经检测实际最小壁厚为 5 . 8 mm ,材质为 a pl5l 等 级 b 。sm ys = 241m pa , 最 大 设 计 压 力10m pa ,管线运行压力 6 . 46m pa ,全线长 40 . 8 km , 埋深 1 . 2 m ,但最小埋深 0 . 9 m , 管道有 5 km 经过 人口稠密地区 。经过近年来的普法教育宣传 ,管 线保护意识已大大增强 ,沿管道有专人巡检 ,每周3 次 ,有干线截断阀室 1 处 ,距铁路 200 m 处有明 显标志 。管线所经之处有明显标志 ,使用清管器 清管并采取防止腐蚀性杂质进入管道系统的措 施 ,阴极保护设施完好并定期检查 ,管道外防腐层 原材料质量优 ,施工质量良 ,定期进行防腐层质量 抽查 ,缺陷修补及时 ,管道所经之处土壤电阻率 5100m ,该管段投入运行已 10 年 。管线周围无 金属埋地物 ,管线周围有交流电源 ,但已经采取必 要的防交流电源干扰措施 。环境 p h 值为 9 ,操作压力与最大设计压力之比为 65 %左右 。管线测试桩间距 1 2 km , 6 个月内测试 1 次 , 未对管道29 安全技术于倩秀 郑云萍 陈雪锋肯特危险指数分析法在油气长输管道安全评价中的应用和土壤间电位进行测试 ,未使用管道内部检测工具 ,管道实际壁厚与计算壁厚之比为 5 . 8/ 4 . 4 =1 . 32 , 设 计 压 力 与 运 行 压 力 之 比 为 10/ 6 . 46 =1 . 55 ,管道负荷交变循环次数 管段 4 管段 3 管段 1 管段 2 ,也就是说 ,管 线 5 、管线 4 风险最大 ,其次管线 3 。因此应加强 对管线 5 、管线 4 的巡线 、安全管理 。其次应加强 对管线 3 的安全管理力度 ,确保安全措施的落实 。t i = t i 1 + t i 2 + t i3 +12 + 0 + 5 + 18 + 5 + 0 = 50 (2) ci 的计算t i 4 +t i 5 +t i 6 =ci 11 = 0 , ci 12 = 6 , ci 21 = 18 , ci 22 = 4 + 3 +4 + 4 = 15 , ci 23 = 2 , ci 24 = 2 , ci 25 = 4 , ci 26 = 2 ,ci 27 = 3 , ci 28 = 5 , ci 29 = 0 , ci 210 = 030 fire p reventio n sho uld be laid o n p recautio n . effec2tive step s must be taken to extinguish fires o nce t he accident s happen .key words : oil tanks , fire , co nt rol and p reventio n .23 . working mechanism of antistatic f rock. li hui. abstract : necessit y of wearing antistatic f rock (in2 cluding foot ware ) , mechanism of t he f rock and specificatio n are described. point s fo r at tentio n are also p resented.key words : antistatic f rock , wo r king mechanism , use , and management .27 . applicatio n of ken t danger index in ap2p raisal o n securit y of lo ng distance piplines. yu qianxiu , zheng yunping , and chen xuefeng. abstract : principles , evaluatio n p rogram and cal2 culatio n step s are described. ken t index met ho d can be used to deter mine dangers degree and danger index quantificatio nally. u se of ken t can p rovide reliable data fo r safet y evaluatio n and quantitativeanalysis.abstract : st ruct ure and wo r king p rinciples of digi2tal temperat ure senso r ds18b20 p ro duced by dal2l a s are described. operating p rocedure and inter2 f ace p rogramme is p resented. co mpared to ana2 logue senso r , digital senso r p rovides imp roved accu2 racy , enhanced reliabilit y and satisfied effect s.key words : temperat ure senso r , mo no bus , and oil discharging co nt rol system.37 . met ho ds to p urge inner floating roof t ray tanks. li yujun .abstract : procedure and detailed step s to p urge in2ner floating roof t ray tanks are described.key words : inner floating roof t ray tanks , p urge and step s.39 . scheme of repair of leaked steel tanks bot to m. mao zo ngke , su dayue , and yang j ianli .abstract : l eakage of steel tank bot to m includes co rro sio n p unching , air bell , and cracking. in light of cause and t ype , vario us met ho ds including re2 placing bot to m , part repair and repairing t he bot2 to m are p resented. the measures p rovide p ractical guidelines to leak - p roof , efficiency of tanks , co st- effective repair and safet y management o n oil de2pot s.key words : steel tanks , bot to m , leakage , repair and met ho ds.42 . view s o n co nt rol over volatilizatio n of oil and gas during t ranspo rtatio n and sto rage . ni j ico ng , and xiang shuyi .abstract : fo r ms of oils volatilizatio n during t rans2po rtatio n and sto rage are p resented. step s taken to reduce t he volatilizatio n , resulting pollutio n and oils lo ss