油气管道全生命周期安全环境风险管理

作者:付建华 王毅辉 李又绿 雷宇 蒋蓉 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年10月06日
摘 要:在油气管道全生命周期的各个阶段,存在着不同的安全、环境风险,有必要对应油气管道生命周期的各个阶段,按照资产分类和风险分级管理的总体原则,研究建立科学实用的风险管理目录,以实现油气管道各阶段风险的动态管理和监控。为此,以管道系统生命周期各阶段及相关生产作业活动、场所(区域)的划分为基础,提出了管道设计、施工、运行和停用报废等各阶段风险管理目录的框架,构建了安全、环境风险分级矩阵,按照风险识别、评价、控制、监控、更新的总体管理流程,建立风险登记册以实施日常生产过程中的风险动态管理和监控,并综合考德资产分类和风险等级,提出了风险分类分级管理的方案构想。同时指出,还需要不断深入研究各种风险识别和评价方法的适应性,准确识别和评价油气管道生命周期内的各类风险,建立科学实用的风险管理目录并利用信息化技术手段,使各类风险得以有序地控制,有效跟踪监控风险,从而实现长输油气管道的风险受控管理,减少事故的发生概率,保障油气管道生产安全。
关键词:油气管道  全生命周期  安全风险  环境风险  管理方案  分级矩阵  风险登记册  动态管理
Environmental and safety risk management of oil and gas pipelines in their full life cycle
Abstract:Different safety and environmental risks exist at each stage of the full life cycle of oil and gas pipelines in service.In view of this,based on the division of pipeline¢s life cycle and the corresponding production activities and workplaces(or production areas),a risk management framework was presented concerning pipeline design,construction,operation as well as pipes being discarded or out of service,and the matrix grading was formulated for safety and environmental risk management.In accordance with the overall management process of risk identification,assessment,control,monitorin9,and updating,any risk was routinely registered to implement the dynamic risk management and supervision in the daily production process.On this basis,considering the classification of assets and risk levels,we proposed a scheme for risk classification and management at different levels.Meanwhile,in order to organize and control all types of risks,to track and monitor risks,and thereby to mitigate risks and guarantee the safe operation of long distance oil and gas pipelines,it was finally suggested that further studies should focus on the adaptability of risk identification and evaluation methods;each type of risks in a life cycle of pipelines should be accurately identified and evaluated;scientific and practical risk management directory should be built by taking advantage of information technologies.
Keywords:oil and gas pipeline,full life cycle,safety risk,environmental risk,management scheme
随着长输油气管道的大量敷设和运行时间的延长,管道事故时有发生,加之管道沿线经过人口密集区、环境敏感区,一旦发生失效泄漏有可能引发爆炸、中毒等重大事散,造成严重的人员伤亡、环境破坏和经济损失,社会影响巨大。
油气管道在全生命周期(设计、施工、运行及停用报废)各个阶段均存在不同的安全、环境风险。前一阶段的有关风险如果未采取合理的削减措施往往可能造成油气管道生命周期后阶段的风险剧增,例如设计阶段未充分考虑油气管道穿越地段的地质条件和社会环境条件,则可能导致油气管道运行期问遭受地震、洪水、滑坡、崩塌等自然灾害,以及第三方破坏的严重后果[1-11]。因此,根据国外先进油气管道公司的管理经验,为了系统、有序地管理各类风险,有必要对应油气管道生命周期的各个阶段,按照资产分类和风险分级管理的总体原则,研究建立科学实用的风险管理目录,在此基础上实现油气管道各阶段风险的动态管理和
监控。
1 油气管道全生命周期风险管理方案设计原则
油气管道全生命周期风险管理是一项既关乎全局又注重细节的系统工程,其管理方案设计应当兼顾系统操作的灵活性和管理流程的逻辑严明性[12],同时还应确保随着完整性管理技术的不断进步,系统能够兼容不同类型数据文件的扩展要求。具体管理方案设计应当遵循以下一些基本原则:
1)油气管道全生命周期应包含设计、施工、运行、停运报废等阶段。
2)涵盖的资产类型包含油气管道线路及附属设施、场站及站内储库。
3)对应各种生产作业活动和场所,按照危害辨识、风险评价、风险控制、风险监控与更新的总体流程,建立风险管理目录。
4)综合考虑资产分类和风险等级,建立风险管理级别,明确各级风险管理的责任主体和工作内容,实现设计、施工和运行等全生命周期的安全环保风险动态管理。
2 风险管理目录框架设计
油气长输管道系统风险管理目录结构按照生命阶段和管理对象建立,并与风险管理流程相对应,包括活动、场所(区域)划分、危害因素的辨识、风险评价、风险控制措施、风险监控与更新等。
2.1 生命阶段
生命阶段总体可分为设计、施工、运行、停用报废4个阶段,每个阶段还可进一步细分,如设计阶段可细分为可行性研究、初步设计、详细设计等阶段;施工阶段可分为施工准备、施工、投产试运行、竣工验收等阶段。
2.2 活动和场所(区域)划分
风险评价之前,首先应进行危害因素识别,而危害因素识别则需要根据不同作业活动、场所(区域)分别进行辨识。因此,作业活动和场所(区域)的划分是进行危害因素识别的基础。具体划分可按如下方式进行:
1)作业活动。包括管道线路、站、库的各类施工、生产作业和其他活动,划分到可以直接识别危害因素、实现风险控制的单元为宜,可按照生产、工艺、工序、岗位等划分。某些作业活动比较复杂,可能会涉及多个工作流程或工序,必要时应将一项活动分解为多个子活动进行危害因素识别,例如压缩机保养、卸油作业等,以分别开展危害识别与风险评价、作、世活动带来的人员安全风险和环境风险。
2)场所和区域。包括站场、油库的生产场所、其他场所,场所内的设备设施以及管道线路的某一管段区域、设施等。主要考虑区域内的设备设施、管段的本质安全风险,场所(区域)危险物质的固有属性及其所处社会、自然环境引发的风险等。
不同生命阶段的作业活动和场所(区域)的划分建议按以下原则进行:
1)没计阶段。按照项目流程划分具体的工作活动,如设计阶段的项目可行性论证、专项评价等,同时要确定可能存在安全、环保、质量和管理风险的场所和区域。
2)施工阶段。按照管道线路、穿跨越、站场和油库的施工流程,分别划分活动和场所(区域),包括各类施工作业活动(如管沟开挖、组对焊接等)以及可能存在安全、环保、质量和管理风险的施工作业地域、区域和场所。
3)运行阶段。可按照生产、工艺、工序、岗位等划分活动。活动应覆盖油气管道、站库的各类常规生产作业、维护维修、技术服务;非常规和临时性作业活动(如倒换流程、起停机、紧急放空、应急演练等)。场所(区域)的划分包括站库内的不同生产和设备设施区域,办公和其他场所,管道线路的某一管段区域等。
4)停用报废阶段。对应工作流程划分,如清洗、吹扫、切割:搬迁等。
2.3 危害因素识别
对应不同的生产作业活动和场所(区域),分别进行危害因素识别。设计和施工阶段识别出的因素可按照安全风险、环境风险、质量和管理风险进行归类;运行和停用报废阶段识别出的因素按照安全风险、环境风险等进行归类。
危害因素识别可以采用多种方法:针对工艺安全、新改扩建项目使用的危险与可操作性分析(HAZOP)方法;针对大型、复杂、关键设备使用的失效模式与影响分析(FMEA)方法;作业活动使用的工作前安全分析(JSA)方法;站、库设备设施使用的检查表方法等。可参照SY/T 6631《危害辨识、风险评价和风险控制推荐做法》、GB/T l3861《生产过程危险和有害因素分类与代码》、SY/T 6621<<输气管道系统完整性管理》、ISO17776等标准建立检查清单。
3 风险评价与分级
对识别出的危害因素应进行评价以确定其风险的高低,从而明确相应的管理措施。国内外对于安全环保风险的评价与分级,均同时使用了定量、半定量、定性的方法和分级指标,所有方法的共同之处在于评估一个事件的概率及该事件可能产生的后果。
在大多数情况下,尤其是在涉及运行操作方面,没必要采取严格的定量计算,以相对的风险来表示等级便是一种简便、可行的方法,风险矩阵法往往被认为是一种合适的评估工具。目前壳牌公司、BP公司均建立了本公司的风险矩阵,国内各管道公司也采用风险矩阵来进行HSE风险的评估和分级。通过风险矩阵方法建立统一的风险分级指标,危险事件发生的后果一般考虑人员、财产、业务中断、环境影响、社会及声誉影响等方向;可能性则基于以前曾出现该结果的经验(证据),后果和可能性的交汇点即为该事件的风险,以“最低合理可行(ALARP)”准则作为确定可接受风险水平的准则。表1为安全环保风险评价分级矩阵的示例。
 
风险矩阵中高风险为不可接受风险,需要立即采取行动降低风险;对于中等风险,按照最低合理可行原则,在可能的情况下尽量减少风险,即对各种风险处理措施方案进行成本效益分析等,以决定是否采取这些措施;低风险为可接受的,在现有控制措施到位的基础上不需要采取进一步措施。
也可采用其他适用于评价对象的风险评价方法,例如依据SY/T 6621标准,对于管道线路各管段识别出的腐蚀、制造、施工、第三方破坏、误操作、自然与地质灾害等威胁管道本体完整性的危害因素[13],可采用基于KENT法的指标体系法进行评价[14]。此时应事先确定其评价结果与风险矩阵风险等级的对应关系,以便根据评价结果对风险进行分级和比较。
不同的企业根据自身风险的可接受程度,可以调整各级风险划分的具体指标。
在设计和施工阶段,由于管道实物资产还未形成.因此,除考虑安全和环境风险外,还应将质量与管理风险纳入管理范围,即由于组织管理、各方关系协调、社会环境、人员水平、技术标准使用等原因导致的质量、进度、成本等方面的风险,并建立相应的风险矩阵。
4 建立分类分级风险管理方案
综合考虑管道、站、库资产分类和风险等级,建立风险分类分级管理方案,用以明确各级风险管理的责任主体和工作内容。
1)资产分类:可根据管道、站场和储库的基本属性、规模和系统重要性等因素分成A、B、C类(表2)。
 
2)依据表1建立的风险矩阵对风险分成高、中、低3级。
3)综合考虑资产分类及风险等级,根据不同管理层级的职责和管理范围,建立分类分级风险管理机制。例如A类资产的高风险事件,应实行最高级别的管理。表3为分类分级风险管理的建议方案。

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