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          事故案例

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          輸氣管道泄漏爆炸事故影響范圍與相關標準比較分析

          來源:《管道保護》雜志 作者:戴聯雙 時間:2020-5-21 閱讀:

          中石油管道有限責任公司


          欄目主持人戴聯雙博士:輸氣管道一旦發生泄漏引發燃燒、爆炸,將對周邊人員和環境造成重大危害。以國內外發生的四起天然氣管道泄漏燃燒事故為例,分析其事故后果影響范圍,并與標準規定的潛在影響半徑計算結果進行比較。同時分析了北美發生的多起天然氣管道失效事故及影響范圍,清楚表明天然氣管道泄漏失效的危害性及影響范圍已經超出了目前相關標準的規定。

           

           

          1 事故案例

          1.1 比利時管道事故(案例一)

          2004年7月30日上午9時,位于比利時首都布魯塞爾以南40 km處工業區的高壓輸氣管道發生爆炸。事故管道管徑1 000 mm、材質X70、壁厚10 mm,日常輸送壓力8 MPa,發生事故時的管道壓力為7.3 MPa。爆炸后火焰最高達450 m,平均高度250 m。事故造成24人死亡(包括5名消防人員和1名警察), 132人受傷(其中重傷25人),多輛車輛被毀,摧毀了兩家工廠,方圓1 000 m范圍內的生態環境受到不同程度的影響(圖 1)。

          1.2 永唐秦管道事故(案例二)

          2010年5月4日,永唐秦管道位于秦皇島撫寧縣榆關鎮龍口店村的15#閥室發生爆炸起火事故,未造成人員傷亡,現場98米的室內可燃物充分燃燒, 104米外豬舍的豬被烤熟。該管道管徑1 016 mm,運行壓力5 MPa。發生泄漏的管道為閥室內壓縮機預留管線,管徑為355.6 mm,與主管道相連。事故的直接原因為 雷擊。管線在72小時內經搶險恢復運行(圖 2)。

          1.3 川氣東送管道事故(案例三)

          2016年7月20日6時32分,川氣東送管道在恩施袁家灣隧道出口1 km處因山體滑坡導致管道撕裂,并發生天然氣閃爆。該管道管徑1 016 mm,運行壓力約為6 MPa。閃爆造成管道反折(2個管節段)與變形,拋出距離約200 m,還有4個管節段拋出約100 m。事故造成2人死亡、 3人受傷,嚴重燒毀區域39.65 m2,滑坡區域62.5 m2,滑坡量約200萬m3,過火(熱輻射)區域124.5 m2(圖 3)。

          1.4 中緬天然氣管道事故(案例四)

          2017年7月2日,中緬天然氣管道在貴州晴隆縣境內因當地持續降雨引發公路邊坡下陷側滑,擠斷沿邊坡埋地敷設的輸氣管道,導致天然氣泄漏引發燃燒爆炸(圖 4), 230米外的農貿市場受損, 40米外的樓房燒毀, 350米外的樹葉干枯。該管道管徑1 016 mm,運行壓力6.74 MPa。事故造成1人死亡、 23人受傷,直接經濟損失2 145萬元。

          2 理論計算與案例對比

          天然氣管道發生泄漏起火,形成噴射火,火災熱輻射影響主要是取決于是否有人員暴露于火焰或特定的熱輻射中,表 1為熱輻射作用下人員傷害和設備破壞的熱通量準則。

          案例中實際受影響范圍與采用GB 32167-2015《油氣輸送管道完整性管理規范》中的潛在影響半徑(PIR)公式計算的結果對比見表 2。

          從表 2可以看出,真實事故受當時運行狀態與環境條件(地形、氣象)影響,采用潛在影響半徑(PIR)公式(破裂模式、 15.8 kW/m2熱輻射通量值)計算的結果,不能覆蓋所有情況。

          3 北美典型輸氣管道失效事故

          表 3列舉了美國和加拿大典型輸氣管道失效事故影響范圍及后果。

          4 認識與建議

          (1)大口徑天然氣管道的爆炸燃燒影響范圍均在數百米以上,比標準規定的潛在影響區計算值(PIR,考慮1%的死亡概率)大。

          (2)制定應急預案或現場處置時,要適當加大 應急處置和人員疏散范圍。

          (3)我國地區等級劃分以管道中心線兩側各200 m為標準,并且未考慮管徑、壓力等因素,有待改進。

          (4)我國管道保護法規定的油氣輸送管道兩側各5 m保護范圍,目的是為了防止占壓和施工挖掘損壞,保障管道巡檢和維護維修,遠遠滿足不了保障建筑物安全的需要。

          (5)俄羅斯及中亞地區規定管徑1 000 mm以上輸氣管道的安全距離是管道兩側各300 m,可參考借鑒。

          (6)建議持續改進事故調查分析,全面、系統、詳盡地分析管道失效事故,促進管道安全保護技術的發展和管理的提升,籍以對行業發展方向、管理模式、立法等產生積極影響。

          (7)我國目前偏重于對事故責任的追究,對技術原因分析和改進措施跟蹤落實不夠。建議加強事故致因分析,提出改進措施并及時在法律、規范和標準中體現,避免同類事故重復發生。

           

          下一期將介紹 “美國近年來油氣管道失效事件趨勢及管理經驗”,敬請關注。

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