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          管道研究

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          廢棄管道安全環保處置要求及指標探討

          來源:《管道保護》雜志 作者:康葉偉 時間:2020-5-18 閱讀:

          康葉偉

          中國石油管道科技研究中心

           

           

          摘要:當前我國廢棄管道安全環保處置需求日益迫切?偨Y分析了國內外相關研究與應用進展、標準要求,通過分析廢棄管道所含物質成分,指出內部殘留物是影響其安全環保處置的關鍵因素。推薦了管道殘留物組合清洗技術,結合國內外廢棄管道處置現狀及標準規定、我國海底管道廢棄處置對廢液中石油類含量指標要求及污水排放標準,提出油氣管道殘留物清洗廢液中油含量指標值,為廢棄管道處置提供了參考。

          關鍵詞:廢棄管道;安全環保處置;清洗;清潔度;指標

           

           

          目前,國際上還沒有針對陸上油氣管道廢棄的普遍認可做法。整體而言,北美地區加拿大和美國相關研究與實踐較多,加拿大是目前公布有關陸上油氣管道廢棄相關資料最為全面的國家,其有關討論與研究長達35年之久,在油氣管道廢棄監管、廢棄方式選擇、廢棄過程中必要的處理環節、廢棄后的維護以及管道廢棄基金設立與管理方面均已形成較完善的做法,但是并未解決全部問題,仍在深入研究。截止2012年加拿大阿爾伯塔省已經廢棄管道3.7萬公里,大部分為8英寸(203 mm)及以下尺寸,且99%就地廢棄棄置。與國外相比,我國油氣管道廢棄的研究和實踐處于起步階段,目前初步形成了關鍵殘留物清洗、注漿、高效拆除等處置技術,制定了行業標準,并開始工程應用,仍需加大技術研發,促進法規、標準規范的建立與完善。

          1 管道棄置相關標準

          1.1 國外

          經調研北美、南美、歐洲及英國、澳大利亞等國家和地區與管道廢棄相關的標準,表明:不同標準本質上并無實質性差異,所有標準對管道運營者必須考慮的內容都進行了指導,但并不詳細。大多數標準規定:應該基于當前和未來的土地利用以及潛在的安全風險和環境破壞評估實施就地廢棄一段管道或者全部拆除的決策,并對就地廢棄管道需要采取的處理措施提出了要求,主要包括殘留物清理、物理隔離和末端封堵。

          1.2 國內

          自管道保護法2010年10月1日生效以來,我國一些油氣管道企業和部分省市相關主管部門對管道廢棄的備案和基本要求出臺了指導性規定,但是對如何進行廢棄管道的安全環保處置并無具體技術要求。

          2013年青島“11·22”原油管道事故后,國內大型管道企業開始管道報廢研究,并推出相關企業標準。中國石油管道分公司2014年初依據管道保護法,結合國內外調研資料和公司以往報廢管道處置經驗,制定并發布了針對陸上管道的《報廢油氣管道管理與處置規程》,該標準雖然明確了管道掃線的有關指標、職責分工,細化了報廢管道處置流程,但是有關管道廢棄處置的國外經驗和中石油的最新研究成果未納入標準中; 2017年,結合最新研究成果,發布了新 版企業標準。此外,中國石油化工集團公司2014年12月出臺了“中國石化長輸管道報廢管理實施細則(試行)”,重點解決管道的判廢依據問題,但并無廢棄處置的具體內容。 2018年,管道分公司牽頭制定的行業標準SY/T 7413―2018《報廢油氣長輸管道處置技術規范》發布,規定了陸上報廢油氣長輸管道的處置流程、處置方式選擇原則、殘留物清理、管道拆除、就地棄置等技術要求,彌補了行業短板,為國內廢棄油氣管道的安全環保處置提供了依據。

          2 安全環保技術指標分析

          2.1 安全環保風險分析

          廢棄油氣管道包括鋼材、涂層和內部殘留物(輸送介質、雜質)等三類物質成分。鋼材類含有97%~99%鐵, 0.5%~2.0%錳, 0.5%~1.0%銅、鎳、鉬、鉻和碳,小于0.1%微量元素(硫、磷、錫、鉛、鉍和砷)。管道涂層含有煤焦油、瓷漆、聚乙烯膠帶、石棉、瀝青、高密度聚乙烯和熔結環氧樹脂等,其中聚乙烯和熔結環氧樹脂涂層應用廣泛,20世紀50、60年代使用的管道涂層主要為吹制瀝青或者石棉毯等材料覆蓋的煤焦油瀝青[1]。內部殘留物包括油污、積液以及雜質等。

          研究表明:管道因腐蝕而釋放出的金屬擴散可能性較低,一般不作為潛在的環境威脅因素。長輸埋地管道涂層中較低分子量、水溶性、易于浸出的組分可能早已消失,涂層或者襯里中含有石棉或者煤焦油(可能含有危險的多氯聯苯)的管道,需要根據環境影響評估和測試結果謹慎處理,采取拆除而不是原位棄置措施。另據加拿大最新研究表明[2]:煤焦油和瀝青涂料含有較高分子量的有毒多環芳烴(PAH),浸出速度較慢,在管道廢棄后仍可繼續浸出,但因PAH分子對有機碳具有高親和力,發生浸出后被吸附到土壤有機碳上,通過土壤微生物降解,其環境風險影響很低,不會超過正在運行的含有這些材料的管道所帶來的風險。

          由此可見,廢棄管道安全和環保風險的主因是內部殘留物,其形成的混合氣體存在爆炸風險,如果泄漏會導致環境污染,因此處置時要進行內部殘留物徹底清理,這是確保其安全環保處置的關鍵。

          2.2 安全環保指標

          內部殘留物清理達到何等潔凈程度,目前國際上尚無統一標準。從國外管道封存工程[3]、國內陸上管道油改氣工程[4-5]、海洋管道登陸段的置換清洗工程[6-7]可知:采用清管器與化學清洗劑相結合的組合清洗技術能夠實現管道內壁殘留物的徹底清理。我國海上油氣設施廢棄處置起步較陸上管道早,針對海底管道廢棄處置的相關規定對于制定陸上管道的安全環保指標具有借鑒意義。

          2.2.1 海底管道安全環保指標

          SY/T 6980―2014《海上油氣生產設施的廢棄處置》要求:海底管道廢棄處置前,應進行清洗,并對海底管道端部進行封堵。其中附錄B中規定了清洗質量指標:

          (1)如果海上油氣生產設施廢棄處置后繼續改作油氣生產設施使用,清洗后要求工藝設備、管線、容器內無油跡,且必須達到后續維修改造和正常生產的目的;對于其他形式的改作他用和異地棄置,淸洗后不會對環境產生污染且能夠滿足后續廢棄處置作業要求即可,垢層、腐蝕產物等可根據情況不需去除。

          (2)海上油氣生產設施清洗完成后,設備、容器及管線內有毒有害物質需滿足GB 50493―2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》及GBZ 2.1―2007《工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素》的要求。

          標準還規定:清洗廢液推薦采用就地回注的方式(在平臺上有注水系統可以利用的前提下),處理不了的廢液及固體垃圾拉回岸上集中處理。如確需排放,需滿足GB 4914―2008《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》的要求,即在一級海域里排放生產水中的石油類含量不超出20 mg/L(月平均值)。

          2.2.2 陸上管道安全環保指標

          陸上油氣管道廢棄中,原油管道的殘留物最難清理,當前組合清洗技術是實現管道高潔凈度的可行技術。

          SY/T 7413―2018《報廢油氣長輸管道處置技術 規范》規定:廢棄管道殘留物清理應達到內壁無油無蠟、無積液、可燃氣體檢測滿足火焰切割條件的潔凈程度。該清潔度指標主要從避免廢棄管道爆炸以及對土壤、地下水污染的角度規定,其中滿足火焰切割的規定間接地對可燃氣體濃度提出了量化要求。如果組合清洗時采用的清洗劑是環保型的,而沖洗水或者動力水的水質環保性也有保障,那么管道清洗后產生的廢液中,石油類含量將是影響潔凈度的關鍵指標。通過檢測這一指標,可以量化評估清洗后的潔凈度。

          借鑒海底管道的做法,若清洗后的廢液由污水處理廠處置,則石油類含量不宜超過20 mg/L;若清洗 后 的 沖 洗 水 達 到 下 水 道 直 接 排 放 標 準 , 依據GB/T 31962―2015 《污水排入城鎮下水道水質標準》規定,其中的石油類含量應不超過10 mg/L。

          需要說明的是,上述推薦的清潔度指標是兼顧安全和環保要求的取值。單純從殘留物無安全風險的角度講,以原油管道為例,組合清洗后即使廢液中油含量為79 mg/L,管道內壁仍然可以達到無油無蠟、可燃氣體濃度為0(連續4天密閉后測試)的程度[8]。

          3 結論

          (1)現有法律法規僅規定了管道廢棄處置備案、采取安全措施、建立報廢管理制度等,尚不能滿足監管需要。需完善法律法規、標準規范,加強安全環保處置技術的深化研究。

          (2)組合清洗技術是廢棄管道殘留物的實用清洗手段,目前尚無量化的清潔度指標規定。

          (3)借鑒海底廢棄管道清洗要求,按國內污水排放標準規定,清洗后廢液中油含量不宜超出20 mg/L,若達到10 mg/L則可直接排放,以降低處置廢液的成本。

           

          參考文獻:

          [1] Canada National Energy Board, DNV. PipelineAbandonment Scoping Study[EB/OL]. 2010[2020-3-31].

          https://www.cer-rec.gc.ca/prtcptn/pplnbndnmnt/pplnbndnmntscpngstd.pdf

          [2] Petroleum Technology Alliance Canada (PTAC).Decomposition of Pipe Coating Materials inAbandoned Pipelines[EB/OL]. 2015[2020-3-31].

          https://www.ptac.org/wp-content/uploads/2016/08/Final-Report-18.pdf

          [3] Centre of Excellence In Pipeline Services. Oilremoval and DN 700 pipeline cleaning in Latvia[EB/OL].2011[2020-4-2].

          http://ceps-as.cz/en/projects/oil-removal-and-dn-700-pipeline-cleaning-in-latvia.html.

          [4] 姚毅.克烏輸油復線油改氣工程實踐[J].油氣儲運,2000, 19(1): 46-48.

          [5] 張紅兵,陳艷芳,何明金. 濮臨線輸油改輸氣管道清洗[J]. 天然氣與石油, 2002, 20(1): 5-8.

          [6] 中海石油(中國)有限公司天津分公司. 曹妃甸1-6油田設施廢棄拆除方案[EB/OL]2010[2020-3-24].http://wenku.baidu.com/

          [7] 奉虎,王彥紅,劉佳. 灘涂段廢棄油氣管道置換清洗及廢液回收新工藝[J]. 中國海洋平臺, 2010,25(6): 52-55.

          [8] 郭正虹,康葉偉,王洪濤,孫雷等.陸上廢棄管道處置中組合清洗技術的應用[J].油氣儲運, 2017,36(4): 430-434.


           

          作者簡介:康葉偉, 1977年生,高級工程師, 2007年博士畢業于南開大學計算機應用技術專業,現主要從事大型儲罐在線檢測技術、管道檢測及廢棄處置技術研究。聯系方式:電話: 13930646391, ywkang@petrochina.com.cn。

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