天然氣儲運工程中的安全環(huán)保管理工作

王瑞林 王興軍

河北省任丘市華北油田華港燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司 河北任丘 062552

近幾年，作為清潔能源的天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)的比重持續(xù)增加。在天然氣消費需求不斷上漲進(jìn)程中，關(guān)于天然氣儲運工程的安全環(huán)保管理愈發(fā)受到關(guān)重?；诖?，從安全環(huán)保視角，探究天然氣儲運工程管理的策略非常必要。

1 安全環(huán)保管理工作的價值

1.1 保證工程效益

天然氣為甲B 類易燃易爆物品，作為儲運工程中的介質(zhì)其本身就具有危險性，一旦泄露遇到火源就會引發(fā)火災(zāi)爆炸事故[1]。通過在天然氣存儲工程中加強(qiáng)安全環(huán)保管理，可以在后期具體工作中建立安全環(huán)保管理程序，完善安全環(huán)保管理制度，從源頭入手減弱、消除火災(zāi)爆炸風(fēng)險，避免相關(guān)風(fēng)險問題對天然氣儲運工程安全、環(huán)境效益造成影響，為天然氣儲運工程經(jīng)濟(jì)效益提供保障。

1.2 降低事故發(fā)生率

在天然氣儲運工程中，儲存和運輸設(shè)施是重大危險源之一。在經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程中，天然氣儲運工程規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，相關(guān)設(shè)施呈現(xiàn)線路長、管徑大、壓力高的特點，儲存運輸沿線人文、自然環(huán)境復(fù)雜，極易遭受內(nèi)部或其他第三方破壞而發(fā)生安全事故。通過及時、恰當(dāng)?shù)陌踩h(huán)保管理，可以降低相關(guān)事故發(fā)生概率，保證天然氣儲存運輸工程順利推進(jìn)[2]。

2 安全環(huán)保風(fēng)險簡析

依據(jù)單耗熱力學(xué)理論思想，結(jié)合天然氣儲運工程開展理論研究，建立模型，分析安全環(huán)保風(fēng)險。在理想狀態(tài)下，結(jié)合熱力學(xué)第二定律，天然氣儲運工程中能源利用滿足能量平衡守則，即燃料能量消耗總量為天然氣能量和能量損耗的和。

天然氣儲運工程包括燃燒、回?zé)岷团蛎泿讉€過程，對上述過程進(jìn)行環(huán)保分析，得出最大單耗為燃燒過程燃料附加最低單耗、膨脹過程附加最低單耗、回?zé)徇^程附加最低單耗與節(jié)流過程附加最低單耗的和。其中在燃燒環(huán)節(jié)，儲運工程蓋層分布不均、注入氣體壓力超標(biāo)等均會導(dǎo)致蓋層破損，引發(fā)天然氣逃逸事故；在回?zé)岘h(huán)節(jié)，因墊底氣量隨工作氣量的增大而增加，注氣后殘余氣藏溶解，導(dǎo)致天然氣損失，污染周邊環(huán)境；在膨脹環(huán)節(jié)，儲運工程構(gòu)造圈閉高度有限、注氣壓力超標(biāo)，天然氣推動邊水向構(gòu)造低部位移動，氣水邊界進(jìn)入構(gòu)造溢出會引發(fā)天然氣泄漏[3]。

以某天然氣儲運工程為例，若其生產(chǎn)中已完成4個注氣體、采氣周期作業(yè)，且處于循環(huán)開發(fā)的凝析氣藏為改建儲氣庫，地層壓力水平下降值為18.0MPa，剩余工作氣量為2.11×108m3，改建后累計注入氣體10.32×108m3，累計調(diào)峰供應(yīng)氣體11.32×108m3。計算可得儲運工程總注氣量與剩余底工作氣體量的和為12.43×108m3，平衡差為1.11×108m3（天然氣損失量），按總注氣量10.32×108m3計算，天然氣的損失率為10.76%。天然氣的損失直接導(dǎo)致儲運工程環(huán)境壓力值升高，威脅天然氣儲運的安全，對周邊環(huán)境生態(tài)具有較大危害。

3 安全環(huán)保管理工作策略

3.1 工程設(shè)施優(yōu)化

當(dāng)前天然氣儲運工程安全環(huán)保管理風(fēng)險源于燃燒、回?zé)?、膨脹多個環(huán)節(jié)，相關(guān)環(huán)節(jié)均與工程設(shè)施緊密相關(guān)，安全環(huán)保管理工作者應(yīng)從工程設(shè)施入手，與專業(yè)人員溝通，根據(jù)天然氣性質(zhì)，進(jìn)行工程設(shè)施的優(yōu)化改進(jìn)。根據(jù)天然氣甲類易燃特性，安全環(huán)保管理工作者應(yīng)重視天然氣儲存和運輸設(shè)施隔熱性能，在普通堆積隔熱技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，適當(dāng)選用高真空隔熱（有間隔物/ 無間隔物）、真空粉末隔熱等技術(shù)。如將真空粉末隔熱應(yīng)用到低溫儲槽中，將高真空多層隔熱應(yīng)用到槽車中等[4]。

同時，要根據(jù)天然氣儲運設(shè)備可能存在的腐蝕風(fēng)險，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境實際情況，進(jìn)行總體布局、材料與零件的優(yōu)化，盡可能減少外界環(huán)境因素的影響，保障天然氣儲運工程的安全。如在總體布局上，盡可能避開飲用水源地、自然保護(hù)區(qū)，保證工程站場與閥室距離區(qū)域“風(fēng)口”較遠(yuǎn)，降低放空或泄露天然氣集聚的風(fēng)險。

3.2 管理責(zé)任強(qiáng)化

天然氣儲存運輸工程運行過程中面臨各種各樣的安全風(fēng)險，安全環(huán)保管理工作者需要明確自身肩負(fù)的工作責(zé)任，將天然氣儲運工程參與者職責(zé)進(jìn)行劃分，成立安全環(huán)保監(jiān)督管理小組。小組責(zé)任人為專職安全環(huán)保管理工作者，需要依據(jù)全要素、全過程原則，推進(jìn)安全環(huán)保管理，促使工程的每一個模塊均涵蓋在安全環(huán)保管理范疇內(nèi)，保證工程細(xì)節(jié)操作的科學(xué)化、安全性。同時，專職安全環(huán)保管理工作者應(yīng)為工程現(xiàn)場安全文明施工、環(huán)境保護(hù)承擔(dān)全方位監(jiān)督職責(zé)，在工程操作、安全文明管理方面，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，確保天然氣儲運工程對周邊生態(tài)、內(nèi)部人員和設(shè)備的破壞最小化[5]。

天然氣儲運工程參與者需要利用飛機(jī)巡線+GIS+直呼系統(tǒng)，構(gòu)建系統(tǒng)而科學(xué)的巡視管理方案，全面、及時獲知工程運行狀態(tài)與周邊生態(tài)環(huán)境的變化，定期收集、歸納工程中出現(xiàn)的安全環(huán)保問題，定期向小組責(zé)任人匯報，預(yù)先制定相關(guān)解決策略。對于偶然發(fā)生的問題，相關(guān)人員需要及時制定激進(jìn)型緊急處理方案，保證天然氣儲運工程規(guī)范運作。在設(shè)施管理方面,應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《中華人民共和國石油天然氣管道保護(hù)法》等相關(guān)法律規(guī)定，將法律嚴(yán)格禁止的操作限定在安全距離范疇外。對于需審批的第三方工藝操作，需要由第三方工藝操作方委托資質(zhì)達(dá)標(biāo)的天然氣管道安全評估機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全咨詢評估，以專家評審會論證的形式進(jìn)行進(jìn)一步評審。在評審之后，相關(guān)方可以依據(jù)評論審核意見、評估報告內(nèi)容，進(jìn)行《油氣管道保護(hù)專項施工方案》與《事故應(yīng)急救護(hù)援助預(yù)案》的制定[6]。同時，與設(shè)備供應(yīng)方簽訂安全生產(chǎn)管理協(xié)議，對相關(guān)方進(jìn)行安全環(huán)保宣傳教育，在工程開始階段指派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場給予安全環(huán)保指導(dǎo)。

3.3 危險源控制細(xì)化

危險源控制是天然氣儲運工程中安全環(huán)保管理的核心，安全環(huán)保管理工作者應(yīng)借助國際油氣生產(chǎn)者協(xié)會（OGP）在1974 年提出的HSE 管理體系，將健康、安全、環(huán)境管理視為一個整體，系統(tǒng)識別、排查與天然氣存儲運輸工程推進(jìn)具有較大關(guān)聯(lián)的風(fēng)險、風(fēng)險源。確定風(fēng)險源后，根據(jù)危險系數(shù)進(jìn)行風(fēng)險源的等級劃分，制定對應(yīng)等級的時效性措施，達(dá)到降低風(fēng)險的目的，從根源上規(guī)避天然氣儲運工程風(fēng)險失控問題。同時，還應(yīng)從嚴(yán)監(jiān)督、檢測風(fēng)險源，強(qiáng)化巡視檢查及工程細(xì)節(jié)保養(yǎng)，依據(jù)“查端倪-觀征兆-嚴(yán)整改”的流程，構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)化的危險源控制體系，將引發(fā)事故、災(zāi)害的隱患消除在萌芽狀態(tài)。

具體實踐過程中，安全環(huán)保管理工作者應(yīng)依據(jù)分類別、風(fēng)險分級管理的總體方針，結(jié)合天然氣儲運工程基本屬性、規(guī)模，從管道與儲氣庫類別劃分標(biāo)準(zhǔn)、HSE風(fēng)險目錄、統(tǒng)一風(fēng)險等級劃分方法等方面，進(jìn)行不同級別風(fēng)險管理的責(zé)任主體、工作內(nèi)容的設(shè)計。其中HSE風(fēng)險目錄需要持續(xù)更新、細(xì)化，面向天然氣儲運系統(tǒng)整個生命周期，建立動態(tài)、實時、閉環(huán)的風(fēng)險管理信息系統(tǒng)。管道與儲氣庫可以劃分為A 類、B 類、C 類三個類別，管道分類指標(biāo)為管道輸送介質(zhì)類型、服役時間、壓力等級、環(huán)境敏感度和重要性等；儲氣庫分類指標(biāo)則為庫規(guī)模、服役時間、壓力等級、環(huán)境敏感度和系統(tǒng)重要性等。具體如表1 所示。

表1 天然氣儲運庫分類評分標(biāo)準(zhǔn)

在天然氣儲運庫分類評分標(biāo)準(zhǔn)明確之后，安全環(huán)保管理工作者可以綜合考慮天然氣存運工程設(shè)計、實施、運行多個環(huán)節(jié)的風(fēng)險等級，以及作業(yè)活動環(huán)境、工藝操作、人員安全風(fēng)險、管道及站、庫設(shè)備設(shè)施本體等因素，進(jìn)行風(fēng)險高低水平的劃分[7]。其中I 級為一般可接受風(fēng)險，如輸氣泵空轉(zhuǎn)，輸氣管盤根安裝過緊等，發(fā)生概率為1 次/ a，但仍然需要相關(guān)管理、工藝措施的改進(jìn)。II 級為中等風(fēng)險，如輸氣管腐蝕磨損穿孔、閥門接口墊片磨損等,發(fā)生概率為1 次/ 10a，需要采用必要危險源防控策略，并保證策略應(yīng)用后風(fēng)險被控制在可接受水平。III 級為高風(fēng)險，如天然氣大量集聚爆炸等，發(fā)生概率為1 次/ 100a，需要利用定量風(fēng)險評價（QRA）方法）進(jìn)行分析后針對性控制。

4 結(jié)語

綜上所述，在天然氣儲運工程中，安全風(fēng)險事故發(fā)生概率較高。一旦發(fā)生安全風(fēng)險事故，不僅會危害工程設(shè)備設(shè)施及資源，而且會污染周邊生態(tài)環(huán)境，威脅周邊生物的生命健康。因此，天然氣儲運工程安全環(huán)保管理工作者應(yīng)明確自身責(zé)任，從工程設(shè)備設(shè)施優(yōu)化改進(jìn)入手，完善巡查巡視、監(jiān)督管理手段，從細(xì)處著手進(jìn)行危險源的管控，降低危險源的發(fā)生率，保障天然氣儲運工程的順利推進(jìn)。