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Muhlbauer风险分析法在管道风险评价中的应用

由于油、气介质具有易燃、易爆和易扩散的特性,因此当其长输管道在使用过程中发生因腐蚀、第三方破坏或超压等因素所造成的管道泄漏或管道破裂事故时,会导致人身伤害、设施破坏和环境污染等严重后果由于长输管道所处环境复杂多变,因此进行风险评价显得尤为必要[1].Muhlbauer风险分析法简单、直观,能够确定最大可能导致管道事故和有利于潜在事故预防的关键因素.该法将管道统计数据和专家意见相结合,定量分析输油、气管道的相对风险数,在此基础上对管道安全进行模拟计算和分析评价工[2],因而具有较强的可操作性.近年来,国外应用Muhlbauer风险分析法在长输管线安全性评价方面进行了大量成功的尝试,而国内在该方面的研究,尤其是方法应用研究鲜见报道,因此笔者应用Muhlbauer风险分析法对靖边一银川天然气输送管道进行风险评价。

  1Muhlbauer风险分析法评价模型

  1.1基本原理

  Muhlbauer风险分析法是通过计算各段管道的相对风险数,进行数据定量分析和安全性评价.管道相对风险数越高,说明其相对风险越小,即越安全.Schlechter等认为,采用Muhlbauer风险分析法进行风险评价时,若相对风险数大于47.5,则认为是可以接受的;若相对风险数小于47.5,则认为是不可以接受的。

  1.2评价方法及步骤

  ①对评价管道进行分段.管段长度依其沿线的各种变化因素而定,主要因素包括管道的管径,技术条件,土质,地域、地形和地势特点,人口分布及气候条件等.管道分段越多,评价精度也就越高。②对每个管段,按事故原因和产生的后果分为第三方破坏(thirdpary),腐蚀(corrosion)、设计误差(design)和违章操作(incorrectoperations)4个事故因子,计算各因子指数和该管段的泄露冲击指数(L)。每个事故因子又分解为多个影响因素(见图1)。③介质危险性评定.介质危险性分为急剧危险和缓慢危险,急剧危险有爆炸、火灾、剧毒泄漏等;缓慢危险有水源污染、潜在致癌物扩散等。④计算泄漏冲击指数。泄漏冲击指数由介质危险性和影响范围综合决定[4]⑤计算相对风险数.用事故因子指数和除以泄漏冲击指数即可得到相对风险数。数学模型为:

  Re=S/L

  S=T+C+D+I

  式中,Re为相对风险数;S为事故因子指数和;L为泄漏冲击指数;T为第三方破坏因子指数;C为腐蚀因子指数;D为设计误差因子指数;I为违章操作因子指数。

  2实例分析

  2.1项目简介

  靖边一银川天然气输送管道,东起陕西省靖边县,经内蒙古乌审旗、鄂托克前旗及陕西定边县、宁夏盐池、灵武、永宁县至银川市,全长293km.工程主要由输气管道和各类站场组成。引发天然气输送管道事故的主要危险因素有:管道破裂、设备故障和泄露.根据管道线路走向和工程沿线情况,将整个管线分为2个单元,即靖边—盐池清(单元1)、盐池清—银川(单元2),进行风险评价研究。

  2.2评价指数计算

  根据Muhlbauer风险分析法,先对每个事故因子中的影响因素打分,分别得到4个事故因子的各自得分,然后计算事故因子指数和.4个事故因子指数及事故因子指数和见表1—5。

  管道输送介质为天然气,根据各评价单元介质危险性评分和影响系数,泄露冲击指数计算结果见表6。

  2.3相对风险数计算

  根据风险评价模型,各单元管线的相对风险数计算结果见表7。

  2.4评价结果分析

  由表7可知,该管道的2个单元管线的相对风险数分别为67.1和68.3,相对风险数均大于47.5,处于可接受的范围之内,但存在一定的风险.因为相对风险数中可变因素所占比例分别为63%和62%,比例较高,因此可以在不增加项目投资基础上,通过加强管理等措施,提高4个事故因子中可变因素的指数分值,从而提高管线的相对风险数。

  a.在第三方破坏因子中,对管道附近的居民加强教育,减少、避免发生第三方破坏的事故,其指数值可从12分增到20分;设置在铁路、公路、河流穿越点的标志不仅清楚、明确,而且应能从不同方向、不同角度均可看清,其指数可从3分增到5分;加大巡线频率,提高线的有效性,其指数可从12分增到15分。

  b.在管线设计因子中,水压试验已被证明对于检验整个管道系统强度非常有效,若能排除裂纹和母材中更多的缺陷,实施高压水压试验,将增加10分,其指数可从14分增到24分;

  c.在管线腐蚀因子中,在确认管道系统处于良好状态,以正确的配比注人适当数量的缓蚀剂,即将某种化学品注人输送介质内,以减少或抑制输送产品与管道之间的反应,同时定期地或者是连续地注人以补充被输送产品吸收或带走的缓蚀剂,可使管道腐蚀因子指数增加4分。

  d.在管线违章操作因子中,选择有丰富经验的单位进行施工,并请第三方对其施工质量进行监督,施工误操作指数可从12分增到15分;建立完善的规章制度,工人经过严格培训后持证上岗,避免误操作事故,营运误操作指数可从22分增到32分;对重要仪器设备有完善的检查维护方法,按计划进行定期维护,有专门档案〔包括维护记录档案),文件齐全,维护误操作指数可从8分增到12分。

  通过加强管理,各段管线的相对风险数变化见表8.加强管理可使管道的安全性在原基础上提高19%左右。

  3结论

  根据Muhlbauer风险分析法原理,得到靖边一银川天然气输送管道2个研究单元,即靖边一盐池清(单元1)、盐池清一银川(单元2)管线的相对风险数(Re)分别为67.1和68.3,均大于47.5(风险临界值),风险处于可接受的范围内,并指出提高管道安全性的措施。

  参考文献[略]

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