天然气输送安全管理分析

天然气输送安全管理分析

霍庆杰

北京国石安康科技有限公司北京朝阳100101

摘要：随着经济的持续发展，我国已然成为世界第一大经济体，天然气作为清洁能源已被广泛应用到人们的日常生活和工业生产中。天然气输送安全不仅制约着经济的发展，也影响着国家的稳定。如何提高天然气输送过程中的安全管理水平？本文从安全管理的角度进行分析，对其中所存在的问题进行阐述，包括企业安全管理人员方面、安全管理制度方面、线路方面和线路标示及措施方面的问题，并针对性的给出了建议措施。分析方法是否经济可行和技术合理？文章中给出了4个具有代表性的分析方法，通过运用安全检查表法、肯特法、事故模拟计算法和案例分析法，可多方面、深层次的分析解决目前管道输送中出现的问题，极大限度地提高了天然气输送安全管理水平。

关键词：能源天然气输送安全管理分析

1引言

随着我国经济的持续增长，生活水平日益提高，天然气利用已经普及到人们日常生活和工业生产中，与社会民生息息相关。天然气输送安全不仅制约着经济发展，也影响着社会的发展和国家的稳定。自“11.22”中石化东黄输油管道爆炸事故后，管道输送安全管理已上升到由国家督导的重大安全问题。如何提高能源输送过程中的安全管理水平，是目前社会发展所面临的严峻问题。

管道输送天然气是一种经济、环保、安全的输送方式，到目前为止也是国际和国内普遍采用的一种输送方式。社会生活依靠天然气越来越紧密，同时对天然气输送安全管理水平的要求也越来越高。

自二十世纪社会科技的发展以来，能源利用在当今经济社会发展中扮演的角色越来越明显，越来越重要。为了促进当地经济的发展，提升国家和民族的综合实力，各种能源利用方式被全世界所熟知。长输管道输送方式使能源更方便、环保、安全地为人们所消费利用，到2013年全国通过管道输送的天然气占天然气开采总量的84%。此时，天然气输送安全管理显得尤为重要，其安全管理水平的高低成了制约当地经济发展和影响人们生活水平的重要因素。

本文以天然气输送为例，阐述天然气输送中安全管理水平高低的重要性，如何识别天然气输送安全管理中的缺陷和不足，提高其安全管理水平，保证其安全运行对提高天然气利用价值和创造社会价值具有重要意义。

2概念

天然气可分为狭义的天然气和广义的天然气。广义的天然气，是指自然中存在的一切气体，包括大气圈、水圈和岩石圈中各种在自然过程中形成的气体；本文中研究的天然气是从能量角度出发的狭义定义，是指蕴藏在地层中的烃类和非烃类气态的混合物。主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。天然气的主要成份是烷烃，其中甲烷占了绝大部分，另外还有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外还有二氧化碳、硫化氢、氮和水气以及少量的一氧化碳和微量的稀有气体。在一般情况下，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷都是以气体的状态存在，戊烷以上是以液体的状态存在。天然气的特点是燃烧后不会产生废渣和废水，与煤炭、石油等传统能源相比，使用安全系数高、热值高、洁净度好。

天然气输送即天然气在油田气和气田气等地区经开采、加工、处理合格后由上游处理站至下游城镇燃气门站之间的长距离输送过程。长输管道是连接天然气气田开发与用户利用之间的纽带，大部分开采出来的天然气经过管道输送至远离气田的城镇和工业区。

天然气输送安全管理即对输送介质为天然气的设备、安全设施、运行条件、人员配置与组织、生产培训和安全生产管理规章制度及安全操作规程、事故预防、应急措施等安全技术和管理水平的总称。

3天然气输送安全管理意义及理论依据

3.1天然气输送安全管理意义

我国天然气分布为中西富东部贫，而主要消费市场在东部地区，为解决东部用气难的问题，国家自2007年完工由新疆塔里木盆地的轮南至上海的“西气东输”工程和2010年完工由四川达州普光气田至上海的“川气东输”工程，都属于典型的天然气输送经典案例。“西气东输”工程途径10省区全长4200km，“川气东输”工程途径6省2市，管道总长2170km，影响和带动了沿线地区的经济发展。

天然气属于一次清洁能源，“十三五”规划中提出大力推动天然气发展，天然气输送将在我国迎来翻天覆地的历史转变，同时其安全管理运行也影响着社会的稳定与发展。

3.2理论依据

作为21世纪的洁净能源，我国天然气的开采和应用在近年来得到迅速发展，随着天然气产量的持续增加、天然气进口渠道的不断发展（哈萨克斯坦管线、中亚管线、中缅管线、沿海LNG接收站大规模建设等），天然气在国民经济和人们生活中的作用日益显著。作为清洁能源，天然气的广泛应用对我国现代化和城市化建设、能源消费结构优化、环境保护和大气污染防治、人民生活水平提高等各方面均有重要影响。由国家统计局和国家能源局统计数据可知，2000~2013年，我国天然气消费总量从245×108m3增长到1902×108m3，增加了7.76倍。极大地改变了我国城镇的能源消费结构，促进了我国现代化和城镇化的进程。天然气运输主要是依靠管道输送实现的，大量的天然气经过管道输送至远离气田的城镇和工业区，因此长输管道是连接天然气开发与利用的重要纽带。

石油天然气等能源是人类生存、社会发展的公用性资源，是一个国家发展的重要保障。石油天然气是一个国家和地区的经济资源，同时也是政治和战略资源之一。目前，能源问题已经是一个国家乃至全球性大问题，是各国政府高度重视的大问题。改革开放以来,我国的经济经历了高速的发展，对能源的需求总量越来越大。虽然我国化石能源储量较为丰富，但是主要是以煤炭为主。根据目前已探明的资源总量来看，我国的石油和天然气储量相对匮乏，远远不能满足工业生产和人民生活的需求。我国目前化石能源状况是：富煤、少油、缺气。但随着中国经济发展规模的进一步的扩大，对石油和天然气的需求量必将会继续增加。所以我们要合理高效的利用石油天然气，更好的为我国经济发展提供动力。

3.3天然气输送安全管理分析方法

3.3.1安全检查表法

安全检查表分析法（SafetyChecklistAnalysis）是进行安全检查、发现潜在危险的一种有效而简单可行的安全评价方法，广泛应用于项目发展的各个阶段。按其评价方法不同，安全检查表分析法又可细分为定性检查表、半定量检查表和否决型检查表。

安全检查表是根据现场实际情况或设计内容，依据国家相关法律、法规和技术标准，列出检查要点逐项检查，检查结果以“符合”、“不符合”表示。

根据评价结果的实际情况，将安全检查表法作为天然气管道安全评价采用的重点方法之一。通过运用安全检查表法，对天然气管道进行全面安全检查，全面评价其安全现状，并探讨实现评价对象本质安全可能的途径。

3.3.2肯特法

肯特（KENT）危险指数分析法是基于美国运输部的实际运行经验和其它部门的相关研究结果提出的方法。因该方法独特、通俗易懂、便于掌握，在长输管道的安全分析、评价中发挥了巨大作用，成为现代安全管理系统工程的重要组成部分。

肯特危险指数的基本评价过程，是在求取长输管道各分段相对风险数即KENT危险指数大小的基础上，确定各段的风险程度，相对风险数越大，管道的风险越小，管道越安全。相对风险数是在分析各段管道的独立影响因素后，求取它们的指数和，再分析介质的危险性和影响系数，求取各段管道的指数和与泄漏影响系数，最后求取各段管道的指数和与泄漏影响系数的比值，即相对风险数。

3.3.3事故模拟计算法

火灾和爆炸是常见的重大事故，经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失、影响社会安定。关于火灾和爆炸事故（热辐射、爆炸波）后果分析，是在分析过程中运用了数学模型，通常把一个复杂的问题或现象用数学模型来描述，往往是在一系列假设的前提下按照理想情况建立的，有些模型经过小型试验的验证，有的则可能与实际情况有较大的出入，但对辨识危险性来说是可参考的。

3.3.4案例分析法

案例分析法（CaseAnalysisMethod），又称个案研究法是由哈佛大学于1880年开发完成，后被哈佛商学院用于培养高级经理和管理精英的教育实践，逐渐发展今天的“案例分析法”。现在已应用于多种领域和行业，备受业内人士所青睐。

案例分析法就是从本行业实际经营中发生的事故为案例，详细介绍事故的时间、经过、后果，分析总结导致事故的原因，提出如何应对或避免类似事故的建议。该方法为定性分析方法，主要作为安全管理培训中的学习案例，让管理人员、技术人员和操作人员均熟练掌握该事故及其应对方法，当遇到该类事故时能及时按照程序进行处理，做到防患于未然。

4我国天然气输送现状

4.1在一次能源结构中的使用比例

当今世界发达国家的能源消费结构已经逐渐的发生改变，由开始时的煤炭消费变化为石油消费，现在石油消费也在逐步发生改变，演变为以天然气为主要消费能源。在我国，煤炭资源仍然是资源消费主力。根据2009年国家能源局《中国统计年鉴》统计数据显示一次能源消费合计为30.66亿吨标准煤，煤炭、石油、天然气消费量分别占总量的70.3%、18.0%和3.9%。2010年的统计数据显示，我国每万元GDP的能源消耗中煤炭就占了79%。2011年的统计数据显示，我国煤炭能源消费34.25亿吨，占一次能源消费总量中的68.8%，而世界平均能源消费结构中煤炭不到总比重的30%。我国天然气消费在我国一次能源中的比重约5%，低于亚洲的10%的平均水平，甚至远远低于世界24%的平均水平。

我国是能源消费大国，一次能源消费总量已超过美国居世界之首。然而，天然气作为优质能源，其储量、产量和消费量在能源消费结构中所占比例比较偏低。发达国家都在倡导低碳经济，低碳经济即我们可以简单地理解为降低一氧化碳和二氧化碳的排放。大力发展低碳经济就不得不提高天然气在一次能源消费中的比重，天然气的比重越高，碳排放就越低，2012年11月26日，国务院公布了我国控制温室气体排放的行动目标，以2005年为基础年到2020年，我国单位GDP二氧化碳排放将下降40～50%。

4.2气田的分布情况

到2009年底，中国探明天然气资源储有量总计约约20635×108m3，其中油型气为9461×108m3，占天然气资源储有总量的46%，煤层气为11174×108m3，占天然气资源储有总量的54%。同时发现二氧化碳为主的无烟煤成因的气田21个，以烃类气为主的有机成因的气田171个，共有气田192个。结果表明，天然气主要分布在一些大型的甚至特大型的油气田中，如莺歌海-琼东南盆地、柴达木盆地、准格尔盆地、东海西湖凹陷、四川盆地等地区。

4.3市场需求

天然气的消费利用主要集中在企业生产和居民生活中使用，其中企业为天然气利用大户。在我国由于近年来雾霾严重，空气污染情况等问题日益突出，天然气作为绿色能源，地方政府把一次能源中的天然气利用率作为目前“转方式、调结构”能源工作的重点，积极倡导国家“科学发展观和节能减排”的号召，推进该方针快速的融入到人民生活和工业生产中。在此大的前提下，东部及沿海地区由于人口密度大技术先进，企业数量多工业技术发达，对天然气的需求量逐年增加。如山东、安徽、浙江、广东等地区对天然气的需求使用，每年以15%～30%的速度增长。

天然气输送是天然气消费利用的前端，天然气输送安全管理是保证天然气安全利用的前提。天然气输送分管道输送和槽车输送，其中槽车输送存在四个缺陷，一、槽车运输过程中的安全管理情况极为复杂；二、受外界因素影响较大，供应量和使用半径易受限制；三、槽车流动性较强一旦泄漏后果相对比较严重；四、运输费用相对较高。所以目前国际和国内对天然气输送均采用长输管道运输方式。

4.4管道铺设及利用情况

由于跨省的大型天然气管道项目均控制在中石油、中石化、中海油等大型国有企业手中，省内的天然气管道项目被地方政府或某些国营企业把控，外资企业和地方政府联合管理占有大片的地方市场，民营企业通过激烈的竞争后进入该市场并占有了一席之地。通过明确政策引导和激烈的市场竞争，逐渐形成符合我国国情的天然气输送管理体系。

天然气长输管道是指长度超过50km的天然气管道。跨越多个省的长输管道为国家重点监管项目，由各个国有企业投资建设；省内跨越多个市区的长输管道为省内重点监管项目，有省国资委和某国营企业或外资联合投资建设。

目前我国东部沿海和内陆工业发达地区天然气管道铺设已经达到相当的长度，各省市内形成完善的管道管网，覆盖率占全省地区近70%～90%的市场。而工业落后和偏远地区天然气管道铺设还有待进一步加强，主要原因是距离气田距离较远、地理位置不便、地区地质情况复杂施工艰难，技术有待进一步提高等，但各省的省会或主要城市均已铺设天然气管道。

现在天然气利用已经渗入到人民日常生活当中，如：餐饮、取暖等；工业上以天然气为原料进行生产、再加工和发电等。尤其近年来政策要求“减少污染、节能降耗、节能减排、持续发展”后，工业上以燃煤为主的企业均改为以燃气为主。虽然我国市场对天然气的需求量每年都在显著增长，但天然气从开采到下游终端的合理有效利用还需要进一步提高。

5我国天然气输送安全管理中存在的问题

能源资源不足和浪费是造成我国能源安全问题的主要因素。面对现实解决问题，能源管理被提上重要议事日程。积极借鉴国际先进经验，建立完善我国天然气安全管理体系，就天然气输送管理中存在的主要问题体现在以下方面。

5.1天然气输送单位安全管理人员方面

5.1.1安全管理人员和特种作业人员证书持有情况

按照《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国国家主席令[2014]13号令）的要求：生产经营单位的主要负责人和安全生产管理人员必须具备与本单位所从事的生产经营活动相应的安全生产知识和管理能力。目前我国企业大都以外行领导内行，公司领导未取得安全管理证书或非正当取得安全管理证书，不懂安全技术，只抓生产事故。

企业实际生产作业人员未取得特种作业证书，或部分人员拥有特种作业资格证书。或企业未定期对员工进行安全生产知识和安全管理知识培训，虽制定有安全培训制度，但流于形式疏于执行。

5.1.2安全管理人员培训情况

企业安全管理人员一般只注重生产事故而忽略生产技术，即安全只管安全不懂技术。安全管理人员的培训只疏于表面，缺乏以安全技术为基础的安全管理知识学习。

企业应制定员工培训制度，按照《中华人民共和国安全生产法》的要求，并结合地方政府发布条文的进一步明确要求，对企业员工定期进行技术和安全培训，特种作业人员应定期进行再培训，保证企业员工培训考核合格后和特种作业人员持相关证件合法上岗。

5.2天然气输送中安全管理制度方面

按照《中华人民共和国安全生产法》的要求，公司应制定相关的管理制度，包括公司级、站场级、岗位级制度。公司从安全机构设置、各项安全管理规章制度、操作规程、应急预案、人员教育培训、特种作业人员持证上岗、安全投入等方面要符合有关法律法规的要求。

5.2.1人的不安全行为

椐杜邦公司的调查表明，事故发生率的95%以上是由于人的不安全行为所引起。国内安全、泄漏污染事故的发生绝大多数也是由于人的不安全行为（违章作业、管理制度未形成闭环）所引起的。人的不安全行为分为操作失误、造成安全装置失效和使用不安全设备等3类。因此，在天然气站场的维修、运行、管理等方面可能存在的人的不安全行为将影响天然气管线的安全生产，应引起高度重视。

5.2.2安全管理制度未落实

许多事故的发生或扩大往往由于安全管理方面不到位而导致，其主要体现在以下几方面：

（1）安全生产岗位责任制和安全管理制度贯彻执行不到位。

（2）工艺过程、作业程序的缺陷，如操作规程不完善或未认真执行操作规程。

（3）对特种设备和强检设施的检验检测不及时，如压力管道特种设备的定期检验，压力表、变送器的定期校验。

（4）防雷防静电接地未定期检测。

5.3天然气输送线路方面

国家安全监督管理总局于2014年5月23日以安全监管总局办公厅文件形式印发了《关于油气输送管道安全隐患分级参考标准》详细的描述了管道线路重要的隐患类型：占压、安全距离不足和交叉穿跨越。

5.3.1违法占压

根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》（中化人民共和国主席令第三十号）第三十一条在管道线路中心线两侧和本法第五十八条第一项所列管道附属设施周边修建下列建筑物、构筑物的，建筑物、构筑物与管道线路和管道附属设施的距离应当符合国家技术规范的强制性要求：（一）居民小区、学校、医院、娱乐场所、车站、商场等人口密集的建筑物；

5.3.2安全距离不足

根据《中华人民共和国石油天然气管道保护法》（中化人民共和国主席令第三十号）第三十条：在管道线路中心线两侧各5m地域范围内，禁止下列危害管道安全的行为：

（1）种植乔木、灌木、藤类、芦苇、竹子或者其他根系深达管道埋设部位可能损坏管道防腐层的深根植物；

（2）取土、采石、用火、堆放重物、排放腐蚀性物质、使用机械工具进行挖掘施工；

（3）挖塘、修渠、修晒场、修建水产养殖场、建温室、建家畜棚圈、建房以及修建其他建筑物、构筑物。

5.3.3交叉穿跨越

天然气管线在敷设时应与已油气管线、城镇燃气管线和城市管线水管线等保持一定的夹角（不小于60度）和距离（不小于1.5m），当距离过近时应设有保护措施。当天然气管线穿越铁路、公路和大型河流沟渠时应采取特殊的穿越方式，如定向钻穿越、顶管穿越、开挖加套管穿越等，并保持一定的埋深和安全距离。

5.3.4第三方破坏

天然气输送管线事故发生率最高的就是管线遭受第三方破坏。我国近年城镇化发展迅速，原来管线路由周边为农田的一级地区和二级地区，现在演变为村庄、城镇的三级地区和四级地区，其天然气管线输送安全面临着巨大的挑战。包括：取土、建房、建厂、非法施工，非法盗气等情况，其中天然气管道公司及时制止威胁管道输送安全的违法行为，并将联合当地公安机关严厉打击非法盗取天然气的责任人。

5.4线路标示和管理措施方面

天然气输送线路安标示是对周边作业人员起到警示作用，对天然气输送安全运行起到重要的保护作用。天然气管线标示分：标志桩、转角桩、里程桩、测试桩、穿越桩等。每一种桩代表一种类型，对管线走向的实际情况进行标记。有些企业为了缩小开支省略部分安全警示标示。或未按照规定标准距离埋设里程桩，或未对埋桩土地使用权者进行经济补偿导致线路标示遗失严重等。

为了保证天然气线路安全运行，巡线人员管理尤为重要，异常天气时巡线人员有可能为了躲避异常情况或刻意躲避特殊路段而绕行，导致管线某一特定管段出现盲区或异常情况而未能及时发现和阻止，使之后果扩大化危及管线安全运行。

6天然气输送安全管理建议

天然气公司应重视天然气输送安全管理工作，安全管理机构的设置和人员配备应符合《中华人民共和国安全生产法》的规定。应制定较完善的安全管理制度、安全生产责任制和安全技术操作规程。应建立应急救援体系，编制应急救援预案并定期进行演练，管理人员、技术人员、特种作业人员具备相应的专业知识，并依法取得相应的作业证书。

6.1安全管理人员方面

天然气管道公司安全管理人员应满足《中国人民共和国安全生产法》中专业和最低学历的要求，并经当地主管部门培训考核，通过后持有相应的资格证书才能主导相应的管理工作；特种作业人员更应严格控制证书准入制度，达到无证书不操作，无证书不上岗等要求。

安全管理人员及其作业人员应保证定期接受公司的安全教育、安全技术和应急管理等方面的知识培训，定期对应急救援预案进行演练，保证特种作业人员的定期再教育，达到考核不合格不上岗，无证书不作业，能者上、庸者下的要求。

6.2安全管理制度方面

天然气管道公司应参考国外或国内同行业优秀企业制定完善的管理制度，并应制定员工的安全培训和定期考核制度。

企业应保证建立安全资金投入制度，每年保证最小资金投入，安全资金应强制安全消费，并保证对安全资金的消费应能做到可追溯。未消费的安全资金年底应统一消除清零。

天然气管道公司还应定期对天然气管道进行外部和内部检测，并应出具检测报告作为管道评估依据。管道公司应对天然气管道进行防腐处理并装设恒电位仪，以时时监控管道的腐蚀保护情况，做到提前预防。

管道公司还应定期对管道埋深进行探测，防止因地势变迁、人为作业等因素导致的管道部分位置出现减薄（埋深不足）或破土而出的现象，威胁管道运行安全。在进行巡检及检维修时，若管理不善、安全措施落实不到位、职工违章违规操作或安全检查和隐患整改不认真执行都可能引发安全事故。

6.3安全管理线路方面

对于占压和安全距离不足的问题可归为一类，应加强管线巡线人员的巡线频次和巡线密度，保证管道两侧满足《中国人民共和国天然气管道保护法》第三十条中两侧5m范围内等的运行安全要求。

交叉穿跨越处除了满足铁路、公路、光纤及其它管道交叉时的角度和安全距离外，河流穿越应考虑护岸、稳管、抗洪等措施，还应熟悉河流穿越处其河流上下游200m的情况，如：疏通河道作业和通航等的安全措施和警示标志情况。

对于线路周边人口稠密村镇区，防止周边人员违法作业时对管道造成损坏，应加强管道公司人员的巡线和巡检力度，加强管线周边人民群众的天然气安全宣传教育工作，使得天然气法律效力贯彻到人们的思想中；并联合当地公安机关严厉打击违法施工、盗气的行为，保障输气管道与周边环境的安全。

在线路方面的安全通道畅通、安全设施正常有效、线路各设备仪表进行检查，确保仪表选型合理、符合规范要求，并能准确、正常显示仪表数据。输送管道应按要求进行全面定期检验，并通过恒电位仪辅助判断管道腐蚀、破损情况，当发现问题及危险时马上按预案进行及时处理。

6.4线路安全标识和管理措施方面

天然气管道公司应保证每年每条管线的最小安全投入，其安全投入中应必须含有管线沿线安全警示牌及警示标语和警示桩的更换、埋设投入和管线隐患整改投入。安全投入中也可考虑对埋桩土地使用权者进行一定的经济补偿，用于维护警示桩的安全。生产过程中应持续加强线路现场安全标识管理，做到安全标识清楚、整洁、到位。

对于巡线人员应制定严格的巡线管理制度和管理措施，如巡线人员必须每天定时按照规定路线进行巡线，并为巡线人员配备GPS巡线定位仪以保证寻线人员在规定的路线上进行巡线，如果GPS定位偏差超过一定距离或消失，控制中心应设有报警功能，线路管理中心将及时联系现场人员或就近人员了解实际情况等。

6.5安全管理分析方法方面

6.5.1安全检查表法

通过安全检查表法可对天然气输气管道的项目选址、周边情况及输气站场的总平面布置的情况进行符合性评价。对天然气输气管道的辅助设施、安全附件、公用工程等情况进行符合性评价。符合性评价结果可以真实、准确的反应管道现状是否满足现行的国家标准规范的要求。

6.5.2肯特法

通过肯特法对天然气输气管道路由选择的地区等级划分评价单元，并对该单元内的线路情况、设计因素、腐蚀因素、误操作因素、第三方破坏因素、扩散系数、相对风险值依次进行评分，得出不同数值的风险等级。再通过风险数值范围进行划分高风险区、中风险区和低风险区。涉及的内容较多，需要多方面的管道资料来辅助判断，资料充足、真实、准确，就能够真实地反应管道的状态。

6.5.3事故模拟计算法

通过事故模拟计算法可对管道线路和分输站场在特殊情况下，泄漏后所造成的危险后果和损害程度进行科学、准确的预测，预测计算天然气在目前状况下假设的事故场景与时间段内的泄漏量会对周边人员、财产、环境的影响和破坏，做到提前预防并制定相应的应急预案等处理措施。该结果可以准确的反应天然气在模拟场景发生后会达到怎样的损失和破坏，企业应采取怎样的措施来控制和预防事态的发展。

6.5.4案例分析法

案例分析法从实际案件出发，真实的反应了事故原因、经过和后果，对于人员培训更有警示作用。由于事故发展无预测性和局限性，所以通过该方法可归类总结同类事故发生的原因作为经验教训用于借鉴参考。如：材质原因、线路原因、施工原因和第三方活动等，针对此类原因应采取灵活、可靠、安全、有效的应对措施和方法。

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