程浩力，龍世華

（中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司，北京 100085）

近年來，我國為有效緩解西北、東北地區(qū)成品油產(chǎn)量過剩和華北、華東、華中、中南地區(qū)資源緊缺局面，實(shí)施了成品油“北油南調(diào)”、“西油東送”能源戰(zhàn)略建設(shè)的重要舉措。先后開工建設(shè)了長達(dá)3 214 km橫跨甘肅、陜西、河南、湖北和湖南5省67個(gè)市縣的蘭鄭長成品油管道和1 594 km的縱貫3省1市的14市的錦州-鄭州成品油管道等成品油長輸管道工程。截至2012年底，我國已建成成品油管道19 660 km，初步形成了覆蓋東北、西北、華北、中南和魯西地區(qū)的成品油管網(wǎng)系統(tǒng)。

由于我國成品油一次運(yùn)輸?shù)墓茌敱壤齼H占20%左右，未來幾年，我國仍將建成道建設(shè)將在1萬km以上成品油管系統(tǒng)。

伴隨著成品油管道建設(shè)的增加，打孔盜油、破壞管線、占壓等現(xiàn)象日益凸顯。為了預(yù)防并消除長輸成品油管道泄漏事故所致的經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境災(zāi)害，本文采用系統(tǒng)工程中的事故樹分析（FTA）法[1,2]，以某在建成品油長輸管道為例，分析研究了該管道運(yùn)行投產(chǎn)后可能引發(fā)泄漏事故的所有可能性事件(中間事件和基本事件)，以便有效預(yù)防并控制該管道泄漏事故的發(fā)生，確定事故管理的主要對象，并提出針對性的解決方法。

1 工程概況

某成品油管道工程，全線長近400 km，設(shè)計(jì)壓力10 MPa經(jīng)過寧夏和內(nèi)蒙古自治區(qū)。該管道所經(jīng)區(qū)域地，主要有黃河沖積平原（寧夏銀川平原和內(nèi)蒙古后套平原）、賀蘭山山前洪積傾斜平原、剝蝕丘陵及洪積傾斜平原和烏蘭布和沙漠等四種大的地貌單元。

千百年來，銀川平原和后套平原得黃河灌溉之利，使荒漠戈壁變?yōu)榫G洲，成為稻香魚鮮的“塞上江南”，管道沿線分布著唐徠渠、黃河總干渠等引黃灌溉渠道以及大大小小注入黃河的排水渠和星羅棋布的稻田、魚塘、湖泊。管線途經(jīng)的賀蘭山北部地帶發(fā)育一系列近似平行的源頭深入賀蘭山中山地區(qū)，集水面積覆蓋整個(gè)東坡，最終注入黃河的柳條溝、大麥里溝、蘇海圖溝等洪水沖溝。管線同時(shí)穿越我國八大沙漠之一的烏蘭布和沙漠，穿越流動(dòng)沙丘的管線長達(dá)70 km。

2 事故因素分析

根據(jù)沿途地貌情況，處于黃河沖積平原地帶的銀川平原和后套平原，大量種植水稻作物，春秋季節(jié)大小灌渠治理及開挖工程十分普遍。7、8月份賀蘭山山前洪積傾斜平原北部地區(qū)的沖溝密布地段年均發(fā)生一次超過50 mm的暴雨，此時(shí)，沖溝內(nèi)會(huì)形成短時(shí)山洪。烏蘭布和流動(dòng)沙漠段的風(fēng)蝕沙埋等情況都會(huì)給輸油管線形成隱患。

3 事故樹模型建立及分析

3.1 事故樹建立

選擇“成品油管道泄漏”作為頂事件。成品油管道泄漏效的三個(gè)最直接原因分別是“外力破壞”、“腐蝕穿孔”和“安裝缺陷”。按這些原因自上而下追溯到各種能夠引起成品油管道泄漏的基本事件。

成品油管道泄漏實(shí)踐中各符號(hào)所表示的意義如表1所示，其事故樹如圖1所示。

表1 各符號(hào)代表的事件Table 1 The meaning of the symbol in the fault tree model

圖1 成品油管道泄漏事故樹Fig.1 The fault tree of the oil products pipeline leakage

3.2 成品油泄漏故樹模型

3.2.1 最小割集

根據(jù)圖 1成品油管道泄漏事故樹模型可以看出，或門（“+”）的個(gè)數(shù)占了邏輯門總數(shù)的絕大多數(shù)，因此采取最小徑集進(jìn)行分析[3]。

從成功樹計(jì)算得出2個(gè)徑集，如下所示：

3.1.2 結(jié)構(gòu)重要度分析[4-7]

結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹結(jié)構(gòu)上入手分析各基本事件的發(fā)生對的頂事件發(fā)生的影響程度。重要度分析在事故預(yù)防等方面有著重要作用。為了確定最易導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件，以便根據(jù)事件的輕重緩急來采取有效的措施，消除事故隱患，必須對各基本事件進(jìn)行重要度分析。結(jié)構(gòu)重要系數(shù)可采用下式計(jì)算近似判別值：

式中：I(i)—基本事件Xi結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)的近似判別值；

Xi∈Pj—基本事件 Xi屬于 Pj最小割(徑)集；

ni—基本事件Xi所在最小割(徑)集中包含基本事件的個(gè)數(shù)。

根據(jù)以上近似判別式，可以得出成品油管道泄漏事故樹的結(jié)構(gòu)重要性順序：

4 結(jié) 論

從上述分析可以看出，外力破壞和腐蝕是致使管道泄漏的主要原因。為保證管道投運(yùn)后的安全運(yùn)行，根據(jù)以上分析提出以下建議：

（1）設(shè)計(jì)和建設(shè)階段嚴(yán)格選材，加強(qiáng)管材質(zhì)量驗(yàn)收程序。同時(shí)在管道安裝過程中，嚴(yán)把檢測關(guān)。

（2）對清渠以及溝渠治理頻繁的農(nóng)田段，應(yīng)通過加大埋深和增加管道水工保護(hù)及設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)來減少管線被意外破壞的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，運(yùn)營單位應(yīng)在清渠的季節(jié)加強(qiáng)線路巡查工作。

（3）對于通過沖溝的地段，加大管道埋深并采取有效的水工保護(hù)措施。同時(shí)在雨季加強(qiáng)線路巡查以便及時(shí)排除隱患。

（4）對于通過流動(dòng)沙漠地段的管道，增加管道埋深，地面設(shè)施應(yīng)盡可能避開風(fēng)蝕沙埋嚴(yán)重地段；設(shè)置防護(hù)帶，實(shí)施治沙工程，提高植被覆蓋率，改善生態(tài)環(huán)境，提高水土涵養(yǎng)能力。

（5）運(yùn)營單位對高風(fēng)險(xiǎn)地段應(yīng)加強(qiáng)線路巡查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)第三方占壓、第三方施工或自然災(zāi)害破壞的隱患。

（6）運(yùn)營單位以及地方政府應(yīng)加強(qiáng)對管道保護(hù)法的宣貫力度，增強(qiáng)人們法律意識(shí)。從而降低第三方破壞以及打孔盜油等犯罪行為的風(fēng)險(xiǎn)。

［1］ 牛偉偉，龍世華，呂仁軍，等. 城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿佬孤┦鹿蕵滹L(fēng)險(xiǎn)分析.當(dāng)代化工[J].2012,41（2）：162-165.

［2］ 郭鴻雁，朱偉.基于事故樹的海底管道第三方破壞風(fēng)險(xiǎn)分析[J].當(dāng)代化工,2013,42（2）：212-214.

［3］ 汪元輝.安全系統(tǒng)工程[M].天津:天津大學(xué)出版社,1999-10.

［4］ 張景林,崔國璋.安全系統(tǒng)工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002.

［5］程猛猛, 趙暋玲, 吳暋明, 劉暋柯, 邵大偉, 王暋雷. 架空天然氣管道泄漏擴(kuò)散數(shù)值模擬［J］. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013, 33（3）：32.

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