SY∕T 6891.2-2020 油气管道风险评价方法 第2部分:定量评价法(石油天然气).pdf
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1、ICS 75.200 E 16 中华人民共和国石油天然气行业标准SY /T 6891.2-2020 油气管道风险评价方法第2部分:定量评价法Oil & gas pipeline risk assessment methods-Part 2 : Quantitative risk assessment method 2020 -10-23发布2021-02 -01实施国家能源局发布SY/T 6891.2-2020 目次前言.rn 1 范围.2 规范性引用文件.3 术语和定义.4 一般要求.25 评价流程.2 6 数据收集27 管道分段.3 8 失效频率分析3 8.1 失效场景38.2 失效频率计
2、算49 失效后果分析.4 9.1 一般要求49.2 泄漏速率与泄漏量.4 9.3 油气扩散. 5 9.4 火灾爆炸. 5 9.5 人员危害影响510 风险计算. 5 10.1 个人风险 510.2 社会风险.611 结果分析811.1 结果展示. 8 11.2 风险可接受标准.8 11.3 风险可接受性分析912 管道风险减缓措施.9 13 报告编制.9 附录A(资料性附录)基于历史失效数据修正的方法.11附录B(资料性附录)结构可靠性分析推导的方法12附录c(资料性附录)故障树分析法SY/T 6891.2-2020 附录D(资料性附录)油气介质泄漏事件树15附录E(资料性附录)着火概率.16
3、附录F(资料性附录)管道失效后果计算流程图18附录G(资料性附录)热辐射及超压伤害准则 19 参考文献.21II 目IJ1=1 SY/T 6891 油气管道风险评价方法分为两个部分:一一第1部分:半定量评价法;一一第2部分:定量评价法。本部分为SY/T6891的第2部分。SY/T 6891.2-2020 本部分按照GB/T1.1-2009 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。本部分由油气储运专业标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位:中国石油天然气股份有限公司管道分公司、中石油管道有限责任公司、中国石油化工股份有限公司天然气分公司、中海石油气电集团有限责任公司。本部分主
4、要起草人:张华兵、杨玉锋、吴志平、常景龙、冯文兴、张强、王维斌、戴联双、贾韶辉、冯庆善、宗照峰、吴斌、项小强、赵新伟、王联伟、王晓霖、齐先志、牛化相、王新、魏然然、韩小明、张希样、刘硕。III SY/T 6891.2-2020 油气管道风险评价方法第2部分:定量评价法1 范围SY/T 6891的本部分规定泪了油气管道定量风险评价工作要求、评价流程和失效频率计算、失效后果计算、结果分析等内容。飞本部分适用于陆上油气输送管道人口密集型高后果区管段的定量风险i平价。2 规范性引用文件下列文件对于本文件咱应用是必不可少前毛吓L是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文. 件。凡是不注日期的引用立件,
5、其最新j根本(包括所有的修改单)适用于本文件。AQ/T 3046 化工企吁定建具险评价导则SY/T 6891.1 油气管道凤险评价方法第1部分:半定量评价法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 定量风险评价quanttative risk ajo;sessm,阳t基于数学模型,量化先效可能性、l后果曲风险评价过程。vv psw n asw u i臼沮Mh轧ez贝rN h的年生呻发阳率件忡报璋如-QAL父失失洼3.2 3.3 事件树分析eventtr斗eanalysis 根据一些规则用图形来表示由初因事件可能引起,sf.J千多事件链,以追踪事件破坏的过程及各事件链发生的频率的方法。-
6、二3.4 致死率probability of death 表示个体死于暴露下的概率大小。注:为o 1之间的无因次数。3.5 个人风险individual risk 假设个体100%处于某一危险地点且无保护,由于发生事故而导致的死亡频率。SY/T 6891.2-2020 3.6 社会风险societal risk 能够引起大于或等于N人死亡的事故累积频率(F)。注:即单位时间内(通高每年)的死亡人数。常用社会风险向线(F-N曲线)表示。3.7 最低合理可行原则as low as reasonably practicable (ALARP) 在当前的技术条件和合理的费用投入下,将风险尽可能降低的原
7、则。4 一般要求4.1 油气管道定量风险评价应由专业技术人员完成,宜使用专业技术软件辅助评价工作。4.2 管道定量风险评价所采用的数据应反映管道的最新状况,数据应全面、准确。4.3 当管道运行压力或介质、周边人口分布发生较大变化时,应再次进行评价。5 评价流程油气管道定量风险评价流程见图1。风险可接受标准6 数据收集风阶是否按收图1管道定量风险评价流程6.1 开展定量风险评价应至少但不限于收集的资料见表106.2 收集数据的方式宜选用现场踏勘、与管道管理人员访谈和查阅资料等。2 SY/T 6891.2-2020 表1数据收集清单序号分类数据名称a)管道初步设计报告。基础数据b)管道基本参数,如
8、管道的运行年限、管径、壁厚、管材等级及执行标准、输送介质、设计压力、防腐层类型、管段处敷设方式、阀室、管道里程等。2 周边环境3 运行维护4 检测评价5 管道风险6 应急管理7 管道分段c)施工情况,如施工单位、检测单位、监理单位提供的相关资料等。r) . 陆道通行带的遥感或航拍影像图和线路竣工图。EP安全吨击监测系统、安全预警系统等设置情况a!)气象条件:每括风速、风向、大气稳定度等。咱管道高后果区干高民险段。A管道周边人口分布情证,人口数量按白天、夜晚分别统计。引理地貌条件,包括周边iE形条,地面坦糙庭品a)阴极fft良电位报表及当年的通断电电位测试结果。b)管道清管杂质分伊报告。c)管道
9、输量、管道运行压力报表。d)管道泄漏孚故历史信息,含打孔盗油等情况。c 合交叉施工信息表及栩栩章制度,如卉挖响应如度。fr管输介质的来源和性质1百气介质分析报告,包括燃烧热、饱和蒸气压等。SU管道更新改造工程资阳,含管道改线、管体缺陷修复、防腐层大修、站场改造等al)管道地质灾害调查/识别及危险性评估报告。b)管道安全隐患识别清单。叶管道环境影响评例报告。)管道安全评价报告A站场危险与可操作性鸟析及其他危害分析报告。当待评价管段需要分歧时,分段方法援照SY/T691tl执;行。8 失效频率分析8.1 失效场景8.1.1 管道失效场景应根据泄漏孔径大小分为破裂及孔泄漏两大类,管道的典型失效场景参
10、见表2。当管道直径小于150mm时,取小于管道直径的孔泄漏场景及完全破裂场景。8.1.2 当实际管道失效统计没有全部孔径失效统计数据时,可根据实际情况设置失效场景。8.1.3 在管道定量风险评价中,应选择对风险有贡献的失效场景,失效场景满足以下两个条件时,可不考虑:a)发生的频率小于lO-R/年。b)导致小于1%的致死率。3 SY/T 6891.2-2020 8.1.4 应沿管道选择一系列泄漏点,泄漏点的初始间距可取为50m,泄漏点数量的选取应确保当增加泄漏点数量时,风险曲线不会显著变化。表2管道的典型失效场景失效场景泄漏孔径范围d小孔泄漏Od5 中孔泄漏5 d,; 50 大孔泄漏50 150
11、 8.2 失效频率计算8.2.1 管道失效频率应考虑的因素至少包括:a)腐蚀,包括外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂。b)管体制造与施工缺陷。c)第三方损坏,如开挖施工损坏、打孔盗油(气)等。d)自然与地质灾害,如滑坡、崩塌和水毁等。e)误操作。单位为毫米代表值5 25 100 管道直径8.2.2 管道失效频率分析方法的选择应考虑不同失效因素的特点,失效频率分析可采用但不限于如下方法:a)基于历史失效数据修正的方法,参见附录A。b)结构可靠性分析推导的方法,参见附录B。c)故障树分析法,参见附录C。9 失效后果分析9.1 一般要求9.1.1 可采用事件树分析确定各种事件发生的类型及概率。油气介质泄漏
12、事件树参见附录D;其中发生火灾爆炸概率值参见附录E。9.1.2 应按照时间顺序计算管道泄漏失效后的不利影响,包括泄漏、扩散、火灾/爆炸及人员危害影响。具体流程图参见附录F,后果计算模型按照AQ/T3046执行。9.2 泄漏速率与泄漏量应对可能发生的油气泄漏事件选择合适的计算模型计算泄漏速率和泄漏量。计算时应符合下列要求:4 a)泄漏速率应考虑温度、压力、流体热力学属性、孔径形状和大小、流动阻力等因素的影响,采用合适的泄漏模型计算。b)泄漏量通过泄漏速率与泄漏时间相乘来计算,计算结果超过总存量时取总存量。c)输气管道泄漏量的计算应考虑上下游阀室或站场放空对泄漏量的影响。d)输油管道泄漏量的计算应
13、考虑管道高程变化对泄漏量的影响。SY/T 6891.2-2020 e)泄漏时间应综合考虑泄漏监测系统状况、泄漏应急反应、以往泄漏历史及管道管理人员访谈结果来确定。9.3 油气扩散对于泄漏出来的油气介质,应分析其扩散范围。计算时应符合下列要求:a)对于输气管道,分析可燃气体浓度分布。b)对于输油管道,叫算吨古口泄漏形成的液池面积,并计算液池蒸发速率,分析蒸气云的浓度分,. . . 布。计算j夜池面积时,应考-虑地面粗糙度、障碍物及周边地形等因素。-c)在计算扩散时,宜谴择稳定、中乱稳定、不稳定、低风速、中风速和高风速等多种天气条件。当使用帕斯奎尔大民稳定度时,可选择表3中所列的六种天气类别。地面
14、上10m处的风速向天日照击匠、夜晚的云量阴云密布的臼天或夜晚m/s 强中弱薄云最天或民云刀低云.:;3/8 J v.:; 2 A .,K-B B J /一一2 v 三至3 A B , B E F C F 3 v5 B-C D E F 咽. 5v6 9.4 火灾爆炸9.4.1对于时质泄漏卡考虑泄漏惶生池火时火蒸气甜及旧火灾爆炸场景。9.4.2 着火应分为立即着机延迟着斗。立ep着火的概乎应考拉油气介质扣类和泄漏形式(瞬时泄漏或者连续泄漏)。9.5 人员危害影响危害影响的分析方法捕下:a)对人身的伤害以热辐射和超压来表征。b)热辐射和超压的暴露影响范围对应的浓度或强度参见附录G。10风险计算10.
15、1 个人风险计算程序见图2,步骤如下:a)对潜在受影响区域进行网格划分。b)选择一个失效场景LOC,确定每个场景的年失效频率元。c)选择一种天气等级M和该天气等级下的一种风向,给出天气等级M和风向同时出现的联合频率PMX矶。d)如果是可燃物释放,选择一个点火事件i并确定点燃频率穴。d SY/T 6891.2-2020 e)计算在特定的场景、天气等级M、风向及点火事件i(可燃物)条件下网恪单元上的死亡频率P个人风险,计算中参考高度取1mof)按公式(1)计算(LOC、M、i)条件下对网格单元个人风险的贡献:I1JRo . = f x p x P xp x只S,M,i JS M 1 个 人风P.:
16、-t) 唱ti( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g)对所有的点火事件,重复c)-e)的计算;对所有的天气等级和风向,重复b)-e)的计算;对所有的场景,重复a)-e)的计算,则网格点处的个人风险按照公式(2)计算;R M t 年-M -s R -i (2) 选择一种场景LOC(f;)选择一种气象等级M(Pu)和该等级下的一种风IJ (P.) : Pu xP 选择种点火事件j(p,) (可燃)计算网格点的死亡频率P个问阶( LOC、M、币、计算(LOC、M、币、i)条件|、对网格点个人风险的贡献f.IR 二汇xp.xp,xpxPf、体M隘台万
17、之u 计算机l恪,以处的个体风险IR二LL L LMRs.M归图2个人风险计算程序10.2 社会风险计算程序见图3,步骤如下:a)对潜在受影响区域进行网格划分,选择以下计算参数:1 )确定场景及其失效频率j; 2)选择频率为PM的天气等级M;3)选择条件频率为凡的风向:6 SY/T 6891.2-2020 4)对于可燃物,选择条件频率为Pi的点火事件i。b)选择一个网格单元,确定网格单元内的人数NCCIIQc)计算在特定的场景、M、及1下,网格单元内的死亡频率P怡风险,计算的参考高度为1m。d)计算在特定的场景、M、及1下的网格单元的可能死亡人数ll.Ns,M,1。b.N二RQAxN S,M,
18、J 仕会风险ccll . (3) e)对所有网格单元,严矢b)d)的计算,对场景、M、及i,计算所有的网格单元对死亡总人数矶,M,1的贡献:吧,J宁-L b.NS,M,i 珩同恪单J乙f)计算场景、M、及ia的联合频率元,M, i fSMt二jxPM Xp, xp, . (4) . (5) 对所有LOC机)、M、勺,;重复a) f)的计算,用累计死亡叫人数矶,M,7夕N的所有事故发生的频率元,M,1构造.F二N曲线:FN二三.J川,1一NS,M,YFN. (6) 否二台构造F-N曲线图3社会风险计算流程7 SY/T 6891.2-2020 11 结果分析11.1 结果展示风险计算结果展示形式包
19、括个人风险等值线和社会风险曲线。个人风险等值线应在标准比例尺地理图上以等高线的形式给出,由线内区域表示频率大于该曲线频率值,典型结果如图4所示。3.5km 3km 2.5km 2km 1.5km lkm O.5km 。1.5km 2km 2.5km 3km 3.5km 4km 4.5km 图4个人风险等值线示意图社会风险可表现为对应的二维曲线,表示累积频率与死亡人数或者泄漏量的关系,典型结果如图5所示。11.2风险可接受标准11.2.1 确定风险可接受性标准应考虑以下因素:8 a)国家法律法规和标准相关要求。b)管道的重要性。c)管道状况。d)降低风险的成本。SY/T 6891.2-2020
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