天然气站场危险性评价及安全保障体系的建立
摘要：阐述了城市天然气站场危险性评价的典型方法，探讨了安全保障体系的建立方法及注意事项。
关键词：城市天然气站场；危险性评价；安全保障体系
1 城市天然气站场危险因素
城市天然气站场作为城市天然气输配系统中的关键环节，具备天然气的储配、调度分流、工艺处理等功能，同时，这里是天然气输入和输出的场所，聚集了巨大的能量[1]。城市天然气站场重大危险事故基本上可以归结为巨大能量的意外释放，站场输配系统中聚集的能量越大，系统的潜在危险性越大[1]。
站场危险因素从来源上分为内在危险因素和外来危险因素[2]。内在危险因素指由于天然气站场本身的原因可能导致事故发生的因素，主要有：设备设施的缺陷(设备强度不够，稳定性差，密封不良，应力集中，控制器缺陷等)；站场整体布局缺陷(站场选址不佳，站区布局不合理)；设备失效(压力容器失效，法兰螺栓失效，电气控制失效等)；电危害；噪声危害；站场易燃易爆性。
外来危险因素指由于外部的原因可能导致事故发生的因素，主要有：人员行为错误(指挥失误，误操作，从事禁忌作业，处理不当，监护失效)；外来冲击(起重吊装，外来车辆，电塔倒塌，台风，泥石流，山体滑坡，地震，运动物体危害)；明火；电化学侵蚀，酸雨腐蚀。
2 城市天然气站场危险性评价方法
城市天然气站场危险性评价以站场安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对站场中固有或潜在的危险进行定性或定量的分析，综合评定站场的安全可靠性，为制定防治措施和安全管理提供依据[3]。
站场危险性评价方法有很多种，可以分为定性和定量分析。定性分析如美国MIL-STD-882A(Military-Standard-882A，美国军用安全系统标准)标准中危险度分为4级，事故发生可能性分为6级。定量分析有生产作业条件危险性评价法、概率危险性评价(Probability Risk Assessment，简称PRA)、火灾爆炸指数法等[3、4]。
天然气站场一旦发生事故，极有可能造成严重的人员和财产损失，因此选择生产作业条件危险胜评价法和概率危险性评价(PRA)来进行危险性评价比较适合。
2.1 生产作业条件危险性评价法[3、4]
生产作业条件危险性评价法是一种简单易行的评价操作人员在具有潜在危险性环境中作业时危险性大小的半定量评价方法，评价公式如下：
D=LEC
式中D——危险度
L——事故发生的可能性
E——人员暴露于危险环境中的频繁程度
C——事故后果严重度
L、E、G的取值见表1～3，危险性等级划分见表4。
表1 L的取值
Tab.1 Different values of L
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L |
事故发生的可能性 |
L |
事故发生的可能性 |
|
10.0 |
完全可能 |
0.5 |
很不可能 |
|
6.0 |
相当可能 |
0.2 |
极不可能 |
|
3.0 |
可能，但不经常 |
0.1 |
实际不可能 |
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1.0 |
可能性小，完全意外 |
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— |
表2 E的取值
Tab.2 Different values of E
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E |
人员暴露的频率 |
E |
人员暴露的频率 |
|
10.0 |
连续暴露 |
2.0 |
每月1次 |
|
6.0 |
每天工作时间内暴露 |
1.0 |
每年几次 |
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3.O |
偶然暴露 |
O.5 |
非常罕见的暴露 |
表3 C的取值
Tab.3 Different values of C
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C |
事故后果严重度 |
C |
事故后果严重度 |
|
100 |
大灾难，大量人员财产损失 |
7 |
严重，人员重伤，小的财产损失 |
|
40 |
数人死亡，巨大的财产损失 |
3 |
重大，人员致残，很小的财产损失 |
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15 |
严重，1人死亡，一定的财产损失 |
1 |
小事故 |
表4 危险性等级划分
Tab.4 Division of danger levels
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D |
危险度 |
D |
危险度 |
|
＞320 |
极度危险，不能继安作业 |
20～70 |
一般危险，需要注意 |
|
160～320 |
高危险，需要立即整改 |
＜20 |
稍有危险，可以承受 |
|
70～160 |
显著危险，需要整改 |
— |
— |
① L的取值：最近几年国内城市天然气站场建设发展较快，站场在设计、施工、运行过程中采用了大量的先进技术及设备，管理上也吸取了其他国家的经验，燃气公司也十分重视天然气站场的安全工作，应该说发生事故的可能性较小。因此，对照表1，L取1分。
② E的取值：目前国内城市天然气站场运行管理都采用了SCADA系统，站场基本实现了远程监控，站场运行人员不需要经常性在站场危险区域内作业，可以每隔0.5h到站区进行巡视和抄表、查漏作业，人员暴露概率在“偶然暴露”和“每天工作时间内暴露”之间。因此，对照表2，E可采取递增原理，取4分。
③ C的取值：由于现代天然气站场采用了大量的先进技术和设备，运行维护人员大大减少。以宁波市两座城市天然气门站为例，每座站场只有2名运行管理人员，作业时1人在站控室，1人在生产区，即可满足站场生产运行的全部需要。假如发生事故，造成的人员伤亡较小。因此，对照表3，C取15分。
由此可以计算出D=60，对照表4，属于“一般危险，需要注意”。
2.2 概率危险性评价[3、4]
概率危险性评价法是根据事故的基本因素的发生概率，应用数理统计中的概率分析方法，计算事故发生概率和概率危险值的安全评价方法。概率危险性评价法起源于核电站安全性的研究，后逐步应用到化学工业等其他工业部门的危险性评价。事故后果严重度越大，事故发生的概率越小。概率危险性评价的评价程序流程见图1。
概率危险性评价的计算公式如下：
DP=PC
式中DP——概率危险值
P——给定时间间隔内事故发生的概率
1976年—1978年，英国原子能机构就坎维岛(Can Vey)的石油化工企业安全性进行了概率危险性评价，得出表5的结果。
表5 英国坎维岛(Can Vey)的石油化工企业危险性评价结果
Tab.5 Risk assessment result of petrochemical enterprise at Canvey Island
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危险源 |
一年中大于10人伤亡事故的发生概率/10-6 |
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