专家专题丨情景构建:加快技术推广与实践应用势在必行

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专家专题丨情景构建:加快技术推广与实践应用势在必行

2024-01-02 00:49| 来源: 网络整理| 查看: 265

长输油气管道泄漏事件情景构建成果运用的成功案例

—— 中国石油天然气集团有限公司 刘景凯

2013年,由国家安全生产应急指挥中心牵头,组织中国安全生产科学研究院、中石油、中石化、中海油及天津市等单位,开展了基于情景构建技术的“石油化工行业重大突发事件应急响应研究”工作,由6个课题组成。其中,中石油承担了陆上油气井井喷失控与长输管道泄漏两个情景构建课题,组建了由公司安全主管部门领导、技术支持机构及专家团队参加的项目组。课题成果于2014年4月通过项目验收,在大连输油气分公司进行了成果的演练与测试,在大连“6.30”输油管道第三方施工破坏泄漏处置中发挥了重要作用。下面,对长输管道情景构建课题开发与应用做一介绍。

长输管道情景构建开展情况

“情景构建”是基于未来一定时期内可能发生的重大突发事件的一种科学预判,通过模拟分析,梳理应对任务,分析能力差距,提出加强应急准备能力建设的对策与建议措施。情景构建不同于传统的典型案例分析,它不是一个事故事件情景的回放,而是基于规律性认识对无数同类事故与可预期风险事件的组合,即构建。按照情景构建的技术路线,长输管道情景构建过程主要包括三个阶段,即:前期准备、构建情景、成果运用(参见表1)。

表1 情景构建过程及工作内容

1、前期准备

这一阶段主要任务是收集案例、风险分析、确定最大可信度事故。

尽管国内外长输管道在建设、运营及管理上有很大的不同,但是,充分收集和梳理管道泄漏事件以及相近行业的漏油事件引发的各类事故,对情景构建有着非常重要的意义。收集分析案例,应作为一个反思事故教训、研判应急能力、建立事件应急处置时空观的过程。不要把这一过程当作简单的事故叠加,更不要受到一些案例由于种种原因曲解事实的误导。所以应至少注意两点,一是还原事故过程与事实比直接移植事故结论及性质更重要,二是通盘考虑已有事故调查报告的建议措施比简单借鉴事故原因分析更重要。

项目组在收集大量案例基础上,重点分析对比了后果较为严重典型的案例。项目收集的部分事故事件如表。

表2项目收集的部分事故事件

通过案例收集分析,提取事故事件的情景要素,主要包括:事件情形、环境条件、事件演变及时间节点、事件影响与事故后果等。对提取的要素进行列表、绘鱼骨图等,以利于开展的下一步——情景描述。

2、构建情景

这一阶段主要任务是情景分析与组合,包括情景组合、后果分析、任务分解。

在进行的案例收集与分析的基础上,项目组选取了具有各类事故典型特点的大连金州新区为背景,以大连输油气分公司新大输油管道在李鸿章河泄漏为最初设定情形,通过事件树模拟,对不同情况下的事件演化规律进行了分析,构建起一个基于事件环境有可能引发泄漏着火、爆炸以及人员疏散、环境污染的情景,并以情景演化策划视频片制作。

情景的选取与组合主要考虑了如下因素:

(1)事件的典型性。大连地区城市化发展较快,管网发达且新老共同运行,一旦发生管道泄漏原油会进入市政管网、河流以及海洋。

(2)后果的严重性。发生管道泄漏的油品进入市政管网或暗渠,一旦油气聚集发生爆炸就会造成周边居民、农贸市场、高速公路等重大人员伤亡,财产损失、环境影响,或者严重社会影响。

(3)处置的复杂性。溢油处置需要及时有效调动多方应急力量,专业处置和社会资源联动程度高,通常超出企业、相关行政区域的处置协调能力,需要省市甚至国家层面统一组织协调应对和处置。

(4)发生的可能性。管道腐蚀、打孔盗油以及城市建设伴随的交叉施工,都可能导致管道泄漏,基于墨菲定律和业务影响性分析,确定泄漏及事故严重后果的最大可信度事故。

(5)演化的规律性。运用专家头脑风暴、灾害趋势分析,以及溢油扩散模型计算机模拟、火灾爆炸及疏散半径模拟分析等,提出科学辅助手段,并制作了事件演化3D动画。

项目组还就油品在河流扩散、不同环境条件下会发聚集,以及土壤中扩散等问题,进行了数值模拟计算,此处不再赘述。

3、成果运用

这一阶段主要任务是完成情景构建报告、动画模拟与效果视频片、演练方案,提出应急准备能力建议等,固化情景构建成果,并直接用于指导应急能力评估、现场演练等工作。

在构建了金州区新大线原油管道腐蚀泄漏事件及火灾、爆炸等情景构建后,项目组开展了基于现有资源的能力评估,包括自有应急、可协调社会资源联动的应急能力。通过预案审查、资源调查,基于情景演化规律和企地联动的应急演练,发现了问题与应急能力的差距。主要表现在应急预案的针对性、操作性不强,应急物资不全、不配套,企地联动、信息报送不畅,指挥机构不统一、缺少专家与专业技术支持,原油泄漏后可能进入的市政管网走向不明,影响区域和疏散范围不能及时分析判断和确定等方面。

基于情景演化规律和企地联动的应急演练从14年2月份开始策划,4月15日以“情景构建”提供的演练方案为指引,进行了管道企业与大连市政府联合的实战演练。中间进行了多次实地调研,对地形地貌、河流潮汐影响,以及人员活动规律和可能的影响后果事件进行逐一排查和核实,对防止油气聚集和水体溢油处置的“堵、拦、筑、控、收、清”六步法,进行了训练,演练方案不断充实完善。演练先后协调了管道公司的沈阳调度中心、大连输油气分公司的管道科、新港输油站、维修队等单位的进行现场确认,熟悉事件可能的演化过程与处置要点等。同时,与市应急办一起,组织区应急办与安监局、发改局、交警大队、公安局、街道、社区多次现场办公,商讨警戒、疏散及联动需要等细节。

通过开展情景构建工作,市政府及有关部门、管道企业也及时建立健全了一系列规章制度,严格了与管线交叉施工审批管理程序,应急意识有了极大提高,准备能力建设得到迅速提升。

两起管道泄漏事故应急处置对比

通过情景构建和应急能力评估,可以有针对性的做好应急能力准备,完善预案,强化责任和理顺工作流程,提高救援响应工作效率,有效遏制避免严重事故后果,把事件可能造成的事故控制在尽可能低的水平。从半年左右连续发生的两起管道泄漏事故应急处置及效果,我们可以更加清楚对比开展情景构建工作的效果。

1、事故一:“11.22”东黄输油管道泄漏爆炸事故

2013年11月22日10时25分,位于山东省青岛经济技术开发区的中国石油化工股份有限公司管道储运分公司东黄输油管道泄漏原油进入市政排水暗渠,在形成密闭空间的暗渠内油气积聚遇火花发生爆炸,造成62人死亡、136人受伤,经济损失及社会影响严重。

2、事故二:“6.30”新大原油管道破坏泄漏事件

2014年6月30日,大连岳林建设工程有限公司在金州区路安停车场附近进行水平定向钻施工时,将管道分公司大连输油气分公司新大原油管道一线钻破,泄漏原油沿路面流淌,进入城市雨排和污水管网,部分原油沿雨排系统流向寨子河,在轻轨桥下水面上聚集,21时20分引发河面及两岸杂物、植被起火燃烧,22时20分熄灭。事件没有造成人员伤亡,没有对大气、海洋造成污染。

3、两起事件情景对比与应急效果

从“11.22”东黄输油管道泄漏(事故一)与大连“6.30”新大原油管道破坏泄漏(事故二)两者情景看,有非常相似之处。

图1 事故一(左)与事故二(右)周边区域示意图

情景对比(参见图1,图中蓝色标记为溢油进入市政管网的流向):相同或相近之处,一是两者的输油管道尺寸(管径都为711mm)、输送介质及其组分(都为轻质原油)几乎完全一致,二是都处于城市发展的新区,也即随着市政建设把明渠改为暗区且人员密集。三是地形几乎一致,也即油品泄漏后流入市政管网,然后入海。

不同之处,事故二的情景比事故一更为严峻,一是事故一为冬季事故二为夏季,油品易挥发、聚集和引发爆炸,二是事故一为腐蚀泄漏,泄漏量小,事故二是被12厘米的钻头直接打漏,泄漏量大。所以,事故一是近8个多小时引发的爆炸,而事故二不到两个小时就在入海口明渠附近起火燃烧。

图2两起事故演化及应急处置过程图

应急处置效果(参见图二):事故一,自2:12分发生泄漏到10:25分发生爆炸,在这8个多小时的应急处置“机会窗”期间,只有“停泵关阀、确认漏点、事件报告”信息报送环节,现场除了开展了“地面清污和泄漏点开挖”等常规的堵漏准备工作外,没有开展应急处置工作,直到接到现场发生爆炸事故报告后,管道公司才启动应急预案组织参与救援。

事故二,从18:58分泄漏到21:20分起火,只有不到2个半小时的时间,除了按处置程序停泵关阀和报送信息外,企业与当地政府在第一时间就立即启动应急响应,及时按照情景构建演练的步骤和处置流程,进行了漏油围堵,警戒、疏散周边人员,现场可燃气体监测,暗渠注氮、泄压、通风等措施,有效的控制住了引发爆炸险情,事故损失和影响程度得到了有效控制。事后总结分析来看,尽管实现情景构建的地点、泄漏条件与实际情况有很大差别呢,但是其处置原理、应对流程和应急物资资源的动用等应急行动是基本一致的,这也充分证明有准备与没有准备应急的效果是完全不一样的。

结论与建议

面对社会快速发展的带来的问题和众多未知不确定的风险因素,我们不应束手无策,更不能以传统经验处理复杂的未来事件险情,“情景构建”为我们开展科学应急准备提供了一个很好的技术途径。用好情景构建技术及方法,可以对过去的事故事件进行规律性演化分析,以科学的思路方法和技术手段构建可能面临的巨灾事件,不仅为有针对做好应急准备能力建设提供了科学依据,还为基于最大可信度事件做好事故预防提供了一条有效途径。

第一,建议政府、企业应该在一定层面,针对有可能引发社会灾害和造成公众影响的重大事故事件,加快选题和进行专题研究,基于情景构建做好应急准备;第二,基于情景构建的方法,纳入国家重大项目论证和风险评估,提早发现和纠正项目论证的风险偏差,为重点工程或重大投资项目决策提供技术支持;第三,扩大化工园区、危险化学品等高危企业情景构建评估试点,以现有装置、能力和背景进行情景模拟分析,由传统的事故现场应急模拟向企地联动救灾、危机应对、善后恢复等扩展,以情景推演,以联动实练,进行全过程、全方位、全场景的真情实景联动演练,发现问题、查找不足,以此来强化应急响应流程,提高处置救援效率,促进应急能力持续提升。

(本文近期将在《劳动保护》发表,敬请关注。使用转载请获得作者授权许可并注明出处)

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