输气管道泄漏爆炸事故影响范围与相关标准比较分析.docx

输气管道泄漏爆炸事故影响范围与相关标准比较分析作者戴联双博士:输气管道一旦发生泄漏引发燃烧、爆炸，将对周边人 员和环境造成重大危害。以国内外发生的四起天然气管道泄漏燃烧事故为 例，分析其事故后果影响范围，并与标准规定的潜在影响半径计算结果进行 比较。同时分析了北美发生的多起天然气管道失效事故及影响范围，清楚表 明天然气管道泄漏失效的危害性及影响范围已经超出了目前相关标准的规 定。1事故案例1.1 比利时管道事故（案例一）2004年7月30日上午9时，位于比利时首都布鲁塞尔以南40km处工业区的高压输气管道发生爆炸。事故管道管径1 000 mm、 材质X70、壁厚Ionlnb日常输送压力8 MPa,发生事故时的管道 压力为7. 3 MPa。爆炸后火焰最高达45Onb平均高度250 mo事 故造成24人死亡（包括5名消防人员和1名警察），132人受伤（其中重伤25人），多辆车辆被毁，摧毁了两家工厂，方圆1 000In范围内的生态环境受到不同程度的影响（图1） o图1比利时管道爆炸影响危囹和火燃思FZ1.2 永唐秦管道事故（案例二）2010年5月4日，永唐秦管道位于秦皇岛抚宁县榆关镇龙口 店村的15#阀室发生爆炸起火事故，未造成人员伤亡，距现场98 米的室内可燃物充分燃烧，104米外猪舍的猪被烤熟。该管道管 径1016 mm,运行压力5 MPa0发生泄漏的管道为阀室内压缩机预 留管线，管径为355. 6 mm,与主管道相连。事故的直接原因为 雷 击。管线在72小时内经抢险恢复运行（图2）。图2永唐秦管道事故现场影响区纭_ 宙1.3 川气东送管道事故（案例三）2016年7月20日6时32分，川气东送管道在恩施袁家湾隧 道出口 1 km处因山体滑坡导致管道撕裂，并发生天然气闪爆。该 管道管径1016 mm,运行压力约为6 MPa。闪爆造成管道反折（2 个管节段）与变形，抛出距离约200m,还有4个管节段抛出约100 mo事故造成2人死亡、3人受伤，严重烧毁区域39. 65 m2,滑 坡区域62. 5 m2,滑坡量约200万m3,过火（热辐射）区域124. 5 m2 （图 3）。图3川气东送管道事故影响范图及典生:鼻灰尸。.1.4 中缅天然气管道事故（案例四）2017年7月2日，中缅天然气管道在贵州晴隆县境内因当地 持续降雨引发公路边坡下陷侧滑，挤断沿边坡埋地敷设的输气管 道，导致天然气泄漏引发燃烧爆炸（图4） , 230米外的农贸市 场受损，40米外的楼房烧毁，350米外的树叶干枯。该管道管径 1016 mm,运行压力6. 74 MPao事故造成1人死亡、23人受伤, 直接经济损失2145万元。图4中缅天然气管道事故影响范图及典室煞用力.2理论计算与案例对比天然气管道发生泄漏起火，形成喷射火，火灾热辐射影响主要 是取决于是否有人员暴露于火焰或特定的热辐射中，表1为热辐 射作用下人员伤害和设备破坏的热通量准则。表1热辐射作用下人员伤害和设备损坏的热通量准则热辐射强度仙W)设备损坏37，操作设备损坏1%死亡(IOs) . 100%死亡(Inun)25.0在无火焰，长时间辎射下木材愿烧的最小能量童大烧伤(IOs)、100%死亡(Imin)I2J有火焰时，木材林烧及塑料爆化的最低能量ISttft (IO §)、1%死亡(Iinin)4.030 min玻璃破碎208以上人员盛到在薪，可能胸，禽亡案例中实际受影响范围与采用GB 32167-2015油气输送管 道完整性管理规范中的潜在影响半径(PIR)公式计算的结果对 比见表2o表2案例实际影响范困与理论计算结果对比事故案例管径mm运行长力/MPa热辐射影阜PIR/mHm汽车轮胎软化，喷涂的漆有部分塔黑155展板靠近火灾而局部侥毁160案例一I 000 俄裂7.30工厂框架结构燃烧损发1702673树木朝向而窗it，树叶烤黄210路灯导线损毁3401016室内可燃烧物充分然烧98案例二孔泄漏5.00猪舍坍塌，且猪能热104224.91016严重烧毁区域半隹IlO案例三破裂6.00过火区域半径200246.4楼房烧毁401016祐到高压线斯襄60案例四6.74农贸市场就分损毁230261.1房屋玻璃破裂290树叶朝向面干枯350 M从表2可以看出，真实事故受当时运行状态与环境条件（地形、气象）影响，采用潜在影响半径（PIR）公式（破裂模式、15.8 kWm2热辐射通量值）计算的结果，不能覆盖所有情况。3北美典型输气管道失效事故表3列举了美国和加拿大典型输气管道失效事故影响范围及后果O表3北美典型管道失效事故影晌范围及后果时间失效地点事故描述事故后来耿幅 即离/m管径/nun乐力 /MPa1969-09-09克近德克萨 斯州休斯敦破裂为IOmin后 起火爆炸过火区域长112.8m、宣91.4m（均在一 M）.超乐影响距离76.2m.热辐射影响邦 i9I.4m. 106处房屋损毁，9人受伤.91.4355.65.441974克近弗几尼 亚州比尔顿过火区域长213.4m tl21.9m213.4762.04.951974-03-15兜近新墨西 哥州法明顿破裂版即起火直径91.4 m范用内的土地烧焦，3人严重受 伤（距离开裂点83m）324.03.421976-08-09路蜀斯安纳 州卡特莱特破裂数秒内起火过火面枳12.14km', 6人死亡（距离开裂点30.48m） , 1 人受伤508.05.311982衣阿华州哈5人死亡（即离开襄点45.72 m）.508.05.651984-11-25东近路另斯 安纳州杰克 逊破裂随即起火过火区域长4420m, 1109.7 m, 5人死亡 （距离开裂点19.8 m） , 23人受伤.289.6762.07.001985-04-27奈近杵塔基州博蒙特破裂能即起火过火区域长213.3m.宽152.4m 2栋房屋、3辆房车被毁，5人在邪破裂点96.9m的屋内因吸入浓烟致死,3人从无牌破裂点97.5 m的房屋内跑出来被烧伤,其中1人2度优伤.152.4762.06.821986-02-21肯塔基州兰 开斯特破裂fifi即起火过火区域长304.8 m. ¢274.3 m. 2栋 房屋、1辆房车被毁,3人从即.离破裂点 85.3 m的房屋内电出来被烧伤,5人从距离 60.9-160.0 m的住所内跑出受轻侪.243.84762.06.661994-03-23新泽西州爱 迪尔森破裂随后起火过火区域长426.7m, «274.3 in.房屋过火 最远距破裂点274.3 m未造成人员死亡.58人受伤.283.5914.06.681994-02-14萨斯喀彻海 省枫树河破裂舐即起火过火面积0.085 km2.1066.08.321994-07-23安大略省莱 斯福特破裂随即起火过火面积0.047 k,热影响范闹0.075 kn914.06.891995-07-29马尼托巴省 拉皮特城管径I 066 mm 管道破裂.随即 起火.并行的管 径914 mm管道 发生火灾过火面积0.196 km热影响范I8km'1066.0/潮一 . hi6.06 气人4认识与建议(1)大口径天然气管道的爆炸燃烧影响范围均在数百米以上, 比标准规定的潜在影响区计算值(PIR,考虑1%的死亡概率)大。(2)制定应急预案或现场处置时，要适当加大应急处置和人 员疏散范围。(3)我国地区等级划分以管道中心线两侧各200m为标准，并 且未考虑管径、压力等因素，有待改进。(4)我国管道保护法规定的油气输送管道两侧各5 m保护范 围，目的是为了防止占压和施工挖掘损坏，保障管道巡检和维护 维修，远远满足不了保障建筑物安全的需要。(5)俄罗斯及中亚地区规定管径1000 mm以上输气管道的安 全距离是管道两侧各300m,可参考借鉴。(6)建议持续改进事故调查分析，全面、系统、详尽地分析 管道失效事故，促进管道安全保护技术的发展和管理的提升，籍 以对行业发展方向、管理模式、立法等产生积极影响。(7)我国目前偏重于对事故责任的追究，对技术原因分析和 改进措施跟踪落实不够。建议加强事故致因分析，提出改进措施 并及时在法律、规范和标准中体现，避免同类事故重复发生。