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油气管道污染现状及预防措施总结

2015-10-26 09:29| 发布者: helloshigy| 查看: 2317| 评论: 0

摘要: 伴随着全球油气供需格局的演变,我国油气管道进入了蓬勃发展阶段。但是油气管道一旦发生泄漏事故,容易对周边生态环境产生不良影响,管道泄漏已成为环境污染的重要隐患之一。 因此,深入研究管道规划、建设、运行 ...

       伴随着全球油气供需格局的演变,我国油气管道进入了蓬勃发展阶段。但是油气管道一旦发生泄漏事故,容易对周边生态环境产生不良影响,管道泄漏已成为环境污染的重要隐患之一。

       因此,深入研究管道规划、建设、运行全过程的环境污染现状,并寻求相应的预防措施,对于维护管道安全、保护生态环境、促进管道行业快速健康的发展具有十分重要意义。

       一、我国油气管道污染现状

       20世纪80年代起,我国开始关注油气管道的环境保护问题,并于20世纪90年代中期开始研究石油长输管道工程对生态环境的影响,提出了降低工程损失方法和尽快恢复生态环境的措施。

       10年来,随着我国油气管道的快速建设,随之而来的环境污染和社会危害已越来越严重。例如:20041213日,新疆克拉玛依217国道382km处的一条天然气管道因附近某单位违章施工引发严重泄漏,致使天然气大量外泄,逸散到大气中。

       20131122日,中国石化管道储运公司潍坊分公司输油管道,在位于黄岛区秦皇岛路与斋堂岛街交汇处破裂。该事故致使斋堂岛街约1000m^2路面被原油污染,部分原油沿着雨水管道进入胶州湾,海面过油面积约3000m^2,黄岛秦皇岛路附近和入海口被油污染海面上发生爆燃,大量浓烟逸散到青岛城市上空。此次事故共造成62人遇难,136人受伤,东黄输油管道黄岛泄漏段永久停用。事故发生一个月之后,当地居民养殖的蛤蜊、螃蟹和鱼虾受污染海水影响开始大量死亡,海滩石头和沙滩上残存的原油在短时间内难以自然净化。

       当今,全球各个国家之间的经济发展竞争激烈,油气系统是否完善已成为制约各国经济发展的重要因素之一。我国的油气管道系统存在较多的问题,特别是发生油气管道泄漏造成巨大经济损失与环境污染的问题已引起政府和企业的高度重视,急需采取相应措施预防油气管道的环境污染,以保障我国经济快速稳定发展。

       二、管道事故成因及环境预防措施

       1管道规划阶段

       油气管道能否长期安全运行,特别是一旦发生事故能否使其造成的后果和影响最小化,很大程度上取决于管道规划设计。由于油气具有易燃、易爆、有毒的特点,若管道规划不当而导致任何一个环节出现问题,不但会影响整个系统的正常运行,还易发生重大泄漏事故引起火灾、爆炸和中毒,造成巨大的经济损失、严重的人员伤亡和长期的环境污染。

       20011114日,格拉(格尔木-拉萨)成品油管道青藏高原北部昆仑山脉一带就曾发生MS8.1级强烈地震及上百次余震,形成了一条东西走向长约440m,宽约0.6m的地表破裂带,该破裂带与南北走向的格拉管道相交,致使部分管道与设备设施遭受了不同程度的损毁。此类事故主要是因为在管道设计规划时,未能充分考虑管道所处地区处于活动断层和高地震烈度地带这一客观事实所致。

       此外,格拉成品油管道投产后,一直饱受高原冻害、季节性洪水及高浓度沼泽盐碱水的侵害,管道泄漏事故屡有发生,多次造成环境污染,这都与最初的规划设计有很大关系。

       为避免油气管道发生事故时付出巨大的人力、财力和生态遭破坏的代价,在管道规划之初应对沿线地质情况和气候条件进行充分考察。特别对地貌特征中饮用水地带、冻土地区和生态脆弱区进行重点考察,要有效地避让、绕行易发生地震、泥石流等地质灾害的重点区域;要考虑后期建设时地表植被不被破坏,切实保障建设作业与水土保护、生态保护相协调。

       基于防患于未然的原则,认真分析管道沿线周围环境的特点,采取合理方案确立管道铺设的路线,以降低后期管道建设、运行时可能破坏环境的风险。俄罗斯于1996年强制执行的《干线管道设计规范》规定在管道选线时必须对干线管道施工和运行过程中自然条件的变化做出预测,并对多种具体情况给出具有较强可操作性的设计参数和施工方案,该规定为我国管道规划设计者提供了参考。

       2管道建设阶段

       油气长输管道在建设过程中,常常贯穿多种生态类型和不同的气候带,会对通过地区产生高强度、局部性、暂时性的线性干扰和破坏,对地面植被、土壤地质和野生动物繁殖、迁徙和栖息环境产生非污染生态影响。

       管道建设过程中的挖掘会改变土壤结构和质地,特别当某些地区的土壤为土质酥松的沙土时,在风力、水力及重力作用下,引起沙埋、沙丘坍塌和沙尘暴,造成土壤侵蚀加剧。在脆弱的生态环境背景下,破坏植被,挖掘、剥离土壤,会加速管道附近土壤的退化进程。

       如陕京输气管道在投产2年后,府谷段管道的回填土遇水下沉,管沟变成了排水沟,使得回填土大量流失,管道裸露、悬空,原有的挡土墙和护坡起不到应有作用,最终导致管道被洪水冲毁。此类事故多因管道建设时期不注意保护地区土壤,致使该地区土壤侵蚀和退化,诱发滑坡、塌方、湿陷和泥石流等地质灾害,进而威胁后期运行的管道安全造成。

       油气管道建设会严重破坏地表植被和野生动物栖息环境。在管道建设阶段,管道两侧的植被易遭受不同程度的破坏甚至导致死亡,即使进入管道运行时期植被也很难恢复正常生长;在管道建设期间,管道铺设难免会限制野生动物的觅食、栖息、迁徙,也会影响到动物(特别是珍稀野生动物)繁殖、哺育后代,甚至使动物受到惊吓而逃离栖息地。

       此外,管道穿越河流时,直接在河流中取水、挖泥或冲洗建筑材料和油污,以及工作人员的生活垃圾和生活污水,易对下游水生态系统造成污染。管道建设的运输车辆和各种机械的运行易引起噪声污染,产生的废气和扬起的烟尘还会污染大气环境。

针对油气管道的建设过程中的生态破坏和污染,相应的防范措施如下:

       应尽力避免破坏地表植被及生态脆弱区,工作人员的营地应建在植被较少的地方,尽可能少占地和不占地,尽量不践踏植被;对于受到影响的植被,要积极采取相应的措施尽快恢复其原貌。

       要注意保护好地表耕作层,涉及到生熟土的堆放要设立标志,以利于回填表层土不被破坏,尽快恢复当地的农、林、牧业的用地;对于裸露沙土要采用化学固沙剂进行固沙。

       建设时要尽量避开野生动物保护区,以免影响其摄食、繁殖、迁徙和栖息环境,限制车辆、人员在管道上活动的范围、频率,避免夜间施工以免惊扰野生动物。

       油气管道需要穿越河流时,应避免垃圾和污水进入河流;施工结束后,应尽量将河流恢复原有地貌;对于不能恢复的河流,要消除水流对管道的破坏及河流沿岸的影响。

       要加强严格的环保监督管理,以确保建设阶段的各项环保计划得以落实;负责建设监督管理的工作人员要切实担负起职责,将各项检查落实到位;要确保建设过程科学化、合理化、最佳化,最大程度地保护施工范围内的生态环境。

       3管道运行期间

       油气管道在建成投产后即进入了运行期,就油气管道而言,由于其密闭性,一般不会对环境产生影响;在运行期产生的环境污染主要是由管道事故引起的。

       尽管我国油气管道建设相对较欧美国家晚,但有相当数量的在役管道运行年限已超20年或更长时间,普遍存在建设时间长、技术水平相对较低、材质腐蚀、打孔盗油和地质灾害破坏等问题,特别受到近10年(2003-2013年)经济建设的发展,使得管道事故屡有发生。

      

       20032013年有报道的重大管道泄漏事故进行分析,其主要原因如下:

       1)第三方破坏指由于在管道附近进行的采挖、耕种、偷盗等人为活动所造成的管道结构或性能的破坏,在油气管道的风险评估上占有重要位置,已成为管道行业预防油气泄漏事故和避免环境污染的第一大因素和首要着力点。

       由于监管力度不足,我国近10年间此类事故发生达17起,约占总数的61%,其中施工破坏10起,约占36%;打孔盗油7起,约占25%,均对环境造成极大破坏。20091230日,因施工破坏所致兰郑长成品油管道渭南支线在投产一天后就发生泄漏。事故致使近100t柴油流入了赤水河、渭河、黄河3大水系,漫延数百公里,严重危及陕西、山西、河南3省部分城市饮用水安全,并对事故黄河水段的渔业、水生生物和生态系统造成了长期影响。

       针对第三方破坏,可以依靠声波监测、光纤传感、卫星等技术来实现对油气管道的监测预警以避免事故发生。多数第三方破坏事故的发生主要与作业人员不清楚地下管道的存在有关,这就要求管道运营单位加大管道宣传力度和对管道线段做好标志、标识,使第三方人员清楚地下管道的位置和深度,或可根据标志、标识提供的电话号码主动联系管道运营单位派人实地指导,从而避免事故发生和环境污染。

       加强管道巡线和专项整治力度也是预防管道第三方破坏简便易行的有效手段,坚决打击犯罪分子偷盗炼油、新建房屋建筑引发的管道占压行为,做到盗油必捉、占压必清,从而确保油气管道的长期运行,保护油气管道周围的生态环境。美国通过《管道检验、保护、强制执行和安全法案》将防止第三方破坏上升为联邦一级水平,取得了较好成果,值得我国政府部门借鉴。

       2)近10年来,因设备材料自身问题及腐蚀所引发的管道泄漏事故共5起,约占事故总数的18%:材料焊接3起,占11%;管道腐蚀2起,占7%。由于设计生产和安装不当,使得管材、焊缝存在缺陷;为了便于管道输送,常对油气进行加热和加压处理,因而形成管道内高温、高压环境;油气介质中多有水分和酸性组分存在,极易破坏管道,引发油气泄漏。

       缺陷的管道和设备即使在运行初期运行正常,但随着时间的推移和所处环境的作用,管道内外易腐蚀穿孔而引发泄漏。20124月长庆化子坪原油管道因老化破裂发生泄漏,对环境产生了不良影响。

       材料缺陷、焊接和腐蚀是管道泄漏事故发生的主要因素之一,因此要提高管道材料和设备质量,加强对管道内外采取防腐处理,进一步提高管道的耐蚀性能,其与电化学保护法(阴极保护)相结合,曾被公认为是最经济有效的防护措施之一。但是,由于电化学保护存在一定技术难题,因而并未被真正的推广应用。

       目前,3PE防腐管道因其具有良好的抗渗透、抗光氧老化及热氧老化、耐酸碱及油脂的侵蚀、不受各种介质及温度变化影响等优点而备受青睐,膜下腐蚀和应力开裂的案例鲜有报道,已成为我国新建管道首选的外防腐层油气管道,如西气东输一、二线等大型管道工程都选用了此类管道。如果再结合缓蚀剂、杀菌剂和除氧剂的使用,可以有效地抑制内腐蚀的发生,将极大地延长管道使用寿命。

       3)我国地域辽阔、地形复杂,是地质灾害的多发国。油气管道网络特别是长输油气管道的建设,将不可避免地面对这一问题,近10年间因地质灾害致使油气管道泄漏事故发生3起,占总次数的11%。山洪、崩塌、滑坡、泥石流、地震等灾害造成的油气泄漏引起人员伤亡、财产损失、基础设施毁坏及环境污染不可小视。

       20078月,长庆靖边第四采油厂管道因山体滑坡导致断裂泄漏,大量原油沿杏子河扩散,污染了榆林市靖边县和延安市志丹县境内部分河道,迫使延安市停用王瑶水库,并采取了一系列防治措施来遏制各种污染威胁。

       油气管道因其跨越地域广、运行时间长的特点,极易受到地质灾害破坏引发泄漏并危害生态环境,因此地质灾害也是管道运行期内环保防治的重点之一。对于已铺设在地震多发地带的油气管道,应建立起相关决策机制,实时监测可能发生的地震以便于及时预警和抢救;地震发生时,要随时掌握地震活动情况和管道具体状况,确保管道运行安全和应急措施就绪。

       加强地质灾害多发地段的水土保护工作,设置排水沟或截水沟以对管道的地表水进行有组织的消能排放,结合当地实际设置相应类型的挡土墙和防护带阻止土体流失,避免山洪、塌陷、沙埋、滑坡、泥石流等灾害的发生。

       做好管道强化工作(增加管道强度、管道连接处采取柔性联结等),对已腐蚀或使用时间较长的薄弱管道要及时更换,避免发生危害生态环境的重大事故。

       4)油气管道的技术人员及工人不按流程操作也极易引发泄漏事故。虽因管理制度的强化,使得该类事故发生次数明显降低(只发生1起),但是这类事故造成的重大损失及对环境产生的污染不容忽视。

       2010716日大连输油管道因工人操作不当发生爆炸火灾事故,现场设备管道损毁严重,救火使用的约500×10^4t泡沫及20t干粉随大量原油流入大海,致使周边100km^2受到污染。某些单位领导监管缺失,在长期低强度、短时间的操作环境下,有些操作作人员养成了懒惰、松懈的工作作风,加之安全意识淡薄和侥幸心理的存在,极易引发管道泄漏事故。

       为此,应加强工作人员的安全教育,提高业务素质,使其严格遵守各项规章制度和操作规则,建立起政府监管部门和管道公司各级领导问责制来推行有效的监管,避免泄漏事故的发生和预防可能出现的环境污染。

       除了发展科学技术和采取预防措施避免管道泄漏事故发生外,相应的管理体系的建立和法律法规的出台将进一步对管网安全运行和环境保护提供可靠保障。

       HSEHealthSafetyEnvironment)管理体系是国际石油天然气工业所倡导的管理体系,也是当前进入国际石油天然气市场竞争的通行证。

       HSE管理体系的目的是为员工创造一个安全的工作环境和良好的生活环境,来确保员工身心健康,尽力避免和减少企业对环境造成永久性的危害。建立HSE管理体系是国际石油行业安全管理的现代模式,可以提高企业健康、安全和环境管理水平和意识,并减少事故发生和环境污染,可以促进企业经济效益、社会效益和环境效益有机结合,近些年,中国石油、中国石化以及中国海油3大石油公司及各下属企业都在积极推行该管理体系。

       2010625日通过的《中华人民共和国石油天然气管道保护法》(以下简称《管道保护法》),主要针对中华人民共和国境内输送石油、天然气管道的保护,而城镇燃气管道和炼油、化工等企业厂区内管道的保护不适用该法。

       该法规在管道规划与建设、管道运行中的保护和管道建设工程与其他建设工程相遇关系的处理方面有许多的具体细则,对违反上述细则并造成不良后果的管道企业、行为人、县级以上地方人民政府及其主管管道保护工作的部门或者其他有关部门的直接负责的主管人员和其他直接负责人员等依法追究其相关责任并给予相应处分,在法律层面上有针对性地约束管道事故和环境污染发生。

       三、结论与建议

       1)在管道规划阶段应做好管道安全风险评估和环保预防工作,树立起以预防为主、治理为辅的管道规划理念;在管道规划前应充分考虑降低地质、气候等因素对新建管道未来运行安全的影响。

       认真计划落实相应的建设方案,切实加强建设过程中的环保监督管理,做到建设作业与水土保护相协调,最大程度地保护和恢复建设地带的生态环境。

       2)第三方破坏已成为管道泄漏事故发生和引起环境污染的第一大因素,应采用管道预警、做好管道标识、加强管道巡视和加大专项整治力度来确保管道安全和预防环境污染,新建管道应选用3PE防腐管道,及时更换老旧管道以避免发生设备腐蚀泄漏,做好地质灾害多发地带管道的监测和预警工作防控重大事故和环境污染发生,进一步确立管理技术人员及操作人员的安全意识、操作规范和责任制度。

       3)加快推行HSE管理体系在石油企业的建立,提高企业管理水平,避免管道泄漏事故发生,减少企业对环境造成伤害。

       严格遵守《管道保护法》,对违法的相关部门、企业责任人及相关人员依法追究其相关责任,对造成重大环境污染的泄漏事故和严重危及人民生命财产安全的部门、企业和个人从严处理。


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