葛天明

勞氏船級社

1 英國天然氣管道介紹

1.1 天然氣管網(wǎng)

英國天然氣主干管網(wǎng)（如圖1所示）屬于國家基礎設施： National Transmission System (NTS，即國家輸氣系統)，由National Grid運營(yíng)。 NTS全長(cháng)7600km，共有9個(gè)接收點(diǎn)，包括LNG接收站、海底管道登陸點(diǎn)，最大運行壓力85 bar， DN600mm。全線(xiàn)有23個(gè)壓氣站， 175個(gè)分輸點(diǎn)，包括工業(yè)用戶(hù)和8個(gè)分輸管網(wǎng)Local Transmission System (LTS，即本地傳輸系統)。

LTS包括12個(gè)分輸區域， 145,000km管道，最大運行壓力38 bar。

1.2 安全績(jì)效

英國HES當局發(fā)布的全國管道行業(yè)失效數據如圖 2所示，與其他國家比較（見(jiàn)表1），處于較好的水平。英國管道的建設年代均早于1993年，因此從側面反映管道的運行績(jì)效是值得參考與借鑒的。

2 規范體系

2.1 體系構成

英國天然氣管道行業(yè)的規范體系主要分為四層（如圖 3所示）：

◆ 頂層法律-Primary Legislation

◆ 中層法規-Secondary Legislation

◆ 國家標準-National Standards

◆ 行業(yè)導則-Industry Practice

2.2 頂層法律

英國天然氣管道行業(yè)的頂層法律主要包括5個(gè)方面：

◆ 行業(yè)建設許可與監督管理

◆ 環(huán)境

◆ 安全

◆ 職業(yè)健康

◆ 土體規劃

管道行業(yè)立法包括1962年頒布的《管道法》（ Pipe-lines Act 1962）和1999年頒布的《管道法修正案》（ Deregulation (Pipelines) order 1999），這兩部法律基本上覆蓋了所有的管道建設類(lèi)型（不適用鐵路用途、工廠(chǎng)內部、礦山、采石場(chǎng)、油庫和碼頭范圍內的管道），并將管道分為兩類(lèi)進(jìn)行監管，超過(guò)10英里（ 16.093km）的管道，需要獲得國務(wù)大臣的建設許可（ PCA）；低于10英里的，則由當地政府按照一般規劃許可原則進(jìn)行授權許可。

天然氣行業(yè)立法是《氣體法》（ G a s A c t1995），規定了關(guān)于氣體活動(dòng)相關(guān)許可的獲得，包括運輸許可和氣體處理設施的接入。

其他相關(guān)法律包括《規劃法》（ Planning Act2008），規定大于10英里管道的建設劃入國家主要基礎設施項目，項目申請需要提交國家基礎設施理事會(huì )（ NID）。另外，還有《職業(yè)安全與健康法》（ Health and Safety at Work, etc. Act 1974）、《環(huán)境保護法》（ Environmental Protection Act 1990）等。

2.3 中層法規

中層法規中的主干法規包括《管道安全法》和《 2007修正案》（ Pipelines Safety Regulations1996 &Pipelines Safety (Amendment) Regulations2007），規定了海上和陸上管道在設計、建設、安裝、運行、維修和廢棄過(guò)程中的安全要求。運輸天然氣的管道應滿(mǎn)足《天然氣安全法規》（ Gas Safety (Management) Regulations 1996）的要求，規定了天然氣管道運行者應向安全健康執行局（ HSE）提交安全狀態(tài)報告（ Safety Case）并獲得批準。其他中層的法規還包括：

◆《重大危害控制法規》（ Control of Major Accident Hazard Regulations 1999）

◆《建設法規》（ Construction (Design and Management) Regulations 2007）

◆《壓力設備法規》（ Pressure Equipment Regulations 1999）

◆《壓力系統安全法規》（ Pressure Systems Safety Regulations 2000）

2.4 國家標準

位于第三層的英國國家標準，其主干為《石油天然氣工業(yè)-管道輸送系統》（ BS EN 14161），ISO13623被采納為歐盟標準后，英國等同采用為本國標準。其他標準還包括等同采用的如下歐盟標準：

◆《石油天然氣工業(yè)-管道輸送系統-管道焊接》(BS EN 14163， Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems. Welding of pipelines)

◆《石油天然氣工業(yè) - 管道輸送系統 - 管道閥門(mén)》 (BS EN 13942， Petroleum and natural gas industries. Pipeline transportation systems. Pipeline valves)以及等同采用的ISO標準：

◆ 《石油天然氣工業(yè) - 管道輸送系統鋼質(zhì)管道》 (BS EN ISO 3183， Petroleum and natural gas industries. Steel pipe for pipeline transportation systems)

◆《石油天然氣工業(yè)-管道輸送系統中埋地管道或水下管道的外防腐涂層》 (BS EN ISO 21809,Petroleum and natural gas industries. External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems)

2.5 行業(yè)導則

英國管道行業(yè)的重要行業(yè)導則包括BSI發(fā)布的指導性文件《管道標準使用規則》（ PD 8010,Code of practice for pipelines），共包括5個(gè)部分：

◆ 第一部分：陸上鋼質(zhì)管道-實(shí)施規則（替代原PD 8010-1:2004）

◆ 第二部分：海上管道-實(shí)施規則

◆ 第三部分：陸上鋼質(zhì)管道風(fēng)險評估導則-應用于運輸可燃介質(zhì)的重大危害管道附近的建構筑物規劃評估-PD 8010-1:2004 的補充文件

◆ 第四部分：陸上及海上鋼質(zhì)管道-完整性管理實(shí)施導則

◆ 第五部分：海上管道-操作導則

除此之外，氣體工程師/經(jīng)理協(xié)會(huì )（ IGEM,Institution of Gas Engineers & Managers）也會(huì )發(fā)布該協(xié)會(huì )的技術(shù)標準。 IGEM技術(shù)標準的發(fā)布被行業(yè)廣泛認可和使用，旨在幫助協(xié)會(huì )成員更好地滿(mǎn)足法律法規和國家標準的要求， IGEM技術(shù)標準的制訂過(guò)程中也會(huì )引入相關(guān)的政府監管部門(mén)和行業(yè)專(zhuān)業(yè)機構，同時(shí)IGEM技術(shù)標準也會(huì )被政府監管部門(mén)和其他行業(yè)專(zhuān)業(yè)機構所引用。比如BSI PD 8010-1就引用IGEM/TD/1。

IGEM在天然氣管道方面的技術(shù)標準主要有：

◆ IGEM/TD/1：高壓力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/1 補充1：鋼質(zhì)管道的搬運、運輸和儲存高壓力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/2：管道風(fēng)險分析

◆ IGEM/TD/3：分輸干線(xiàn)（ <16 Bar）

◆ IGEM/TD/12：應力分析

◆ IGEM/TD/13：調壓站

安全類(lèi)標準主要有：

◆ IGEM/SR/14：安全系統的完整性

◆ IGEM/SR/18：安全作業(yè)實(shí)踐-確保天然氣管道及相關(guān)設施的完整性

◆ IGEM/SR/22：燃料氣運輸、分輸、儲存系統吹掃作業(yè)

◆ IGEM/SR/23：天然氣放空

◆ IGEM/SR/24：風(fēng)險評估技術(shù)

◆ IGEM/SR/25：危險區域劃分

◆ IGEM/SR/28：非開(kāi)挖技術(shù)

◆ IGEM/SR/29：氣體逃逸處理

3 標準中的安全要求

3.1 BSI PD 8010第一部分第4章

《 BSI PD 8010第一部分：陸上鋼質(zhì)管道-實(shí)施規則》中的第4章“健康、安全與質(zhì)量保證”對管道系統的安全進(jìn)行了統一要求，第4.1小節“健康、安全與環(huán)境”的主要內容包括：

◆ 考慮管道的整個(gè)生命周期中的安全

◆ 充分考慮不同管道的特點(diǎn)、特殊的要求，做出專(zhuān)業(yè)的、有經(jīng)驗的工程設計

◆ 設計、選材、路由、環(huán)境影響和危害/風(fēng)險分析應經(jīng)過(guò)充分的評估和考慮，盡可能選擇最適宜的方式，確保管道在全生命周期中可以始終合格使用

◆ 防止第三方影響

◎ 增加壁厚

◎ 高強度材料

◎ 與建筑物保持合適的距離

◎ 增加埋深

◎ 清晰的管道路由識別系統，如標志樁

◎ 增加巡檢、檢查的頻次

◎ 與路由經(jīng)過(guò)地區土地所有者、居住者、當地監管機構和應急中心的定期交流與溝通

◎ 額外的機械防護手段

3.2 BSI PD 8010第一部分第5章

《 BSI PD 8010第一部分：陸上鋼質(zhì)管道-實(shí)施規則》中的第5章“設計-系統與安全”對管道系統的安全性進(jìn)行了要求，包括：

◆ 5.1系統定義

◆ 5.2 輸送介質(zhì)分類(lèi)

◆ 5.3工藝設計

◆ 5.4公共安全與環(huán)境保護

◆ 5.5管道系統的位置

◆ 5.6路由選擇

5.1節強調了設計文檔的完整性，應包括功能要求和法規適用性，未來(lái)廢棄方案應明確設計壽命和設計條件。設計條件應包括正常操作、異常操作和操作極限，管道關(guān)斷時(shí)的操作還應包括輸送介質(zhì)流量、壓力、溫度、組分和性質(zhì)的可能的變化范圍。

5.2 節規定應將輸送介質(zhì)按照表2進(jìn)行分類(lèi)。

5.3節對工藝設計進(jìn)行了規范，包括需要完成管道工藝設計數據表（包括16個(gè)要素）、水力分析、壓力控制和超壓保護。對于操作和維護的要求專(zhuān)門(mén)在第13章進(jìn)行了推薦。對于加熱或降溫的管道，應考慮溫度指示和控制，同時(shí)應評估安全性、技術(shù)可靠性、用電效率、維修難易度和系統可記錄性。系統對于周?chē)�地下水、涂層和陰保系統的影響應進(jìn)行評估。

5.4節對于管道可能對周邊有人建筑物和環(huán)境的影響進(jìn)行了一般性要求。管道設計和路由選擇時(shí)應考慮運輸介質(zhì)的危險性、與有人建筑物的間距、通過(guò)地區的人口密度、管道是否有其他危險管道并行，以及管道可能的失效原因。對于可能造成重大事故的管道需要進(jìn)行安全評估（依照《管道安全法》）。

5.5節規定，對于運輸C類(lèi)、 D類(lèi)或E類(lèi)介質(zhì)的管道，應該依據沿管線(xiàn)路由的人口密度進(jìn)行地區等級分級（參見(jiàn)表3），以確定操作的應力水平和有人建筑物的間距。進(jìn)行地區等級分級時(shí)，對相關(guān)因素應一并考慮，包括可能的未來(lái)發(fā)展規劃、地勢因素、河道的影響及靠近人口稠密地區。一般需要采用偏保守的分級標準，特別是管道失效后會(huì )影響到居民點(diǎn)時(shí)。

5.5.2小節描述了人口密度的計算方法，人口密度的統計范圍為管道0.3 cpm個(gè)人風(fēng)險等高線(xiàn)內的所有有人建筑物，即3x10-7/年個(gè)人風(fēng)險范圍內，該范圍也為HSE規定的規劃咨詢(xún)區。對于沒(méi)有計算個(gè)人風(fēng)險圖的管線(xiàn)設計，標準給出了簡(jiǎn)化算法，即在5.5.3小節規定的與有人建筑物最小距離的基礎上進(jìn)行推算。比如對于天然氣管道的D類(lèi)管道，即為任意1.6km管段上向外延伸最小距離的8倍。

5.5.3小節描述了管道距離有人建筑物的距離，推薦采用10 cpm個(gè)人風(fēng)險等高線(xiàn)作為最小距離，即1×10-5/年個(gè)人風(fēng)險值所落的距離。對于沒(méi)有計算個(gè)人風(fēng)險等高線(xiàn)的管道，也給出了簡(jiǎn)易公式進(jìn)行推算，但該距離都會(huì )大于依據風(fēng)險計算得到的距離。

5.6小節提出了路由選擇的一般性要求，強調安全、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟性應首先被考慮，為減少未來(lái)的修改路由，可能的城鎮規劃和工業(yè)區規劃應被考慮。附件F給出了具體的路由選擇建議。

3.3 BSI PD 8010第三部分

《 BSI PD 8010第一部分：陸上鋼質(zhì)管道-實(shí)施規則》中的第5章和附件F對于路由選擇進(jìn)行了指導性介紹，附件E介紹了管道風(fēng)險評估的方法�！� BSI PD 8010第三部分》進(jìn)一步指導如何開(kāi)展風(fēng)險評估，包括：

◆ 管道失效頻率確定

◆ 后果模擬

◆ 風(fēng)險評估中標準的假設條件

◆ 針對已建管道的風(fēng)險評估

◆ 可以采用的風(fēng)險消減因子

◆ 行業(yè)內可參考的風(fēng)險評估結果

《 BSI PD 8010第三部分》提供風(fēng)險評估導則的輸送可燃介質(zhì)管道，也是《管道安全法》規定需要開(kāi)展安全分析的重大危害管道，但并沒(méi)有包括輸送有毒介質(zhì)的管道。第三部分內容框圖如圖4所示。

4 中英規范對比

通過(guò)以上對英國天然氣管道行業(yè)的規范體系介紹，對比國內現行的規范，可以發(fā)現主要的區別如表4所示。

參考文獻：

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（作者：葛天明，勞氏船級社 中國區咨詢(xún)業(yè)務(wù)副總經(jīng)理。）