加拿大长输油气管道安全管理体系先进性探讨.pdf

2023年8 月第39 卷第8 期石油工业技术监督Technology Supervision in Petroleum IndustryAug.2023Vol.39No.8加拿大长输油气管道安全管理体系先进性探讨邵志奇中国石油管道局工程有限公司管道投产运行分公司（河北廊坊0 6 5 0 0 0）摘要中国长输管道总里程快速增加，管道安全运行是行业和社会重点关注的问题。青岛“11.2 2 等多次管道事故证明，我国在管道安全监管部门、管道保护法配套法规、综合性管道技术标准等方面存在不足。国内已开展美国管道安全管理体系与国内标准的对标研究。加拿大与美国作为油气管道行业发达国家，在新建管道工程审核、施工运行、安全管理以及标准规范方面有借鉴之处。目前针对加拿大管道安全管理和法规标准研究还不够系统、全面，深入分析加拿大长输管道安全管理的先进理念和实践经验，包括专业独立、具有司法权的管道安全监管机构一国家能源委员会，涵盖法规、条例、指令和指南等多层级管道安全规范性文件，基于脆弱性分析的物理防护方法和亢余设计理念，管道全生命周期综合性标准等。借鉴加拿大管道行业经验和做法，有利于加强我国长输管道行业安全监管，保障管道系统安全。关键词长输管道；法规标准；安全管理体系；完整性管理；第三方破坏D01:10.20029/j.issn.1004-1346.2023.06.012Discussion on the Advancement of the Safety Management System of CanadianLong-distance Oil&Gas PipelinesSHAO ZhiqiBranch Company of Pipeline Commissioning and Operation,PetrChina Pipeline Bureau Engineering Co.,Ltd.(Langfang,Hebei 065000,China)Abstract With the rapid development of long-distance oil and gas pipelines in China,pipeline safety has become the focus of attentionin industry and society.As many pipeline accidents in Qingdao(11.22)show,China has some deficiencies in the aspects of pipelinesafety supervision departments,supporting regulations of the pipeline protection law,and comprehensive pipeline technical standards.China has carried out the research on the safety management system of American pipelines and the benchmarking with domestic stan-dards.Canada and the United States,as developed countries in the oil and gas pipeline industry,have references in the aspects of exami-nation and verification,construction and operation,safety management,regulations and standards of new pipeline engineering,but theresearch on Canadian pipeline safety management and regulatory standards is not systematic and comprehensive enough.The paperdeeply analyzes the advanced concepts and practical experience of Canadian long-distance pipeline safety management,including theNational Energy Board,a professional and independent pipeline safety regulatory agency with judicial power,covering multi-level pipe-line safety regulatory documents such as regulations,rules,directives and guidelines,physical protection methods based on vulnerabilityanalysis and redundant design concepts,comprehensive standards for the whole life cycle of pipelines,etc.Learning the experience andpractices of the Canada pipeline industry is beneficial for strengthening the safety supervision of China long-distance pipeline industryand ensuring the safety of the pipeline system.Key words long distance pipeline;regulation and standard;safe management system;integrity management third party damage邵志奇.加拿大长输油气管道安全管理体系先进性探讨 J.石油工业技术监督,2 0 2 3,39(8):6 0-6 4.SHAO Zhiqi,Discussion on the advancement of the safety management system of Canadian long-distance oil&gas pipelines JJ.Tech-nology Supervision in Petroleum Industry,2023,39(8):60-64.收稿日期：2 0 2 2-0 9-0 6；修回日期：2 0 2 3-0 2-2 5作者简介：邵志奇（19 8 0)，男，工程师，现主要从事长输天然气管道运行、管理工作。E-mail:邵志奇：加拿大长输油气管道安全管理体系先进性探讨:61:0引言“十三五”期间我国油气管道行业发展迅猛，2020年12 月我国长输管道总里程达到14.5 10 4km。管道安全运行是国家和社会关注的关键问题。2 0 10 年我国制定了第一部管道行业法律石油天然气管道保护法，在保证管道设施，预防第三方破坏和保证人民生命财产安全方面发挥了重要作用。但我国在长输管道安全监管、管理模式和标准规范方面仍存在不足2。1)急需设立权威、独立、专业的管道安全监管机构。现行管道监管部门包括国家发改委、能源局、质检总局以及公安、交通、环保和城市建设等政府部门,存在管辖权交叉重复和相互制约问题2）尚未制订用于配套支持管道保护法实施的专业技术法规，目前在管道临界距离位置爆破安全评估、危害管道行为定则处罚、压力管道固定周期检验做法等方面缺少依据。3)缺少涵盖管道全生命周期的综合性、权威性行业标准。美国长输管道工业发达，并最早开展管道完整性管理研究和应用，其管道安全管理机制完善健全，表现在管道技术法规齐全、国家机构监管到位以及民众法律意识强，长输管道打孔盗油气事件较少。我国已开展美国管道安全机制研究，借鉴美国过程、化工行业和气体、液体管道完整性管理做法，制定强制性国家标准GB32167一2 0 15 油气输送管道完整性管理规范，全面实施长输管道完整性管理，有力提升管道安全管理水平。加拿大是石油天然气生产消费大国，也是长输管道工业发达国家。加拿大和美国在长输管道审批准入、建设运营、安全监管和法规标准方面有相似之处，加拿大长输管道事故率低于美国，具有借鉴价值。以往加拿大管道安全监管和标准规范研究比较分散,不够系统、全面。文献 5 研究了加拿大国家标准CAN/CSAZ1006一2 0 10 受限空间作业安全管理“呼叫-回应”联络方式和威胁人员生命-进人式救援做法。文献 6 研究了加拿大国家标准CSAC22.3NO.62013管道与电力线间的协调原则与做法，探讨了管道与输电线路安全距离数值范围及安全措施。本文研究总结了加拿大长输管道安全管理的先进理念和实践做法，对于加强我国长输管道行业安全监管、保障管道系统安全具有指导意义。1美国长输管道安全管理体系简述21世纪美国长输管道事故次数呈下降趋势7，20052015年危险液体管道失效率为0.5 次/（10 3kma），输气管道失效率为0.13次/（10 kma),2014年中国长输管道事故失效概率约1.0 次/（10 km?a),归结于美国多层级、健全完善的管道安全管理体系，特点是：1)政府主导。美国是联邦政府和州政府联合监管管道行业模式，联邦政府管辖美-加跨国管道及跨州际间管道，处理挖掘施工损坏管道事件，有效管控第三方损害管道风险。2)专业独立的监管机构。管道安全办事处（O f f i c e o f Pi p e l i n e Sa f e t y，O PS）是负责美国长输管道安全管理监督的唯一性权威机构，独立于政府部门且具有司法处置权，监督管道公司事故报告和管道安全状况报告，强制在高后果区进行风险评价，处罚管道公司违法行为。3法规健全。持续推进管道安全法规，管道法规体系严密细致、系列配套，如输气管道安全法（19 6 8 年）、液体管道安全法（19 7 9 年）管道安全增强法（2 0 0 2 年）、管道检测、防护、强制执行和安全法（2 0 0 6 年）和管道安全、监管和劳工法(2 0 11年)等。4)采用先进的行业协会标准。美国API等行业协会制定管材制造、设计建设、焊接无损检测、腐蚀防护、输送工艺和巡线管理等专业领域的标准体系，及时修订管道运行控制、泄漏检测、维抢修和完整性评价，引领管道行业技术发展和进步。5)安全管理体系。管道公司建立以完整性管理为目标和手段的安全管理体系（Safe ManagementSystems,SMS）,采取以消除事故隐患的主动性预防事故的管理理念。6)管道安全促进措施。“一呼通”电话报警专线及时向国家应急管理局（National ResponseCenter，以下简称NRC)通告事故信息。公众和开挖方利用国家管道地图系统（National PipelineMapping Sys-tem，以下简称NPMS)了解管道设施信息。联邦8 11挖掘咨询电话，致力于充分沟通开挖事宜，有效避让管道设施，预防挖掘危害管道安全。2加拿大油气管道行业发展现状长输管道在加拿大所有运输方式中排第5 名。截至2 0 2 0 年加拿大大型油气管道工程长度为10.510*km，包括原油、成品油管道31条、天然气:62管道39 条，形成南北连接阿拉斯加油气产区和美国的管道系统（加拿大7 5%石油天然气通过管道系统出口至美国）。加拿大重要能源区域是阿尔伯塔省（Alberta）,其次是安大略省（Ontario），输量占加拿大油气产能的70%。加拿大借鉴美国管道安全管理模式，长输管道视为国家经济命脉，实行联邦政府/州政府合作监管，管道管理体系健全完善，有效保障管道安全可靠。调研加拿大联邦政府直接管辖的美-加跨国管道和加国内省际间管道，2 0 10 2 0 15 年管道事故率仅为0.1次/（10 k m?a）,该值甚至小于同期美国管道事故率3加拿大管道安全监管部门加拿大联邦政府中长输管道行业监管部门是国家能源委员会（National EnergyBoard，以下简称NEB），隶属于自然资源部(Natural ResourceCanada，以下简称NRC）,NE B是一个职能独立、具有司法权的联邦政府机构。NEB职责是：1)审批新建跨国管道（美-加）和省际管道项目。加拿大新建美-加跨国管道、国内省际间管道和设计距离大于5 0 km支线管道需召开听证会，NEB审核新建管道重点项目：油气田资源及产能预测、下游市场分析、经济性分析、企业负债情况、融资能力、土地使用权期限和设计方案。2)管道安全资质审核。在管道全生命周期各个阶段，NEB每年检查管道企业在设计建设、运行维护和废弃过程采取的人员防护和环境保护措施，确保管道输送安全、高效，保证管道施工、操作、维修等符合法规要求，如加拿大劳工法/Cana-daLabourCode规定管道公司职工健康安全要求。3)联邦政府授权NEB检查管道公司设计、施工、运行、维护和废弃的历史记录文件，NEB还针对管道地理位置敏感性和涉及操作失误风险的区域进行现场检查。4)NEB认定可能危害公众安全、造成财产损失或环境污染，有权要求管道公司停止管道输送，责令整改直至消除风险隐患。NEB可对危害管道安全行为进行处罚，例如与管道并行、交叉或穿跨越管道的工程施工；对管道30 m内威胁管道安全的挖掘作业等。5)NEB负责废弃管道安全环保监管以及长输管道重大事故调查。Alberta省和Ontario省内管道由Alberta省能源监督局(Energy Regulator,以下简称AER)和Ontario石油工业技术监督省能源委员会(EnergyBoard,以下简称OEB)进行监管。在管道设计阶段，NEB审核管道公司应急预案，确保应急措施有效适用。管道发生事故时，AER/OEB派应急技术团队赴事故现场协助管道公司开展应急处置工作。4加拿大管道安全法规加拿大在管道安全监管领域制定了多层级的系列法规、规范性文件和指南，加拿大管道法是长输管道工程审批、资质准入和风险评估的基础法规。NEB制定技术法规包括陆上油气管道条例管道仲裁委员会仲裁规程管道穿跨越做法和管道公司数据文件保护。此外NEB联合加拿大标准协会（CSA)制定多项涉及管道安全管理的指南，包括管道安全开挖施工NEB监管管道交叉安全指南加拿大管道监管-土地所有者和公众意识管道附件土地所有者注意事项和管理保护计划评估审核协议等。Alberta省也制定了油气管道安全监管的法规、指令和指南等。例如法律管道法职业健康安全法；法规管道条例职业健康安全条例；指令指令17-油气操作计量规程指令7 1-石油工业应急准备和响应指令7 7-管道机具工具要求；指南手册5-管道检查。5加拿大管道行业协会及技术标准加拿大行业协会在管道安全管理中发挥重要作用，职责是作为非盈利性机构代表管道公司与监管机构NEB沟通合作，制定推荐性行业标准，指导管道公司业务健康有序发展。加拿大标准协会（Canadian Standards Associa-tion,CSA)是被联邦政府授权允许制定加拿大国家标准的行业协会，也是授权开展ISO国际标准认证和验证的专业机构，CSA标准在电气设备、天然气及液态烃、环境保护、通信工程、机械设备和职业健康安全领域影响力较大。CSA标准与长输管道相关的有压力容器、站场防爆设备、腐蚀控制、HSE、安全锁定、受限空间等标准，包括CSAB51一2 0 19 锅炉、压力容器和工业管道标准、CSAC22.3NO.62013管道与高压输电线安全协调准则推荐做法和CSAZ245.20SERIES2018管线钢管预制环氧涂层规范等。加拿大新建管道可研、规划、设计、施工以及在役管道运行、维护和废止均应执行国家标准CSA邵志奇：加拿大长输油气管道安全管理体系先进性探讨Z6622015油气管道系统/Oil and Gas Pipeline Sys-tems。该标准规定了管道生命周期各阶段的最低安全要求，以及海洋管道、城市燃气管网、CO,管道以及塑性材料管道的设计要求。CSAZ662一2 0 15是NEB对管道企业进行安全资质状况审核的技术依据。该标准不迟于每4年修订1次，保证新技术推广验证时间以及与管道行业技术进步相协调。加拿大能源管道协会（CanadianEnergyPipe-lineAssociation，C E PA)是加拿大主要油气管道运营商组成的非盈利行业技术组织，管辖长输管道总长度约12 10 4km，该组织目标是协调政府、管道运营商、公众和利益相关方的高效沟通，提升管道行业的系统安全性、信息透明度和事故问责制，促进应用行业最佳实践，提升企业盈利水平。6管道预防第三方损坏参考美国管道行业预防第三方破坏行业的做法，加拿大建立“统一呼叫”电话报警系统(One-callSystem），强制要求施工方作业前“统一呼叫”系统，告知管道公司派出人员标出管道位置、路由和埋深标识，防止挖掘施工损坏管道。通过网络、电视、新闻宣传普及“安全开挖”做法。与美国类似，Alberta省和Ontario省建立了管道地图系统，在预防第三方破坏方面发挥了积极作用。加拿大管道公司积极应用先进科学技术用于管道实时状态监控，考虑人工巡线成本高、效率低的特点，普遍采用直升机巡线，例如有管道公司每2周利用卫星对管道干线扫描1次。加拿大广泛应用的代表性管道安全监控技术包括地理信息系统、远程自动控制、泄漏检测、智能清管器、声钠压降定位、基于内检测缺陷评价、阴极保护有效性评价、管道河流穿越段检测评价、冻土区土体稳定性评估和工艺管道缺陷开挖验证评价等。加拿大在管道设计阶段开展脆弱性分析，倾向于采用物理性防护措施或者穴余设计理念，尽可能降低管道设施意外损坏的风险，例如管道干线和油气站场优先采用埋地敷设方式；设置管道备用控制室12 个，主控室和备控室相距较远，可抵抗洪水、飓风袭击，保证在2 3min内完成切换启用；危险物料储存场所最少化,重要油气站场设置坚固的水泥隔离墩。7管道完整性管理和风险管理从2 0 世纪8 0 年代，加拿大管道行业开始完整63:性管理和风险评价的研究工作,NEB、A E R 和OEB均强制要求管道公司开展完整性管理和风险评价，完整性管理框架及要求正式写人CSAZ662一2 0 15，附录A是安全管理体系、附录B是管道风险评价方法、附录E是危险液体管道泄漏监测系统、附录N是管道完整性管理程序，为管道公司开展完整性管理提供了原则方法。加拿大政府在预防管道安全事故方面推行风险评价技术，及时发现、整治管道潜在隐患。NEB将人口密集区、环境敏感区和商业航运水域视为高风险区域，管道高风险区域超过8 0 0 km应每年进行1次风险评价。风险评价采用“五步分析法”,即掌握管道特征、分析管道风险因素、确定管道薄弱环节、评估风险等级和提出预防措施，其中由威胁等级、目标吸引力等级和隐患等级组成风险等级矩阵，确定管道风险级别。相比我国管道行业主要开展定性或半定量风险评价，为指导管道公司开展失效概率分析，NEB建立了管道失效数据库，管道公司可参考行业失效频率水平，根据管道实际情况对失效频率进行调整修正。与欧洲输气管道事故数据协会（EGIG）、美国交通部安全办公室（OPS)成为世界知名的3大管道数据库。加拿大代表性管道风险评价软件是C-FER公司研发的PIRAMID软件，通过广泛收集管道数据，结合NEB失效数据库基础上进行定量风险评价，确定特定管段失效概率和失效后果。8借鉴和启示加拿大管道安全管理机制健全、完善，在预防第三方施工损坏和保证管道安全运行方面成效显著。研究分析加拿大在管道安全监管的实践经验以及行业协会和管道公司在管道安全管理中发挥的作用，具有重要借鉴意义。1)管道安全管理体系健全完善。国家制定技术法规，设立监管机构审核管道公司安全体系，监管机构具有管辖处罚权力；行业标准化组织作为政府和企业的桥梁纽带，制定行业推荐性技术标准，指导管道企业科学运营，促进管道科学技术发展。该体系架构权责清晰、职责明确，体现了欧美国家对长输管道行业的精细化管理理念。2)专业独立的管道安全监管机构。国家能源委员会执行管道监管职能，独立于政府其他部门且具有司法处置权,这种模式是现代管理理论提倡的先进监管模式。我国长输管道行业主管部门是国:64石油工业技术监督家能源局和国家发展改革委，仅侧重管道前期规划阶段的监管工作，针对管道建设和运行阶段存在的监管不足问题。3)重视管道安全立法，加拿大建立严密细致的管道法规，包括法规、条例、指令和指南等多层级规范性文件，既有管道行业基础法规，也有管道安全监管的配套支持法规，涵盖管道附近挖掘作业、管道交叉、监管检查、应急响应等。我国自2 0 10 年石油天然气管道保护法颁布后暂未制订配套实施法规，这在处理爆破施工、管道交叉、打孔盗油气处罚等特定事件时缺少法规依据，这也是我国管道安全监管中需要迫切改进的瓶颈环节。4)推行完整性管理和风险管理理念。加拿大是仅次于美国，在全球较早开展管道完整性研究及应用的国家，管道公司普遍推行管道高后果区识别，借助NEB国家管道数据库进行定量风险评价，实现管道分级管理。我国管道企业目前仅开展定性和半定量风险评价，特别是在管道失效数据库建设方面还处于起步阶段。5)持续改进管道安全防护技术。管道设计阶段进行脆弱性分析，采用物理防护或余设计，提高管道本体抗风险能力水平。采用先进、高效、实时的监控技术，结合“统一呼叫系统”“管道地图系统”等平台，有效防范第三方挖掘损坏管道，管道事故率保持在极低水平。我国应尽早建立全国统一的电话呼叫平台以及覆盖全国的管道地图系统，降低第三方破坏发生频率。6)加拿大标准协会CSA制定了长输管道综合性标准CSAZ662一2 0 15 油气管道系统，具有较强技术先进性，代表了世界管道科技水平和发展趋势。管道公司积极参与制修订工作，重视并及时响应管道技术进步。我国长输管道标准类型繁杂，涵盖国标GB、石油行标SY、安全行标AQ、特种设备TSG等多种标准化文件，涉及不同管理部门和技术委员会管辖制定，标准起草审核存在交叉重复问题，应进一步提升管道技术标准的系统性和全面性，以及对管道业务的支撑作用。参考文献：1邓霄,白天阳,崔宇翔,等.含腐蚀缺陷管道剩余寿命预测方法评述 J.油气与新能源,2 0 2 1,33(5):2 8-32.2吴轩,李竞,胡京民,等.油气管道重大突发事件应急响应对策 .油气储运,2 0 19,38(12):1338-1343.3王婷,王新,李在蓉,等.国内外长输油气管道失效对比 .油气储运,2 0 17,36(11):12 5 8-12 6 4.4】卢凯锋.管道完整性评价方法选择探讨 .油气田地面工程,2 0 2 0,39(9):9 1-9 5.5段秋生,孟虎林,杨伟,等.中国和北美受限空间技术标准差异分析.天然气与石油,2 0 15,33(1):2 0-2 4.6孔朝金,李刚,郭发龙,等.管道与输电线路安全距离标准及做法探讨.石油和化工设备,2 0 19,2 2(9):10 9-111.7李新宏,张毅,韩子月,等.天然气管道失效致因与事故链模型研究 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