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(chǔ)設(shè)施： National Transmission System (NTS，即國家輸氣系統(tǒng))，由National Grid運(yùn)營。 NTS全長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(yùn)行壓力85 bar， DN600mm。全線有23個(gè)壓氣站， 175個(gè)分輸點(diǎn)，包括工業(yè)用戶和8個(gè)分輸管網(wǎng)Local Transmission System (LTS，即本地傳輸系統(tǒng))。

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

1.2 安全績效

英國HES當(dāng)局發(fā)布的全國管道行業(yè)失效數(shù)據(jù)如圖 2所示，與其他國家比較（見表1），處于較好的水平。英國管道的建設(shè)年代均早于1993年，因此從側(cè)面反映管道的運(yùn)行績效是值得參考與借鑒的。

2 規(guī)范體系

2.1 體系構(gòu)成

英國天然氣管道行業(yè)的規(guī)范體系主要分為四層（如圖 3所示）：

◆ 頂層法律-Primary Legislation

◆ 中層法規(guī)-Secondary Legislation

◆ 國家標(biāo)準(zhǔn)-National Standards

◆ 行業(yè)導(dǎo)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(shè)許可與監(jiān)督管理

◆ 環(huán)境

◆ 安全

◆ 職業(yè)健康

◆ 土體規(guī)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(shè)類型（不適用鐵路用途、工廠內(nèi)部、礦山、采石場、油庫和碼頭范圍內(nèi)的管道），并將管道分為兩類進(jìn)行監(jiān)管，超過10英里（ 16.093km）的管道，需要獲得國務(wù)大臣的建設(shè)許可（ PCA）；低于10英里的，則由當(dāng)?shù)卣�府按照一般�?guī)劃許可原則進(jìn)行授權(quán)許可。

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

其他相關(guān)法律包括《規(guī)劃法》（ Planning Act2008），規(guī)定大于10英里管道的建設(shè)劃入國家主要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，項(xiàng)目申請需要提交國家基礎(chǔ)設(shè)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(hù)法》（ Environmental Protection Act 1990）等。

2.3 中層法規(guī)

中層法規(guī)中的主干法規(guī)包括《管道安全法》和《 2007修正案》（ Pipelines Safety Regulations1996 &Pipelines Safety (Amendment) Regulations2007），規(guī)定了海上和陸上管道在設(shè)計(jì)、建設(shè)、安裝、運(yùn)行、維修和廢棄過程中的安全要求。運(yùn)輸天然氣的管道應(yīng)滿足《天然氣安全法規(guī)》（ Gas Safety (Management) Regulations 1996）的要求，規(guī)定了天然氣管道運(yùn)行者應(yīng)向安全健康執(zhí)行局（ HSE）提交安全狀態(tài)報(bào)告（ Safety Case）并獲得批準(zhǔn)。其他中層的法規(guī)還包括：

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

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

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

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

2.4 國家標(biāo)準(zhǔn)

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

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

◆ 《石油天然氣工業(yè) - 管道輸送系統(tǒng)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(tǒng)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(dǎo)則

英國管道行業(yè)的重要行業(yè)導(dǎo)則包括BSI發(fā)布的指導(dǎo)性文件《管道標(biāo)準(zhǔn)使用規(guī)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(guī)則（替代原PD 8010-1:2004）

◆ 第二部分：海上管道-實(shí)施規(guī)則

◆ 第三部分：陸上鋼質(zhì)管道風(fēng)險(xiǎn)評估導(dǎo)則-應(yīng)用于運(yùn)輸可燃介質(zhì)的重大危害管道附近的建構(gòu)筑物規(guī)劃評估-PD 8010-1:2004 的補(bǔ)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(dǎo)則

◆ 第五部分：海上管道-操作導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)。 IGEM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布被行業(yè)廣泛認(rèn)可和使用，旨在幫助協(xié)會(huì)成員更好地滿足法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求， IGEM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程中也會(huì)引入相關(guān)的政府監(jiān)管部門和行業(yè)專業(yè)機(jī)構(gòu)，同時(shí)IGEM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)被政府監(jiān)管部門和其他行業(yè)專業(yè)機(jī)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)主要有：

◆ IGEM/TD/1：高壓力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/1 補(bǔ)充1：鋼質(zhì)管道的搬運(yùn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存高壓力管道（ >16 Bar）

◆ IGEM/TD/2：管道風(fēng)險(xiǎn)分析

◆ IGEM/TD/3：分輸干線（ <16 Bar）

◆ IGEM/TD/12：應(yīng)力分析

◆ IGEM/TD/13：調(diào)壓站

安全類標(biāo)準(zhǔn)主要有：

◆ IGEM/SR/14：安全系統(tǒng)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(shè)施的完整性

◆ IGEM/SR/22：燃料氣運(yùn)輸、分輸、儲(chǔ)存系統(tǒng)吹掃作業(yè)

◆ IGEM/SR/23：天然氣放空

◆ IGEM/SR/24：風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)

◆ IGEM/SR/25：危險(xiǎn)區(qū)域劃分

◆ IGEM/SR/28：非開挖技術(shù)

◆ IGEM/SR/29：氣體逃逸處理

3 標(biāo)準(zhǔn)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(guī)則》中的第4章“健康、安全與質(zhì)量保證”對管道系統(tǒng)的安全進(jìn)行了統(tǒng)一要求，第4.1小節(jié)“健康、安全與環(huán)境”的主要內(nèi)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，做出專業(yè)的、有經(jīng)驗(yàn)的工程設(shè)計(jì)

◆ 設(shè)計(jì)、選材、路由、環(huán)境影響和危害/風(fēng)險(xiǎn)分析應(yīng)經(jīng)過充分的評估和考慮，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(qiáng)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(tǒng)，如標(biāo)志樁

◎ 增加巡檢、檢查的頻次

◎ 與路由經(jīng)過地區(qū)土地所有者、居住者、當(dāng)?shù)乇O(jiān)管機(jī)構(gòu)和應(yīng)急中心的定期交流與溝通

◎ 額外的機(jī)械防護(hù)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(guī)則》中的第5章“設(shè)計(jì)-系統(tǒng)與安全”對管道系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了要求，包括：

◆ 5.1系統(tǒng)定義

◆ 5.2 輸送介質(zhì)分類

◆ 5.3工藝設(shè)計(jì)

◆ 5.4公共安全與環(huán)境保護(hù)

◆ 5.5管道系統(tǒng)的位置

◆ 5.6路由選擇

5.1節(jié)強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)文檔的完整性，應(yīng)包括功能要求和法規(guī)適用性，未來廢棄方案應(yīng)明確設(shè)計(jì)壽命和設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)條件應(yīng)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(yīng)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(jié)規(guī)定應(yīng)將輸送介質(zhì)按照表2進(jìn)行分類。

5.3節(jié)對工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)范，包括需要完成管道工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表（包括16個(gè)要素）、水力分析、壓力控制和超壓保護(hù)。對于操作和維護(hù)的要求專門在第13章進(jìn)行了推薦。對于加熱或降溫的管道，應(yīng)考慮溫度指示和控制，同時(shí)應(yīng)評估安全性、技術(shù)可靠性、用電效率、維修難易度和系統(tǒng)可記錄性。系統(tǒng)對于周圍地下水、涂層和陰保系統(tǒng)的影響應(yīng)進(jìn)行評估。

5.4節(jié)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(shè)計(jì)和路由選擇時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)輸介質(zhì)的危險(xiǎn)性、與有人建筑物的間距、通過地區(qū)的人口密度、管道是否有其他危險(xiǎn)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(jié)規(guī)定，對于運(yùn)輸C類、 D類或E類介質(zhì)的管道，應(yīng)該依據(jù)沿管線路由的人口密度進(jìn)行地區(qū)等級分級（參見表3），以確定操作的應(yīng)力水平和有人建筑物的間距。進(jìn)行地區(qū)等級分級時(shí)，對相關(guān)因素應(yīng)一并考慮，包括可能的未來發(fā)展規(guī)劃、地勢因素、河道的影響及靠近人口稠密地區(qū)。一般需要采用偏保守的分級標(biāo)準(zhǔn)，特別是管道失效后會(huì)影響到居民點(diǎn)時(shí)。

5.5.2小節(jié)描述了人口密度的計(jì)算方法，人口密度的統(tǒng)計(jì)范圍為管道0.3 cpm個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等高線內(nèi)的所有有人建筑物，即3x10-7/年個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)，該范圍也為HSE規(guī)定的規(guī)劃咨詢區(qū)。對于沒有計(jì)算個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)圖的管線設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)給出了簡化算法，即在5.5.3小節(jié)規(guī)定的與有人建筑物最小距離的基礎(chǔ)上進(jìn)行推算。比如對于天然氣管道的D類管道，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(jié)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(xiǎn)等高線作為最小距離，即1×10-5/年個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值所落的距離。對于沒有計(jì)算個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等高線的管道，也給出了簡易公式進(jìn)行推算，但該距離都會(huì)大于依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算得到的距離。

5.6小節(jié)提出了路由選擇的一般性要求，強(qiáng)調(diào)安全、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)首先被考慮，為減少未來的修改路由，可能的城鎮(zhèn)規(guī)劃和工業(yè)區(qū)規(guī)劃應(yīng)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(guī)則》中的第5章和附件F對于路由選擇進(jìn)行了指導(dǎo)性介紹，附件E介紹了管道風(fēng)險(xiǎn)評估的方法。《 BSI PD 8010第三部分》進(jìn)一步指導(dǎo)如何開展風(fēng)險(xiǎn)評估，包括：

◆ 管道失效頻率確定

◆ 后果模擬

◆ 風(fēng)險(xiǎn)評估中標(biāo)準(zhǔn)的假設(shè)條件

◆ 針對已建管道的風(fēng)險(xiǎn)評估

◆ 可以采用的風(fēng)險(xiǎn)消減因子

◆ 行業(yè)內(nèi)可參考的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果

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

4 中英規(guī)范對比

通過以上對英國天然氣管道行業(yè)的規(guī)范體系介紹，對比國內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)范，可以發(fā)現(xiàn)主要的區(qū)別如表4所示。

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