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提升石化管道企业油气长输管道废弃判定及处置水平研究

2022-08-15周德星张晨

化工管理 2022年22期
关键词:长输油气管道

周德星,张晨

(1.青岛市发展改革综合行政执法支队,山东 青岛 266071;2.青岛大学商学院,山东 青岛 266071)

0 引言

随着中国经济的发展,国内石油天然气用量依然在能源使用的占比中占有较大部分,而为了安全便捷地输送石油天然气,油气长输管道的建设日益增加[1]。但由于中国早期技术的制约,前期建设的老旧油气长输管道出现了很多故障发生率高、管道老化严重、运行及维护成本较高等问题[2]。为了保障油气长输管道运行安全,提高油气长输管道运营的经济效益,老旧的油气长输管道废弃判定和处置必须提上日程。

文章通过简述美国、加拿大和中国油气长输管道废弃判定及处置方法,指出中国油气长输管道废弃判定及处置存在的相关问题,并提出几点改善中国油气长输管道废弃判定及处置方法的建议,助力中国油气长输管道运营企业提高油气长输管道运行的安全性与经济性。

1 油气长输管道废弃判定及处置现状

美国、加拿大作为油气长输管道使用的大国,在油气长输管道的废弃判定和处置方面有60多年历史,在不断的实践中已经建立起一套比较完善的体系,在国际中的油气长输管道废弃判定和处置领域属于领先水平,具有典型性和代表性[3]。国内在油气长输管道的废弃判定和处置方面发展时间短,可借鉴的大型油气长输管道废弃的案例较少[4],目前主要以油气长输管道的封存和停运为主要处理方式,缺乏相关的具体法律法规,也无相关强制性规范,油气长输管道的废弃判定和处置管理体系尚需进行完善。

1.1 美国、加拿大和中国油气长输管道废弃判定及处置决策流程

美国和加拿大的跨省、跨境油气长输管道的主管部门分别是联邦能源管理委员会(由美国能源局设立)和加拿大能源局,另外其各地方政府也设立了专门的主管部门管理辖区内的油气长输管道[5]。中国跨省、跨境的油气长输管道国家主管部门为国家能源局,各省、市和自治区的发展和改革委员会、能源局或者地方政府指定的管道保护主管部门负责本辖区内的油气长输管道管理工作。

如图1所示,美国和加拿大的油气长输管道运营企业在进行油气长输管道判废时需按照以下程序:

图1 美国、加拿大油气长输管道判废流程

(1)进行管道本体状态评估;

(2)进行管道运行经济性评估;

(3)进行管道报废综合评估;

(4)召开管道运营企业内部股东大会决策管道报废事宜;

(5)向政府监管机构提交管道报废申请:

(6)由政府监管机构根据管道运营企业所报相关材料调查论证后发布管道报废许可[6-7]。

如图2所示,国内油气长输管道运营企业在进行油气长输管道判废时需按照以下程序:

图2 中国油气长输管道判废流程

(1)进行管道经济寿命和物理寿命评估:

(2)进行管道报废风险评估;

(3)报废管道维护管理方案;

(4)管道运营企业决策管道报废事宜;

(5)向管道保护主管部门进行备案。

1.2 美国、加拿大油气长输管道判废标准及处置方法

美国和加拿大的油气长输管道判废标准主要以运行经济性、运行风险性、管道本身的完整性、是否有泄漏故障历史和故障频率、上游企业和下游企业的资源市场、管道腐蚀缺陷、外部第三方破坏、管道制造缺陷、相关法律法规要求、管道设计寿命、管道施工规范性、地质灾害、机械损伤等因素为考量。其中运行经济性、运行风险性、管道本身的完整性、是否有泄漏故障历史及故障频率四个因素尤为重要,如果管道运营企业因所运营的油气长输管道故障发生率高而增加维护成本,使其输送效益低于成本,并且无法保障管道安全运行,甚至可能构成人员伤亡,那么该管道的废弃判定应该被提上日程。

美国和加拿大的油气长输管道被判定废弃后的处置方法一般为就地废弃和拆除。采用就地废弃方式进行处置时,应在管道内使用惰性气体进行吹扫,并进行溶剂清洗,以清空管内介质,以防存在多氯联苯(PCBs)和天然放射物(NORMs)等污染物。因管道内不得有自由流体,所以需采用加盖和堵塞等方式对废弃管道进行密封。另外如果废弃管道地面辐射量级(NORMs测量数值)大于规定水平要求,则应立刻对该管道进行拆除;油气长输管道就地废弃后,管道运营企业应留存废弃管道的维护记录,包括管道长度、走向、位置、实际埋深等信息。

采用拆除方式进行处置时,需先进行准备性工作,包括修建用于重型机械进出的临时性道路,对特殊区域进行标记,清理施工区域以便施工设备及场地全面铺开;在挖掘管道时,应尽量防止损坏管道,减小废弃管道释放残留污染物风险,再使用液压剪板机切割管道,将废弃管道切成固定长度,随后用高压焊机焊接闭合废弃管道,使用起重机或其他机械设备吊离地面,装车回收;挖掘管道后采用推土机、挖土机等相关设备进行回填。在回填操作时,先将下层土壤填充,然后再回填地表土壤,回填的土壤高度比开挖前高一些,保证在未来土地沉陷时留有足够的空间,在回填过程中,需保证回填后的地表与开挖前的地表自然状态相近,并种植植被,防止水土流失的影响;废弃管道拆除工程结束后,将施工区域恢复原状,清除回收所有残留污染物,将改造的临时道路还原[8-10]。

实例1:加拿大于1971年投产的Manito管道是并行的原油长输管道,它的管径是 273 mm和114 mm,它的长度为21 km,因为管道运行的经济效益较低,所以选择对管道内介质进行清洗后用就地废弃的方式进行报废。在清管时,利用惰性气体氮气推动清管器进行清理,为了保证清管质量,在管道的低点安装了排液孔。由于管道管径小且埋深超过1 m,管道的腐蚀和沉降问题可忽略不计,用聚氨酯泡沫填充管道中容易腐蚀穿孔位置,防止导流效应发生。在处理穿越铁路、公路的管段时,对该管段进行灌浆处理。定期对废弃管道周围的环境及沿途湿地的水质进行污染监测,检查是否对周围环境造成影响。

实例2:卡拉马祖市原油管道于20世纪70年代建成,其长度为27 km,管径为762 mm,它位于美国密歇根州。由于卡拉马祖市原油管道在停输前直接将原油留在管道内,所以为了避免对附近居民身体健康

造成影响,防止对周围环境造成污染,密歇根州质量环保部受美国环保局委托对该管段进行废弃。在征求了相关利益各方的意见后,放弃了用盲板封堵管道的直接废弃方式,而采用对原油管道97%管段进行注浆,对原油管道2%管段进行拆除,对原油管道1%管段进行就地废弃的组合方式进行管道报废。废弃后的管道上方进行土地的回填、压实,并对表层的土壤环境进行复原。

1.3 中国油气长输管道判废标准及处置方法

国内油气长输管道判废依据主要以相关国家法律法规及技术标准、管道使用的安全性与可靠性、管道的剩余寿命、设计年限、折旧年限为参考要素。如果管道存在遭受严重损坏无修复价值、无法修复的安全缺陷、剩余寿命无法继续运行到下一个使用周期结束,或相关国家法律法规和企业管理规定要求废弃的情况,那么该油气长输管道需按照相关规定及技术标准判定废弃。

特别指出,在管道达到设计年限时,存在客观因素导致检验评判管道安全性的有效措施无法实施,管道发生事故后会造成严重社会影响,或者经检验和技术评定,管道不能保证继续安全运行要求,且没有修复价值或维修成本超过新建管道资本的30%,那么管道需要立刻判定报废,及时处置;管道未到设计年限,相关法律法规及强制性技术规范检验结果为高危险运行管道或者管道不适宜继续运行,且没有修复价值或维修成本超过新建管道资本的30%,或者因为改变了生产的条件,管道原来的材质或结构不能达到当前生产运行要求,继续运行会有严重的安全隐患,那么管道需要立刻判定报废,及时处置。

国内油气长输管道被判定废弃后的处置方法一般为拆除和就地弃置。采用拆除方式进行处置时,需先针对可能出现的安全环保风险制定有效的控制措施;开挖时,应确定管道位置及埋深,采用机械方式进行操作,在满足施工安全及便利的前提下,尽量减少工程量;挖至露出管顶时,可对管道进行拆除,拆除前需先对废弃管道进行残留物清理,然后用机械进行火焰细分切割拆除,如果不对残留物进行清理,切割前应测量可燃气体浓度,达到火焰切割要求时,方可用火焰进行细分切割,切割后回收管道内残留物,再进行管道拆除工作;为方便回收运输,切割的管道应不大于12 m,并对拆除管道进行无害化处理,对施工区域地貌进行恢复。

采用就地弃置方式进行处置时,需对所有弃置管道的两端进行隔离;对穿越水体、环境敏感区域的弃置管道应隔离穿越的入土点和出土点,其他弃置管道可根据弃置管道周围状况每隔2~4 km进行隔离;进行分段隔离时可采用焊接封头、盲板和管塞等方式,隔离材料需满足防老化、防水、放渗透、防腐蚀、环保、不可压缩等特性;以直埋(非定向钻)方式穿越公路、铁路、水体,或者有建筑物占压、塌陷后会引发严重后果的废弃管道弃置时需进行管道注浆,注浆后管道填充率应不小于93%,注浆应在30天内完全固化,注入的浆体应无毒、无害、无辐射,其硬度不宜过高,但是也不能低于管道所处位置土体的强度。

1.4 美国、加拿大和中国法律法规规范标准的制定情况及政府监管要求

加拿大制定的《能源管理法》《石油和天然气操作法》《环境评估法》《陆上石油天然气管道条例》《管道穿跨越条例》《管道公司信息保护条例》、CSA Z662—2007《油气管道系统》标准及《管道废弃管理》等文件,对油气长输管道废弃的判定标准及处置措施做了明确的要求,并对管道运营企业需向政府提供的报废材料和政府监管要求进行了详细的说明。在加拿大境内跨省和国境的油气长输管道废弃需经过国家能源局批准,在报废时管道运营企业需向国家能源局提交油气长输管道报废申请、报废计划书、利益相关方意见、管道报废听证会会议纪要、管道报废财务计划、听证会相关方决议书、土地未来利用方案以及管道事故记录书等材料[11]。

美国制定的《美国联邦法规》、ASME B31.4—2012《液体和浆体管道输送系统》、ASME B31.8—2014 《输气和配气管道系统》、ASME B31.4—2012 《液态烃和其他液体管道输送系统》和ASME B31.8—2012 《输气和配气管道系统》对油气长输管道的判废和处置进行了原则性要求,并规定了政府监管所需材料及管道运营企业进行管道报废的具体实施细则。

在美国境内需经过联邦能源管理委员会批准才能报废油气长输管道,管道运营企业在报废油气长输管道时应向联邦能源管理委员会提供管道废弃的基本情况(包括废弃管道的范围、时间、处置方式)、报废管道的理由、报废后管道存在的潜在公共安全危害及采取的安全措施、管道判废及处置的方案及施工过程监管措施、清理管道中残留物方法、报废管道对其周围生态环境的影响及恢复方案、管道报废项目投资计划、听证会会议纪要及决策书、报废管道后土地的使用方案等材料[12]。

中国制定的《中华人民共和国石油天然气管道保护法》、GB 32167—2015 《油气输送管道完整性管理规范》、GB/T 31468—2015 《管道延寿推荐作法》 《报废油气管道处置与管理规程》体系文件和SY/T 7413—2018《报废油气长输管道处置技术规范》行业标准在管道经济寿命、完整性管理、管道判废范围、报废管道处置方式选择等方面对油气长输管道的废弃判定及处置进行了规范,并明确了政府监管部门。油气长输管道在中国境内进行报废,需向管道途径的县级以上地方人民政府管道保护主管部门进行备案,管道运营企业需对报废管道采取必要的安全保护措施[13-14]。

2 国内油气长输管道废弃判定及处置目前存在的相关问题

2.1 油气长输管道废弃判定及处置决策机制不完善

通过美国和加拿大的决策机制可以看出,在油气长输管道进行废弃判定及处置时,需先向政府监管部门提交管道报废相关详细资料,并通过政府调查论证后发布管道报废许可方可实施。而国内仅要求向政府部门进行相关材料的备案,并未对事前、事中和事后的管道废弃判定及处置管理做出明确要求,容易使政府部门在对管道废弃判定及处置事项进行管理时造成监管缺失,不利于对管道废弃过程中存在的安全和环保问题进行监督。

2.2 油气长输管道废弃判定及处置相关法律法规及标准规范尚需完善

由于国内目前油气长输管道废弃判定及处置的经验较少,所以在法律法规和标准规范的制定上缺少实践验证。油气长输管道废弃判定及处置相关法律法规中只有原则性的规定,比如《中华人民共和国石油天然气管道保护法》规定管道运营企业在报废油气长输管道时需采取必要的安全防护措施,报废的油气长输管道需向县级以上人民政府管道保护主管部门进行备案。

但是在监管要求方面,并未在法律层面进行详细的说明,比如采取必要的安全防护措施的具体指向,向管道保护主管部门进行备案的具体材料。

在国内油气长输管道废弃判定及处置相关标准规范中,缺乏专门性的强制性规范,目前最新的管道报废相关规范只有SY/T 7413—2018 《报废油气长输管道处置技术规范》行业标准,但是在政府监管时,法律法规要求需按照强制性标准规范的要求进行监管。

因此无论在管道运营企业实施报废方面还是在政府监管方面,都会对所遵照的规范要求存在困扰,导致管道报废过程的管理和监督有所缺失。同时国内标准规范在管道废弃后土地的利用方面缺乏具体要求,与途径区域的发展规划缺乏有效衔接,使管道废弃后所在的土地因为安全和环保方面的顾虑无法有效利用,不利于当地经济和营商环境的发展。

2.3 政府监管要求有所缺失

目前,国内政府部门仅对油气长输管道报废相关事项要求管道运营企业进行备案,缺乏针对油气长输管道废弃判定及处置不合规事项的钳制手段,且在报废所需材料中缺乏普遍性意见。美国和加拿大等管道废弃管理方面的先进国家要求政府部门在许可油气长输管道运营企业报废管道前先举行听证会,针对听证会利益相关各方的意见再决定是否准予管道报废,而国内政府监管部门只接受管道运营企业所报材料进行备案,并未要求征求利益各方及公众建议,在管道报废过程中容易引起各方利益纠纷和形成潜在安全和环保隐患。

2.4 油气长输管道废弃判定及处置专业力量有限

由于国内缺少油气长输管道废弃判定及处置的成功实例,大部分油气长输管道的报废方式都是以封存和停运为主,所以国内管道运营企业缺乏油气长输管道废弃判定及处置的专业性力量和实践经验,很多较小规模的油气长输管道运营企业因为不具备大型管道运营企业的技术力量,所以难以对管道废弃进行精准的判断,并采取合适的无害化处置方式。

有些废弃的管道可能因为误判或者没有达到废弃管道处置的要求而产生安全和环保方面的隐患,严重的会影响到公众生命财产健康安全及社会公共安全秩序;再者国内当下对油气长输管道废弃判定及处置专门性研究较少,相关法律法规及标准规范也尚需完善,因此在油气长输管道废弃判定及处置专业化指导方面仍有所不足。

所以加强油气长输管道废弃判定及处置专门性研究,指导管道运营企业如何以合理的判废标准和处置方式进行油气长输管道废弃判定和处置是今后努力研究的方向。

3 提升国内油气长输管道废弃判定及处置水平的建议

3.1 完善油气长输管道废弃判定及处置决策机制

根据国内油气长输管道需进行报废的实际情况,出台相关规范性文件,对油气长输管道废弃判定及处置事前、事中、事后所需要的材料进行详细规定,形成事前审批、事中监管、事后验收的全套综合性决策机制。对相关法律法规进行细化完善,重点加强法律法规在油气长输管道废弃判定及处置方面的规范作用,细化政府部门所需履行职责,强化政府监管在油气长输管道废弃判定及处置中的决定性作用,杜绝出现因政府监管缺失而造成油气长输管道报废时形成安全和环保方面隐患。

对于途径生态环境敏感区域和涉及个人生命财产健康安全及社会公共安全秩序等区域需要报废的油气长输管道,需通过由政府组织的相关专业论证,并出具准许实施的批复方可进行。最终形成以管道运营企业为油气长输管道废弃判定及处置主体,以政府监管为油气长输管道废弃判定及处置抓手的长效机制,保障油气长输管道废弃判定及处置过程安全有序,绿色环保。

3.2 健全油气长输管道废弃判定及处置法律法规及标准规范

借鉴美国和加拿大相关法律法规和标准规范,结合国内实际情况,出台相关法律法规的实施细则,明确油气长输管道的废弃判定及处置在法律层面的具体要求,需要采取的具体安全措施,政府在安全和环保方面详细的监管要求。设定专门的油气长输管道废弃判定及处置强制性标准,将管道判废标准及所需材料、报废管道利益相关各方意见、报废管道处置方式选择及实施规范等方面纳入强制性标准中,为政府在进行油气长输管道废弃判定及处置监管及相关法律法规改进完善时提供专业性的技术规范指导。对因违反油气长输管道废弃判定及处置规范要求,而造成社会危害的管道所属运营企业进行执法时,提供科学的理论依据。

同时将废弃管道所在土地的再利用与其途径区域的经济发展、土地规划的有效衔接方案,也纳入油气长输管道废弃判定及处置的强制性规范中,释放废弃管道沿线被限制利用的土地资源,营造良好的营商环境,为促进区域经济发展作出应有的贡献。

3.3 加强油气长输管道废弃判定及处置政府监管要求

根据废弃管道实际情况及途径区域,合理细化政府监管要求,针对不同区域可能存在的问题及安全环保隐患,进行精准化的政府监管。科学听取油气长输管道报废相关各方的意见建议,并采取听证、征求公众意见等方式吸收采纳管道报废意见建议,保证管道判废及处置的合理性。

同时政府应该根据废弃管道所在区域的具体情况,出台相关规范性文件,对管道报废所需材料、管道废弃处置流程和事后废弃管道施工区域的生态环境恢复及环境状况的跟踪评价进行详细规定,保障油气长输管道的判废及处置在政府监管下平稳安全、绿色高效、合理合法的实施。

3.4 鼓励社会力量参与油气长输管道废弃判定及处置过程中来

油气长输管道废弃判定和处置是一项复杂的系统工程,需要对管道中的输送介质、管道材质、进行输送的工艺、管道本身的防腐和保温措施、管道途经的外部环境及地质条件和社会环境等因素进行综合考虑,对不同状态的油气长输管道进行废弃判定和处置所适用的条件和技术也有所不同。而国内除了几家大型的国有企业具有相应的技术实力和科研力量外,很多民营企业因其规模和资金等各方因素的限制很难对管道的废弃处置做出高水平的判断与处理。而目前国内油气长输管道由相应的民营管道运营企业运营的也不在少数,很多油气长输管道因当时建造的技术实力和周围环境因素的影响也面临着报废的问题,这就使引入社会先进力量进行技术支持成为当务之急。

首先可引导相关科研院所和高校加强对油气长输管道废弃判定及处置的研究,利用相关科研院所和高校的学术优势,设立专门的基金奖励项目,激发其中相关学者、教授及科研人员在油气长输管道废弃判定及处置研究方面的积极性。鼓励科研院所和高校与油气长输管道运营企业进行合作交流,推进产学研一体化进程,从而为完善相关法律法规及标准规范和提高油气长输管道废弃及处置领域的安全性、环保性、高效性和专业性打下坚实基础。

其次可通过制定相关奖励政策,吸引社会上相关专业人士参与到油气长输管道废弃判定及处置过程中来,对油气长输管道的报废提出管理层面和技术层面的宝贵意见,从而集思广益,调动社会层面活力,完善油气长输管道废弃判定及处置综合管理体系。再次可吸引社会资本进入油气长输管道报废领域,积极推进国内成立专门性企业,对国内油气长输管道的报废事宜进行专业化处置,解决某些民营企业因资金少、规模小和缺乏相应专业化能力而无法合理合规完成油气长输管道废弃判定及处置造成的安全和环保等方面的问题。

最后可加强企业之间的相互交流学习。由有油气长输管道报废先进经验的管道运营企业向其他经验较少的管道运营企业,传授在油气长输管道废弃判定及处置方面的先进做法。政府管道保护主管部门组织定期召开企业之间油气长输管道报废相关的研讨会或交流会,从而强化油气长输管道运营企业在管道报废上的实践能力,提升国内油气长输管道废弃判定及处置的整体水平。

4 结语

油气长输管道废弃判定和处置是油气长输管道全生命周期管理体系中的最后一环,是油气长输管道完整性管理中必不可少的一步,它是油气长输管道运营企业对油气长输管道进行安全性和经济性管理的重要方式。

文章通过借鉴美国、加拿大油气长输管道报废先进经验及做法,发现国内主要存在油气长输管道废弃判定及处置决策机制不完善、油气长输管道废弃判定及处置法律法规及标准规范不健全、油气长输管道废弃判定及处置政府监管要求有待加强和油气长输管道废弃判定及处置专业力量有限等问题。

为了保障油气长输管道废弃判定及处置安全合理、绿色高效,针对国内所存在的问题提出完善油气长输管道废弃判定及处置决策机制、健全油气长输管道废弃判定及处置法律法规及标准规范、加强管道废弃判定及处置政府监管要求、鼓励社会力量参与油气长输管道废弃判定及处置过程中来等建议,为减小国内管道运营企业油气长输管道废弃判定和处置过程中所需的经济成本和产生的环境社会安全等方面的负面影响提供了科学参考。

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