随着经济高速发展,对城市天然气供应系统的安全可靠性要求越来越高。然而,诸多影响因素对供气系统的气源供应、输配管网、燃气应用各环节会造成不同程度的破坏,产生巨大的经济损失。城市天然气供应系统作为整个城市经济发展的重要部分之一,研究其系统风险具有重要意义。 本文在已有风险研究的基础之上,从城市天然气气源储备、燃气输配及应用等方面分析城市天然气供应系统的风险影响因素,着重从风险因素不确定性和系统剩余寿命预测两个角度出发对城市天然气供应系统的风险评价进行了深入的探讨。主要内容包括以下几个部分： 第一部分,分析了天然气供应系统的风险特点,划分气源、输配、应用三个子系统,并对各子系统进行事故原因及风险分析,提出了系统风险评价体系的构想。并以城市天然气供应系统中的地上天然气设施风险分析为例,建立了故障树分析模型,对地上天然气设施进行风险管理。 第二部分,通过对城市天然气供应系统设计、新建成、运行阶段的风险因素分析,利用区间层次分析法计算评价体系各指标的权重,建立了系统风险评价模型,并通过风险因素的灵敏度分析,建立风险决策系统。然后对某运行阶段城市燃气输配系统进行风险管理,并针对具体情况,提出了管网风险缓解措施。 第三部分,针对传统风险评价无法全面合理地表达系统的复杂不确定性的不足,在管道风险指数法的基础上提出了区间指数分析法,并采用这种方法对城市燃气输配系统进行不确定性风险管理,建立了城市天然气供应系统基于区间指数评价不确性分析的风险评价体系。区间指数评价模型考虑评价过程中的复杂不确定性,可保证评价结果的客观性,适用于事故发生概率未知,依赖于专家评价的系统。 第四部分,通过对城市天然气供应系统的主客观信息综合处理,基于评价指标的单因素评价,应用具有组合权重的混合评价模型进行系统的风险评价,建立了城市天然气供应系统基于信息修正不确性分析的风险评价体系。该体系适用于需结合实际情况充分考虑数据信息与专家评价综合影响的情况。 第五部分,由于输配子系统故障的多发性和严重性以及地下天然气管道的风险复杂性和隐蔽性,针对城市天然气供应系统的输配子系统中的天然气埋地管道的风险进行分析。主要分析了常用天然气埋地管道PE管和钢管在静载和动载作用下管道埋深、直径、壁厚、回填土、施压位置及管道内外壁缺陷尺寸等对管道受力特性的影响。 第六部分,通过埋地管道浅埋防护的必要性研究,提出了施工过程中可行的浅埋防护措施,采用有限元分析方法研究了各方案对埋地管道风险性的影响,并通过实验对有限元结果进行了验证。 第七部分,探讨了影响天然气管道剩余寿命的主要因素,建立了腐蚀速率及交变载荷综合作用的管道剩余寿命预测模型,通过管道剩余寿命的预测分析,研究输配子系统的安全可靠性及风险状况,建立了基于剩余寿命和可靠性预测的城市天然气埋地管道风险分析模型,并应用到整个供应系统,建立基于可靠性分析的天然气供应系统风险评价体系。 最后,对本文的主要研究内容及成果进行了总结,并对本论文的进一步研究方向进行了简单的讨论。