论文部分内容阅读
摘要：随着城镇燃气应用的日益广泛和发展，由此引发的火灾、爆炸事故越来越多。对城镇燃气进行系统安全分析和风险评价，有助于预防事故的发生，减少事故的损失，以及实现城市减灾目标。
关键词：城市天然气;输配管网;风险评价;控制方法
Abstract: With the increasingly widespread application and urban gas development, the fire, the explosion accident more and more. The system safety analysis and risk assessment of town gas, help to prevent the occurrence of accidents, reduce accident loss, as well as the realization of city disaster reduction target.
Key words: city gas; pipeline; risk assessment; control method
中图分类号：TU996.6+2
引言
随着城市建设的发展，燃气管网的不断延伸，各种对管网设施及用气安全构成威胁的因素越来越多，对城市天然气管网输配风险评价的目的就在于对所面临的风险进行评价与预测，并通过风险矩阵法进行风险分析，划分各影响因素的风险等级，针对风险等级较高的评价对象，根据实际情况和专家咨询意见，对各影响因素给出相应的风险缓解措施，将风险程度控制在可接受的范围。
1.风险影响因素
城市天然气高压管网事故发生的原因可以归纳为第三方损坏、材料和施工缺陷、腐蚀、设计缺陷等。
1.1第三方损坏
第三方损害是指以外力挤压或人为破坏的形式使天然气管道受到损坏，严重时导致天然气泄漏、着火、爆炸等事故。外力挤压是指人的直接作用造成输配设施损坏，如建筑和道路施工中挖坏、铲坏、压坏天然气管道及其辅助设施等。人为破坏是指人为因素间接造成的输配设施破坏，如在埋地管道上方构筑建筑物或堆积重物，日积月累的各种人为地面活动，可能对管道造成损坏。近年来统计数据表明，天然气管网遭到第三方损害，是目前管道事故的主要原因。
1.2施工和材料缺陷
施工缺陷是由于未按设计图纸的技术要求施工造成的。表现为：设备安装质量低、管道焊接时焊缝有超过规定的缺陷、涂层质量不佳以及下沟回填时将涂层损伤，甚至造成管道本身损伤等；不按设计使用或错用材料；临时性的选配附件。
1.3腐蚀
腐蚀是导致天然气管道(主要是钢管)穿孔、破裂的重要破坏因素之一。目前城市天然气输配管网腐蚀主要来自于管道外腐蚀。外腐蚀与管道埋设土壤环境和管道外壁防腐绝缘保护层的工程施工质量密切相关。腐蚀性与土壤的含水率和导电率以及PH值有关。
1.4设计缺陷
运用规范、选定运行参数和选择材料不当；对施工质量的要求不明确、不正确；对当地的工程地质状况判断或处理失误；管网的安全设施和安全截断设置不合理，是设计阶段安全考虑不足的主要表现。但是，由设计原因造成城市天然气输配管网事故的发生是非常少的。
2.燃氣管道风险评价
风险评价是风险管理的基础。风险管理一般包括危险因素识别、风险评价、风险控制等几个部分。其中危险源的识别就是通过系统安全分析方法，从安全的角度对系统进行分析，从而揭示可能导致系统发生事故的因素及其相互的关联性。危险源的辨识是风险评价的前提，而风险评价又为风险控制提供依据。
危险因素一般分两类:①在实际生产中往往把产生能量的能量源或拥有能量的能量载体以及产生、储存危险物质的设备、容器或场所称为第一类危险因素。天然气、高压输配管道等属于第一类危险因素。②为保证第一类危险源的安全运转，必须采取措施约束，但约束限制措施可能失效而发生事故，把导致能量或危险物的约束或限制措施破坏或失效的各种不安全因素称为第二类危险因素。燃气管道受外力损害、管道腐蚀和设计缺陷等均属于第二类危险因素。第一类危险因素是事故发生的前提，决定事故后果的严重程度;第二类危险因素是第一类危险因素导致事故的必要条件，决定事故发生的可能性大小。两类危险因素的危险性随着技术水平、管理水平和人员素质的不同而不同。
危险通常是潜在的、隐含的。由于燃气输配管网复杂，既有地下又有地上，且范围大，危险源(主要是第二类危险源)辩识需要实地调研，并通过一定的方法才能找到。常用的方法有:根据国家和行业的有关规程和标准进行定期检查;根据以往事故案例寻找线索;利用专家的知识和运行管理人员的经验及直觉判断。
对城市燃气输配管网进行风险评价，就是建立一个科学的评价方法，通过该方法获得的输配管网综合评价风险系数，应能客观地描述特定的燃气输配管网的风险状况。风险评价方法很多，如概率风险评价、故障树分析、指数评价法等。本文主要介绍指数评价法及其指数体系的建立方法。
3.风险评价指数体系的建立方法
指数评价法是一种主观性分类记分技术，通过赋予各风险因素的相对权重，组成一个总的风险评分表，该风险评价法优点是直观，但该方法在应用的开始阶段，需要借助主观性和直观判断力。
指数评价法的核心是建立指数体系，而要建立指数体系，首先要确定系统的危险因素。根据影响城市燃气管网运行安全性的各种危险因素特点，可以分为四大类:第三方损害、管道腐蚀、设计缺陷和误操作。每一类都需要再进一步分为具体的危险因素。如第三方损害可以分为违章施工、违章占压、自然灾害等;管道腐蚀可以分为内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀等，外腐蚀还可以分为土壤腐蚀、泄漏电流腐蚀等;设计缺陷可以分为管壁抗压、抗弯所需设计厚度不够、管道埋设深度偏小、防腐蚀设计欠妥等;误操作可分为运行误操作和维护误操作等。
误操作指数因素可以分为运行误操作和维护误操作等二级指数因素，它们还可以进一步分级。对应四大类危险因素可以建立4个指数体系:第三方损害指数、腐蚀指数、设计指数和误操作指数。不过这四类指数体系既包含了不同的危险因素项，也考虑了相关的安全防范因素项。某项的得分值所反映的是该项因素相对于其他各项因素的相对重要程度，分值之和越大，则表示风险越低。
指数体系是一个多级体系各级体系的因素项应力求符合实际情况，从实际出发提炼因素项及其相对重要度(权数)，在风险评价工作中接受检验，不断完善，使风险评价结果能真实地反映风险状况，提供合理的信息，促进安全水平的不断提高。在建立指数体系中应当遵循科学性原则、可操作性原则、相对完备性原则、相对独立性原则以及针对性原则等。对于特定评价对象，应该灵活处理。
4.控制方法
基于风险评价结果，针对性地提出相应的控制方法进行有效的安全管理，是提高企业风险决策水平，降低燃气输配管网风险性的重要举措。根据上述对城市燃气输配系统故障发生原因的分析，分别提出如下控制方法：
4.1第三方损害的控制方法
为了降低第三方损害的影响，首先，管道的埋设深度必须针对地面交通等情况，严格按规范设计确定，以减缓地面对埋设管道的冲击作用。因为对于穿越或沿道路敷设的燃气管道，当汽车，尤其是重型车辆经过时，因自重而对地面存在挤压作用，如果埋设较浅或覆土松软，将减少地面对冲击力的衰减作用，而直接作用至管道，每辆车通过时都会形成冲击，通过后缓慢回位，如此在周期性或非周期性的冲击作用下，燃气管道会发生应力蠕变等，时间一长，因叠加效应而导致管道出现裂纹，甚至破裂。即使仅仅导致管道保护层损坏，也会加速管道的外腐蚀。管道埋深越深，受地面车辆的影响越小，但施工成本上升。因此，必须权衡，主要取决于地面活动情况，一般当管道覆上大于1.6m时，可以忽略地面车辆的影响。同时，严格禁止在埋地燃气管道地面上构筑建筑物或堆积重物。其次，为了防止道路或其他地下管线施工时对埋地燃气管道的损害，首先，必须在埋地管道上方设置警示标线，对地上、地下的燃气辅助设施设置安全防护装置以及警告标志。
4.2施工和材料缺陷的控制方法
为了减少施工缺陷，必须要求施工单位、施工人员应具有相应的资质和技术等级，并且要有完善的施工监督、验收管理体系，确保施工或验收时一旦发现施工缺陷，能够及时加以处理。
5.结束语
综上所述，风险评价方法，容易掌握，便于推广，由工程技术人员、管理人员及操作人员共同参与评分，可以得到能体现实际风险状况的综合评价意见。 初步建立了指数评价法中的指数体系，便于对燃气管道风险进行评价，是建立“跟踪监测一风险评价一计划性修复”的城市燃气输配系统综合管理体系的基础性工作。
参考文献：
1.赵永涛.油气长输管道工程风险评价发展及现状[J].风险评价, 2007, 7(2): 37-39.
2.何吉民,李艳红,李志鹏,等.埋地燃气管道的风险评估技术[J].煤气与热力, 2009, 25(11): 10-13.
3.姚安林.论我国管道风险评价技术的发展战略[J].天然气工业, 2009, 19(4): 66-99.
关键词：城市天然气;输配管网;风险评价;控制方法
Abstract: With the increasingly widespread application and urban gas development, the fire, the explosion accident more and more. The system safety analysis and risk assessment of town gas, help to prevent the occurrence of accidents, reduce accident loss, as well as the realization of city disaster reduction target.
Key words: city gas; pipeline; risk assessment; control method
中图分类号：TU996.6+2
引言
随着城市建设的发展，燃气管网的不断延伸，各种对管网设施及用气安全构成威胁的因素越来越多，对城市天然气管网输配风险评价的目的就在于对所面临的风险进行评价与预测，并通过风险矩阵法进行风险分析，划分各影响因素的风险等级，针对风险等级较高的评价对象，根据实际情况和专家咨询意见，对各影响因素给出相应的风险缓解措施，将风险程度控制在可接受的范围。
1.风险影响因素
城市天然气高压管网事故发生的原因可以归纳为第三方损坏、材料和施工缺陷、腐蚀、设计缺陷等。
1.1第三方损坏
第三方损害是指以外力挤压或人为破坏的形式使天然气管道受到损坏，严重时导致天然气泄漏、着火、爆炸等事故。外力挤压是指人的直接作用造成输配设施损坏，如建筑和道路施工中挖坏、铲坏、压坏天然气管道及其辅助设施等。人为破坏是指人为因素间接造成的输配设施破坏，如在埋地管道上方构筑建筑物或堆积重物，日积月累的各种人为地面活动，可能对管道造成损坏。近年来统计数据表明，天然气管网遭到第三方损害，是目前管道事故的主要原因。
1.2施工和材料缺陷
施工缺陷是由于未按设计图纸的技术要求施工造成的。表现为：设备安装质量低、管道焊接时焊缝有超过规定的缺陷、涂层质量不佳以及下沟回填时将涂层损伤，甚至造成管道本身损伤等；不按设计使用或错用材料；临时性的选配附件。
1.3腐蚀
腐蚀是导致天然气管道(主要是钢管)穿孔、破裂的重要破坏因素之一。目前城市天然气输配管网腐蚀主要来自于管道外腐蚀。外腐蚀与管道埋设土壤环境和管道外壁防腐绝缘保护层的工程施工质量密切相关。腐蚀性与土壤的含水率和导电率以及PH值有关。
1.4设计缺陷
运用规范、选定运行参数和选择材料不当；对施工质量的要求不明确、不正确；对当地的工程地质状况判断或处理失误；管网的安全设施和安全截断设置不合理，是设计阶段安全考虑不足的主要表现。但是，由设计原因造成城市天然气输配管网事故的发生是非常少的。
2.燃氣管道风险评价
风险评价是风险管理的基础。风险管理一般包括危险因素识别、风险评价、风险控制等几个部分。其中危险源的识别就是通过系统安全分析方法，从安全的角度对系统进行分析，从而揭示可能导致系统发生事故的因素及其相互的关联性。危险源的辨识是风险评价的前提，而风险评价又为风险控制提供依据。
危险因素一般分两类:①在实际生产中往往把产生能量的能量源或拥有能量的能量载体以及产生、储存危险物质的设备、容器或场所称为第一类危险因素。天然气、高压输配管道等属于第一类危险因素。②为保证第一类危险源的安全运转，必须采取措施约束，但约束限制措施可能失效而发生事故，把导致能量或危险物的约束或限制措施破坏或失效的各种不安全因素称为第二类危险因素。燃气管道受外力损害、管道腐蚀和设计缺陷等均属于第二类危险因素。第一类危险因素是事故发生的前提，决定事故后果的严重程度;第二类危险因素是第一类危险因素导致事故的必要条件，决定事故发生的可能性大小。两类危险因素的危险性随着技术水平、管理水平和人员素质的不同而不同。
危险通常是潜在的、隐含的。由于燃气输配管网复杂，既有地下又有地上，且范围大，危险源(主要是第二类危险源)辩识需要实地调研，并通过一定的方法才能找到。常用的方法有:根据国家和行业的有关规程和标准进行定期检查;根据以往事故案例寻找线索;利用专家的知识和运行管理人员的经验及直觉判断。
对城市燃气输配管网进行风险评价，就是建立一个科学的评价方法，通过该方法获得的输配管网综合评价风险系数，应能客观地描述特定的燃气输配管网的风险状况。风险评价方法很多，如概率风险评价、故障树分析、指数评价法等。本文主要介绍指数评价法及其指数体系的建立方法。
3.风险评价指数体系的建立方法
指数评价法是一种主观性分类记分技术，通过赋予各风险因素的相对权重，组成一个总的风险评分表，该风险评价法优点是直观，但该方法在应用的开始阶段，需要借助主观性和直观判断力。
指数评价法的核心是建立指数体系，而要建立指数体系，首先要确定系统的危险因素。根据影响城市燃气管网运行安全性的各种危险因素特点，可以分为四大类:第三方损害、管道腐蚀、设计缺陷和误操作。每一类都需要再进一步分为具体的危险因素。如第三方损害可以分为违章施工、违章占压、自然灾害等;管道腐蚀可以分为内腐蚀、外腐蚀和应力腐蚀等，外腐蚀还可以分为土壤腐蚀、泄漏电流腐蚀等;设计缺陷可以分为管壁抗压、抗弯所需设计厚度不够、管道埋设深度偏小、防腐蚀设计欠妥等;误操作可分为运行误操作和维护误操作等。
误操作指数因素可以分为运行误操作和维护误操作等二级指数因素，它们还可以进一步分级。对应四大类危险因素可以建立4个指数体系:第三方损害指数、腐蚀指数、设计指数和误操作指数。不过这四类指数体系既包含了不同的危险因素项，也考虑了相关的安全防范因素项。某项的得分值所反映的是该项因素相对于其他各项因素的相对重要程度，分值之和越大，则表示风险越低。
指数体系是一个多级体系各级体系的因素项应力求符合实际情况，从实际出发提炼因素项及其相对重要度(权数)，在风险评价工作中接受检验，不断完善，使风险评价结果能真实地反映风险状况，提供合理的信息，促进安全水平的不断提高。在建立指数体系中应当遵循科学性原则、可操作性原则、相对完备性原则、相对独立性原则以及针对性原则等。对于特定评价对象，应该灵活处理。
4.控制方法
基于风险评价结果，针对性地提出相应的控制方法进行有效的安全管理，是提高企业风险决策水平，降低燃气输配管网风险性的重要举措。根据上述对城市燃气输配系统故障发生原因的分析，分别提出如下控制方法：
4.1第三方损害的控制方法
为了降低第三方损害的影响，首先，管道的埋设深度必须针对地面交通等情况，严格按规范设计确定，以减缓地面对埋设管道的冲击作用。因为对于穿越或沿道路敷设的燃气管道，当汽车，尤其是重型车辆经过时，因自重而对地面存在挤压作用，如果埋设较浅或覆土松软，将减少地面对冲击力的衰减作用，而直接作用至管道，每辆车通过时都会形成冲击，通过后缓慢回位，如此在周期性或非周期性的冲击作用下，燃气管道会发生应力蠕变等，时间一长，因叠加效应而导致管道出现裂纹，甚至破裂。即使仅仅导致管道保护层损坏，也会加速管道的外腐蚀。管道埋深越深，受地面车辆的影响越小，但施工成本上升。因此，必须权衡，主要取决于地面活动情况，一般当管道覆上大于1.6m时，可以忽略地面车辆的影响。同时，严格禁止在埋地燃气管道地面上构筑建筑物或堆积重物。其次，为了防止道路或其他地下管线施工时对埋地燃气管道的损害，首先，必须在埋地管道上方设置警示标线，对地上、地下的燃气辅助设施设置安全防护装置以及警告标志。
4.2施工和材料缺陷的控制方法
为了减少施工缺陷，必须要求施工单位、施工人员应具有相应的资质和技术等级，并且要有完善的施工监督、验收管理体系，确保施工或验收时一旦发现施工缺陷，能够及时加以处理。
5.结束语
综上所述，风险评价方法，容易掌握，便于推广，由工程技术人员、管理人员及操作人员共同参与评分，可以得到能体现实际风险状况的综合评价意见。 初步建立了指数评价法中的指数体系，便于对燃气管道风险进行评价，是建立“跟踪监测一风险评价一计划性修复”的城市燃气输配系统综合管理体系的基础性工作。
参考文献：
1.赵永涛.油气长输管道工程风险评价发展及现状[J].风险评价, 2007, 7(2): 37-39.
2.何吉民,李艳红,李志鹏,等.埋地燃气管道的风险评估技术[J].煤气与热力, 2009, 25(11): 10-13.
3.姚安林.论我国管道风险评价技术的发展战略[J].天然气工业, 2009, 19(4): 66-99.