城市燃气管道风险评价技术现状分析与思考

作者：蔡良君姚安林　　评论：　更新日期：2012年09月10日

随着建设事业的高速发展，人们的环保意识越来越强，可以预见，在不久的将来。城镇对作为清洁能源燃料—天然气的需求必将迅猛增长，燃气输送管道必将快速兴建。我国现有燃气管道大多是上世纪70、80年代所建，它们大多面临腐蚀、破裂等问题，因而必须对管道进行维修、更换，但如果对所有将到期或超期的管道都更换，没有必要也不经济，而管道风险评价技术可以对这些作出评测，给出维修、更换、预防事故的合理建议，减少事故发生的几率，维护人们生命财产安全。同时管道风险评价既可用于已建管道，也可用于在建和拟建管道，为管道事业的发展做出应有贡献。本文介绍了我国城市燃气管道常用风险评价方法，并详细阐述了自己的独特构想，与同仁共同探讨。

1 燃气管道风险评价国内研究技术进展及局限

风险评价是对事故发生可能与后果严重程度的综合度量，事先给出分析对象的风险预报。量化管道各管段的事故可能和后果严重度，评定其风险等级。进而实现分级管理和风险维修。国内从事管道风险评价的研究始于20世纪90年代中期，研究人员依托W.K.Muhlbauer的《管道风险管理手册》，提出了一系列切实可行的用于油气长输管线的评价方案，促使油气长输管道的风险评估技术发展迅速。虽然我国学者已在长输管道方面进行了大量研究并取得了众多成果，但因我们自身条件限制，管道风险评价研究的许多领域尚未涉及，而对城市燃气管网(线)的研究则更显不足，“十五”科技计划将城市燃气管道的风险评估作为重点研究内容。而“十一五”国家科技支撑计划已将“城市市政管线的安全可靠性”作为重点项目专题。其中包含了燃气管线这一重要课题，由此可见管理层对燃气管道安全运营的重视，也表明了进行城市燃气管道风险评价的紧迫性和重要性。

城市燃气管网不同于油气长输管线，其附属设备众多。燃气管道风险影响因素(管网规划、管道设计、第三方破坏等)也较长输管线多许多，而且城市环境各不相同，燃气管道特性也有所不同，加之70、80年代我国城市燃气管道建设初期并没有保留相应的数据资料，导致进行风险评价研究的资料大量缺失，投入使用后的管道运行工况完全依靠人工记录，这些客观因素增加了建立城市燃气管道风险评价方法和模型的难度，削弱了管道风险评价的效用性和准确性、科学性。目前在城市燃气管道风险评价方面尚未形成系统、完整的风险评估技术，常用的评价方法对管道运行的各种缺陷无法做实际意义上的定量的描述，评分的人为主观性较大，评价结果与实际状况有许多差异。实际应用受到一定局限。鉴于我国目前的燃气管道管理和运行体制，对事故可能影响因素和控制措施以及事故后果严重度的评价更应考虑我国的价值取向，对社会、政治、经济等多方面因素进行综合分析后才能最终评定。因此，应该将管道的可靠性分析、检测评价和风险分析等技术有机结合，形成一整套完整性评价技术与方法，为管道的运行管理、检测、维修和更换提供全面、可行的依据和措施，提高现役管道运行的安全性和经济性，形成我国特有的管理、操作、运行、维护的措施和技术规范。

2 风险评价技术方法

风险评价根据潜在危险发生的概率确定风险的可接受程度，决定是否采取措施，以减少和降低潜在危险所带来的预期经济损失和人身安全。风险评价主要解决风险来源辨识、失效概率和失效后果评价等方面的问题。风险评价方法按评判的准确性来分有定性、定量和介于前两者的半定量评价。前者对待评价对象做出定性评判说明；定量评价技术则利用统计概率论、可靠性技术等对风险做定量评价决策；半定量评价则介于两者之间利用数值体现指标重要性，兼顾二者优势，并能十分精确的进行评判。

2.1 定性风险分析

定性分析是找出系统存在何种危险及诱因，这些因素在何种条件导致管道失效以及对系统的影响程度，制定出预防措施。该方法基于决策科学和统计理论，对存在的风险进行感性评价，根据专家观点提供低、中、中高和高风险的相对等级评价结果，具有简便、直观、快速的特点，但不能量化事故发生的频率和损失后果。常用故障树分析法(或称FTA)和故障类型及影响分析(或称FMEA)。

FTA运用逻辑演绎法分析产生事故的原因和结果及事件间的某种特定组合关系，找到规避事故的措施。从某一特定事故出发，运用逻辑推理识别出潜在影响因素，求出事故发生的概率，提出风险控制方案。

FMEA建立在工程鉴定和预先准备好的工程数据的基础上，是一种能对元件或系统进行风险评估的方法。从失效可能和失效后果两方面以失效概率的形式对管线进行风险评价，为设备提供设计改进意见和为新项目提供指导，并处理有效信息，无需特别的软件支持，且能用成熟的风险模型为工程技术人员提供确定性指导。