长输天然气与城市燃气管道风险评价指标体系比较分析 (1)

2 01 2 钲 第 1 期 管 技 木 Pi pe l i n e Te c h n i q u e 彳 曼 台 Eq ui p me n t 2 01 2 No 1 长输天然气与城市燃气管道风 险 评价指标体 系比较分析 赵欧 ， 张鹏 ( 西南石油大学石油工程学院， 四川成都6 1 0 5 0 0 ) 摘要 ： 长输天然气管道和城市燃气管道都是输 气管道 系统的重要组成部分， 但是 由于它们所处的 位置和经过的区域大不相同， 因此二者的风险有很大的不同。文中以 管道风险管理手册 为基础， 结 合半定量风险评价法中的管道指数法， 通过 比较长输天然气与城市燃气管道风险评价的指标体 系， 分 析 了它们之间的区别 ， 对城市燃气管道的风险评价有一定的指导意义， 为其风险评价提供 了依据。 关键词 ： 长输天然气管道； 城 市燃气管道； 指标体 系 中图分类号 ： T E 8 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 4 9 6 1 4 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 1 2 0 3 Co m p a r a t i v e An a l y s i s o f t h e I n d e x Sy s t e m f o r a n As s e s s m e n t o f Lo ng - d i s t a n c e Na t ur a l Ga s a n d Ci t y Ga s Pi pe l i ne Ri s k ZHAO Ou， ZHANG Pe n g ( S c h o o l s o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g ， S o u t h w e s t P e t r o l e u m Un i v e r s i t y ， C h e n g d u 6 1 0 5 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Al t h o u g h b o t h l o n g - -d i s t a n c e n a t u r a l g a s p i p e l i n e a n d c i t y g a s p i p e l i n e a r e i mp o rtan t p a r t s o f a g as p i p e l i n e s y s - t e rn ， i n v i e w o f t h e i r l o c a t i o n s a n d t h e d i f f e r e n t a r e a s t h e y g o t h r o u g h， t h e y h a v e v e r y d i f f e r e n t k i n d s o f r i s k s I n t h i s p a p e r ， b a s e d o n r i s k ma n a g e me n t ma n u a l ， c o mb i n e d wi t h t h e p i p e l i n e i n d e x l a w o f t h e s e mi q u a n t i t a t i v e r i s k a s s e s s me n t ， t h i s p a p e r c o mp a r e t h e i n d e x s y s t e m f o r l o n g d i s t a n c e n a t u r al g a s p i p e l i n e s w i t h t h e c i t y g as p i p e l i n e s a n d a n aly z e t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e m I t i s o f s o me s i g n i fi c a n c e f o r t h e c i t y g a s p i p e l i n e r i s k a s s e s s me n t s a n d p r o v i d e s a b a s i s f o r c i t y g a s p i p e l i n e r i s k a s s e s s me n t s Ke y wo r d s ： l o n g d i s t a n c e n a t u r al g a s p i p e l i n e ； c i t y g a s p i p e l i n e ； i n d e x s y s t e m 0 引言 长输 天然气 从气 田开采 出来 ， 经降压 、 脱水 、 脱 硫 、 轻烃 回收之后 ， 输送到城市配气站 和门站 ， 经城市 燃气管道输送给用户 。同为输气 管道 的风险评价 ， 长 输天然气和城市燃气管道的风险评价有相 同之处 ， 但 是也有很大的不同。 文中主要以 W k e n t Mu h l b a u e r 的 管道风险管理 手册 为基础， 结合半定量风险评价方法中的 K E N T 评分法， 通过研究长输天然气与城市燃气管道风险评 价指标体系中的区别 ， 建立适合城市燃气管道 的风险 评价指标体系， 保证了城市燃气管道风险评价的顺利 进行 。 1 管道风险评价体 系的基本模型 管道指数法是将管道划分成段 ， 对每个管段的评 价方法是依据评分标准对各管段引起失效的主要因 收稿 日期 ： 2 0 1 01 12 0 收修改稿 日期 ： 2 0 1 1 0 81 6 素逐项评分 ， 评分值与其权重系数相乘得指数值 ， 指 数值之和即相应管段 的失效 总分 。每一管段都对应 一 个泄漏影响系数 ， 失效总分与泄漏影响系数相除得 到相对风险数 ， 用以表示该 管段 的风险程度 。相对 风 险数越大， 管段 的风险越小， 管道越安全； 反之亦 然 。 T 长 ll效 分T l +C l + D l +o I 一泄漏影响系数 一 P ， 式 中： 为管段的相对风险数 ； T I 第三方破坏指数 ； C I 为腐蚀指数 ； D I 为设计 因素指数 ； 0 1 为误操作 因素指 数； P ， 为泄漏影响系数。 下面 ， 将从失效总分所包含 的几个 方面及泄漏影 响系数着手 ， 比较长输天然气和城市燃气管道风险评 价的指标体系 ， 研究 区别 于长输天然气管道而适合于 城市燃气管道的风险评价指标体系 。 2 分段原则比较分析 管线 的风 险评价 与其他装置 的风险评价不 同之 第 1期 赵欧等 ： 长输天然气与城市燃气管道风险评价指标体 系比较分析 1 3 处在于 ， 整条管线并非都有相 同的危害性倾 向。由于 管线所经地 区人文 、 地理及 管段状态可能均有不 同， 整条管线上不同部分的风险程度也是各异的。 因此， 必须根据一定的原则和标准来划分管段。 一 般地 ， 可 以按照 以下原则进 行管道 的分段 J ： 人 口 密度或建筑物情况 ； 土壤条件 ， 土壤条件可 以根据土 壤的类型来划分， 如沙土、 腐殖土、 沼泽等； 防腐层状 况 ； 管道使用年龄 。 长输天然气和城市燃气管道都可以按照以上的 原则进行分段 ， 但是城市燃气有 区别于长输 天然气管 道的分段原则 ， 即分区域分段 。 根据城市燃气 管道 ( 网) 所具有 的特点 ( 管 网复 杂 ， 多 为支状 和环状管 网 ， 而且密集 程度很 大 ， 压力 低 、 管径小 、 分布广) ， 可以进行分 区域分段 ， 即某一 区 域管网的特性参数基本一样 ， 可 以作为一个独立 的区 域进行分段。另外 ， 城市燃气管道的用气类 型分为工 业企业用气 、 居民生活用气和公共建筑用气。工业企 业一般 是用气的大户 ， 主要是生产某种产 品， 可 以根 据其位置、 用气量进行单独的分段。公共建筑用气 ( 如一般的医院、 学校 、 餐厅等 ) 也可以作为某一 区域 性单独分段。居民生活用气 ( 如某一小 区、 社 区) 用气 量和负荷都基本一致 ， 可以片区性分段 。 分区域分段是 城市燃气管道所 独 自具有 的分段 原则 ， 是区别于输气干线上常常以距离为指标进行分 段的显著特点。 3 管道风险评价指标体系比较分析 3 1 第三方破坏指标_ 5 3 1 1 管线最小埋深 一 般而言 ， 长输天 然气 管道 的最小埋 深都 超过 1 m， 考虑到输 气 干线所 经 过 山区 ， 常 有地 质灾 害 、 野 生物活动等 ， 埋深一般 以 1 m为 界。而城市燃 气 管道的最大埋深一般是 1 m， 多数情况下都在 1 m 以 下 。 3 1 2 同沟敷 设 线路 长输天然气管道一般为输气干线 ， 即一条独立 的 高压大管径管道， 很少存在与其他管线的交叉或者同 沟敷设情况。但是对于城市燃气管道而言， 同时存在 有水管、 光缆、 电缆等， 管线交叉以及同沟敷设的现象 很严重 ， 这些管线必然对城市燃气管线带来一定 的影 响， 如腐蚀等。这是城市燃气管道所具有的显著特 点 。 3 1 3地面活动频繁程度 长输天然气管道地 面活动频繁程度一项 中存在 地质勘探活动和野生物活动这两项 ， 主要也是 由于长 输干线管道所经过 的地 区特征决定 的。城市燃气管 道一般不存在这两项影响因素 。因此 ， 可以不考虑地 质勘探活动和野生物活动对管道的影响。 3 1 4巡线频 率 干线输气管道一般是 每月巡线 2次 ， 并且是沿管 线逐步巡线， 但是城市燃气管道由于分支很多， 密集 程度很 大 ， 巡线人员并不是按管道走 向逐 步巡查 ， 巡 线的频率也没有长输干线大 ， 所 以适当降低 了这一项 的分值， 即在巡线频率方面， 干线相对于城市燃气管 道要高。 3 2腐蚀指标 由于城市燃 气管道一般情况 下是经过净化 后给 城市供气， 其气质条件一般较好， 所以内腐蚀指标要 下调 。 3 2 1 H2 S含量 一 般情况下 ， 从气 田开采出来 的天然气经干线输 送到天然气净化厂脱硫之后 ， 再输往城市配气站和门 站。所以长输 天然气 管道 中 H S含量要 比城市燃 气 中的含量多， 因此长输干线中 H s 含量这一项的分值 要 比城市燃气高。 3 2 2 灰尘、 萘 、 焦油等含量 长输天然气管道 中一般只考虑 C O 、 H： S和 H 。 0 对管道腐蚀的影响， 城市燃气管道还要考虑灰尘、 焦 油和萘对管道腐蚀的影响。焦油和灰尘， 其主要危害 是堵塞管道和用气设备， 天然气中的灰尘是氧化铁尘 粒 ， 是 由管道腐蚀 而产生的 ， 输送天然气过程 中由于 灰尘所引起 的故障， 多发生在远离气源的用户端。 干馏煤气中萘的含量很高 ， 当燃气 中的含萘量 大 于燃气温度相应 的饱和萘含量时 ， 过饱和部分 的气态 萘以结晶状态析出， 积于管内使管道流通面积减小， 甚至堵死， 造成供气中断。因此， 在城市燃气管道风 险评价时， 增加了这一项对管道腐蚀的影响。 3 2 3 钢材等级 由于长输 天然 气管 道输送 距 离很 长 ， 并 且 压力 高 ， 所以制管质量和等级要 比城市燃气管道高。一般 的， 长输管道的管材等级有以下的分类： X 7 0及以上等 级； X 4 2以上， X 7 0以下； 低等级钢材和不合格钢材。 而城市燃气管道距离短 、 压力低 ， 采用 的管材没有很 1 4 P i p e l i n e T e c h n i q u e a n d Eq u i p me n t J a n 2 0 1 2 高的质量要求。城市燃气管道的等级有以下的分类： Q 3 4 5及以上等级 ； Q 2 9 5及以上 ； 2 O # 钢材 ； 1 0 # 钢材 。 3 2 4 壁厚 壁厚用来说明在任何危险故障之前管道对危害 的抵御能力。腐蚀与时间有关， 管道处于腐蚀环境的 时间越长， 腐蚀危害越严重。 长输天然气管道一般都是大口径高压管道， 壁厚 也比城市燃气管道大得多。一般的， 存在以下的等级 标准 ： 1 9 1 m m， 1 5 7 m m484 5 0 mm， 即长输 天然气管道 的管径一般 比较 大。但 是对于城市燃气 管道的管径划分等级却不同： D4 5 0 m m； 5 0 m m D4 1 6 0 mm ： 1 6 0 mm D4 2 5 0 mm 3 4 2泄 漏检 测 方 法 对于长输天然气 管道 ， 检漏 方法很多 ， 如巡线检 测 、 基于 S C A D A的计算方法 、 流动平衡 、 直接埋地检 测系统、 加臭 、 声学检测 ， 压 力分析 、 基于清管器 的监 测等。但是对 于城市燃气 管道 ， 很少 有 S C A D A监测 系统 ， 一般只考虑以下的检漏方法 ： 巡线检测 、 直接埋 地检测系统 、 加臭。 4 结束语 文中主要以 管道风险管理手册 为基础， 采用半 定量风险评价中的管道指数法 ， 对长输天然气和城市 燃气管道风 险评 价分段 原则和指标体系进行 了比较 分析 ， 分别从第三方破坏 、 腐蚀 、 设计和泄漏影响系数 指标人手 ， 找出了指标体 系中的不 同之处 ， 指导 了城 市燃气管道 的风险评价。 通过 比较研究可以看出 ， 虽然同为输气管道的风 险评 价体 系， 但 是 由于管道所处 的位置不 同、 用户不 同等， 在进行风险评价时所采用的指标体系和对应的 分值都要调整 。建立适用于城市燃气管道 的风险评 价体系 ， 指导城市燃气管道 风险评价 的顺利进行 ， 为 城市燃气管道 的安全运行提供 了保障。 参考文献 ： 1 MU H L B A U E R W K P i p e l i n e R i s k Ma n a g e me n t Ma n u a 1 S e c o n d E d i t i o n Ho u s t o n，T e x a s ：Gu l f P u b l i s h i n g C o mp a n y ， 1 9 9 6 2 陈学峰 ， 于倩秀 油气长输管道安全评价方法肯特法 简介 安全、 健康和环境， 2 0 0 6 ， 6 ( 3 ) ： 2 72 9 3 汪定怡 ， 吕学珍 城市燃气输配管道风险评价指数体系的 建立 城市公用事业， 2 0 0 5 ， 1 9 ( 6 ) ： 3 6 3 9 4 张鹏 ，