天然氣管道運行風(fēng)險評價方法及其應(yīng)用研究

茍云睿

（哈爾濱輸油氣分公司，黑龍江黑河 164300）

人們?nèi)粘Ｉ铍x不開天然氣。天然氣作為一種能源，直接關(guān)系人民群眾生活質(zhì)量。清潔、燃燒效率高、無污染是天然氣該能源的顯著優(yōu)勢，已經(jīng)成為城市化發(fā)展的理想能源。伴隨我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，天然氣管網(wǎng)建設(shè)也越來越完善，這對提高我國城市化建設(shè)現(xiàn)代化發(fā)展水平具有重要意義。但是天然氣具備的燃爆性也為人民群眾帶來了不少的問題，導(dǎo)致天然氣在使用過程中安全事故頻頻發(fā)生，極大威脅群眾生命和財產(chǎn)安全。尤其是建設(shè)年代較為久遠(yuǎn)的天然氣管道，受各種因素的影響管道腐蝕程度加劇，運行期間一旦出現(xiàn)泄漏直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會損失。因此全面落實對天然氣管道運行風(fēng)險的研究格外重要，以下就是本文對天然氣管道運行風(fēng)險評價方法的有關(guān)研究。

1.天然氣管道分類

1.1 集氣管道

集氣管道是天然氣管道類型之一。集氣管道可以將集氣站與氣田井口連接在一起，天然氣運輸最基礎(chǔ)的管道就是集氣管道。集氣管道可以起到統(tǒng)一收集并整理開采天然氣的作用。氣田井沒有經(jīng)過特殊處理后里面的壓力較高，因此為了順利開采天然氣要求集氣管道可以承受較高的壓力，并且確保管道半徑在25mm～75mm。

1.2 輸氣管道

天然氣管道的主體結(jié)構(gòu)就是輸氣管道，輸氣管道負(fù)責(zé)天然氣全過程的輸氣工作。處理后的氣體通過輸氣管道可以運輸?shù)綄?yīng)的配氣中心或者儲氣倉庫。因此大多數(shù)輸氣管道的口徑較大，目前輸氣管道的最大口徑可以達(dá)到1422mm，并且可以承受較高的壓力。

1.3 配氣管道

天然氣管道中的配氣管道布局相對密集，且具有分支較多的特點。配氣管道的口徑一般較小，因此承受壓力的能力也相對較低。調(diào)壓中心的天然氣可以通過配氣管道輸送到各個直線用戶端，確保了天然氣管道的安全運輸。

2.天然氣管道運行風(fēng)險評價的重要性

天然氣具有易燃易爆的特點。天然氣的開采到使用期間需要經(jīng)歷較長的過程，期間管道運輸起到了非常重要的作用。但是管道輸送過程中會遇到一些問題，外界因素的影響增加了天然氣輸送環(huán)節(jié)的安全隱患。天然氣管道一般在地下深埋，在氣量輸送較大的情況下會影響天然氣管道，比如高壓、土壤等會對天然氣造成一定的損壞，促使天然氣管道出現(xiàn)泄露、爆炸、火災(zāi)等安全事故，對周圍群眾生命安全帶來了較大威脅，直接降低了天然氣管道輸送的穩(wěn)定性和安全性，同時也降低了天然氣能源損耗率。針對上述存在的問題就需要嚴(yán)格落實對天然氣管道運行風(fēng)險的評價。

3.天然氣管道運行風(fēng)險評價的內(nèi)容分析

3.1 識別天然氣管道運行物質(zhì)風(fēng)險

天然氣管道運行風(fēng)險評價中的物質(zhì)風(fēng)險主要包括乙烷、甲烷、乙烯等，上述物質(zhì)具有較強的燃爆特性。因此風(fēng)險評價人員要密切關(guān)注天然氣中的硫化氫含量，避免天然氣中含硫量較高引發(fā)天然氣管道安全事故。因此明確天然氣中硫化氫的含量是天然氣管道運行風(fēng)險評價非常重要的內(nèi)容[1-2]。

3.2 識別天然氣管道運行生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險

天然氣管道運行中用到的生產(chǎn)設(shè)施主要包括以下內(nèi)容，分別是輸氣管道、閥室和站場。其中天然氣管道運行中的密閉高壓系統(tǒng)主要由管道、過濾分離器和閥門構(gòu)成。任何生產(chǎn)設(shè)施出現(xiàn)故障都會導(dǎo)致天然氣管道安全事故。因此準(zhǔn)確識別天然氣管道運行生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險尤為重要。

4.影響天然氣管道安全輸送的風(fēng)險因素

4.1 管道設(shè)計不合理

影響天然氣管道安全輸送非常重要的因素就是管道設(shè)計問題。天然氣輸氣管道一般是由單個管子順次組裝形成。集氣管道主要由鋼材質(zhì)管道焊接而成。天然氣管道需要高度密閉，各個管道彼此連接形成密閉的輸送系統(tǒng)。管道設(shè)計是否合理直接影響天然氣輸送安全性。尤其是在地質(zhì)條件較為惡劣的情況下開采天然氣更需要設(shè)計人員不斷優(yōu)化管道設(shè)計方案，提高管道防護(hù)等級，避免管道設(shè)計不合理引發(fā)相應(yīng)的安全事故。天然氣管道輸送過程中會經(jīng)過多個氣體壓縮站，氣體壓縮站的運行狀態(tài)直接影響天然氣的輸送質(zhì)量。因此設(shè)計人員對天然氣管道進(jìn)行設(shè)計時需要配置齊全的設(shè)備，如輸氣管理設(shè)備、自動控制儀器等，避免儀器設(shè)置不滿足要求降低天然氣管道輸送中溫控效果和壓力控制效果。

4.2 制度建設(shè)不完善

制度建設(shè)不完善是影響天然氣管道安全輸送的重要原因。天然氣管道的安全運行需要以健全的制度為基礎(chǔ)。據(jù)調(diào)查目前我國針對天然氣管道運輸?shù)墓芾碇贫戎饕獋?cè)重于管道施工材料，沒有針對天然氣管道輸送全過程制定完善的規(guī)章制度，制度建設(shè)的不完善會引起多種問題，如管道腐蝕、管道檢修不及時、天然氣泄露、火災(zāi)爆炸等安全事故。輸送天然氣的管道一旦出現(xiàn)破損會釋放出巨大的能量，導(dǎo)致管道大面積撕裂。這種釋放出來的巨大能力嚴(yán)重威脅群眾生命和財產(chǎn)安全。

代入數(shù)值計算后可得，齒寬b=226.43 mm，模數(shù)mnt=9.15 mm，齒高h(yuǎn)=20.59 mm。

4.3 施工質(zhì)量不滿足要求

項目建設(shè)是否合理需要以施工質(zhì)量作為重要的參考指標(biāo)。天然氣管道施工需要注意的問題較多，比如管道的防腐處理、管道焊接質(zhì)量、管道溝回填工藝等。其中天然氣管道的焊接直接關(guān)系整個項目的施工質(zhì)量，但是據(jù)調(diào)查整個工程要想達(dá)到百分百的焊接合格率難度較大，天然氣管道或多或少都會存在焊接問題，因此這就決定了天然氣管道是有使用壽命的，一旦超過管道使用年限維護(hù)不及時將會引發(fā)泄露甚至爆炸等危險事故。

5.天然氣管道運行風(fēng)險評價方法

5.1 定性評價方法

5.1.1 安全表檢查法

安全表檢查法需要嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)落實對天然氣管道運行風(fēng)險的全面性評價。安全表檢查法將安全系統(tǒng)工程思想貫穿其中，詳細(xì)檢查了設(shè)備、工藝以及管理組織等方面存在的安全問題。安全表檢查法可以及時發(fā)現(xiàn)潛在危險因素，因此在天然氣管道運行風(fēng)險評價中得到了廣泛應(yīng)用。此種風(fēng)險評價方法可以對“質(zhì)”進(jìn)行判別，不需要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，因此企業(yè)掌握起來更為容易。

5.1.2 預(yù)先危險性分析法

項目開展之前或者新工藝使用后可以采取預(yù)見危險性分析法。此種方法可以定性分析系統(tǒng)中可能存在的危險因素，并判定危險程度，可準(zhǔn)確鎖定系統(tǒng)中的危險源、危險因素并分析事故后果，以此制定有效的解決對策。預(yù)先危險性分析法主要具備以下特點：（1）該方法可將系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的針對性風(fēng)險評價。（2）該方法可以借助失效數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)分析比較相似事故，明確潛在因素是否存在判斷對象中。（3）該方法可實現(xiàn)風(fēng)險因素和風(fēng)險事故誘因之間的轉(zhuǎn)換，以此制定有效的措施檢驗整個系統(tǒng)。（4）該方法可排列風(fēng)險等級，確定危險次序，明確危險因素先后次序。

5.1.3 危險及可操作性分析法

危險及可操作性分析法所采用的評價指標(biāo)是工藝生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)，能分析預(yù)測各個工藝參數(shù)變化情況，以此制定解決對策。天然氣管道運行風(fēng)險評價中危險及可操作性分析法被廣泛應(yīng)用。此種方法要求工作人員熟悉設(shè)備運行期間可能存在的危險因素，并結(jié)合相應(yīng)的危險因素制定有效的解決措施。危險及可靠性分析法主要具備以下特點：（1）該方法可全面分析系統(tǒng)中主要狀態(tài)系數(shù)變化情況，明確潛在風(fēng)險因素制定解決方案。（2）該方法工作人員便于掌握，工作人員可以借助關(guān)鍵詞分析法將風(fēng)險原因在最短時間內(nèi)找出，實現(xiàn)了對天然氣管道運行風(fēng)險評價的針對性研究。（3）該方法在前期規(guī)劃設(shè)計中較為常見，可全面評價設(shè)備裝置，能識別新產(chǎn)品研發(fā)過程中各項風(fēng)險因素。

5.1.4 魚刺圖分析法

5.2 定量評價方法

5.2.1 事故樹分析法

事故樹分析法最為經(jīng)典，在復(fù)雜風(fēng)險評價中該方法較為常見。事故樹分析法的切入點是事故發(fā)生的原因，能準(zhǔn)確鎖定導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。該方法可以根據(jù)時間發(fā)生順序構(gòu)建方向性的邏輯圖，依靠邏輯圖可以逐層分析風(fēng)險事故的原因，根據(jù)分析結(jié)果制定有效的解決措施，避免事故進(jìn)一步惡化開來。事故樹分析法主要具備以下特點：（1）具有較強的靈活性，可以分析系統(tǒng)中的失效因素和特殊因素。（2）該方法要求操作人員深入性分析整個系統(tǒng)，全面了解導(dǎo)致系統(tǒng)失效的各個因素，理清各因素之間的內(nèi)在關(guān)系，避免事故惡化。（3）該方法屬于邏輯性推理方法，構(gòu)建出來的故障樹結(jié)構(gòu)更為清晰，便于工作人員準(zhǔn)確鎖定潛在危險因素和事故之間存在的邏輯關(guān)系，找到其中的薄弱環(huán)節(jié)。

5.2.2 概率危險性評價法

事故發(fā)生后造成的傷亡概率和財產(chǎn)損失可以采用概率危險性評價法。此種方法可以依靠計算運行系統(tǒng)中事故概率明確安全目標(biāo)，將安全目標(biāo)與事故概率進(jìn)行比較，明確系統(tǒng)自身風(fēng)險程度。概率危險性評價法可以識別并分析系統(tǒng)事故中的不安全因素，預(yù)測系統(tǒng)中存在的風(fēng)險概率和事故后果影響程度，將得出來的分析結(jié)果與事前設(shè)定好的風(fēng)險值進(jìn)行比較，判斷系統(tǒng)運行是否安全。

6.切實做好天然氣管道運行風(fēng)險評價研究的措施分析

6.1 提高工作人員在思想上的重視度

針對目前部分人員缺少對天然氣管道運行風(fēng)險評價正確認(rèn)識的問題，需要進(jìn)一步提高工作人員在思想上的重視程度。企業(yè)需要向工作人員普及天然氣管道運行風(fēng)險評價的重要性，促使更多的工作人員意識到加強對天然氣管道運行風(fēng)險的評價是利國利民的大事。工作人員需要全面解讀天然氣管道運行風(fēng)險評價相關(guān)法律法規(guī)，切實掌握該方面的專業(yè)知識，努力學(xué)習(xí)新的技術(shù)和理念進(jìn)一步提高天然氣管道運行風(fēng)險評價能力。

6.2 健全天然氣管道數(shù)據(jù)庫

健全天然氣管道數(shù)據(jù)庫是切實做好天然氣管道運行風(fēng)險評價的有效措施。天然氣管道公司需要成立專門部門，由該部門負(fù)責(zé)收集、錄入并維護(hù)數(shù)據(jù)，開展好對數(shù)據(jù)的分析和處理工作。完善的數(shù)據(jù)庫可以極大程度降低天然氣管道運行風(fēng)險事故發(fā)生率。

6.3 構(gòu)建專門風(fēng)險評價機構(gòu)

構(gòu)建專門的風(fēng)險評價機構(gòu)也是切實做好天然氣管道運行風(fēng)險評價研究的措施之一。天然氣管道公司需要構(gòu)建專門的風(fēng)險評價機構(gòu)。天然氣管道運行過程中一旦發(fā)生風(fēng)險事故，帶來的危害將是難以估量的，嚴(yán)重影響社會的有序發(fā)展。因此天然氣管道公司需要構(gòu)建專門的風(fēng)險評價機構(gòu)，該機構(gòu)可以定期評價天然氣管道，將風(fēng)險控制在源頭，避免風(fēng)險因素進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)生更進(jìn)一步的影響。

6.4 健全現(xiàn)有風(fēng)險評價制度

針對目前天然氣管道運行風(fēng)險評價制度不完善的問題。相關(guān)部門需要進(jìn)一步健全現(xiàn)有的風(fēng)險評價制度，構(gòu)建完善的風(fēng)險評價機制。健全的風(fēng)險評價機制與之對應(yīng)的是合理化的風(fēng)險評價方法，工作人員需要根據(jù)天然氣管道類型的不同制定合理化的風(fēng)險評價模型。依靠風(fēng)險評價模型可以實現(xiàn)對天然氣管道運行風(fēng)險的全面性評價，提高了風(fēng)險評價方法的靈活性。

6.5 制定合理的防火安全管理措施

天然氣屬于易燃易爆類物質(zhì)，管道輸送過程中一旦天然氣燃燒將造成巨大的事故，使得天然氣管道內(nèi)壓力持續(xù)增加。一旦管道承受不住較大的壓力就會開裂、爆炸。針對該問題制定合理化的防火安全管理措施非常重要，能最大程度避免天然氣在管道運行過程中發(fā)生燃燒、爆炸。

6.6 全面提高管理人員綜合素養(yǎng)

全面提高管理人員綜合素養(yǎng)也是落實對天然氣管道運行風(fēng)險評價的措施之一。管理人員綜合素養(yǎng)直接關(guān)系天然氣管道運輸?shù)陌踩浴８叨蓉?fù)責(zé)的管理人員可以避免天然氣管道施工前期出現(xiàn)意外事故。因此管理人員在天然氣管道施工前期需要全面檢查施工材料，確保所使用的天然氣管道型號滿足施工要求，切實提高天然氣管道質(zhì)量。

7.結(jié)語

以上就是本文對天然氣管道運行風(fēng)險方法的相關(guān)分析，希望可以理清天然氣管道運行存在的各個風(fēng)險因素，制定有效措施切實確保天然氣的穩(wěn)定輸送。