城市燃气输配网耦合风险的研究

李军

摘 要：城市作为一个综合的系统，其发展主要依靠天然气等动力能源，城市燃气输配管网的安全运用关系着城市健康稳定的发展。城市燃气输配网的运行受到人员、设备、环境等因素的风险隐患耦合作用，并且随着城市经济的发展和建设步伐的加快逐渐变得脆弱，通过各种风险相互耦合进而造成灾害事故的发生。因此本文将从风险耦合的角度出发分析城市燃气输配网的风险因素，并对其风险进行评估，提出针对性城市燃气输配管网风险管理措施，进而保障城市的健康稳定发展。

关键词：城市；燃气；输配管网；风险耦合；风险评估；管理措施

中图分类号： TU996 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）05-98-2

0 引言

随着城市发展步伐的不断加快和人口密度的增加，城市燃气作为城市发展的主要能源之一，人们对输配管网的安全运行关注度越来越高。与其他行业相比，城市燃气输配管网逐渐呈现出规模化和复杂化的发展趋势，就必然要受承受引发事故的风险。由于城市燃气输配管网的运行环境较为复杂，导致各种风险因素相互耦合，進而对城市的安全造成了极大的威胁。因此本文开展多因素耦合作用下的城市燃气输配管网灾害风险评估，整体把握因素间的相互作用，进而为城市燃气输配管网的安全运行提供管控措施。

1 城市燃气输配管网风险评价

1.1 输配管网评价体系

城市燃气输配管网在天然气供应系统中发挥着十分重要的作用和价值，是沟通气源和用户的桥梁。由于城市的燃气输配管网比较隐蔽，容易受到环境以及地面交通损害等的影响，造成输配管网的泄漏，甚至造成灾害事故。这不仅影响着城市的安全，还影响着用户的天然气供应。随着高压天然气管网的建设，管网发生事故的可能性逐渐增大，事故导致的后果也越来越严重。城市燃气输配管网最容易遭受到第三方的损害，这不能仅仅归罪于暴力施工，还与天然气的管理等其他因素有关，造成了各种风险的耦合。

1.2 输配管网事故原因分析

大量的统计结果显示，导致管道泄漏的主要原因有管道内外的腐蚀、焊接材料缺陷、第三方损害以及材料缺陷等。导致管道破裂的原因有超压、焊接缺陷或者第三方损害。有时单一的因素可以导致事故的发生，但是多种因素相互作用会加大事故发生的可能。

1.2.1 第三方损害

第三方损害是受到人为的破坏或者施加外力的方式使得输配管网遭受到破坏，造成燃气的泄漏、爆炸以及着火等，第三方损害主要与城市的建设活动、管道的埋深以及路面的压力状况等因素相关。

1.2.2 腐蚀

腐蚀是导致燃气管线开裂、穿孔的主要原因之一。腐蚀主要分为内腐蚀和外腐蚀。内腐蚀主要是燃气管线受到天然气的纯化学腐蚀以及固体颗粒的磨损等。燃气管线在焊接的过程中残留的焊渣，这些杂质在高速天然气流的带动下引起管道内壁的磨损，进而造成天然气泄漏的风险。外腐蚀主要是天然气管线的埋设位置的土壤环境，土壤中一般含有腐蚀性的物质，对管线造成了破坏。

1.2.3 误操作

误操作是人为原因造成的天然气管线的破坏，主要有技术的误操作、管理误操作以及运行和维护误操作等。设计人员如果在管线的设计中工作不认真不负责，将会造成管线的技术水平较低。施工的误操作是天然气管线没有按照相关的技术标准进行施工，没有按照规定的要求进行焊缝以及涂层，甚至造成管线的损伤。运行误操作主要是工人操作不熟练安全系统操控失效，机械工人的维修不完善，电工和电信人员造成的误操作。

1.2.4 设计缺陷

城市燃气的输配管网系统是一个系统性较强的工程，从设计、选材到运行和维护都需要重点防控，一旦任何一个环节出现问题将会为燃气安全事故埋下隐患。设计作为安全保障的最初环节，一旦设计出现缺陷，将会对天然气的安全运行造成巨大的威胁。设计缺陷主要包括管道最大承受压力和水击问题，管线设计的厚度以及选材等方面。

1.3 输配管网评价模型

首先，归纳出影响管网风险的因素，主要为四类：第三方损害指数、腐蚀指数、设计指数以及误操作指数。然后建立起各个风险因素的评价系统。对每个指数系统按照管网危险的特性采取针对性的安全管理措施，进而达到降低风险的目的。给每一个指数系统进行指数值大小表示，总分为100分，四个指数的总分为400分。以第三方损害指数为例，如表1所示。表1中各分类项的指数值反映出该项的重要度，指数值越大，说明事故发生的概率和危害的程度越大，进而影响其他指数值之间的分配。

其次，重点分析管道事故潜在的危害程度，进而获得危险性后果系数，也就是泄漏影响系数。在这个过程中对燃气的有害性、管道的运行情况以及位置等因素进行分析。

1.4 管道指数评价法实施步骤

管道指数评价法主要分为4步实施。第一步需要进行管段的划分，一个管线存在的危险性是不同的，因此需要按照实际的情况进行划分，管段划分的越细致，风险评价的结果就越精确。按照城市燃气输配管网的特点，一般采用参照建筑物的密度、不同压力级度等情况进行管网的划分。第二步需要收集数据，对各个指数值进行收集，按照指数值确定各自的重要性。然后针对实际的对象进行评价，各个指数进行分类调查。

1.5 输配管网风险程度分析

利用风险耦合评价模型得出评价对象的相对风险值，数值越大，说明风险的程度越小。为了能够更好地显示出风险的程度，采用风险矩阵图如表2所示，其中高风险区域为红色区域，黄色区域为中风险区，低风险区为绿色区域。

低风险区域处于安全状态，防护的措施得当完善；较低风险区域评价对象防护措施得当，较为安全；中等风险程度区域满足管线的正常运行，管理欠缺；较高风险程度区域处于风险事件的萌发阶段，出现多次的泄漏情况，但管理不到位；高风险程度区域不能满足管线的正常运行，管理严重缺失。

2 基于风险评价的燃气输配管线管控措施

城市燃气作为城市发展的主要动力能源之一，其输配管网的安全运行关系着城市的安全和稳定。对于燃气输配管网的风险是无法规避的，只能通过有效的防控措施降低风险事件的发生率。基于风险评价结果提出针对性的风险管控措施，进而降低燃气输配管网风险事件的发生率。

2.1 第三方损害管控措施

首先，在管道的埋深方面要按照地面交通的运营状况，严格按照相关的标准进行设计，减缓地面压力对管线造成的冲击。因此，如果管線需要穿过公路、铁路时，尤其是一些重型的汽车经过路面时，需要将管线埋设在土质松软的地方，减少地面对管线的冲击力。管线埋深越深，受到地面车辆的影响度就越小，因此严禁在埋地燃气管道地面上构造建筑物或者堆积重物。其次，为了防止道路施工时对地下管线造成损害，需要在埋设管线的路面上设置警示牌，在地面和地下燃气辅助设施设置安全防护装置或者警示标语。

2.2 施工和材料缺陷的预防

为了减少施工材料缺陷，需要施工单位以及施工人员具备相应的等级和技术资质，并且在施工的过程中具备完善的监督和验收管理机制，确保每一段施工验收合格，一旦发现施工的缺陷及时上报处理。同时为了保障燃气输配管线设备以及配件等的安全，需要提高操作人员的责任心和综合素养。

2.3 腐蚀的预防

为了提高输配管线的防腐蚀能力需要选择绝缘性能和抗冲击性能较强的外涂层，加强施工规范的管理，防止暴力施工，确保施工的质量。防腐涂层的设计要符合技术的要求，保障管道的实际防腐效果，进而彻底消除安全隐患。在确定防腐方案前，需要进行实地的考察和调研，针对性地选择防腐材料，并且实时检测燃气管线，检验防腐的效果。燃气管线的防腐严格按照《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规范》的标准进行。

2.4 设计缺陷预防

为了防止设计缺陷带来的风险事故，施工单位要具有相应的资质，并且完善其运行和管理的机制。燃气的运营公司要实施严格的安全排查制度，及早发现隐患，并及时解决。加强对燃气运营公司员工的安全教育，增强安全意识和责任心，提高员工的综合素质。采用GIS技术建立城市燃气管网信息系统，实现对燃气运行的动态监控，减少人为操作失误带来的风险事故，提高燃气管网的安全运行。

3 结语

城市燃气输配管网系统是城市的生命线，其安全运行对城市的稳定健康发展起着十分重要的作用。为了防止风险事故的发生，本文从风险耦合的角度出发，分析城市燃气输配管网运行中的多种因素相互作用以及风险事故发生的原因，根据风险评价采取针对性的风险管控措施，进而为城市燃气输配管网的安全运行提供科学有效的方法。

参 考 文 献

[1] 王璨.城市燃气管道风险评价与管理研究[D].西安建筑科技大学，2013.

[2] 石磊明.城市埋地燃气管道风险评价研究[D].北京建筑工程学院，2012.