城镇燃气供应系统的安全性综合评估探讨

李小错

北京市怀柔区市政市容管理委员会

城镇燃气供应系统的安全性综合评估探讨

李小错

北京市怀柔区市政市容管理委员会

随着经济的快速发展，城镇燃气供应系统的安全性引起人们的高度重视，在实际的运行过程中会受到很多方面因素的影响，城镇燃气供应系统会出现多方面的安全性问题，造成重大的经济损失。本文通过对城镇燃气供应系统各个环节的安全性进行综合的评估，找出城镇燃气供应系统的薄弱环节，从而防患于未然。

燃气供应系统；安全性；综合评估

城镇燃气是城镇能源供应的重要组成部分，是城镇基础建设的主要设施之一。然而城镇燃气给人们的生活带来便利、舒适的同时，也给人们自身带来了一定的危险，在燃气的生产和使用过程中潜藏着很大的危险性。据调查由燃气在输送、应用过程中引发的各种事故导致的人员伤亡、财产损失等仅次于我国煤炭、交通事故引起的伤亡等损失，这不仅给管线周围的人们带来了严重的安全威胁，而且也给燃气生产、经营企业造成了数目可观的经济损失。因此对城镇燃气供应系统的安全性综合评估显得十分必要。

1　城镇燃气供应系统的概况

城镇燃气输配系统是从气源到用户间一系列输送、分配、储存设施和管网的总称。在这个系统中，输配设施主要有储配站、调压站和液化石油气瓶装供应站等。城镇燃气供应系统主要包含着五大模块：门站、调压站、燃气管网、储配站、用户。门站是城镇燃气供应系统的起点总枢纽，其主要任务是按照需要对输送来的燃气进行质量等方面的检测，合格后直接输送给用户或者是经过城镇燃气网管。调压站在不同压力级制的城市燃气管道中设置，主要是对燃气的管道压力起着调节的作用［1］。燃气管网作为供应系统的主要组成组成部分，其主要作用是将燃气安全的输送到用户中。储气站的任务是贮存和分配天然气，并能够调节居民用气在白天和夜间的差距。其站内的主要设备是各种不同类型的储气罐及压送气设备。当储气站既具有储存燃气功能又能控制供气压力时，称为储配站。城镇燃气供应系统的管网存在很大的差异，根据不同的地理条件以及城镇化情况具有不同的形状和大小。

2　城镇燃气供应系统的安全评估

管道安全评估技术是最近30多年来发展起来的管道安全评估技术，是指应用各种风险分析技术，用定性、定量或二者相结合的方式综合度量风险对项目实现既定目标的影响程度，考虑所有风险综合起来的整体风险以及项目对风险的承受能力。管道风险评估的目的是：综合管道上各种失效风险发生的概率，对可能的风险进行评价，根据得到的风险值，综合考虑各种风险的后果，取得经济投入与可能的失效后果的损失之间的平衡，做出存在的风险是否可以接受，为投入的控制和缓解风险方案的决策提供依据。城市燃气输配系统的安全评估指标体系应该能够反映影响燃气输配过程安全性的因素，评价指标的数量应该越少越好，而且每一评价指标应该具有可测量性，或者通过定量法获得，或者可以用定性分级比较的方法获得。评价指标应该具有科学性、现实性、可比性和可测性。

3　城镇燃气供应系统的安全性评估体系

目前对燃气输配系统评估较多采用定性的方法如故障树分析、事件树分析，这些方法不能进行精确的量化评价，所以寻求一种更为科学的评价方法特别重要。

本文依据城市燃气输配系统的自身特点，建立其安全性评估的指标体系，利用模糊数学原理，建立城市燃气输配系统安全性的综合评价模型，并利用它对某城市现有燃气输配系统进行综合评价。

模糊综合评价就是以模糊数学原理及应用为基础，应用模糊变换原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化来进行综合评价的一种方法。模糊综合评价是通过构造等级模糊子集把反映被评价对象的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后利用模糊变换原理对各指标综合。一般按以下程序进行：

首先，建立因素集U。

因素集U是普通集合，U=｛u1，u2，u3，…｝，这些因素ui（i=1，2，…，p）都具有模糊性。

其次，确定评价集V。

评价集V是评价者对被评价对象可能作出的各种评价结果口Vi（i=1，2，…，m）所组成的集合。V=｛v1，v2，v3，…｝，即等级集合。

再次，建立模糊关系矩阵R。

矩阵R中第i（i=1，2，…，p）行、第j（j=1，2，..m）列元素表示被评价对象从因素ui来看对Vi等级模糊子集的隶属度。确定模糊权重在模糊综合评价中，确定模糊权重向量A=｛a1，a2，a3....ai｝（其中i表示第i个因素的权重）是至关重要的环节。实际上确定权重常用的方法有专家评分法和层次分析法，考虑到评价的科学性、现实性、可比性等原则，本文采用专家评分法确定权重，并且在合成之前归一化，即：

利用合适的算子将A与各被评因素的R进行合成，得到各被评因素的模糊综合评价结果向量B，即：

式中：

°—为合运算符号，采用M（。，⊕）复合运算模型；

B—评价结果向量。

（1）门站的安全评价。

首先可以对门站设计施工以及运行的数据资料进行搜集，使用故障树的方式对其风险因素进行识别和分析，进而建立门站安全性评估指标体系，主要指标包括门站内的布局、安全保障体系、环境、人为因素、规章制度和控制系统七大部分。站内的工艺布局安全评价体系主要包括站内管道的安全运行、管道的不停气整改以及站内管道的升级改造。安全保障体系指标主要包括站内管线的伴热系统、供电应急发电系统等。然后按照模糊综合评判法建立模型，找到对门站安全因素影响较大的因素集合，得到影响因素的权重，采用专家打分等方法对每个因素进行评价，进而利用模糊数学原理展开一级、二级的评判［2］。

（2）调压站的安全评价。

首先对调压站的安全性进行定性的分析，得到影响调压站安全的影响因素，从而建立调压站安全评价体系指标，通过对指标的分析得到不同的解决策略。城镇燃气供应系统调压站安全评价指标主要分为三大指标：设备自身的特征、施工质量因素以及运行管理因素。每个因素下分别设置具体的评价指标。如施工质量因素指标中可以设置施工现场管道焊接的情况以及设备在安装的过程中是否出现缺损的现象。运行管理因素中的如人员的操作失误、外界的干扰以及设备自身的超压等具体的指标。找出影响门站安全的因素集和相应的评语集，通过一定的方法得出所有影响指标的权重，用专家打分等方法得到每个因素集的评判矩阵，采用模糊数学原理对门站展开一级评判，采用模糊数学原理对门站展开二级评判。

（3）储配站的安全评价。

在储配站的安全管理中需要对周边环境进行风险评估，从而根据评估的结果指定有效的针对性的解决策略。影响城镇燃气供应系统储配站安全运行的因素主要分为五个方面：站场内的环境、站场的工艺、安全系统、站内设备以及气体泄漏检查。在安全系统中的主要评估消防设备是否齐全，电气是否安全以及安全管理是否到位等。气体泄漏检测主要包括是否对配气区泄漏的检测，是否对储气罐期泄漏的检测以及压缩机房泄漏的检测等。在对储配站进行安全评估时可以首选建立影响储配站安全的因素集U｛u1，u2，u3，u4...｝。其次建立储配站安全评价集V｛v1，v2，v3，v4，v5｝分别着不同的安全级别，从优到差。利用模糊数学原理进行逐级的评价，得到评判矩阵Ri，将U中所有的一级因素建立权重W｛w1，w2，w3...｝然后进行单级模糊综合评价。接下来利用模糊数学原理进行二级的评判，最终得到二级综合评价模型，针对模型针对性的制定解决的措施和方案。

（4）用户的安全评价。

随着城镇化建设进程的不断加快，燃气在城镇居民中的使用范围越来越广泛，这也导致了城镇燃气中用户出现较大的差异，因此通过对用户方面对影响城镇燃气供应系统的安全因素进行评价创建全面的评分体系。城镇燃气安全评价体系主要包括8个方面：管道系统供气年限、楼宇户型结构、房屋出租率、安检成功率、严重隐患集中度、户内漏气抢修集中度以及炉前金属软管安装率。管道系统供应年限：一级为2014年以及以后的供气楼宇，二级为2003年到2013年期间的供气楼宇；三级为2003年以前的供气楼宇。严重隐患集中度：一级为1%以下；二级为1%～5%之间，三级为5%以及以上。针对管道系统供气年限、楼宇户型和房屋的出租率进行三级管理措施，加强对居民的宣传力度；加强安检门锁户跟踪检查频率，加强隐患跟踪频率，加强抢修监控，针对发生的事故进行针对性的宣传。

（5）燃气管网的安全评价。

在评价城镇燃气供应系统中的燃气管网时需要根据我国燃气网管的特点进行针对性的安全性评价。管道运行的安全性是导致事故发生和造成严重后果的主要二元函数。可以按照管段的风险等级确定管道维修资金的投入风险确定情况。燃气事故主要表现为燃气泄漏引起的爆炸或者人员窒息。其中爆燃的发生主要分为外力破损、管网腐蚀、设计因素以及误操作。四类因素引起的爆燃危险不同，因此在评价时具有不同的权重［3］。首先确定管网因素集U｛u1，u2，u3，u4｝数字越大表明泄漏的可能性就越大。燃气管网的运行，最大的风险为泄漏引起的爆炸，其中泄漏爆炸是可能发生的因素，而泄漏爆炸造成的损失程度为后果严重程度。因此可以建立燃气管网安全评价模型。目前许多的燃气企业将燃气供应系统的安全评价局限在事故可能性的控制上，而忽略了整个管网运行的风险，因此在对燃气管网进行安全评价时，需要将两者因素结合起来进行综合的评价，这样才能最大程度的降低燃气管网的事故的发生率。

4　结束语

通过对城镇燃气供应系统的概况以及安全评估模型进行分析，针对城镇供应系统中的五大主要模块进行安全性综合评估，根据五大模块的具体运行情况建立安全评估指标，从而确保城镇燃气供应系统的安全可靠运行，最大程度降低安全事故的发生率和经济损失发生率。

［1］ 郭岩宝，傅晓娟，孟涛，刘珂，王德国.基于变权-灰色理论的城镇燃气PE管道风险评价［J］.压力容器，2015，32（3）：59-65

［2］ 王智文，张杰，陈蔷.城镇燃气企业应急效能评估指标体系构建［J］.安全，2015，（1）：54-57

［3］ 杨建红，孙洪磊，江波.我国大力发展天然气的风险因素评估和对策建议［J］.国际石油经济，2014，22（6）：13-21