燃气输配管网可靠性的故障树分析

张 乐

（太原天然气有限公司，山西 太原 030006）

就目前来看，国内燃气事业已进入蓬勃发展阶段，燃气总量不断增长，供气管道长度增加，燃气普及率达到79.1%。为从根本上保障燃气输配管网运行安全，从根本上控制燃气泄漏等安全隐患问题发生几率，需借助故障树分析法，对燃气输配管网进行可靠性分析，探明燃气输配系统故障发生原因，对输配管网运行进行更加全面管控。

1 燃气输配管网可靠性分析的重要性

燃气输配管网系统较为复杂，在实际运行期间存在燃气泄漏或管道破裂等安全隐患，对大众人身健康造成严重威胁［1］。因此为确保燃气输配管网能够在城市建设中发挥出积极作用，需对燃气设备管网运行可靠性进行深入分析，找寻到输配系统存在的失效形式以及运行管理漏洞，针对此些问题制定出相应的解决方案，力争最大限度延长燃气输配管网使用寿命。

2 故障树分析法

故障树分析法首次诞生于20世纪60年代，当时主要研究方向为导弹发射控制系统安全性问题，为分析及预测导弹系统偶然事件奠定了坚实技术基础。故障树分析法主要就是将分析对象的目标函数作为顶事件，通过方框符号找寻到能够引发顶事件的原因［2］。借助逻辑门输入信号的方式，分析各个事件内存在的因果关联，找寻出造成中间事件发生的原因，最后定性定量的分析出事件发生的各类途径以及发生概率，针对分析结果制定出防范事件发生的专项对策。

燃气输配管网的顶事件主要由故障假设、可行性分析等方式识别出，通过建立起故障数据分析模型，将原因事件组合在一起，形成最小割集。为发生顶事件，需最小割集中的事件也全部发生，通过对此些事件的深入分析与评测，制定出预防事故的相关措施。

故障树分析法的分析逻辑性强，能够准确识别出系统内的各类风险因素，对安全隐患问题进行及时预测，因此更加适用于评估燃气输配管网运行可靠性等重复性较大的系统。

3 故障树分析法在燃气输配管网中的具体应用

3.1 建立故障树模型

在建立燃气输配管网故障树模型期间，需将故障树的顶事件设立为输配系统失效。引发燃气输配管网失效的直接原因主要为管道失效以及其他附属设施失效，因此将此两种原因作为故障树的次顶事件。通过将能够导致燃气输配管网失效问题的原因进行分层划分，获得到各类故障形式的基本事件。

3.2 燃气输配管网故障的定性评价

燃气输配管网故障树的定性评价主要就是对定事件进行定性分析。能够导致领事件发生的基本原因集合体被称之为割集，只有在割集基本事件同时发生的情况下，顶事件才会出现，割集内任一基本事件不出现，则不会引发顶事件。

借助先进的最小割集算法，求出最小割集的参数数值，从而将故障树转化为等效布尔代数。

通常情况下，割集阶数最少，则说明故障树顶事件的发生几率越大，此些最小割集可直接影响到燃气输配管网运行期间的可靠性，属于系统在运维过程中的薄弱阶段。

3.3 燃气输配管网故障的定量评价

故障树定量评价就是针对底事件发生概率，求得顶事件发生概率，由于在燃气输配管网运行期间，一般基本事件的发生几率较少，因此可借助统计法或专家经验分析法对燃气输配管网基本事件进行估算。

4 燃气输配管网顶事件发生原因以及解决对策

借助故障树分析法，发现燃气输配管网运行失效的原因，主要体现在以下几个方面：

第一，人为破坏自然破坏原因。在管道上方建设违规建筑物，管道土体移动，导致管道出现破裂或泄露等问题［3］。要求有关部门紧抓管道上方工程监管工作，对管道周边土体的位移情况进行及时测量，在管道上方设置警示带，制定出更加严谨的管道维护方案；第二，腐蚀原因。由于管道长期在潮湿环境下运行，经常会出现内部腐蚀、外部腐蚀或应力腐蚀等问题，导致管道使用寿命严重缩短，各类安全事故频繁发生。因此为避免腐蚀问题对管道各项性能造成的严重不利影响，相关管理部门需积极开展燃气输配管网防腐蚀工作，注重在管道安装以及后期维护期间刷涂防腐材料，加强管材质量检测力度，避免施工对管道造成的额外拉引力，从根本上保障管道安全运行；第三，管材质量问题。因没有对管材质量进行严格把控，导致管道整体使用寿命缩短，在实际安装与运行过程中存在的风险极大，可直接引发燃气输配管网失效事件［4］。因此为确保燃气输配管网能够实现安全高效运行，需注重管材质量检测工作。第四，附属设备问题。燃气输配管网附属设备主要包括阀门、排水井、放散管等，需加强对此些附属设备的运维，及时发现与解决附属设备运行期间存在的故障隐患问题，定期更换老化附属设备，从根本上保障燃气输配系统可靠运行。

5 结语

总而言之，燃气输配管网故障发生几率远比油气管道更高，造成的影响范围更大，因此为从根本上保障燃气输配管网运行安全性与可靠性，需将当前工作重点放置在燃气储备管网工程事件的分析中，应用故障树分析法，发现存在于燃气收费管网运行期间的安全隐患与故障发生症结所在，制定出更加全面成熟的燃气输配管网安全评价标准。