基于鱼骨图分析的城市燃气运营风险要因剖析①

赵煜晖　乔 蓓　徐 俊　何 怡

1.中国石油西南油气田公司　2.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院　3.重庆燃气集团

基于鱼骨图分析的城市燃气运营风险要因剖析①

赵煜晖1乔 蓓2徐 俊2何 怡3

1.中国石油西南油气田公司2.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院3.重庆燃气集团

摘要通过城市燃气运营事故案例、安全检查结果与事故统计分析的诸多数据，识别了城市燃气运行过程中存在的各种可能的风险因素，采用基于鱼骨图的风险分析方法，得出了管材及施工质量不高、第三方破坏、设备管网资料缺失、地下管网地理信息缺失、保养不到位、未预防性更新改造、用户安全知识不足、员工安全意识与知识不足、未严格加臭、规划落后、执行不到位11个城市燃气运营的重要风险因素，并据此提出了防范风险的措施及建议。

关键词城市燃气运营风险鱼骨图分析法风险识别运营安全头脑风暴管材及施工质量第三方破坏

随着近30年来飞速发展的城市化进程，城市燃气规模急剧攀升(2000～2014年城市居民用气量由100×108m3上升至550×108m3，用气居民户数由不足3 000万户上升到15 100万户[1])，与此相伴的城市各类燃气管网超过20×104km，以及庞大的燃气配套设施(输配气站、调峰装置、阀室、调压箱、燃气灶具、热水器等)。在给城市居民带来极大便利的同时，也对安全运营管理带来极大的挑战。

鉴于不断发生的城市燃气管道事故及用户事故,有必要深入分析事故原因和运营风险，这将有利于制定针对性的防范措施，提高城市燃气安全运营管理的水平。

1城市燃气安全管理现状及分析

1.1城市燃气管网存在的普遍问题

1.1.1规划滞后

由于城市化加快，城市规划理念滞后，已建地下管网与城市发展规划建设不配套，与供水、供电、通讯和排污管线交错配置，为后期的准确巡线定位、维护与检修留下障碍与隐患。同时,部分管网埋设位置处于城市道路行车道或建筑物下方，且没有采取相应的基础加固、稳管加强防腐和增加管道强度等技术措施，易受地面沉降、碾压、腐蚀等因素而引发爆管、泄漏，导致爆炸、燃烧等重大事故[2]。

1.1.2管材和施工质量不高

已建管网的选材、防腐、焊接质量检验、护管稳管等技术措施存在不同时期、不同标准的情况；即使在同一时期、同一标准下，也因为建设质量保障体系不完善，存在较严重的质量隐患。近10年来，燃气管线年泄漏频次由12次/103km上升到30次/103km以上；每10 km管道就有隐患2.51处[3]，远大于天然气长输管道泄漏4次/(103km·a-1)的现状，充分说明问题的严重性。

1.1.3已建管网资料缺失严重

大部分已建燃气管网无准确、完整的竣工资料，包括燃气管线的路径、埋深等，以及与相邻的光纤、电缆、自来水等城市公用工程管线和地下排污管(沟、涵、渠)建筑物等缺乏准确的相邻空间距离资料，很难识别探测到的金属管道哪一条是燃气管线[4]。焊接质量、防腐质量、阀室防渗及通风质量等资料不完整。近年来,频繁发生的由于开挖导致燃气管道爆燃的事故，最重要的原因是无法准确定位管道位置。

1.1.4管网敏感地段没有加强管理

已建燃气管网的数字化检测水平低。大部分未建立燃气管网信息库，在重要地段(如通车道路、穿越河流、排污沟渠，地下空间等)未设置应力检测、腐蚀检测、可燃气体检测等监测设施，不能及时发现燃气泄漏，可能会造成严重后果[5]。2013年四川泸州燃气爆炸事故即是例证[6]。

1.1.5没有开展预防性管理

10年以上的燃气管网未开展管道完整性检测评价的情况较多，没有主动维修及更新改造，仅是对泄漏、破裂部分进行修补。因此，城市老燃气管网腐蚀穿孔、开裂爆管的频率明显增加。2014年7月31日晚，中国台湾高雄市发生连环可燃气体外泄，泄漏的可燃气体沿地下管网扩散，多次多点爆炸，造成了严重事故[7]。

1.1.6城市燃气管道风险管理与评价技术落后

从2006年开始，颁布了长输管道完整性管理方面的相关标准，如SY/T 6621-2005《输气管道完整性管理》、SY/T 6648-2006《危险液体管道完整性管理》、Q/SY 1180.1-2009《管道完整性管理规范 总则》。中国石油西南油气田公司从2009年开始开展管道完整性管理，在“十一·五”，期间管道总长从1.3×104km增加到1.8×104km，管道失效率比2005年下降了54%(含天然气集输管道)，输气干线的失效率下降了75%，充分显示出管道完整性管理的成绩[8]。

但城镇燃气完整性管理标准相对滞后很多。目前，中石油已发布相关企业标准Q/SY 1676.1-3-2014《城镇燃气管道半定量风险评价技术规范》，并计划编制《城镇燃气管网泄漏检测技术规范》、《城镇燃气生产检查规范》等，以期在城镇燃气标准化领域形成一整套的技术标准。现阶段，整个城市燃气风险管理领域的技术还比较落后。

1.1.7城市管网运营监管力度不够

城市管网的运营监管部门不固定，如四川省是城建、重庆市是经信委。机构的不稳定造成人员配置的数量和质量的不足，加之城市燃气范围广、技术要求较高，缺乏统一管理和完整性检测评价标准。因此，难以全面、有效地监管。每遇重、特大事故，运动式安全检查替代了政府职能部门及企业的日常监管。

1.2城市燃气地面设施及用气安全的普遍问题

与地下燃气管网相比，就城市燃气地面设施安全管理而言，无论是政府监管，还是企业自身管理都更加重视，日常监管与维护更新都更为有效，但仍然存在以下不足：

(1) 居民安全用气知识宣传普及不到位。禁止使用不带熄火保护的灶具、禁止使用不带强排通风的热水器等没有完全贯彻执行，用户私拉乱接燃气管线、不按标准使用燃气设施设备等引发的着火爆炸、缺氧等事故时有发生。据《中国燃气网》不完全统计，2014年第三季度十大燃气爆炸事故中，有8起是由于居民使用不当或设施不良造成的，共死亡22人，伤29人[9]。

(2) 调压箱至入户端管线安装不规范且权属不清。长期未定期检查维护，安全管理责任不落实。

(3) 未统一规范户内是否安装可燃气体检测仪以及安装后是否定期标定检验。商业、食堂及火锅等高危用户近年频发的泄漏着火爆炸事故充分说明问题的严重性。2013年6月11日，苏州一公司食堂发生爆炸，死亡11人，伤9人[10]。

(4) 城市燃气加臭的规定未落到实处。一是部分门站未按规定安装加臭装置；二是安装后未按规定加臭，或加臭比例不达标，从而导致城区管网泄漏不能及时发现报警。2008年3月14日，在重庆发生的因PE管线受地质沉降被拉裂造成燃气泄漏并爆炸事故，泄漏数小时未被察觉的原因是因为没有加臭[11]。由此可以看出，严格加臭制度的重要性。

(5) 应急调峰能力严重滞后。一是部分城市单线单气源供气，一旦气源因紧急事件而停气，将造成大面积停气，造成社会影响，且恢复供气中如果与用户沟通不畅、不全，可能引发事故；二是部分中小城市未建立调峰储气设施；三是已有调峰储气设施，但仅能保证高低峰用气时的调峰，不具备满足数小时或数天应急供气的能力[12]。

(6) 燃气企业的安全管理理念与能力还急待转变与提高。查阅多地市燃气公司的安全应急制度体系，发现部分企业的精力较多地放在了完成政府或上级检查，满足资质复审等方面，没有主动地去管理实际问题；由于员工变动较频繁，部分员工素质与能力不足。

1.3某燃气公司2011年春检情况[13]

某燃气公司2011年春检情况统计结果见图1。

检查发现问题482个，归类于管理、设计施工、设备设施、维护保养、交通、危险作业、培训和三违8个方面。其中，管理类213个、设计施工类172个、设备设施类53个、危险作业类8个、维护保养类19个、培训类9个、交通类4个、三违类4个。

从以上统计结果可看出：管理类、设备设施类、设计施工类问题占问题总数的90.9%。

1.4北京市燃气管网事故统计与危险因素分析

据文献资料《北京市燃气管网危险因素的事故树分析》[14]，北京市2000～2005年燃气管网事故多由燃气泄漏引发。根据应急抢修记录统计结果，在767次突发事故中,燃气泄漏为742次，占事故总数的96.7%；因燃气泄漏导致的火灾2次，占事故总数的0.2%。

北京市燃气管网泄漏事故多由外力破坏和腐蚀穿孔所致,占全部泄漏事故的85% ,事故统计结果见表1，北京市燃气管网泄漏事故危险因素统计数据见表2。

外力破坏主要涉及第三方破坏和违规作业。第三方破坏指不在管道运营单位的巡检或监督管理下野蛮施工损坏管道、沿线违章骑压管道、运移土层造成坍塌,致使管道暴露或悬空等。其主要原因是燃气企业自身缺乏完整的管网地理信息，也未及时、准确、完整地将管网信息报送城建和规划部门备案，以及企业日常巡线频次不足、责任心不强所致；违规作业指在管道运营单位的巡检或监督管理下作业,但不按方案操作、操作失误或违章操作造成的破坏。

表1 2000~2005年北京市燃气管网事故统计数据Table1 Statisticsofgaspipelineaccidentsin2000-2005,Beijing年度燃气泄漏事故/次管道泄漏抽水缸泄漏闸井泄漏赔偿器泄漏阀门/截门泄漏调压器漏气调压箱法兰漏气火灾事故/次其他事故/次2000603832100022001513213340032002635214210082003704521100112004884661000112005112412110306

表2 2000~2005年北京市燃气管网泄漏事故危险因素统计数据Table2 Riskfactorsofstatisticsofgaspipelineleakaccidentin2000-2005,Beijing年度事故次数/次腐蚀老化人为破坏焊缝开裂外力重压地层沉降工程质量恶意破坏其他原因200041466240010200138472411018200237641162919200341531310122142004655476424122005844322711068

腐蚀老化事故主要涉及阴极保护失效和管材防腐层失效。阴极保护失效包括阴极防护距离小、阴极保护电位过高、阴极材料失效、存在杂散电流等；管材防腐层失效包括受外力破损、黏接力降低、老化剥离、内部积水等。

2燃气泄漏事故鱼骨图分析

在对城市燃气运营管理问题现状进行调研以及查阅相关文献资料的基础上，采用鱼骨图分析法对城市燃气运营风险的起因进行剖析，以尽可能全面地分析引起燃气泄漏事故的原因，并提出针对性的措施或建议。

2.1方法简介

鱼骨分析法[15]又名因果分析法，是一种发现问题“根本原因”的分析方法。问题的特性总是受到一些因素的影响，通过头脑风暴找出这些因素，并将它们与特性值一起，按相互关联性整理而成的层次分明、条理清楚，并标出重要因素的图形就叫特性要因图，其形状如鱼骨，所以叫鱼骨图。

头脑风暴[16]是一种通过集思广益、发挥团体智慧，从各种不同角度找出问题所有原因或构成要素的会议方法。因此，更加深入和细致地剖析事故的要因、次因，需要采用头脑风暴的形式。鱼骨分析法分为问题型、原因型及对策型鱼骨分析。本文将上述分析的因素导入，采用原因型鱼骨图开展分析。

2.2燃气泄漏事故鱼骨图分析

根据前章所述的城市燃气管网存在的普遍问题、城市燃气地面设施及用气安全的普遍问题、某燃气公司2011年春检情况以及北京市燃气管网事故统计结果，采用鱼骨分析法，按“人机料法环、人事时地物”的思想，采用头脑风暴方式，剖析燃气泄漏事故的起因。

(1) 燃气管网与燃气地面设施的事故案例调查分析。对城市燃气事故案例的分析中，可以看出,引起事故的原因主要是规划滞后、管道和施工质量不高、管网资料缺失严重、管网敏感地段没有加强管理、没有开展预防性管理、城镇燃气管道风险管理与评价技术落后、监管力度不够、用户安全意识淡漠、用户燃气知识不足、企业安全理念与能力不足、员工能力与意识不足、应急调峰能力严重滞后、不严格加臭。这些都是影响城市燃气安全运营的因素，这些因素将组成鱼骨图的主骨、中骨、小骨和孙骨。

(2) 某燃气公司2011年春检情况统计结果分析。将某燃气公司2011年春检出的482个问题进行分类统计。其中，管理类、设备设施类、设计施工类这3类问题占问题总数的90.9%，因此考虑作为鱼骨图的大骨(也称要因)；交通、危险作业、培训和三违共占比约10%，并在前面的事故案例中也有出现，因此可以作为鱼骨图的中骨或小骨。

(3) 北京市2000～2005年燃气管网事故起因分析。北京市燃气管网泄漏事故多由外力破坏和腐蚀穿孔所致,占全部泄漏事故的85% 。进一步分析造成外力破坏和腐蚀穿孔的情况是根本原因，另外还有工程质量、人为破坏、焊缝开裂、外力重压、地层沉降等，在前述的事故案例中也是引发事故的因素。

(4) 其他原因补充。根据安全管理5要素：“人、机、料、法、环”，并依据上述事故案例或统计数据的结果，采用头脑风暴方式，合并、补充燃气泄漏鱼骨图中的中骨、小骨。

(5) 燃气泄漏鱼骨图组成。按照安全管理5要素原则，将燃气泄漏事故的大骨(也称要因)划分为5个方面，即：设计和施工、管网及供气设施、企业和用户、制度标准和监管、环境和自然灾害。然后，继续细分中骨、小骨。其中，中骨29根、小骨27根。鱼骨的分支可以直到剖析出产生事故的最根本原因为止，但并不是一个绝对的答案，可能因参加分析的人员的技术经历、专业类别、工作岗位等的不同而有不同的看法。

2.3绘制燃气泄漏事故鱼骨图

2.3.1绘制步骤

(1) 填写鱼头(按为什么不好的方式描述)，画出主骨。

(2) 画出大骨，填写大要因。大要因(大骨)时，现场作业一般从“人、机、料、法、环”着手,管理类问题一般从“人、事、时、地、物”层别视具体情况决定。

(3) 画出中骨、小骨，填写中小要因。中要因跟特性值、小要因跟中要因有间接和直接的原因-问题关系，小要因应分析至可以直接下对策。

(4) 用特殊符号标识重要因素。

根据上述分析，绘制出燃气泄漏事故鱼骨图，如图2所示。

2.3.2鱼骨图因素分析

在任何大系统中，约80%的结果是由该系统中约20%的变量产生的[17]。在任何特定群体中，重要的因子通常只占少数，而不重要的因子则占多数。因此，控制具有重要性的少数因子即能控制全局。通过绘制鱼骨图，可知中骨加小骨共56根，其中20%为重要的变量，即11根。根据前述的分析及头脑风暴，管材及施工质量不高、第三方破坏、设备管网资料缺失、地下管网地理信息缺失、保养不到位、未预防性更新改造、用户安全知识不足、员工安全意识与知识不足、未严格加臭、规划落后、执行不到位为重要的因素。

3防范燃气泄漏风险的建议措施

通过对燃气泄漏的鱼骨图绘制，确定了11个重要的因素，并针对性地提出了防范城市燃气泄漏事故的建议措施。

3.1完善健全城市燃气规划、设计、安装、验收、运营监管的法规与标准体系

(1) 建议在城市新区建设和旧城改造规划中明确预留专用燃气主管网通道及储配站点，新区地下管网专用通道应满足通风、可燃气体监测、管道维护及更新改造施工。

(2) 在《城镇燃气设施规范》中增加中、次、高压管道在敏感区设置应力、腐蚀、可燃气体监测报警装置，并实现(或预留)数据传输预警的目的。

(3) 在《城镇燃气设施规范》中增加数字化管道条款。明确不同管道压力等级与不同管径在不同区域数字化的定义，包括地理信息、监控(应力、腐蚀、泄漏检测预警)、管道技术参数(如材质、防腐、施工质量)等信息，为城市智能管理预留通道。

(4) 对大城市具备条件的应双气源双线加储气库供气，不具备条件的单线单气源应加LNG储备或地下储气库，10万人以上的中小城市应有储备应急气源，如LNG储罐。

(5) 在《燃气管理条例》中，对已投运燃气设施(管网、储配等)的定期检测评价和维护、报废、更新应做出具体要求。

(6) 城市燃气管网历史欠账多，改造费用大，建议允许燃气企业在税前计提一定比例的燃气设施维修更换专项基金。在不增加居民费用的前提下，新开用户初装费中参照房屋维修金的方式收取燃气管网维修金(两项费用纳入政府监管，专款专用)。

3.2 组织科研攻关，逐步建立健全燃气地下管网完整性评价检测技术体系和标准

燃气管网绝大部分采用埋地建设，由于城市管网交叉、枝状、三通多、变径多、杂散电流干扰等多种因素影响，现有长输管线完整性检测评价技术不能直接用于燃气管网，以及各燃气企业自身技术、经济力量难以独立开展科研攻关，建议由国家燃气协会组织有关院所、企业开展联合研究，争取3～5年内形成燃气管网完整性检测评价技术体系并形成标准。

3.3进一步加强监管和宣传，强化落实安全责任

(1) 统一政府监管职责。进一步强化政府在公共事业管理方面的职能，将城市天然气管道、电力、自来水等地下公用设施进行科学规划、统一建设、集中备案，避免目前各类地下管线随意开挖、整改和填埋的状况，防止安全监管的缺失。严格按照相关法律法规和后建服从先建的原则，依法对违章占压进行治理或进行有偿赔付后改线。同时,细化政府职能部门、燃气企业对燃气管道监管内容与责任，落实燃气设施完整性管理的具体措施与考核办法。通过顶层设计、闭环管理，有效减小发生天然气管道安全事故的概率。

(2) 加强对居民安全用气知识的宣传普及。燃气企业应利用现代传媒，加强宣传教育，通过电视、报纸等媒介和开展燃气安全进社区等活动，定期对民众普及安全用气知识。与此同时,定期开展居民入户安全检查与安全用气宣传，进一步增强市民安全意识与能力。

3.4进一步加强企业制度建设和提高员工素质

强化企业责任主体。进一步提升燃气企业自身的安全责任意识，细化完善安全管理责任制，切实保障安全管理责任的落实。持续转变安全管理理念，将管理的重点放在确保合格气质(例如在大型门站建立烃露点、水露点检测，或要求上游供气企业每日提供气质指标；坚持按规定定期加臭，建立定期保养机制，按供气量实施校对和调整加臭剂比例)和城市管网及燃气设施的完整性管理上来，有计划地对老城区管线进行检测评价及改造。同时，规范新建管线的质量控制体系，逐步建立城市燃气管网数字化信息库，及时报政府规划部门备案，燃气企业应建立一套人员、资金、装备配置及内部控制制度，利用标准体系来确保燃气管网及燃气设施的完整性管理落实到位。

参 考 文 献

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[5] 尤秋菊, 朱伟. 地下燃气管网事故的致因理论分析[J]. 煤气与热力, 2010(4): 30-33.

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Analysis of operational risk of urban gas based on fishbone diagram analysis

Zhao Yuhui1, Qiao Bei2, Xu Jun2, He Yi3

(1.PetroChinaSouthwestOil&GasfieldCompany,Chengdu610051,China; 2.InstituteofSafety,

EnvironmentalandTechnicalSupervisionofPetroChinaSouthwestOil&GasfieldCompany,Chengdu

610041,China; 3.ChongqingGasGroup，Chongqing400700,China)

Abstract:Based on data of accident case of the urban gas operations, safety inspection result and accident statistical analysis, a variety of possible risk factors are identified in the process of city gas operation. And using the risk analysis method based on a fishbone diagram, 11 important risk factors of city gas safety operation are obtained, such as low pipe and construction quality, the third party damage, loss of pipe network data, loss of geographic information of underground pipe network, not preventive upgrading, lack of safety knowledge for users and also lack of safety awareness to employees, no odorization, planning backward, and lack of enforcement, etc. Some advices are put forward to prevent risks.

Key words:city gas, operational risk, fishbone diagram analysis, risk identification, operational safety, brain storming, pipe and construction quality, third party damage

收稿日期：2015-05-13；编辑：钟国利

中图分类号：TE88+2

文献标志码：A

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2015.04.025

作者简介：①赵煜晖(1983-)，男，2006年7月参加工作，毕业于西南交通大学，管理学硕士。现就职于中国石油西南油气田公司党委办公室，任战略研究科副科长。E-mail：zhao_yuhui@petrochina.com.cn