上海天然气主干网完整性管理系统的研究

上海天然气管网有限公司 叶 峻



上海天然气主干网完整性管理系统的研究

上海天然气管网有限公司 叶 峻

通过主干网完整性管理系统的研究，解决了主干网完整性管理的关键问题，提出适合上海天然气主干网的高后果区识别方法、风险评估方法，并由此采取相应的技术措施与管理方法，有计划、有针对性的对主干网管道采取维护措施，使天然气管道始终处于受控状态，为天然气管道的安全运行管理提供技术支持与保障，有效杜绝天然气管道事故的发生。

管道完整性管理 高后果区识别 管道风险评估

0 前言

城市天然气管道安全关系到城市及社会的发展，关系到城市功能的有效发挥。政府和社会对天然气管道安全运行日益关注，国务院相关部门多次下发关于地下管线管理、隐患整治等相关文件和通知，明确要求全面推行油气管道完整性管理。因此如何通过实施管道完整性管理，有效的将管道风险控制在可接受的范围内，有效的减少管道失效概率是燃气企业管理工作的重中之重。

上海天然气主干网完整性管理系统的研究就是根据管道完整性管理理念，结合上海天然气主干网的运营情况，构建主干网完整性管理体系，规范管理流程、完善工作制度，从而实现上海天然气主干网的完整性管理。

1 主干网完整性管理的主要研究内容

上海天然气主干网完整性管理架构见图1。

图1 天然气主干网完整性管理架构

上海天然气主干网完整性管理的主要研究内容如下：

(1)建立主干网完整性管理数据平台，满足管道完整性管理需求。兼容现有主干网DMS/GIS等生产系统数据，实现数据共享；

(2)研究主干网完整性管理方法，建立主干网高后果区识别和风险评估方法；

(3)建立主干网完整性管理系统，开发高后果区识别、风险评估、完整性评价等软件功能模块，并与主干网GIS系统相结合；

(4)根据主干网完整性管理方法以及管网公司运行规章制度，制定天然气管网完整性管理体系文件；

(5)项目先期选取运行段(两站一线)与新建段(闸航路管道)为试点，进行管道完整性管理样板段工作。

2 主干网完整性管理数据平台

为建立主干网完整性管理数据平台，要对管道基础属性、自然环境、沿线社会、历史状态和失效数据进行调查、收集和综合。平台建设中明确了主干网全生命周期不同阶段所需采集数据的种类和属性，统一了主干网完整性管理数据库标准和数据采集模版。目前已建立68个数据采集表单，包括建设期数据表单和运行期数据表单，为后续数据录入及数据管理提供基础。

(1)管道基础属性数据：管线位置、埋深、材质、壁厚、工作压力、工作温度等。

(2)管道沿线环境：管道底图、道路、河流、学校、村庄、人口密度、管道沿线人文环境等。

(3)管线运行相关数据：管道内(外)检测数据、巡线相关、维护数据、维修数据等。

3 高后果区识别准则与风险评估方法

根据ASME B31.8标准与《油气输送管道完整性管理规范》(GB 32167—2015)，结合主干网特性，依照管道完整性管理六步法(见图2)，初步制定了天然气主干网高后果区识别准则与风险评估方法。

图2 管道完整性管理六步法

3.1 主干网高后果区识别准则

高后果区(High Consequence Areas，简称为HCAs)，是指如果管道发生泄漏会危及公众安全，对财产、环境造成较大破坏的区域。随着人口和环境资源的变化，高后果区的地理位置和范围也会随着改变。高后果区内的管段为实现风险评价和完整性评价的重点管段。

上海天然气主干网完整性管理系统研究中通过调研国内外高后果区识别相关标准，采用了Fluent软件对失效场景建立数学模型，分析管道失效后发生的灾害类型和影响范围，估算其造成的损失情况，初步建立起适合上海天然气主干网高后果区识别准则。

3.2 主干网风险评估方法

天然气主干网的风险评估方法，主要参照《埋地钢质管道风险评估方法》(GB/T 27512—2011)。结合天然气管网的特性，确定失效可能性、失效后果各因素的权重值，制定适用于主干网的风险评估方法。通过风险因素识别与失效后果分析，城市天然气管道失效可能性评价共建立一级评价指标6个(第三方破坏得分、腐蚀得分、设备及操作得分、地质和自然灾害得分、本体安全得分、政府监管得分)，二级评价指标32个，三级指标75个；失效后果分析共建立一级评价指标3个(介质危害性、沿线环境、应急抢险)，二级评价指标5个，三级指标8个。采用半定量风险评估方法对天然气管道进行风险评估。

4 完整性管理系统平台的建立

根据所制定的主干网高后果区识别准则与风险评估方法，将其软件化，并结合GIS平台，采用C/S架构，开发建立了管道完整性管理系统平台，与完整性管理数据平台进行数据共享。管道完整性管理系统平台模块架构见图3，上海天然气主干网完整性管理系统截屏见图4。

图3 管道完整性管理系统平台模块架构

图4 完整性管理数据平台截屏

4.1 管道数据全面管理

应用GIS平台，实现管道GIS数据一体化，建立管道的二维地形图；通过数据模版对管道的文档资料、基础信息、运行数据、检验数据等进行数据入库，实时展示管线基础信息和GIS信息。

4.2 管道完整性管理

依据管道完整性管理六步法，对管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，包括：高后果区识别、风险评估、完整性评价等，并对管线高后果区、风险隐患点、占压或第三方活动区域等进行管理，建立风险隐患从发现、监督到消除隐患的全过程管理。

5 体系文件建设

管道完整性管理体系文件建设有利于梳理企业管道完整性管理工作，对管道管理形成工作指导与技术支持，同时，也可应用于员工培训以及员工工作考核。体系文件主要包括以下几个部分：

(1)总则。包括管理总则、用户权限、安全操作规范等各部分说明性文件。即政策管理型文件。

(2)程序控制文件。主要是规定完整性管理过程中的工作技术内容的技术方法与技术要求，即流程管理型文件。

(3)作业指导书。主要是根据技术手册的要求，以及结合“流程表单化”工作，制定完整性管理过程中，每一个与管道完整性管理工作相关的工作指导文件，包括工作流程，工作表单，仪器要求等。即操作管理型文件。

(4)其他参考资料，主要给出一些技术和方法的参照文献、标准目录、法规标准等，便于更深入了解相关技术。

通过工作梳理，已完成了体系文件架构的搭建，并制定了总则文件一篇，程序文件七篇，作业指导书十篇，其他相关表单及资料若干。

6 试点工程

已选取已投运管段(两站一线)与新建管道(闸航路)为试点工程，根据管道完整性管理方法，对管道进行完整性管理试点工程，包括对管道完整性数据采集、周边环境调研、管道高后果区识别、管道风险评估、管道完整性评价等工作。

7 结语

本研究通过对上海天然气主干网完整性管理系统的研究，解决上海天然气主干网完整性管理的关键问题，提出适合上海天然气主干网的高后果区识别方法、风险评估方法，并由此采取相应的技术措施与管理方法，有计划、有针对性地对主干网管道采取维护措施，使天然气管道始终处于受控状态，为天然气管道的安全运行管理提供技术支持与保障，有效杜绝天然气管道事故的发生。同时可以使主干网管道长期处于良好运行状态，有效延长管道的使用寿命，提高管网设施使用效率，节省管道大修成本，提高管道运行经济效益。

Research on Integrity Management System of Shanghai Natural Gas Backbone Network

Shanghai Natural Gas Pipeline Network Co., Ltd. Ye Jun

Through the research on the integrity management system of the backbone network, the key problems of the integrity management of the backbone network are solved. The identification method and risk assessment method of the high consequence area suitable for the Shanghai natural gas backbone network are put forward, and the corresponding technical measures and management methods are adopted to maintain the pipelines of the backbone network in a planned and targeted way. Measures are taken to keep the natural gas pipeline under control, which provide technical support and guarantee for the safe operation and management of the natural gas pipeline, and effectively prevent the occurrence of natural gas pipeline accidents.

pipeline integrity management, high risk area identification, pipeline risk assessment