天然气管道运行风险评价方法及其应用研究

苟云睿

（哈尔滨输油气分公司，黑龙江黑河 164300）

人们日常生活离不开天然气。天然气作为一种能源，直接关系人民群众生活质量。清洁、燃烧效率高、无污染是天然气该能源的显著优势，已经成为城市化发展的理想能源。伴随我国城市化建设的不断发展，天然气管网建设也越来越完善，这对提高我国城市化建设现代化发展水平具有重要意义。但是天然气具备的燃爆性也为人民群众带来了不少的问题，导致天然气在使用过程中安全事故频频发生，极大威胁群众生命和财产安全。尤其是建设年代较为久远的天然气管道，受各种因素的影响管道腐蚀程度加剧，运行期间一旦出现泄漏直接造成巨大的经济损失和社会损失。因此全面落实对天然气管道运行风险的研究格外重要，以下就是本文对天然气管道运行风险评价方法的有关研究。

1.天然气管道分类

1.1 集气管道

集气管道是天然气管道类型之一。集气管道可以将集气站与气田井口连接在一起，天然气运输最基础的管道就是集气管道。集气管道可以起到统一收集并整理开采天然气的作用。气田井没有经过特殊处理后里面的压力较高，因此为了顺利开采天然气要求集气管道可以承受较高的压力，并且确保管道半径在25mm～75mm。

1.2 输气管道

天然气管道的主体结构就是输气管道，输气管道负责天然气全过程的输气工作。处理后的气体通过输气管道可以运输到对应的配气中心或者储气仓库。因此大多数输气管道的口径较大，目前输气管道的最大口径可以达到1422mm，并且可以承受较高的压力。

1.3 配气管道

天然气管道中的配气管道布局相对密集，且具有分支较多的特点。配气管道的口径一般较小，因此承受压力的能力也相对较低。调压中心的天然气可以通过配气管道输送到各个直线用户端，确保了天然气管道的安全运输。

2.天然气管道运行风险评价的重要性

天然气具有易燃易爆的特点。天然气的开采到使用期间需要经历较长的过程，期间管道运输起到了非常重要的作用。但是管道输送过程中会遇到一些问题，外界因素的影响增加了天然气输送环节的安全隐患。天然气管道一般在地下深埋，在气量输送较大的情况下会影响天然气管道，比如高压、土壤等会对天然气造成一定的损坏，促使天然气管道出现泄露、爆炸、火灾等安全事故，对周围群众生命安全带来了较大威胁，直接降低了天然气管道输送的稳定性和安全性，同时也降低了天然气能源损耗率。针对上述存在的问题就需要严格落实对天然气管道运行风险的评价。

3.天然气管道运行风险评价的内容分析

3.1 识别天然气管道运行物质风险

天然气管道运行风险评价中的物质风险主要包括乙烷、甲烷、乙烯等，上述物质具有较强的燃爆特性。因此风险评价人员要密切关注天然气中的硫化氢含量，避免天然气中含硫量较高引发天然气管道安全事故。因此明确天然气中硫化氢的含量是天然气管道运行风险评价非常重要的内容[1-2]。

3.2 识别天然气管道运行生产设施风险

天然气管道运行中用到的生产设施主要包括以下内容，分别是输气管道、阀室和站场。其中天然气管道运行中的密闭高压系统主要由管道、过滤分离器和阀门构成。任何生产设施出现故障都会导致天然气管道安全事故。因此准确识别天然气管道运行生产设施风险尤为重要。

4.影响天然气管道安全输送的风险因素

4.1 管道设计不合理

影响天然气管道安全输送非常重要的因素就是管道设计问题。天然气输气管道一般是由单个管子顺次组装形成。集气管道主要由钢材质管道焊接而成。天然气管道需要高度密闭，各个管道彼此连接形成密闭的输送系统。管道设计是否合理直接影响天然气输送安全性。尤其是在地质条件较为恶劣的情况下开采天然气更需要设计人员不断优化管道设计方案，提高管道防护等级，避免管道设计不合理引发相应的安全事故。天然气管道输送过程中会经过多个气体压缩站，气体压缩站的运行状态直接影响天然气的输送质量。因此设计人员对天然气管道进行设计时需要配置齐全的设备，如输气管理设备、自动控制仪器等，避免仪器设置不满足要求降低天然气管道输送中温控效果和压力控制效果。

4.2 制度建设不完善

制度建设不完善是影响天然气管道安全输送的重要原因。天然气管道的安全运行需要以健全的制度为基础。据调查目前我国针对天然气管道运输的管理制度主要侧重于管道施工材料，没有针对天然气管道输送全过程制定完善的规章制度，制度建设的不完善会引起多种问题，如管道腐蚀、管道检修不及时、天然气泄露、火灾爆炸等安全事故。输送天然气的管道一旦出现破损会释放出巨大的能量，导致管道大面积撕裂。这种释放出来的巨大能力严重威胁群众生命和财产安全。

代入数值计算后可得，齿宽b=226.43 mm，模数mnt=9.15 mm，齿高h=20.59 mm。

4.3 施工质量不满足要求

项目建设是否合理需要以施工质量作为重要的参考指标。天然气管道施工需要注意的问题较多，比如管道的防腐处理、管道焊接质量、管道沟回填工艺等。其中天然气管道的焊接直接关系整个项目的施工质量，但是据调查整个工程要想达到百分百的焊接合格率难度较大，天然气管道或多或少都会存在焊接问题，因此这就决定了天然气管道是有使用寿命的，一旦超过管道使用年限维护不及时将会引发泄露甚至爆炸等危险事故。

5.天然气管道运行风险评价方法

5.1 定性评价方法

5.1.1 安全表检查法

安全表检查法需要严格遵守相关法律法规，按照规范标准落实对天然气管道运行风险的全面性评价。安全表检查法将安全系统工程思想贯穿其中，详细检查了设备、工艺以及管理组织等方面存在的安全问题。安全表检查法可以及时发现潜在危险因素，因此在天然气管道运行风险评价中得到了广泛应用。此种风险评价方法可以对“质”进行判别，不需要构建数学模型，因此企业掌握起来更为容易。

5.1.2 预先危险性分析法

项目开展之前或者新工艺使用后可以采取预见危险性分析法。此种方法可以定性分析系统中可能存在的危险因素，并判定危险程度，可准确锁定系统中的危险源、危险因素并分析事故后果，以此制定有效的解决对策。预先危险性分析法主要具备以下特点：（1）该方法可将系统划分为多个子系统，实现对各个子系统的针对性风险评价。（2）该方法可以借助失效数据库中的历史数据分析比较相似事故，明确潜在因素是否存在判断对象中。（3）该方法可实现风险因素和风险事故诱因之间的转换，以此制定有效的措施检验整个系统。（4）该方法可排列风险等级，确定危险次序，明确危险因素先后次序。

5.1.3 危险及可操作性分析法

危险及可操作性分析法所采用的评价指标是工艺生产过程中的重要参数，能分析预测各个工艺参数变化情况，以此制定解决对策。天然气管道运行风险评价中危险及可操作性分析法被广泛应用。此种方法要求工作人员熟悉设备运行期间可能存在的危险因素，并结合相应的危险因素制定有效的解决措施。危险及可靠性分析法主要具备以下特点：（1）该方法可全面分析系统中主要状态系数变化情况，明确潜在风险因素制定解决方案。（2）该方法工作人员便于掌握，工作人员可以借助关键词分析法将风险原因在最短时间内找出，实现了对天然气管道运行风险评价的针对性研究。（3）该方法在前期规划设计中较为常见，可全面评价设备装置，能识别新产品研发过程中各项风险因素。

5.1.4 鱼刺图分析法

5.2 定量评价方法

5.2.1 事故树分析法

事故树分析法最为经典，在复杂风险评价中该方法较为常见。事故树分析法的切入点是事故发生的原因，能准确锁定导致事故发生的主要原因。该方法可以根据时间发生顺序构建方向性的逻辑图，依靠逻辑图可以逐层分析风险事故的原因，根据分析结果制定有效的解决措施，避免事故进一步恶化开来。事故树分析法主要具备以下特点：（1）具有较强的灵活性，可以分析系统中的失效因素和特殊因素。（2）该方法要求操作人员深入性分析整个系统，全面了解导致系统失效的各个因素，理清各因素之间的内在关系，避免事故恶化。（3）该方法属于逻辑性推理方法，构建出来的故障树结构更为清晰，便于工作人员准确锁定潜在危险因素和事故之间存在的逻辑关系，找到其中的薄弱环节。

5.2.2 概率危险性评价法

事故发生后造成的伤亡概率和财产损失可以采用概率危险性评价法。此种方法可以依靠计算运行系统中事故概率明确安全目标，将安全目标与事故概率进行比较，明确系统自身风险程度。概率危险性评价法可以识别并分析系统事故中的不安全因素，预测系统中存在的风险概率和事故后果影响程度，将得出来的分析结果与事前设定好的风险值进行比较，判断系统运行是否安全。

6.切实做好天然气管道运行风险评价研究的措施分析

6.1 提高工作人员在思想上的重视度

针对目前部分人员缺少对天然气管道运行风险评价正确认识的问题，需要进一步提高工作人员在思想上的重视程度。企业需要向工作人员普及天然气管道运行风险评价的重要性，促使更多的工作人员意识到加强对天然气管道运行风险的评价是利国利民的大事。工作人员需要全面解读天然气管道运行风险评价相关法律法规，切实掌握该方面的专业知识，努力学习新的技术和理念进一步提高天然气管道运行风险评价能力。

6.2 健全天然气管道数据库

健全天然气管道数据库是切实做好天然气管道运行风险评价的有效措施。天然气管道公司需要成立专门部门，由该部门负责收集、录入并维护数据，开展好对数据的分析和处理工作。完善的数据库可以极大程度降低天然气管道运行风险事故发生率。

6.3 构建专门风险评价机构

构建专门的风险评价机构也是切实做好天然气管道运行风险评价研究的措施之一。天然气管道公司需要构建专门的风险评价机构。天然气管道运行过程中一旦发生风险事故，带来的危害将是难以估量的，严重影响社会的有序发展。因此天然气管道公司需要构建专门的风险评价机构，该机构可以定期评价天然气管道，将风险控制在源头，避免风险因素进一步扩大产生更进一步的影响。

6.4 健全现有风险评价制度

针对目前天然气管道运行风险评价制度不完善的问题。相关部门需要进一步健全现有的风险评价制度，构建完善的风险评价机制。健全的风险评价机制与之对应的是合理化的风险评价方法，工作人员需要根据天然气管道类型的不同制定合理化的风险评价模型。依靠风险评价模型可以实现对天然气管道运行风险的全面性评价，提高了风险评价方法的灵活性。

6.5 制定合理的防火安全管理措施

天然气属于易燃易爆类物质，管道输送过程中一旦天然气燃烧将造成巨大的事故，使得天然气管道内压力持续增加。一旦管道承受不住较大的压力就会开裂、爆炸。针对该问题制定合理化的防火安全管理措施非常重要，能最大程度避免天然气在管道运行过程中发生燃烧、爆炸。

6.6 全面提高管理人员综合素养

全面提高管理人员综合素养也是落实对天然气管道运行风险评价的措施之一。管理人员综合素养直接关系天然气管道运输的安全性。高度负责的管理人员可以避免天然气管道施工前期出现意外事故。因此管理人员在天然气管道施工前期需要全面检查施工材料，确保所使用的天然气管道型号满足施工要求，切实提高天然气管道质量。

7.结语

以上就是本文对天然气管道运行风险方法的相关分析，希望可以理清天然气管道运行存在的各个风险因素，制定有效措施切实确保天然气的稳定输送。