王良春，鄭青川

巴中市興圣天然氣有限責任公司 （四川 巴中 636000）

城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理工程是一項復雜的綜合工程。近年來，隨著天然氣大范圍普及，城鎮(zhèn)燃氣公司迅猛發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，20余年來我國燃氣公司從最先的數(shù)百家發(fā)展到2萬多家[1]。因燃氣公司發(fā)展歷史不同、投資來源不同、管道運行管理理念不同，造成不同燃氣公司對燃氣管網(wǎng)完整性管理的認識也不一致。

城市燃氣管網(wǎng)完整性管理是在油氣長輸管道完整性管理成功實施的基礎(chǔ)上提出的[2]，由于城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)體系不再單一，管道運行壓力多級，管道種類繁多、節(jié)點多、范圍廣，用氣用戶結(jié)構(gòu)復雜，社會因素影響大。我國人口基數(shù)大，城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理還在進行探索的初級階段[3]。因此，加強我國城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理研究迫在眉睫。

1 燃氣管網(wǎng)完整性管理現(xiàn)狀

1.1 燃氣管網(wǎng)完整性管理社會因素

社會因素主要體現(xiàn)在如下幾個方面：①燃氣管網(wǎng)完整性管理涉及面廣、不同企業(yè)交涉多，協(xié)調(diào)工作量大；②不同企業(yè)設(shè)計、施工、驗收標準差異大；③管網(wǎng)周邊環(huán)境變化迅速，用戶對燃氣依賴，燃氣管網(wǎng)完整性管理易受本地政府各部門的干預；④非國有資本大量涌入城市燃氣行業(yè)，燃氣企業(yè)數(shù)量增多，企業(yè)之間競爭激烈。因此，不同燃氣企業(yè)燃氣管網(wǎng)完整性管理水平參差不齊，在資金壓力、協(xié)調(diào)管理、燃氣施工、管網(wǎng)巡檢、維護保養(yǎng)等方面面臨壓力。

1.2 燃氣管網(wǎng)特點

燃氣公司所轄管道建設(shè)年限不同，同一時期建設(shè)的管道，材質(zhì)、管徑也不盡相同，且管道變徑次數(shù)多；城市燃氣用戶結(jié)構(gòu)復雜，包括民用、商服、工業(yè)用戶；城市燃氣管網(wǎng)多數(shù)僅采取外防腐層防腐，雜散電流干擾普遍很嚴重；城市道路、通訊電纜、電力電網(wǎng)、城市供水建設(shè)、改造等工程增加了管網(wǎng)第三方破壞風險；相對于長輸管道，信息化程度不高，自控水平差，管理被動；搶修時資源配備不足，專業(yè)技術(shù)人員相對匱乏；燃氣管道多敷設(shè)于經(jīng)濟發(fā)達、人口集中地區(qū)，一旦發(fā)生事故，人員、財產(chǎn)損失大，環(huán)境污染重，社會影響惡劣。為了確保燃氣管網(wǎng)安全運行，完整性管理作為一種更先進的安全管理模式取代安全管理、風險管理，勢在必行[4-7]。

1.3 燃氣管網(wǎng)完整性管理現(xiàn)狀

目前，城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的管理水平低下，業(yè)務(wù)流程難以有效銜接，評估手段不成熟，其日常管理的主要內(nèi)容大多為巡線檢漏。在點多面廣的城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)中，部分燃氣公司并無燃氣管網(wǎng)完整性管理數(shù)據(jù)及分析模塊，缺乏燃氣管網(wǎng)完整性管理體系，不能及時發(fā)現(xiàn)安全隱患；部分城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)，即便在管理過程中發(fā)現(xiàn)有問題存在也因為涉及到市政管理等多個單位，處理起來需要辦理較為冗雜的手續(xù)，很難及時消除城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的安全隱患。頻繁的施工活動和密集的人口造成管道安全標示缺損，管道埋深不夠，管道安全間距不足，受多方阻擾，隱患改造難度大。燃氣公司在管線改造時，甚至出現(xiàn)燃氣管線無路可走，給燃氣管網(wǎng)完整性管理帶來不便。

2 燃氣管網(wǎng)完整性建設(shè)

2.1 燃氣管網(wǎng)完整性框架

燃氣管網(wǎng)完整性管理體系的管理理念是燃氣公司對管網(wǎng)安全管理的過程進行持續(xù)改進、定期循環(huán)、不斷完善，讓燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)達到一個安全可控的結(jié)果[8]。在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理中，由于風險因素的多樣性，因素之間錯綜復雜，不確定性多，所以要綜合考慮時間上、空間上、社會環(huán)境、安全管理，施工運行管理等多方面因素，管理模式最終變成多維網(wǎng)狀節(jié)點交叉全程動態(tài)管理，如圖1所示。

圖1 燃氣管道完整性管理框架

燃氣管網(wǎng)完整性管理框架包括組織完整性、數(shù)據(jù)完整性、管理過程完整性[9]。 從圖1可知，組織完整性、數(shù)據(jù)完整性、管理過程完整性不是分割獨立存在，它們各司其職融合于完整性框架的不同部位。如組織完整性包括：組織機構(gòu)劃分、組織機構(gòu)職責、各組織機構(gòu)交互作用，在管道全生命周期和風險評估和完整性評估中相互配合，共同完成燃氣管網(wǎng)完整性管理成果，保障燃氣管網(wǎng)的健康發(fā)展。

2.2 燃氣管網(wǎng)完整性管理展示平臺

為方便相關(guān)人員收集、查詢、分析、管理、抉擇燃氣管網(wǎng)完整性管理出現(xiàn)的各種問題，友好的人機互動，簡化日常工作的繁瑣，建立城鎮(zhèn)燃氣管理系統(tǒng)平臺（圖 2）。

該系統(tǒng)由視圖展視、業(yè)務(wù)管理、評價模型、數(shù)據(jù)中心4個模塊組成。根據(jù)角色授權(quán)完成數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)核實、數(shù)據(jù)查詢等相關(guān)功能。當系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化和更新時，同步更新燃氣管網(wǎng)完整性管理數(shù)據(jù)。通過城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性系統(tǒng)平臺展示，可得出綜合的評估報告，并且評估報告各方面均有詳細的數(shù)據(jù)支持和分析結(jié)果，也可以查詢出相應評判準則。對風險較高的管段，比較完整性管理系統(tǒng)平臺匯總的分析結(jié)果，逐層反推出城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理存在的弊端，逐漸挖掘更深層次的管道隱患原因。由于城鎮(zhèn)燃氣管線具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)較為分散且數(shù)量多的特征，可對大量數(shù)據(jù)云計算，強化數(shù)據(jù)屬性，分析城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理管道失效規(guī)律，進行災難仿真模擬。

圖2 燃氣管網(wǎng)完整性管理系統(tǒng)平臺框架

3 燃氣管網(wǎng)完整性管理實施要點

3.1 組織保障

城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理是一項系統(tǒng)工程，城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)的管理涉及到多個方面，與此相關(guān)的人員都要高度重視。管道的隱患只是浮于表面的管道缺陷，需要從社會環(huán)境，管道周邊環(huán)境、管道周圍施工作業(yè)情況、民風民俗、公司內(nèi)部管理等多方面綜合分析得出更進一步結(jié)果。城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理不是某一個部門獨立承攬，而是多個部門根據(jù)職責相互合作，通過燃氣管網(wǎng)完整性系統(tǒng)管理平臺，及時交流共享信息，減少不必要的抉擇滯后[7]，不斷縮短信息的循環(huán)更新周期，這樣燃氣公司管理層可快速有效作出更加合理的決策，保障燃氣管網(wǎng)功能完善。

3.2 預防性管理

燃氣管網(wǎng)完整性管理采取預防管理模式，在燃氣管道建設(shè)立項階段就需考慮，管道以后存在隱患的可能性，事故發(fā)生后造成的后果程度，搶修維護難度和停氣造成的社會影響。在燃氣管網(wǎng)全生命周期過程中，相應的數(shù)據(jù)作為后續(xù)管道完整性評價的依據(jù)，是可實施性較強的事故預防措施及應急搶險策略的依據(jù)。循環(huán)對管網(wǎng)實施完整性檢測和評價，全面掌握燃氣管網(wǎng)存在的薄弱環(huán)節(jié)與本體現(xiàn)狀，分析和監(jiān)測管網(wǎng)可能會出現(xiàn)事故的部位及具體原因，并采取有效措施來預防事故的發(fā)生。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)一保管制度

燃氣管網(wǎng)完整性管理過程中收集了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，單位差異大，數(shù)據(jù)信息量大。每項數(shù)據(jù)的物理意義也各不相同，如果缺乏對基礎(chǔ)資料的統(tǒng)一保管制度，數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)不能完全互通和共享，各部門建立各自的數(shù)據(jù)庫，跨部門數(shù)據(jù)傳遞丟失嚴重。即便擁有相關(guān)風險評估技術(shù)和完整性評價技術(shù)和修復技術(shù)，這些數(shù)據(jù)無法有效利用和綜合分析，各部門協(xié)調(diào)性差，對燃氣管網(wǎng)完整性評估、應急搶險、維護維修極其不利，無法提升燃氣管網(wǎng)整體安全性。城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理是一個動態(tài)的管理模式，依托城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理框架，規(guī)范各種數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理，做到數(shù)據(jù)及時共享和利用，實現(xiàn)電子化管理，完成燃氣管網(wǎng)完整性管理要求。

3.4 重視重要影響因素

風險因素的分析關(guān)乎到完整性管理的水平。與長輸管道一樣，在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)風險評價中，可將造成隱患的因素分成四大類：第三方破壞、管道老化及腐蝕、設(shè)計誤操作、自然災害[10]。影響燃氣管網(wǎng)安全的主要因素是管道老化及腐蝕和第三方破壞。①城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)老化及腐蝕在城鎮(zhèn)燃氣隱患排查中常見，主要體現(xiàn)在老城區(qū)埋地管道周邊土壤環(huán)境惡劣，地形空間狹窄，管材等級低，管道使用年限較久，維護困難，雜散電流多，在老城區(qū)管網(wǎng)分步改造中，腐蝕環(huán)境得不到合理改善，而且這些區(qū)域地面活動頻繁，事故后果嚴重。建議老舊城區(qū)以片區(qū)為單位，全部更換為PE管，并加大管道巡檢力度，縮短管道數(shù)據(jù)更新周期。②城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)第三方施工活動頻繁，只有針對其深層次的管理缺陷和社會因素，預先了解管道周圍第三方破壞活動，針對性做出相應保護措施，有效防止第三方破壞事故發(fā)生。例如：提高居民對燃氣危害的認識，加大對燃氣管網(wǎng)及設(shè)備保護宣傳，加強與地方規(guī)劃部門、其他相關(guān)部門的合作溝通，努力將第三方破壞消滅在萌芽中。

4 建立適合的評價方法

4.1 城鎮(zhèn)燃氣的威脅因素

按照威脅因素發(fā)生的規(guī)律性和對規(guī)律把握程度，將城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性的威脅因素分為4類，分別為確定可量化威脅因素、不確定可量化威脅因素、確定不可量化威脅因素、不確定不可量化因素[9]。所謂確定可量化威脅因素，是指威脅因素能按照一定的規(guī)律發(fā)生，這種規(guī)律目前已經(jīng)能夠掌握，且對其燃氣管道失效機理原理能夠分析透徹。以此類推，同理可得出其余威脅因素。①對于確定威脅因素，可采用統(tǒng)計學，因果分析法，管理統(tǒng)籌學等相關(guān)理論，推導威脅因素失效概率，繼而求得失效最大分數(shù)。②對于可量化因素，可依賴完整性管理體系相應的技術(shù)求其失效最大分數(shù)。③對于不確定因素，通過因果分析法，管理統(tǒng)籌學，社會學等，只能估算失效概率。④對于不可量化的因素，應盡量提升技術(shù)水平，培訓員工，專家講座，業(yè)績考核，強化管理等，將其不可量化轉(zhuǎn)為可量化。由于城鎮(zhèn)燃氣不確定威脅因素多，且部分因素不可量化，給燃氣管網(wǎng)整性管理帶來極大不便，很難用一種或幾種評價方法便能確定燃氣管網(wǎng)風險級別。所以要對上述4種威脅因素單獨評價。

4.2 不確定威脅因素不統(tǒng)一

20年前四川、重慶等地區(qū)大規(guī)模長時間使用天然氣，隨后，大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村也開始使用天然氣。目前，燃氣公司有大型集團燃氣公司，也有用戶數(shù)量幾百戶的鄉(xiāng)鎮(zhèn)天然氣公司，規(guī)模大小不一。每家燃氣公司社會因素不一樣，導致每家燃氣公司燃氣管道完整性管理現(xiàn)狀不盡相同，管網(wǎng)特點不一，建議按照燃氣公司的具體情況，依賴現(xiàn)有的完整性管理體系和相應管理技術(shù)，結(jié)合本企業(yè)燃氣管網(wǎng)威脅因素特點，采用各自適應的評價模型和評價體系。

4.3 高后果區(qū)域分級評估維護

管道敷設(shè)區(qū)域全為高后果區(qū)域。管道幾乎敷設(shè)在人員密集場所，只要管道燃氣泄漏，就有可能變成一場災難。建議依據(jù)管道歷史泄漏率、歷史修復效果、地面施工活動頻率、停輸影響、活動人口密度等對燃氣管道分級，按照級別，輕重緩急對區(qū)域管網(wǎng)做出完整性評估和維護。對于重點區(qū)域，請求相關(guān)部門引導干預，提高管道定位的準確性，增加巡檢力度和提升檢測技術(shù)水平度，有必要做一些開挖和回填，準確辨別管道實際情況，旨在把有限的資源用在最危險的地方。

4.4 定量和定性相結(jié)合的評價方法

依據(jù)管網(wǎng)全生命周期，安全評價體系可分為管網(wǎng)工程設(shè)計、管網(wǎng)施工、管網(wǎng)運行、第三方破壞、管網(wǎng)腐蝕、管網(wǎng)維檢修、歷史事故事件。相比較，管網(wǎng)工程設(shè)計、管網(wǎng)施工、管網(wǎng)運行、管網(wǎng)維檢修、歷史事故事件為確定可量化威脅因素，第三方破壞為不確定和不可量化因素，管網(wǎng)腐蝕為確定不可量化威脅因素。由于威脅因素不確定或不可量化原因，在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)完整性管理中，這類因素造成大量事故。對于第三方破壞威脅因素指標，可以根據(jù)管道本體和外延，提出基于失效機理和統(tǒng)計規(guī)律相結(jié)合的評價方法。例如，在第三方破壞完整性評價中，對施工機械、管道材質(zhì)型號、土壤及埋深、挖掘角度等分門別類做出模型分析，計算出管道受力大小，建立管道失效的數(shù)據(jù)模型，然后依據(jù)這些失效模型預防第三方破壞，同時就管道周邊地面活動水平和周圍環(huán)境對施工概率做出評估，結(jié)合當?shù)卣?，根?jù)燃氣公司具體情況，做出綜合第三方破壞完整性評估。

5 結(jié)束語

城鎮(zhèn)燃氣用戶的高速增加，國內(nèi)發(fā)生燃氣爆炸事件屢見不鮮。根據(jù)我國燃氣行業(yè)情況，應不斷加強對燃氣管道完整性管理和研究，從管理和技術(shù)上確保燃氣在管道中安全運輸，節(jié)省資源，延長管道及設(shè)備使用壽命，讓燃氣企業(yè)社會效益和經(jīng)濟效益最大化，建立起適合我國城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)現(xiàn)狀的完整性管理方法。