□ 文/史云濤 武玲 左棟
風(fēng)險定量分析中亞管道
□ 文/史云濤 武玲 左棟
探討風(fēng)險定量分析在中亞天然氣管道管理中有效運用的可行方案,建立一個為中亞天然氣管道進行全面風(fēng)險管理服務(wù)的定量分析體系架構(gòu),迫在眉睫。
中亞天然氣管道的運行安全是關(guān)系到國家能源安全、經(jīng)濟發(fā)展和國際政治關(guān)系的大事,影響深遠。中亞天然氣管道建設(shè)、運營中面臨的風(fēng)險錯綜復(fù)雜、多種多樣。這些風(fēng)險分布廣泛,隨機性強,預(yù)測難度大。如何全面監(jiān)測、識別各類風(fēng)險,科學(xué)精準(zhǔn)評估分析,及時預(yù)警、有效應(yīng)對,是實現(xiàn)中亞天然氣管道長期安全平穩(wěn)運行的重要保證,也是建設(shè)全面風(fēng)險管控體系的核心內(nèi)容。
定量風(fēng)險評估是管道風(fēng)險評估的高級階段。它通過聯(lián)合考慮諸如設(shè)備故障和安全系統(tǒng)失靈這樣的單個事件計算出最終事故的發(fā)生概率,確定絕對事故頻率的嚴(yán)密的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)方法,使用這種評估方法首先需要將各類影響因素處理成隨機過程或隨機變量。長期以來,由于難以得到可靠的分析數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)采集手段的限制,國內(nèi)天然氣管道運行風(fēng)險評估工作只能大量使用定性分析方法。
隨著HSE管理體系的深入實施,以及SCADA系統(tǒng)在中亞天然氣管道管理工程中的應(yīng)用,越來越多的量化管理數(shù)據(jù)正在積累,越來越豐富的統(tǒng)計指標(biāo)得以建立,風(fēng)險管理定量化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的需求也越來越清晰。要實現(xiàn)以人為本、預(yù)防為主、全員參與、持續(xù)改進的HSE先進理念,就要依托穩(wěn)步提升的中亞天然氣管道管理信息化能力,用及時、客觀、精確的定量風(fēng)險評估方法降低對專家評審、第三方監(jiān)理等定性評估方法的依賴,“讓數(shù)字說話”,建立以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以統(tǒng)計技術(shù)為核心、以流程控制等為基本元素的全面風(fēng)險管理框架。
風(fēng)險定量分析體系是建設(shè)全面風(fēng)險管理體系的基礎(chǔ)工程,涉及生產(chǎn)運行、工程建設(shè)、交通安全、社會安全、公共衛(wèi)生、環(huán)境保護、應(yīng)急管理等多項業(yè)務(wù)流程,和多個相關(guān)職能部門的管理環(huán)節(jié)。利用計算機和數(shù)據(jù)庫技術(shù)對數(shù)據(jù)進行有效地收集、存儲、處理和應(yīng)用,應(yīng)用統(tǒng)計分析方法,實現(xiàn)對風(fēng)險數(shù)據(jù)的定量化分析。根據(jù)數(shù)據(jù)管理的相關(guān)內(nèi)容,為實現(xiàn)中亞天然氣管道全面風(fēng)險管理體系,構(gòu)建了如圖所示技術(shù)架構(gòu):
風(fēng)險定量分析體系技術(shù)架構(gòu)圖
必須強調(diào),可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源是定量化風(fēng)險分析實施的基礎(chǔ),要重點采集有關(guān)風(fēng)險的定量識別,風(fēng)險損失的評價,風(fēng)險的分布和風(fēng)險的管理標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這一部分是整個應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化體系的入口,也是定量化管理的核心。其中關(guān)鍵的內(nèi)容是將風(fēng)險采集數(shù)據(jù)加工生成風(fēng)險分布等高價值的風(fēng)險信息。按風(fēng)險分析的主題建立數(shù)據(jù)倉庫,對公司已識別的風(fēng)險及其影響因素,采集相應(yīng)風(fēng)險監(jiān)測數(shù)據(jù),形成風(fēng)險定量分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
同時,由于風(fēng)險管理指標(biāo)的數(shù)量、種類眾多,因此有必要建立數(shù)據(jù)指標(biāo)管理體系,用統(tǒng)一的方式描述指標(biāo)結(jié)構(gòu),為不同的應(yīng)用生成不同的指標(biāo)。指標(biāo)維護體系建
立在原數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,包括系統(tǒng)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、總體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、信息資源標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容,還要建立系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)安全管理體系。
壓縮機組是天然氣長輸管道輸送中的關(guān)鍵動力設(shè)備。壓縮機組失效的故障將影響下游用氣安全,導(dǎo)致上游憋壓降量,造成財務(wù)風(fēng)險。壓縮機組安全是天然氣長輸管道安全運行中密切關(guān)注、及時管控的設(shè)備類風(fēng)險。為識別和評價壓縮機組作業(yè)過程中的風(fēng)險因素,消除或減少事故危害,降低安全風(fēng)險,我們把來自站場的故障監(jiān)測數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,采集了2012年中亞天然氣管道8個壓氣站的壓縮機組停機類故障次數(shù)的月度監(jiān)測數(shù)據(jù)。由于風(fēng)險數(shù)據(jù)量不大,分析方法選取了常規(guī)統(tǒng)計分析方法,運用專業(yè)統(tǒng)計軟件SAS的JMP工具,對數(shù)據(jù)進行了分析、展現(xiàn),發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)蘊含的壓縮機組失效風(fēng)險的分布規(guī)律。
數(shù)據(jù)基本情況描述:中亞天然氣管道包括2段(烏國段、哈國段),8個站場依次為WKC1、WKC2、WKC3、CS1、CS2、CS4、CS6、CS7;運行機組有GE、RR和SOLAR機組3種類型;統(tǒng)計時間為2012年1月—2012年12月。
故障風(fēng)險影響因素分析:風(fēng)險影響因素分析的作用是通過數(shù)據(jù)分析找到影響風(fēng)險發(fā)生的因果關(guān)系,本實例使用的風(fēng)險分析方案由以下三個步驟構(gòu)成:一是風(fēng)險值分布;二是風(fēng)險影響因素的影響重要性分析;三是風(fēng)險的影響程度方差分析。
根據(jù)風(fēng)險的分布選擇分析的模型,當(dāng)分布呈現(xiàn)為復(fù)雜分布特征時,應(yīng)設(shè)計影響因素的重要性分析和影響程度分析的組合方案。統(tǒng)計各國段故障總數(shù)分析可發(fā)現(xiàn),哈國段風(fēng)險遠高于烏國段風(fēng)險。統(tǒng)計各國段內(nèi)場站平均故障次數(shù),也可看出哈國段平均故障率高于烏國段。
根據(jù)決策樹分析,表明“站場”因素對故障數(shù)的影響較為重要,其中WKC3、CS4、CS1場站全年中超過50%的月份都會發(fā)生故障,而其它5個場站相對故障較低。而在上述三個重點場站中,最容易產(chǎn)生故障的是在1、12、10、11、2五個月份。這樣的風(fēng)險信息提示我們,應(yīng)重點加強對上述三個場站1、2、10、11、12月的機組故障風(fēng)險管理。
通過以上分析,可以得出如下結(jié)論:哈國段故障率明顯高于烏國段;WKC3、CS4、CS1場站更容易發(fā)生故障;秋冬季節(jié)管道故障次數(shù)明顯高于春夏季節(jié),即有溫度影響;方差分析結(jié)果表明,國段和位置對故障次數(shù)沒有顯著影響,但機組類型和月份對故障次數(shù)有顯著影響。
管道風(fēng)險的分析、評價和控制是管道日常管理的重要內(nèi)容,風(fēng)險定量分析方法具有普遍的適用性,已經(jīng)成為提高評價系統(tǒng)可靠性的有效手段。通過運行不同的分析方法,對中亞天然氣管道壓縮機設(shè)備風(fēng)險的分布管段、站場、季節(jié)等因素進行了準(zhǔn)確的定量分析,加深了對風(fēng)險的認識程度,從而可以采取相關(guān)措施有效地避免和減少風(fēng)險的危害,提高管道風(fēng)險管理技術(shù)和水平,對促進管道的安全運營,保證中亞天然氣管道戰(zhàn)略能源通道地位具有重要意義。
油宣/圖
作者單位: 中國石油中亞天然氣 管道有限公司