上海天然氣管網有限公司 葉 峻

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上海天然氣主干網完整性管理系統(tǒng)的研究

上海天然氣管網有限公司 葉 峻

通過主干網完整性管理系統(tǒng)的研究，解決了主干網完整性管理的關鍵問題，提出適合上海天然氣主干網的高后果區(qū)識別方法、風險評估方法，并由此采取相應的技術措施與管理方法，有計劃、有針對性的對主干網管道采取維護措施，使天然氣管道始終處于受控狀態(tài)，為天然氣管道的安全運行管理提供技術支持與保障，有效杜絕天然氣管道事故的發(fā)生。

管道完整性管理 高后果區(qū)識別 管道風險評估

0 前言

城市天然氣管道安全關系到城市及社會的發(fā)展，關系到城市功能的有效發(fā)揮。政府和社會對天然氣管道安全運行日益關注，國務院相關部門多次下發(fā)關于地下管線管理、隱患整治等相關文件和通知，明確要求全面推行油氣管道完整性管理。因此如何通過實施管道完整性管理，有效的將管道風險控制在可接受的范圍內，有效的減少管道失效概率是燃氣企業(yè)管理工作的重中之重。

上海天然氣主干網完整性管理系統(tǒng)的研究就是根據管道完整性管理理念，結合上海天然氣主干網的運營情況，構建主干網完整性管理體系，規(guī)范管理流程、完善工作制度，從而實現上海天然氣主干網的完整性管理。

1 主干網完整性管理的主要研究內容

上海天然氣主干網完整性管理架構見圖1。

圖1 天然氣主干網完整性管理架構

上海天然氣主干網完整性管理的主要研究內容如下：

(1)建立主干網完整性管理數據平臺，滿足管道完整性管理需求。兼容現有主干網DMS/GIS等生產系統(tǒng)數據，實現數據共享；

(2)研究主干網完整性管理方法，建立主干網高后果區(qū)識別和風險評估方法；

(3)建立主干網完整性管理系統(tǒng)，開發(fā)高后果區(qū)識別、風險評估、完整性評價等軟件功能模塊，并與主干網GIS系統(tǒng)相結合；

(4)根據主干網完整性管理方法以及管網公司運行規(guī)章制度，制定天然氣管網完整性管理體系文件；

(5)項目先期選取運行段(兩站一線)與新建段(閘航路管道)為試點，進行管道完整性管理樣板段工作。

2 主干網完整性管理數據平臺

為建立主干網完整性管理數據平臺，要對管道基礎屬性、自然環(huán)境、沿線社會、歷史狀態(tài)和失效數據進行調查、收集和綜合。平臺建設中明確了主干網全生命周期不同階段所需采集數據的種類和屬性，統(tǒng)一了主干網完整性管理數據庫標準和數據采集模版。目前已建立68個數據采集表單，包括建設期數據表單和運行期數據表單，為后續(xù)數據錄入及數據管理提供基礎。

(1)管道基礎屬性數據：管線位置、埋深、材質、壁厚、工作壓力、工作溫度等。

(2)管道沿線環(huán)境：管道底圖、道路、河流、學校、村莊、人口密度、管道沿線人文環(huán)境等。

(3)管線運行相關數據：管道內(外)檢測數據、巡線相關、維護數據、維修數據等。

3 高后果區(qū)識別準則與風險評估方法

根據ASME B31.8標準與《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》(GB 32167—2015)，結合主干網特性，依照管道完整性管理六步法(見圖2)，初步制定了天然氣主干網高后果區(qū)識別準則與風險評估方法。

圖2 管道完整性管理六步法

3.1 主干網高后果區(qū)識別準則

高后果區(qū)(High Consequence Areas，簡稱為HCAs)，是指如果管道發(fā)生泄漏會危及公眾安全，對財產、環(huán)境造成較大破壞的區(qū)域。隨著人口和環(huán)境資源的變化，高后果區(qū)的地理位置和范圍也會隨著改變。高后果區(qū)內的管段為實現風險評價和完整性評價的重點管段。

上海天然氣主干網完整性管理系統(tǒng)研究中通過調研國內外高后果區(qū)識別相關標準，采用了Fluent軟件對失效場景建立數學模型，分析管道失效后發(fā)生的災害類型和影響范圍，估算其造成的損失情況，初步建立起適合上海天然氣主干網高后果區(qū)識別準則。

3.2 主干網風險評估方法

天然氣主干網的風險評估方法，主要參照《埋地鋼質管道風險評估方法》(GB/T 27512—2011)。結合天然氣管網的特性，確定失效可能性、失效后果各因素的權重值，制定適用于主干網的風險評估方法。通過風險因素識別與失效后果分析，城市天然氣管道失效可能性評價共建立一級評價指標6個(第三方破壞得分、腐蝕得分、設備及操作得分、地質和自然災害得分、本體安全得分、政府監(jiān)管得分)，二級評價指標32個，三級指標75個；失效后果分析共建立一級評價指標3個(介質危害性、沿線環(huán)境、應急搶險)，二級評價指標5個，三級指標8個。采用半定量風險評估方法對天然氣管道進行風險評估。

4 完整性管理系統(tǒng)平臺的建立

根據所制定的主干網高后果區(qū)識別準則與風險評估方法，將其軟件化，并結合GIS平臺，采用C/S架構，開發(fā)建立了管道完整性管理系統(tǒng)平臺，與完整性管理數據平臺進行數據共享。管道完整性管理系統(tǒng)平臺模塊架構見圖3，上海天然氣主干網完整性管理系統(tǒng)截屏見圖4。

圖3 管道完整性管理系統(tǒng)平臺模塊架構

圖4 完整性管理數據平臺截屏

4.1 管道數據全面管理

應用GIS平臺，實現管道GIS數據一體化，建立管道的二維地形圖；通過數據模版對管道的文檔資料、基礎信息、運行數據、檢驗數據等進行數據入庫，實時展示管線基礎信息和GIS信息。

4.2 管道完整性管理

依據管道完整性管理六步法，對管道運行中面臨的風險因素進行識別和評價，包括：高后果區(qū)識別、風險評估、完整性評價等，并對管線高后果區(qū)、風險隱患點、占壓或第三方活動區(qū)域等進行管理，建立風險隱患從發(fā)現、監(jiān)督到消除隱患的全過程管理。

5 體系文件建設

管道完整性管理體系文件建設有利于梳理企業(yè)管道完整性管理工作，對管道管理形成工作指導與技術支持，同時，也可應用于員工培訓以及員工工作考核。體系文件主要包括以下幾個部分：

(1)總則。包括管理總則、用戶權限、安全操作規(guī)范等各部分說明性文件。即政策管理型文件。

(2)程序控制文件。主要是規(guī)定完整性管理過程中的工作技術內容的技術方法與技術要求，即流程管理型文件。

(3)作業(yè)指導書。主要是根據技術手冊的要求，以及結合“流程表單化”工作，制定完整性管理過程中，每一個與管道完整性管理工作相關的工作指導文件，包括工作流程，工作表單，儀器要求等。即操作管理型文件。

(4)其他參考資料，主要給出一些技術和方法的參照文獻、標準目錄、法規(guī)標準等，便于更深入了解相關技術。

通過工作梳理，已完成了體系文件架構的搭建，并制定了總則文件一篇，程序文件七篇，作業(yè)指導書十篇，其他相關表單及資料若干。

6 試點工程

已選取已投運管段(兩站一線)與新建管道(閘航路)為試點工程，根據管道完整性管理方法，對管道進行完整性管理試點工程，包括對管道完整性數據采集、周邊環(huán)境調研、管道高后果區(qū)識別、管道風險評估、管道完整性評價等工作。

7 結語

本研究通過對上海天然氣主干網完整性管理系統(tǒng)的研究，解決上海天然氣主干網完整性管理的關鍵問題，提出適合上海天然氣主干網的高后果區(qū)識別方法、風險評估方法，并由此采取相應的技術措施與管理方法，有計劃、有針對性地對主干網管道采取維護措施，使天然氣管道始終處于受控狀態(tài)，為天然氣管道的安全運行管理提供技術支持與保障，有效杜絕天然氣管道事故的發(fā)生。同時可以使主干網管道長期處于良好運行狀態(tài)，有效延長管道的使用壽命，提高管網設施使用效率，節(jié)省管道大修成本，提高管道運行經濟效益。

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.

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