摘　要：針對城市高壓燃氣管線的安全風險，利用定量評估方法對其進行風險分析。建立了由管網(wǎng)脆弱性指標、事故誘因指標、事故后果指標以及各指標的權(quán)重共同組成的定量評估指標體系?；谠摱吭u估指標體系，對烏魯木齊市50余條高壓燃氣管線進行了定量風險評估，為城市燃氣管網(wǎng)安全管理提供數(shù)據(jù)支持，為建立預測預警系統(tǒng)和防災減災機制提供依據(jù)。

關鍵詞：燃氣管網(wǎng)　埋地管道　風險評估

The Research on Risk Assessment of High Pressure Gas Pipeline Network in Urumq i，Xinjiang，China

Abstract：In recent years，as the project of changing fuel from coal to natural gas progress in Urumqi of China，a large number of high-pressure gas pipelines enter into the center city，bring huge risk to city public safety．In order to qllanlitatively assess the risk of gaS pipelines，the quantitative evahmtion index system，which includes inherent risk index，eauskllion index，consequence index and the weight of each index．Based on the qnanlitative evaluation index system，more Ihan 50 high pressure gas pipelines were condueled quantitaliw，risk assessment in Urumqi．The assessnleut results can provide data support for the managemenl of city gas pipeline network，and also can provide basis for establishing tbreeasting systems and mechanism of disaster prevention and mitigation．

Keywords：Gas pipeline  Buried pipeline  Risk assessnlent

烏魯木齊市天然氣管道自1991年起步，經(jīng)過近20余年的工程建設，烏魯木齊的天然氣傳輸和分配管道約3908.46km，其中高壓管道的67.94km，次高壓管道191.53km，低壓管道3589km。2013年天然氣用戶累計達到105.5萬戶，燃氣普及率已達99％以上，全年天然氣供應總量為23.13億m³。近年來，隨著烏魯木齊市“煤改氣”工程的推進，大量高壓燃氣管線進入城市中心區(qū)，城市燃氣管道長度日益增長，城市燃氣管道系統(tǒng)的安全問題也日益嚴峻，給城市公共安全帶來巨大風險。

隨著城市規(guī)模的不斷擴張和舊城區(qū)的改造，烏魯木齊市燃氣管網(wǎng)很多已經(jīng)運行了12年～20年，進入事故高發(fā)階段，加之自然環(huán)境的變化和人為因素的影響，使天然氣管道腐蝕、泄漏、破裂事故時有發(fā)生。本文針對烏魯木齊市燃氣管網(wǎng)現(xiàn)狀，采用模糊綜合評判法對烏魯木齊燃氣管網(wǎng)安全風險及評估進行研究，試圖給出一個合理的管道分段，然后對小同類管段針對其完好性和風險值排序。

1　研究方法

1．1　風險評價指標

在前人研究的基礎上，結(jié)合現(xiàn)場實際對影響因素進行分析，構(gòu)建符合實際的燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)風險分析指標體系，本文所建立的指標體系由管網(wǎng)脆弱性指標、事故誘因指標和事故后果指標組成^[6]。根據(jù)城市天然氣管網(wǎng)模糊風險評價流程，對城市天然氣管網(wǎng)失效因素的可能性進行了模糊風險評價^[7]。首先，收集管道設計、施工、運行、操作、介質(zhì)、泄漏、缺陷、土壤、地理、人口、人文、社會以及經(jīng)濟情況等相關資料。其次，對城市燃氣管網(wǎng)進行了系統(tǒng)、全面、定性地分析，將整個管網(wǎng)劃分為若干單元。最后，按照風險評價步驟進行模糊風險評價，得到管段失效后果嚴重程度的評判以及各指標的權(quán)重共間組成。

每一段管網(wǎng)劃分待評價管段的因素集(A)得到：

A={A1，A2，A3}　　　    (1)

式中A1—管網(wǎng)脆弱。陀指標；A2—事故誘因指標；A3—事故后果指標。

對式(1)中3大類影響因素再細分，得到笫i類影響因素子集的第j個因素(Aij，i=1，2，3，4；j=1，2，…，n)。顯然依次劃分，不同的i可以有不同的n。將第ij類影響因素繼續(xù)再分下一階，得到Aijk，這樣就可以建立起總的因素體系及其表達方式。

城市管網(wǎng)風險因素間權(quán)重的選擇，參考國內(nèi)外經(jīng)驗^[6]，[8]，各指標權(quán)重分配見表1。

1．2　風險計算方法

管網(wǎng)脆弱性指標計算方法：

A111＝Q111*V111，A112=Q112*V112　　　    (2)

同理，得出A121、A122、A123、A124。

A11=A111+A112．A12=A121+A122+A123+A124，A1=A11+A12       (3)

同理可計算事故誘因指標A2值；

事故后果指標A3值計算方法：

A311=Q311*V311，A312=Q312*V312           (4)

A31=A311+A312；A32=A321+A322+A323        (5)

A3=A31*A32         (6)

P=A3*A2*A1         (7)

P—風險值，A1、A2、A3權(quán)重均為1。

2　城市燃氣輸西己系統(tǒng)風險分析

2．1　城市燃氣管網(wǎng)特征

烏魯木齊城市燃氣管網(wǎng)經(jīng)過十幾年的規(guī)劃、改造、建設，形成了現(xiàn)在的燃氣網(wǎng)絡(圖1)，烏魯術齊市天然氣覆蓋區(qū)域逐漸從以天、沙、新、水、米東5個主城區(qū)為主，延伸至頭屯河區(qū)、達坂城等城郊區(qū)域，已全面實現(xiàn)氣化目標，成為首個率先實現(xiàn)全面“氣化”的省會城市。

根據(jù)燃氣管線的管徑和壓力級制為分段主因素，烏魯木齊城市燃氣高壓和次高壓管線總長度182834.23m，其中高壓4.0MPa管線2條共13818.14m，占2.4％；高壓2.5MPa管線22條共54793.95m，占26.5％；次高壓1.6MPa管線59條共114222.14m，占71.1％。管道的壁厚在5cm～11.9cm之間，其中9.5cm最多，占56.6％，其次是11.9cm，占18.1％，絕緣方式有聚乙烯防腐、加強級防腐和3PE防腐，分別占4.8％、3.6％和91.6％。管道的材質(zhì)有兀縫鋼管、L485級鋼和360級鋼，分別占16.9％、1.2％和81.9％。管徑在100cm～700cm之間，其中500cm管徑最多，占43.4％，300cm占14.5％，700cm占13.3％。漕深在1.1m～2.115m之間，以1.1m最多，占33.7％，其次是1.915m，占16.9％?？傮w來看，烏魯木齊燃氣管網(wǎng)己經(jīng)開始大規(guī)模逐步取代原有的人工煤氣，大面積改造原有的球墨鑄鐵管網(wǎng)，用鋼管替代，輸送壓力逐步提高，保證了天然氣供應安全穩(wěn)定。

2．2　城市燃氣管網(wǎng)風險評估

根據(jù)風險評估方法，計算出烏魯木齊市57條滅然氣管道的風險值(表2)。由表2可知，管網(wǎng)脆弱性指標以1號管線最大，為4.84，其次是51號管線，為4.70，主要是因為管線管輸氣體壓力大，管線使用年限較長，19號管線管輸氣體壓力小，最小埋深大管網(wǎng)脆弱性指標最小，為2.23。事故誘因指標以57號管線最大，為6.32，其次是51號管線，為6.22，主要是因為建筑施工、地面活動情況和供水、排水沒施建設活動較頻繁，15號管線位于郊區(qū)，外界干擾少，事故誘因指標最小，為2.63。事故后果指標以3，號管線最大，為14.32，其次是38號管線，為13.33，主要是因為燃氣管網(wǎng)位于居住區(qū)、商業(yè)區(qū)內(nèi)，人口密度和財產(chǎn)密度較高，泄漏危害嚴重；41號管線位于人煙稀少地區(qū)，事故后果指標最小，為0.94。全部管網(wǎng)風險平均值為112，1條天然氣管道風險評估值大于300，說明有較高的風險；2條天然氣管道風險評估值在200～300之間，說明風險一般；54條天然氣管道風險值小于200，說明相對安全。綜合以上，由于管道周圍運行環(huán)境不同，其風險也是不一樣的，51號管段的脆弱性指標、事故誘因指標和事故后果指標較大，知此管段的風險等級較高。

2．3　評價結(jié)果分析

烏魯木齊燃氣管網(wǎng)一般與城市道路平行埋設在城市道路下，管道多采取直埋方式，管道使用年限以2年居多，占56.1％，其次是6年，占15.8％，大于10年的占7.0％。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣技術規(guī)范》GB50494—2009規(guī)定，燃氣管道的設計使用年限不應小730年，說明烏魯木齊市高壓燃氣管網(wǎng)較年輕。烏魯木齊燃氣管道的材質(zhì)以鋼管為主，雖然鋼管在幾何尺寸、外觀質(zhì)量及力學性能等方面都很優(yōu)越，但耐腐蝕能力差，防腐等級要求較高。本市管道的絕緣方式以3PE防腐為主，參照行業(yè)標準《鋼制管道及儲罐腐蝕與防護調(diào)查辦法》SY／T0087—95，3PE防腐級別好，能形成隔絕埋地燃氣管道與外部腐蝕環(huán)境的有效屏障，但也有部分使用聚乙烯防腐一防腐級別很差，應當減少聚乙烯防腐的使用，針對聚乙烯防腐層老化和破損的，應當盡快敷設新管道，不留隱患。

烏魯木齊的高壓天然氣管道整體安全，主要基于以下原因：首先，烏魯木齊的絕大多數(shù)的高壓天然氣管道2010年之后建造，天然氣管道建設標準和材料規(guī)格較高。其次，烏魯術齊沒有潰堤、洪水、滑坡與泥石流、河水沖積和其他地質(zhì)活動影響管道外部安全。最后，由于烏魯木齊的人口密度相對較低，財產(chǎn)分布不集中，沒有大范圍管道穿越區(qū)的敏感目標，事故后果的嚴重程度相對較低。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028—2006規(guī)定，城鎮(zhèn)燃氣管道通過的地區(qū)，應按沿線建筑物的密集程度劃分為4個管道地區(qū)等級，并依據(jù)管道地區(qū)等級作出相應的管道設計，應保證地下燃氣管道與建筑物、構(gòu)筑物或相鄰管道之間的水平和垂直凈距。

3　結(jié)論

本文在借鑒國內(nèi)外燃氣管網(wǎng)風險評估方法基礎上，根據(jù)烏魯木齊燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)實際情況，對該城區(qū)燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)進行定量的分析，建立了燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)安全評價模型，通過對管道分段定量分級，確定管段的風險優(yōu)先次序。烏魯木齊高壓燃氣管網(wǎng)建設水平高，管網(wǎng)整體相對安全。風險評估的結(jié)果值符合烏魯木齊的高壓天然氣管道風險水平，評估結(jié)果可以為城市天然氣管道網(wǎng)絡的管理和建立預測系統(tǒng)和防災減災機制提供數(shù)據(jù)支持。

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本文作者：白元　陳勇　賴小林

作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)安全科學技術研究院