席 丹 陈泂杉
(港华投资有限公司,广东 深圳 518000)
(Hong Kong and China Gas Co., Ltd. Shenzhen 518000, China)
1 管道完整性管理相关要求
管道完整性管理是近年来城镇燃气行业关注的热点,识别风险因素,预防事故发生是管道完整性管理的核心。完整性管理改变了既往管道安全管理模式,将燃气设施自规划、设计、物料管理,到工程规范化建设,再到运行、维护、废弃处置等全生命周期过程形成完整性管理体系,可减少管道事故、降低管道运行风险,进而提升用气安全,保障
人民生命和财产安全[1]。
完整性管理相关理念最早起源于欧美油气设施管理,2009年美国联邦法规颁布《49 CFR Part192 Sub Part P》(《燃气管网完整性管理》),通过立法推行城市燃气管道完整性管理(Distribution Integrity Management Program,DIMP),并在各大燃气运营商中实施。自相关完整性管理法规发布后,全美城市燃气管道泄漏率从2010年0.072/km下降到
气工程建设信息化、燃气厂网运行信息化等相关工作。
2018年0.058/km,燃气管道安全得到大幅提升[2]。
我国管道完整性管理开始实施于油气长输管道,制定有GB 32167《 油气输送管道完整性管理规范》、GB/T 42033《油气管道完整性评价技术规范》、SY/T 6621-2016 《输气管道系统完整性管理规范》等国家和行业标准。而城镇燃气行业在运行维护方面主要遵循CJJ 51-2016《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》等标准。城镇燃气管网完整性管理相关技术标准尚在编制过程中,相信在不久的将来,城镇燃气将迎来全面完整性管理的时代。
2 城镇燃气管道完整性管理的分析与实践
城镇燃气管道完整性管理是对城镇燃气输配管道的风险因素进行识别和评价,采取各种风险控制措施,持续改进,将风险控制在可接受范围内的技过程,最终实现安全、可靠、经济运行的目的。其中管道完整性管理计划是企业实施完整性管理的首要任务。企业应根据当前内部和外部环境条件,提出未来一定时期内完整性管理活动的目标和实施方案,并形成管理文件在企业内部组织实施。完整性管理计划分为数据采集与整合,重点区域识别,风险评估,检测监测与评价,风险管控,效能评价等方面。
图1 完整性管理工作流程
港华集团依据国内外油气行业等完整性管理相关理念和标准结合完整性管理要求,在运行维护方面主要开展了一系列完整性管理实践。
2.1 数据采集与整合
(1)数据模型搭建:数据的采集与整合是完整性管理的基础,设计适用于城镇燃气管网及设施的数据管理模型是数据采集与整合的先决条件。
针对城镇燃气设施的特点设计构建了港华燃气设施数据模型TOP-DM(Towngas Operation PlatformData Model)。该模型由设备设施属性数据、设备设施环境数据、运行管理数据、分析评价数据四部分构成。通过建立标准的数据架构、统一的数据语言,提升设备设施信息管理水平,助力安全运维管理及数字化转型的提升,同时满足与各地城市生命线工程的对接,协助构建“数据+数字化模型+共享”的城市燃气生命线安全工程。通过对燃气设施数据模型的搭建,使得设施具备了高精度地理位置的空间模型和对属性进行详细记录和描述的数据模型,为设施的全生命周期完整性管理奠定了基础;
(2)数据采集与整合:基于上述数据模型,设计一套基于北斗/GNSS/精密光电测量一体化的 RTK、超站仪等技术,结合国产化GIS平台,实现管网信息精准定位,并将定位数据进行采集、录入、上传、储存及应用。通过T-GIS城市生命线测量 APP,蓝牙连接RTK、全站仪,获取北斗卫星高精定位信号,并通过差分信号实现厘米级误差的高精度坐标采集,实现现场数据采集、编辑、上传、放样一体化操作,实现城市生命线信息自动成图、自动连线、随测随录、批量检查、一键上传等功能,做到管网建设工程向管网运行维护的图形化交付。
2.2 重点区域识别
燃气重点区域识别是管道完整性管理的重要环
图2 TOP-DM港华燃气设施数据模型
节,企业应针对燃气管道特性进行管道区域划分和风险识别,并对区域进行分级管理。
(1)重点区域划分:管道一般按行政区域和管道运行压力等划分成若干识别区域,识别准则可参照表1;
(2)重点区域风险识别:管道重点区域风险识别可根据管道特性及敷设环境、周围是否为公众聚集区域、附近是否有易燃易爆场所、是否为燃气容易聚集的密闭空间等进行风险等级划分;
(3)燃气管道重点区域管理:燃气管道重点区域管理采取动态管理方式,对于已识别发现的重点区域需要登记并进行重点管理。当管道及周边环境发生变化,可能对安全管理带来新的风险时,应及时重新识别。当重点区域消除时, 应及时消项。
2.3 风险评估
风险评估的目包括识别影响管道风险因素、评估管道失效后果、评价风险水平并采取措施消除或预防风险发生的可能,并针对可能发生的风险制定相关应急预算,将风险控制在最低水平。
风险评估的方法多种多样,常用于燃气管道风险评估的方法包括风险矩阵法、安全检查表法、因素分析法、影响分析法、概率风险评价模型、故障树分析、事件数分析、数值模拟方法等。常见的管道风险评估因素包括管材因素、管道保护措施、物料壁厚、接口类型、与建筑物间距、管龄因素、地下土质、管顶埋深、泄漏种类和泄漏频率等。港华燃气在国内燃气行业缺乏统一风险评估标准的情况下,先期制定相关指引,统一规范各企业风险评估活动。
表1
重点区域识别
2.4 检测监测与评价
检测监测与评价是基于日常运维数据及检测数据,结合管道使用情况进而制定的系列对于管道检验检测与评价的工作,包括但不限于定期检验、专项检验、日常巡查等工作。管道检验检测与评价需关注以下方面:
(1)检验检测人员:需针对不同的检验检测内容明确检验检测人员的要求,如一般的日常巡查、年度检查等工作,可由企业经过专业培训的技术人员完成。对于压力管道定期检验的人员,应满足相关法律法规对人员资质的要求;
(2)检验周期:需关注管道的检验检测周期,如首次定期检验的周期、在役管网下次检验周期、特殊管道(泄漏、自然灾害影响)等管道的检验周期等;
(3)检验方法:对不同情况的管道可分别采取现场检查、资料审查、适用性评价、基于风险检验等方法。
2.5 风险控制
风险控制是根据重点区域识别、风险评估结果等客观存在的风险进行应对和控制的过程,目的消除或减少风险。港华燃气管道完整性管理风险控制项及应对方法如表2所示。
2.6 效能评价
效能评价是对管道完整性管理的实施效果、执行过程进行评价,找出存在的不足并加以持续改进的过程。效能评价的基本原则包括
(1)客观评价:评估过程应客观公平,能够体现真实的完整性管理成效;
(2)真实数据:客观、真实的数据是评价的 保障;
(3)全过程评价:评价不应局限于某些环节,应对完整性管理的全过程进行评价;
(4)承上启下:每次评估结果应成为下次完整性管理计划的编制依据。