摘要：分析了开展城镇燃气管道全寿命期风险评价的必要性以及城镇燃气管道在设计、施工及验收、运行维护三个阶段存在的风险类型，探讨了城镇燃气管道全寿命期风险评价的目的内容、流程，推荐了适合城镇燃气管道全寿命期各阶段的风险评价方法。

    关键字：城镇燃气管道；  完整性管理；  全寿命期；  风险；  风险评价

Research on Lifetime Risk Assessment Methods of City Pipeline

    Abstract: The necessity of developing the lifetime risk assessment of city gas pipeline as well as the risk types existed in three stages including the design，construction and inspection operation and maintenance of city gas pipeline are analyzed. The purpose，substance and processes of lifetime risk assessment of city gas pipeline are discussed. Some risk assessment methods suitable for the each stage of lifetime of city gas pipeline are recommended.

    Key words: city gas pipeline；integrity management；lifetime；risk；risk assessment

1 概述

    随着管道完整性管理技术被引入国内，燃气公司越来越重视在役燃气管道的完整性管理。城镇燃气管道在其可行性研究、设计、施工、验收、运行维护等阶段都存在各种各样的风险^[1-4]，风险评价是管道完整性管理的一项重要内容。因此，有必要开展城镇燃气管道全寿命期风险评价研究，通过风险评价找出各个阶段的高风险管段，进而采取风险控制措施把高风险降低至可接受的范围，为城镇燃气管道的安全运行营造良好的环境条件。

2 城镇燃气管道全寿命期风险评价必要性

2.1 风险的定义

    “风险”一词最早出现在17世纪，它来自于西班牙的航海术语，意思是航海时遇上危机或触礁。风险是通过事故现象和损失事件表现出来的，构成风险的要素主要有风险因素、风险事件和风险损失三个方面，三者之间是紧密相关的。风险因素引发风险事件，风险事件导致风险损失，产生实际结果与预期结果的差异，这就是风险^[5]。

2.2 城镇燃气管道全寿命期风险评价的概念

    城镇燃气管道全寿命期包括管道的设计阶段、施工及验收阶段以及运行维护阶段。城镇燃气管道全寿命期风险评价就是在城镇燃气管道全寿命期过程中，最大限度地考虑各个阶段可能产生的风险以及正在变化的风险，对这些风险进行评价，并从城镇燃气管道的安全性、经济性、环保性、运行效率等各个指标综合考虑来确定高风险管段以及如何控制和降低高风险至可接受范围^[6-8]。

2.3 城镇燃气管道全寿命期各阶段的划分

    城镇燃气管道全寿命期涵盖了可行性研究、设计、施工、投产、运行及退役等各个阶段。目前，国内城镇燃气管道风险评价主要是针对燃气管道的运行维护阶段，也就是在役燃气管道。但是，随着城镇燃气管道完整性管理技术的发展，从建设期起开展燃气管道风险评价的理念已经被越来越多的人逐渐接受。因此开展城镇燃气管道的全寿命期风险评价具有重要的现实意义^[9]。根据城镇燃气管道的风险评价贯穿于管道全寿命期的特点，并结合风险评价方法把城镇燃气管道全寿命期划分为三个阶段：设计阶段、施工及验收阶段、运行维护阶段。其中设计阶段包括城镇燃气管道的可研和设计，施工及验收阶段包括城镇燃气管道的施工、验收和投产，运行维护阶段包括燃气管道的运行和退役。

2.4 城镇燃气管道全寿命期各阶段的风险

    ①设计阶段的风险

    设计阶段主要存在设计理论不完善、计算模型选择错误、计算分析偏离工程实际等风险。设计风险从事故控制的角度来讲在相当程度上是可以避免的。设计风险的出现通常是人为原因导致的，设计理论发展的不完善通常是设计阶段最需要引起注意的风险。对于比较复杂的燃气管道系统，由于所涉及的材料、设备比较多，因此引起设计风险的概率也比较大。燃气管道设计前期规划方案的选择、确定将为燃气管道后续的建设、运行带来较大的影响，许多燃气管道泄漏事故数据表明，设计风险通常表现为阀门选择错误、控制系统不匹配、工艺设计不合理等。

    ②施工及验收阶段的风险

    施工及验收阶段的风险主要来自于施工工艺不完善、施工水平低下、施工质量不达标、质量监督控制不严格等方面。施工过程中的任何一个环节若未按设计或施工技术规范的要求进行，都有可能形成质量隐患，导致施工阶段的风险。此外，在城镇燃气管道施工监理环节中，监理人员的业务素质能力低也可能导致施工及验收阶段的风险。

    ③运行维护阶段的风险

    城镇燃气管道在设计、施工及验收阶段隐藏的风险将最终在运行维护阶段暴露出来，运行维护阶段的风险损失往往都由燃气公司承担，通过风险评价可以降低城镇燃气管道运行维护阶段的风险和总体运营成本。工人的误操作、责任心不强和业务素质水平低是城镇燃气管道运行维护阶段的主要风险。另外，第三方破坏对燃气管道造成的风险也是一个不容忽视的问题。

3 城镇燃气管道全寿命期风险评价原理

3.1 城镇燃气管道全寿命期风险评价目的

    城镇燃气管道全寿命期风险评价目的就是通过判定城镇燃气管道的风险等级，进而采取相应的控制措施把高风险管段的风险降低至可接受水平。需要依据大量风险评价结果资料进行统计分析，才能客观地进行风险等级划分。风险等级可以分为高风险、中风险和低风险。对于低风险，可以按照城镇燃气管道的运行程序进行管理；中风险需要强化实施监管；而高风险是城镇燃气管道运行中所不能容忍的，必须采取措施将高风险降低至可接受范围。

3.2 城镇燃气管道全寿命期评价内容

    通过对城镇燃气管道全寿命期各个阶段的风险分析，可以得出城镇燃气管道全寿命期风险评价的内容。以城镇燃气管道全寿命期风险评价为中心，通过对设计、施工及验收、运行维护三个阶段风险源辨识，然后对各个阶段进行风险评价，进而确定出各个阶段的高风险管段并制定出相应的风险控制措施。

3.3 城镇燃气管道全寿命期风险评价流程

    依据城镇燃气管道事故的形式、特征、危险性大小、规模和危害对象等，在充分利用收集的现有资料基础上，运用故障树或者其他分析方法^[10-12]，先对城镇燃气管道在设计、施工及验收、运行维护三个阶段进行风险源辨识，然后对相应的三个阶段进行风险评价。风险评价方法的合理性取决于管道分段和风险可接受标准的科学性，并以大量积累的数据为基础。风险评价流程见图1。

4 全寿命期风险评价方法的选择

    燃气管道常用的风险评价方法虽多，但是，任何一种风险评价方法都有其应用条件和适用范围，在燃气管道风险评价中如果使用了不恰当的风险评价方法，不仅浪费工作时间，影响评价工作的正常进行，而且还可能导致评价结果严重失真，使管道完整性管理方案产生错误决策。因此，在燃气管道风险评价中，合理选择风险评价方法十分重要。

4.1 城镇燃气管道的风险评价方法

    燃气管道风险评价方法一般可分为定性风险评价、半定量风险评价、定量风险评价三种^[13-17]。常用的定性风险评价方法有安全检查表法(SCL)、预先危险性分析法(PHA)、故障假设分析法(WIA)、风险矩阵评价法(RMEA)等，半定量风险评价方法有道化学公司火灾爆炸危险指数评价法(DOW)、蒙德火灾爆炸毒性指标评价法(ICI Mond)、指标体系评价法(IST)等，定量风险评价方法包括模糊综合评价法(FCE)、灰色层次分析评价法(FAHP)、故障树分析法(FTA)、事件树分析法(ETA)、事故后果模拟法(ACS)等。荷兰应用科学研究院编制的《定量风险评估导则》是世界各风险评价机构进行定量风险评价的重要依据，该风险评估导则包含城市燃气输配管网的风险评价内容，而且涵盖了燃气管道中的配套设备，提出了包括事故识别、失效后果计算和结果评价的全方位技术体系。

    首先，在进行风险评价时，应该在认真分析和熟悉被评价系统的前提下，正确地选择风险评价方法。选择风险评价方法应遵循充分性、适应性、系统性、针对性和合理性的原则。

    其次，在选择燃气管道风险评价方法时，要充分考虑城镇燃气管道系统的特点及其危险性、评价的具体目标和要求、对评价资料的占有情况、风险评价人员素质等情况。

4.3 风险评价方法的选择建议

    通过对常用风险评价方法分析可知，有些方法适用于危险因素辨识，如安全检查表法；有些方法适用于风险因素间的权重分析，如灰色层次分析评价法；有些方法只能对事故的后果进行评价，如事故后果模拟法等。要进行正确的风险评价，即包括风险源的辨识、风险的定量化、风险的降低措施、风险的可接受范围，往往需要将两种甚至多种风险评价方法进行结合。多种评价方法结合兼有多种风险评价方法的优点，因而可以得到较为可靠和精确的风险评价结果。将定性风险评价法与定量风险评价法结合时，定性风险评价方法作为一个初步评价工具，找出城镇燃气管道中的高风险管段，然后，采用定量风险评价方法进行风险评价，从而降低城镇燃气管道风险评价的整体成本。

依据各种风险评价方法的应用条件、评价分析内容和经济性，结合城镇燃气管道的特殊性和复杂性，本文推荐几种较好适合于城镇燃气管道全寿命期各阶段的风险评价方法。

    设计阶段推荐采用以下3种方法：①预先危险性分析法(可结合风险矩阵评价法)和安全检查表法(可结合故障假设分析法)，这是基本的风险评价方法，前者主要用于设计初期做概略定性风险评价，后者根据相关标准规范、法规等做定性风险评价；②指标体系评价法(可结合模糊综合评价法、灰色层次分析评价法)，该方法可以对燃气管道进行完整、系统、全面的半定量风险评价；③故障树(事件树)+事故后果模拟法，尤其是对个别高风险管段，做定量风险评价时采用该方法较好。

    施工及验收阶段推荐采用以下2种方法：①安全检查表法(可结合故障假设分析法)，这是基本的施工及验收阶段的风险评价方法；②指标体系评价法(可结合模糊综合法、灰色层次分析法)，有重大设计变更及设计阶段没有采用该方法的情况下，推荐选择该评价方法。

    运行维护阶段推荐采用以下2种方法：①指标体系评价法(可结合模糊综合法、灰色层次分析法)，该方法可以对燃气管道进行完整、系统、全面的半定量风险评价；②故障树(事件树)+事故后果模拟，尤其是对个别高风险管段做定量风险评价时，推荐选择该评价方法。

5 结语

    城镇燃气管道全寿命期风险评价是一项较复杂的系统工程。目前，城镇燃气管道敷设里程呈大幅度增长的趋势，新建和原有的燃气管道都迫切需要先进的、实用性强的风险评价技术来保障顺利建设和安全运行。因此，紧密结合国内城镇燃气管道的实际情况，开展城镇燃气管道全寿命期风险评价，将有助于提高我国城镇燃气管道的安全管理技术水平。

参考文献：

[1] 王晓梅.城市埋地燃气管道的风险评价(硕士学位论文)[D].南京：南京工业大学，2006：35-53.

[2] 姚安林，徐涛龙，李又绿，等.我国油气管道完整性管理应予重视的问题[J].油气储运，2010，29(10)：721-725.

[3] 曾静，许俊城，陈国华，等.城市埋地燃气管道风险评估方法的适用性[J].煤气与热力，2007，27(5)：55-60.

[4] 蔡良君，姚安林.城市燃气管道风险评价技术现状分析与展望[J].天然气与石油，2008，26(6)：27-30.

[5] BOTTE1BERGHS P H. Risk analysis and safety policy developments in the Netherlands[J].Journal of Hazardous Materials，2000，71(3)：59-84.

[6] 罗自治，何仁洋，王德国，等.城市燃气管道完整性管理研究[J].煤气与热力，2009，29(11)：Bl9-B22.

[7] 赵忠刚，姚安林，李又绿.油气管道可接受风险标准值的界定研究[J].西南石油大学学报：自然科学版，2008，30(2)：147-150.

[8] 汪定怡，吕学珍.城市燃气输配管道风险评价指数体系的建立[J].城市燃气，2005，19(6)：36-38.

[9] 刘锴，郑贤斌.油气管道工程全生命周期风险评价及其对策[J].管道技术与设备，2010(6)：1-3.

[10] 宋祎昕，姚安林，徐涛龙.城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J].煤气与热力，2011，31(3)：B36-B40.

[11] 宋祎昕，赵廷荣，姚安林.燃气管道热收缩带补口失效的故障树分析[J].石油工程建设，2010，36(5)：l0-13.

[12] 宋祎听，姚安林，蒋宏业，等.天然气管道水平定向钻穿越事故及其后果分析[J].中国安全生产科学技术，2011，7(4)：118-122.

[13] 韩青龙，李颜强，高文学，等.城镇燃气管道的安全评价方法[J].煤气与热力，2010，30(1)：B30-B32.

[14] 于京春，解东来，马冬莲，等.城镇燃气管网风险评估研究进展及建议[J].煤气与热力，2007，27(12)：38-40.

[15] 严宇，张鹏，李江.城市燃气管网风险评价方法[J].油气储运，2006，25(9)：16-19.

[16] 韩朱，翁文国.燃气管网定量风险分析方法综述[J].中国安全科学学报，2009，19(7)：154-162.

[17] 王蕾，李帆.燃气输配管网完整性管理的探讨[J].煤气与热力，2006，26(9)：16-l9.

本文作者：宋祎昕 姚安林 蒲宏兴

作者单位：浙江浙能天然气运行有限公司  西南石油大学