李小錯(cuò)

北京市懷柔區(qū)市政市容管理委員會(huì)

城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全性綜合評(píng)估探討

李小錯(cuò)

北京市懷柔區(qū)市政市容管理委員會(huì)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全性引起人們的高度重視，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到很多方面因素的影響，城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)多方面的安全性問(wèn)題，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本文通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性進(jìn)行綜合的評(píng)估，找出城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，從而防患于未然。

燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)；安全性；綜合評(píng)估

城鎮(zhèn)燃?xì)馐浅擎?zhèn)能源供應(yīng)的重要組成部分，是城鎮(zhèn)基礎(chǔ)建設(shè)的主要設(shè)施之一。然而城鎮(zhèn)燃?xì)饨o人們的生活帶來(lái)便利、舒適的同時(shí)，也給人們自身帶來(lái)了一定的危險(xiǎn)，在燃?xì)獾纳a(chǎn)和使用過(guò)程中潛藏著很大的危險(xiǎn)性。據(jù)調(diào)查由燃?xì)庠谳斔?、?yīng)用過(guò)程中引發(fā)的各種事故導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等僅次于我國(guó)煤炭、交通事故引起的傷亡等損失，這不僅給管線周圍的人們帶來(lái)了嚴(yán)重的安全威脅，而且也給燃?xì)馍a(chǎn)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)造成了數(shù)目可觀的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全性綜合評(píng)估顯得十分必要。

1　城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的概況

城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)是從氣源到用戶間一系列輸送、分配、儲(chǔ)存設(shè)施和管網(wǎng)的總稱。在這個(gè)系統(tǒng)中，輸配設(shè)施主要有儲(chǔ)配站、調(diào)壓站和液化石油氣瓶裝供應(yīng)站等。城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)主要包含著五大模塊：門站、調(diào)壓站、燃?xì)夤芫W(wǎng)、儲(chǔ)配站、用戶。門站是城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的起點(diǎn)總樞紐，其主要任務(wù)是按照需要對(duì)輸送來(lái)的燃?xì)膺M(jìn)行質(zhì)量等方面的檢測(cè)，合格后直接輸送給用戶或者是經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)燃?xì)饩W(wǎng)管。調(diào)壓站在不同壓力級(jí)制的城市燃?xì)夤艿乐性O(shè)置，主要是對(duì)燃?xì)獾墓艿缐毫ζ鹬{(diào)節(jié)的作用［1］。燃?xì)夤芫W(wǎng)作為供應(yīng)系統(tǒng)的主要組成組成部分，其主要作用是將燃?xì)獍踩妮斔偷接脩糁小?chǔ)氣站的任務(wù)是貯存和分配天然氣，并能夠調(diào)節(jié)居民用氣在白天和夜間的差距。其站內(nèi)的主要設(shè)備是各種不同類型的儲(chǔ)氣罐及壓送氣設(shè)備。當(dāng)儲(chǔ)氣站既具有儲(chǔ)存燃?xì)夤δ苡帜芸刂乒鈮毫r(shí)，稱為儲(chǔ)配站。城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的管網(wǎng)存在很大的差異，根據(jù)不同的地理?xiàng)l件以及城鎮(zhèn)化情況具有不同的形狀和大小。

2　城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全評(píng)估

管道安全評(píng)估技術(shù)是最近30多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的管道安全評(píng)估技術(shù)，是指應(yīng)用各種風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)，用定性、定量或二者相結(jié)合的方式綜合度量風(fēng)險(xiǎn)對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)的影響程度，考慮所有風(fēng)險(xiǎn)綜合起來(lái)的整體風(fēng)險(xiǎn)以及項(xiàng)目對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的承受能力。管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的是：綜合管道上各種失效風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，對(duì)可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)得到的風(fēng)險(xiǎn)值，綜合考慮各種風(fēng)險(xiǎn)的后果，取得經(jīng)濟(jì)投入與可能的失效后果的損失之間的平衡，做出存在的風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受，為投入的控制和緩解風(fēng)險(xiǎn)方案的決策提供依據(jù)。城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的安全評(píng)估指標(biāo)體系應(yīng)該能夠反映影響燃?xì)廨斉溥^(guò)程安全性的因素，評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量應(yīng)該越少越好，而且每一評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)該具有可測(cè)量性，或者通過(guò)定量法獲得，或者可以用定性分級(jí)比較的方法獲得。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)該具有科學(xué)性、現(xiàn)實(shí)性、可比性和可測(cè)性。

3　城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全性評(píng)估體系

目前對(duì)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)評(píng)估較多采用定性的方法如故障樹分析、事件樹分析，這些方法不能進(jìn)行精確的量化評(píng)價(jià)，所以尋求一種更為科學(xué)的評(píng)價(jià)方法特別重要。

本文依據(jù)城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的自身特點(diǎn)，建立其安全性評(píng)估的指標(biāo)體系，利用模糊數(shù)學(xué)原理，建立城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全性的綜合評(píng)價(jià)模型，并利用它對(duì)某城市現(xiàn)有燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

模糊綜合評(píng)價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊變換原理，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法。模糊綜合評(píng)價(jià)是通過(guò)構(gòu)造等級(jí)模糊子集把反映被評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化（即確定隸屬度），然后利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)綜合。一般按以下程序進(jìn)行：

首先，建立因素集U。

因素集U是普通集合，U=｛u1，u2，u3，…｝，這些因素ui（i=1，2，…，p）都具有模糊性。

其次，確定評(píng)價(jià)集V。

評(píng)價(jià)集V是評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能作出的各種評(píng)價(jià)結(jié)果口Vi（i=1，2，…，m）所組成的集合。V=｛v1，v2，v3，…｝，即等級(jí)集合。

再次，建立模糊關(guān)系矩陣R。

矩陣R中第i（i=1，2，…，p）行、第j（j=1，2，..m）列元素表示被評(píng)價(jià)對(duì)象從因素ui來(lái)看對(duì)Vi等級(jí)模糊子集的隸屬度。確定模糊權(quán)重在模糊綜合評(píng)價(jià)中，確定模糊權(quán)重向量A=｛a1，a2，a3....ai｝（其中i表示第i個(gè)因素的權(quán)重）是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。實(shí)際上確定權(quán)重常用的方法有專家評(píng)分法和層次分析法，考慮到評(píng)價(jià)的科學(xué)性、現(xiàn)實(shí)性、可比性等原則，本文采用專家評(píng)分法確定權(quán)重，并且在合成之前歸一化，即：

利用合適的算子將A與各被評(píng)因素的R進(jìn)行合成，得到各被評(píng)因素的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B，即：

式中：

°—為合運(yùn)算符號(hào)，采用M（。，⊕）復(fù)合運(yùn)算模型；

B—評(píng)價(jià)結(jié)果向量。

（1）門站的安全評(píng)價(jià)。

首先可以對(duì)門站設(shè)計(jì)施工以及運(yùn)行的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行搜集，使用故障樹的方式對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和分析，進(jìn)而建立門站安全性評(píng)估指標(biāo)體系，主要指標(biāo)包括門站內(nèi)的布局、安全保障體系、環(huán)境、人為因素、規(guī)章制度和控制系統(tǒng)七大部分。站內(nèi)的工藝布局安全評(píng)價(jià)體系主要包括站內(nèi)管道的安全運(yùn)行、管道的不停氣整改以及站內(nèi)管道的升級(jí)改造。安全保障體系指標(biāo)主要包括站內(nèi)管線的伴熱系統(tǒng)、供電應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)等。然后按照模糊綜合評(píng)判法建立模型，找到對(duì)門站安全因素影響較大的因素集合，得到影響因素的權(quán)重，采用專家打分等方法對(duì)每個(gè)因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而利用模糊數(shù)學(xué)原理展開(kāi)一級(jí)、二級(jí)的評(píng)判［2］。

（2）調(diào)壓站的安全評(píng)價(jià)。

首先對(duì)調(diào)壓站的安全性進(jìn)行定性的分析，得到影響調(diào)壓站安全的影響因素，從而建立調(diào)壓站安全評(píng)價(jià)體系指標(biāo)，通過(guò)對(duì)指標(biāo)的分析得到不同的解決策略。城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)調(diào)壓站安全評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分為三大指標(biāo)：設(shè)備自身的特征、施工質(zhì)量因素以及運(yùn)行管理因素。每個(gè)因素下分別設(shè)置具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。如施工質(zhì)量因素指標(biāo)中可以設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)管道焊接的情況以及設(shè)備在安裝的過(guò)程中是否出現(xiàn)缺損的現(xiàn)象。運(yùn)行管理因素中的如人員的操作失誤、外界的干擾以及設(shè)備自身的超壓等具體的指標(biāo)。找出影響門站安全的因素集和相應(yīng)的評(píng)語(yǔ)集，通過(guò)一定的方法得出所有影響指標(biāo)的權(quán)重，用專家打分等方法得到每個(gè)因素集的評(píng)判矩陣，采用模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)門站展開(kāi)一級(jí)評(píng)判，采用模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)門站展開(kāi)二級(jí)評(píng)判。

（3）儲(chǔ)配站的安全評(píng)價(jià)。

在儲(chǔ)配站的安全管理中需要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而根據(jù)評(píng)估的結(jié)果指定有效的針對(duì)性的解決策略。影響城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)儲(chǔ)配站安全運(yùn)行的因素主要分為五個(gè)方面：站場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境、站場(chǎng)的工藝、安全系統(tǒng)、站內(nèi)設(shè)備以及氣體泄漏檢查。在安全系統(tǒng)中的主要評(píng)估消防設(shè)備是否齊全，電氣是否安全以及安全管理是否到位等。氣體泄漏檢測(cè)主要包括是否對(duì)配氣區(qū)泄漏的檢測(cè)，是否對(duì)儲(chǔ)氣罐期泄漏的檢測(cè)以及壓縮機(jī)房泄漏的檢測(cè)等。在對(duì)儲(chǔ)配站進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)可以首選建立影響儲(chǔ)配站安全的因素集U｛u1，u2，u3，u4...｝。其次建立儲(chǔ)配站安全評(píng)價(jià)集V｛v1，v2，v3，v4，v5｝分別著不同的安全級(jí)別，從優(yōu)到差。利用模糊數(shù)學(xué)原理進(jìn)行逐級(jí)的評(píng)價(jià)，得到評(píng)判矩陣Ri，將U中所有的一級(jí)因素建立權(quán)重W｛w1，w2，w3...｝然后進(jìn)行單級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)。接下來(lái)利用模糊數(shù)學(xué)原理進(jìn)行二級(jí)的評(píng)判，最終得到二級(jí)綜合評(píng)價(jià)模型，針對(duì)模型針對(duì)性的制定解決的措施和方案。

（4）用戶的安全評(píng)價(jià)。

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，燃?xì)庠诔擎?zhèn)居民中的使用范圍越來(lái)越廣泛，這也導(dǎo)致了城鎮(zhèn)燃?xì)庵杏脩舫霈F(xiàn)較大的差異，因此通過(guò)對(duì)用戶方面對(duì)影響城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全因素進(jìn)行評(píng)價(jià)創(chuàng)建全面的評(píng)分體系。城鎮(zhèn)燃?xì)獍踩u(píng)價(jià)體系主要包括8個(gè)方面：管道系統(tǒng)供氣年限、樓宇戶型結(jié)構(gòu)、房屋出租率、安檢成功率、嚴(yán)重隱患集中度、戶內(nèi)漏氣搶修集中度以及爐前金屬軟管安裝率。管道系統(tǒng)供應(yīng)年限：一級(jí)為2014年以及以后的供氣樓宇，二級(jí)為2003年到2013年期間的供氣樓宇；三級(jí)為2003年以前的供氣樓宇。嚴(yán)重隱患集中度：一級(jí)為1%以下；二級(jí)為1%～5%之間，三級(jí)為5%以及以上。針對(duì)管道系統(tǒng)供氣年限、樓宇戶型和房屋的出租率進(jìn)行三級(jí)管理措施，加強(qiáng)對(duì)居民的宣傳力度；加強(qiáng)安檢門鎖戶跟蹤檢查頻率，加強(qiáng)隱患跟蹤頻率，加強(qiáng)搶修監(jiān)控，針對(duì)發(fā)生的事故進(jìn)行針對(duì)性的宣傳。

（5）燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全評(píng)價(jià)。

在評(píng)價(jià)城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)中的燃?xì)夤芫W(wǎng)時(shí)需要根據(jù)我國(guó)燃?xì)饩W(wǎng)管的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的安全性評(píng)價(jià)。管道運(yùn)行的安全性是導(dǎo)致事故發(fā)生和造成嚴(yán)重后果的主要二元函數(shù)。可以按照管段的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定管道維修資金的投入風(fēng)險(xiǎn)確定情況。燃?xì)馐鹿手饕憩F(xiàn)為燃?xì)庑孤┮鸬谋ɑ蛘呷藛T窒息。其中爆燃的發(fā)生主要分為外力破損、管網(wǎng)腐蝕、設(shè)計(jì)因素以及誤操作。四類因素引起的爆燃危險(xiǎn)不同，因此在評(píng)價(jià)時(shí)具有不同的權(quán)重［3］。首先確定管網(wǎng)因素集U｛u1，u2，u3，u4｝數(shù)字越大表明泄漏的可能性就越大。燃?xì)夤芫W(wǎng)的運(yùn)行，最大的風(fēng)險(xiǎn)為泄漏引起的爆炸，其中泄漏爆炸是可能發(fā)生的因素，而泄漏爆炸造成的損失程度為后果嚴(yán)重程度。因此可以建立燃?xì)夤芫W(wǎng)安全評(píng)價(jià)模型。目前許多的燃?xì)馄髽I(yè)將燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)局限在事故可能性的控制上，而忽略了整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，因此在對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，需要將兩者因素結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，這樣才能最大程度的降低燃?xì)夤芫W(wǎng)的事故的發(fā)生率。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的概況以及安全評(píng)估模型進(jìn)行分析，針對(duì)城鎮(zhèn)供應(yīng)系統(tǒng)中的五大主要模塊進(jìn)行安全性綜合評(píng)估，根據(jù)五大模塊的具體運(yùn)行情況建立安全評(píng)估指標(biāo)，從而確保城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，最大程度降低安全事故的發(fā)生率和經(jīng)濟(jì)損失發(fā)生率。

［1］ 郭巖寶，傅曉娟，孟濤，劉珂，王德國(guó).基于變權(quán)-灰色理論的城鎮(zhèn)燃?xì)釶E管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.壓力容器，2015，32（3）：59-65

［2］ 王智文，張杰，陳薔.城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)急效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建［J］.安全，2015，（1）：54-57

［3］ 楊建紅，孫洪磊，江波.我國(guó)大力發(fā)展天然氣的風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估和對(duì)策建議［J］.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2014，22（6）：13-21