摘　要：結(jié)合管道完整性管理在深圳市燃氣高壓輸配系統(tǒng)中的實踐，論述深圳市燃氣管道完整性管理的頂層架構(gòu)、各項業(yè)務的創(chuàng)新點、體系文件、管道數(shù)據(jù)和系統(tǒng)平臺，討論了城市燃氣管道實施完整性管理的難點。

關鍵詞：城市燃氣管道 完整性管理 安全管理 風險控制

Abstract：Combined with the practice of pipeline integrity management in Shenzhen gas high-pressure pipeline system，the top architecture of the Shenzhen gas pipeline integrity management，various business innovation points，system document，pipeline data and system platform are described．Some difficulties in implementation of city gas pipeline integrity management are discussed．

Keywords：city gas pipeline jintegrity management；safety management；risk control

 

城市燃氣管道完整性管理是在油氣長輸管道完整性管理成功實施的基礎上提出的，是一種全新的安全管理模式。它以保證城市燃氣管道經(jīng)濟安全運行為核心目標，對影響城市燃氣管道完整性的各種因素進行綜合的、一體化的管理，使管道管理標準化、系統(tǒng)化、科學化、規(guī)范化。城市燃氣管道運行單位如何借鑒長輸管道完整性管理的成功經(jīng)驗，建立城市燃氣輸配管道完整性管理體系，成為城市燃氣輸配管道安全運營的研究重點之一^[1]。

深圳市燃氣輸配系統(tǒng)在一張網(wǎng)和多氣源的總體規(guī)劃思想指導下已完成初步建設，分為高壓A、次高壓A、中壓A三級壓力級制，至今已投產(chǎn)運行高壓管道59km，次高壓管道l84km，中壓管道3799km。深圳市燃氣集團股份有限公司(以下簡稱深圳燃氣)自高壓輸配系統(tǒng)建設初期開始探索完整性管理在城市燃氣管道安全管理中的應用并付諸實踐，已取得初期成果。本文介紹深圳燃氣實施完整性管理的方法。

在深入研究國內(nèi)外管道完整性管理相關規(guī)范和實例的基礎上，結(jié)合深圳市燃氣管道的特點，提出了深圳市燃氣管道完整性管理的頂層架構(gòu)(見圖l)，包括數(shù)據(jù)采集、單元識別、風險評價、風險控制、效能評價五個環(huán)節(jié)。這五個環(huán)節(jié)涵蓋了為保證管道安全而進行的一系列活動，是一個綜合的、持續(xù)循環(huán)和不斷改進的過程。數(shù)據(jù)采集所獲取的管道相關數(shù)據(jù)是管道完整性管理的基礎；基于此進行單元識別，即對管段單元失效的可能性進行識別，針對識別結(jié)果分級采取管理和技術措施；風險評價是單元識別的管理響應措施之一，同時，風險評價的結(jié)果又是進行風險控制的依據(jù)；企業(yè)對不可接受風險采取控制措施使風險受控，以達到管道安全運行的目標；在效能評價環(huán)節(jié)，企業(yè)對實施完整性管理的各個環(huán)節(jié)進行效能方面的審核與評估，以調(diào)整下次循環(huán)的完整性管理方案，并優(yōu)化下次循環(huán)的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的工作。完整性管理的五個環(huán)節(jié)持續(xù)循環(huán)地執(zhí)行，最終達到持續(xù)改進，預防和減少管道事故的目標。

 

管道完整性管理以數(shù)據(jù)為基礎，數(shù)據(jù)的準確性、實時性和完整性將直接影響風險評價與事件分析的結(jié)果。深圳市燃氣管道數(shù)據(jù)主要分為三大類：管道基礎設施數(shù)據(jù)、管道運行業(yè)務數(shù)據(jù)、管道基礎地理數(shù)據(jù)。管道基礎設施數(shù)據(jù)包括管道及附屬設施數(shù)據(jù)，大多在建設期采集，部分在運行期采集；管道運行業(yè)務數(shù)據(jù)主要是管道設施日常維護管理數(shù)據(jù)，在運行期采集，并體現(xiàn)在完整性業(yè)務管理子系統(tǒng)中；管道基礎地理數(shù)據(jù)主要包括衛(wèi)星遙感影像、基礎底圖、周邊環(huán)境等數(shù)據(jù)。

城市燃氣管道敷設地區(qū)人口稠密，建筑物繁多，按照長輸油氣管道的高后果區(qū)識別規(guī)則，絕大部分城鎮(zhèn)燃氣管道為高后果區(qū)^[2]。深圳燃氣在實施完整性管理時，在已收集的完整性數(shù)據(jù)基礎上，將識別的核心由事故的后果轉(zhuǎn)移到失效的可能性上，基于管段單元的劃分，對單元發(fā)生不同類型失效的可能性進行識別，識別時按照不同指標分析發(fā)生該類失效的可能性，針對分析的結(jié)果，進行響應，提出管理措施和技術措施。

風險評價是管段單元識別的管理響應措施之一，風險評價分為“直觀判定、專項評價、綜合評價”三類。直觀判定是由專業(yè)工程師根據(jù)管道現(xiàn)狀，按基于相關技術標準和經(jīng)驗編制而成的企業(yè)準則進行分類分級判定，提出應對措施及意見；專項評價主要針對腐蝕防護、地質(zhì)災害等專項風險進行現(xiàn)場檢測或勘察，借助專業(yè)計算方法或模型進行分析與評價，并依照國家或行業(yè)標準給出建議；綜合評價是一個系統(tǒng)的分析過程，通過識別管道運行中潛在危害，以及識別每個管段的潛在的危害因素，評價潛在危害事件發(fā)生的可能性和后果，從而計算出風險的大小和等級，綜合風險評價結(jié)果用于確定風險的預防和降低措施。

針對風險評價結(jié)果，對不可接受的風險采取降低風險的措施，以達到風險受控的目標。深圳市燃氣管道風險控制的措施體現(xiàn)在“管道保護、腐蝕防護、本體缺陷管理、災害防治、維修維護、應急管理”六項業(yè)務中。管道保護中的巡查措施、第三方工地控制和設置警示標志等是最基礎、最常用的風險控制手段，往往經(jīng)直觀判定后便可采用，大多情況下與另外五類風險控制措施結(jié)合使用；腐蝕防護、本體缺陷管理和災害防治分別是對管道腐蝕、本體缺陷和自然災害導致管道失效或發(fā)生事故等專項風險的控制措施；維護在整個城市燃氣管道完整性管理的過程中占很大的比例，而維修是對設施缺損等事件的響應，根據(jù)風險評價的嚴重程度，維修計劃一般分為立即維修或更換、安排維修計劃和加強監(jiān)控3個等級；對于突發(fā)性事件則按應急預案進行應急管理。

完整性管理必須連續(xù)、循環(huán)進行。管道完整性管理效能評價是對管道完整性管理進行綜合分析，把管理的各個環(huán)節(jié)與任務要求綜合比較，最終得到管理成效優(yōu)劣程度的結(jié)果。效能評價主要關注的是完整性管理程序?qū)μ岣吖艿腊踩缘男Ч＠眯茉u價的結(jié)果，對完整性管理程序進行修改，使其不斷完善，循環(huán)進行。其衡量標準是管道完整性管理計劃的目標完成情況，通過“管理過程分析與評估”以及“效果評價”兩個方面進行分析，發(fā)現(xiàn)管道完整性管理過程中的不足，明確改進方向。應根據(jù)風險評價、風險控制結(jié)果和效能評價結(jié)果，制定下次循環(huán)的工作計劃，對已實施的完整性管理各環(huán)節(jié)進行完善。在進行下次數(shù)據(jù)采集時，應整合上次風險評價、風險控制和效能評價的結(jié)果，優(yōu)化數(shù)據(jù)采集計劃，使之更具可操作性，并能更好地支持下次循環(huán)的單元識別和風險評價。

管道完整性管理涉及管道設計、施工、運行到退役的整個生命周期，涵蓋城市燃氣管道的日常業(yè)務管理和風險控制過程，體系復雜且彼此相互關聯(lián)。將原有城市燃氣管道完整性管理相關業(yè)務劃分為管道保護、腐蝕防護、本體缺陷管理、災害防治、維修維護、應急管理六項，完整性管理的頂層架構(gòu)貫穿于該六項業(yè)務，每項業(yè)務均包含數(shù)據(jù)采集、單元識別、風險評價、風險控制、效能評價五個環(huán)節(jié)，各自形成相對完整的風險閉環(huán)控制。

作為完整性管理的三大支撐系統(tǒng)，體系文件、管道數(shù)據(jù)和系統(tǒng)平臺三者與業(yè)務應用構(gòu)成了深圳燃氣管道完整性管理應用架構(gòu)。體系文件作為管理支撐為深圳燃氣的管道完整性管理實施提供標準規(guī)范，指導完整性業(yè)務的應用，在系統(tǒng)平臺上實施業(yè)務和數(shù)據(jù)的管理和應用。管道數(shù)據(jù)為系統(tǒng)平臺和體系文件提供信息源。

基于管道完整性管理理念，針對頂層架構(gòu)五個環(huán)節(jié)中的單元識別、風險評價等關鍵環(huán)節(jié)進行了創(chuàng)新性的優(yōu)化，通過體系文件對業(yè)務進行規(guī)范，并在系統(tǒng)平臺中體現(xiàn)業(yè)務的判定和程序，使業(yè)務優(yōu)化的結(jié)果固化于體系文件和系統(tǒng)平臺中，其中各項業(yè)務的創(chuàng)新點包括：

①管道保護：對巡查事件和第三方施工進行分級管理，以合理分配管理資源；

②腐蝕防護：隨著城市的建設，雜散電流對管道的影響日趨嚴重，因此，開展雜散電流監(jiān)測和排流措施研究；

③本體缺陷管理：實施管道內(nèi)檢測，基于風險管理對管道本體缺陷進行分類和分級管理；

④災害防治：對城市燃氣管道地質(zhì)災害敏感區(qū)進行調(diào)查，基于調(diào)查結(jié)果選出嚴重的地質(zhì)災害影響點實施監(jiān)控；

⑤維修維護：結(jié)合管網(wǎng)事故的危害程度和管理風險難度，以及處理的緊迫性，提出了管網(wǎng)搶險事件、維修事件和維護事件的定義和定量標準；

⑥應急管理：在健全應急資料庫管理和應急預案體系建設的基礎上，實現(xiàn)了應急信息發(fā)布、應急資源的調(diào)配、應急響應聯(lián)動處理的統(tǒng)一。

完整性管理體系是指針對完整性管理的計劃、實施、效能、評審、培訓、持續(xù)改進等內(nèi)容，建立一套具有規(guī)范性、強制性和科學性的可執(zhí)行、可操作和可遵循的管理技術文件。完整性管理體系所包含的規(guī)程和程序應當覆蓋完整性管理的要素和管理運營的具體要求，并符合法規(guī)。深圳市完整性管理體系是企業(yè)安全管理體系的一部分，分為三個層級：總則、程序控制文件和作業(yè)規(guī)范文件。其中，總則是完整性管理體系的綱領性文件，概括性地闡述了深圳燃氣管道完整性管理的目標、內(nèi)容和要求；程序控制文件是遵照總則進行管道完整性管理的具體運作程序，規(guī)定了具體的管理程序和控制要求；作業(yè)規(guī)范文件是程序文件的補充和支持，明確了程序控制文件中某項工作的實施和操作方法，并明確了具體標準。由此三級文件確定了深圳燃氣完整性管理的要素和管理工作。

管道數(shù)據(jù)是風險評價的基礎，也是管道完整性管理系統(tǒng)的支撐之一。為保障管道完整性數(shù)據(jù)管理的先進性、可擴展性，結(jié)合深圳燃氣現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況，綜合比較國際先進數(shù)據(jù)模型的優(yōu)越性，吸收和借鑒了美國ArcGIS管線數(shù)據(jù)模型(ArcGIS Pipeline Data Model，簡稱APDM)和管線開放數(shù)據(jù)標準(Pipeline Open Database Standard，簡稱PODS)等管道數(shù)據(jù)模型的設計理念、思路和方法，設計了包含邏輯和物理結(jié)構(gòu)的深圳燃氣管道數(shù)據(jù)模型(ShenZhen Gas Pipeline Data Model，簡稱SZPDM)，并形成了相應的管道數(shù)據(jù)字典和模板。

管道基礎設施數(shù)據(jù)是管道數(shù)據(jù)的重要組成部分，其準確性及完整程度直接影響分析與評價結(jié)果，進而影響維護措施和完整性管理方案的制訂及其效果^[3]?；A設施數(shù)據(jù)的采集工作涉及到管道建設期和運行期，深圳燃氣基于企業(yè)標準《建設期高壓管道及場站(含閥室)數(shù)據(jù)采集管理規(guī)定》及建設期數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中錄入的35個數(shù)據(jù)表^[4]，從風險管理和歷史追溯兩個方面出發(fā)，綜合企業(yè)投入產(chǎn)出比，提出基礎設施數(shù)據(jù)表的標準，參照此標準開展建設期和運行期數(shù)據(jù)補充采集工作。

以風險分析為基礎的完整性管理，需要大量的資料、文檔、數(shù)據(jù)，這些信息的獲取，通過傳統(tǒng)的方法滿足不了管理的需求，建立信息系統(tǒng)作為管理的手段是非常重要的，是提升企業(yè)管理水平的重要途徑^[5]。深圳燃氣管道完整性管理平臺以統(tǒng)一的管道專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎地理數(shù)據(jù)庫為信息源，以企業(yè)安全生產(chǎn)相關標準規(guī)范體系為政策支撐，采用先進的面向服務的體系架構(gòu)(Service-oriented Architecture，簡稱SOA)和Java2平臺企業(yè)級開發(fā)框架(Java 2 Platform Enterprise Edition，簡稱J2EE)為技術保障，基于流程、用戶、權(quán)限管理等基礎應用模塊，達成管道完整性管理業(yè)務所需的各項功能應用，并能夠與企業(yè)的其他信息系統(tǒng)形成良好的集成和共享。

系統(tǒng)的總體構(gòu)架由五個層級(基礎支撐層、應用支撐層、業(yè)務運營層、決策分析層、戰(zhàn)略目標層)、三個支持管理體系(業(yè)務管理體系、信息安全管理體系、IT管控體系)構(gòu)成，通過構(gòu)建面向各層級用戶、各業(yè)務領域的管道完整性專業(yè)系統(tǒng)，將完整性管理的方法、流程、技術固化和落實到IT系統(tǒng)中，從而為管道運行的業(yè)務部門提供數(shù)據(jù)、功能的支持，實現(xiàn)管道的風險預控和事故受控的目標。

城市燃氣管道運行管理企業(yè)在實施完整性管理時也存在一些實際困難，可以采取一些辦法予以解決。

①利用自身力量在建設期竣工資料基礎上對部分數(shù)據(jù)進行收集、采集并梳理；

借助外部專業(yè)單位采集數(shù)據(jù)，如委托具有專業(yè)測繪資質(zhì)單位進行現(xiàn)場探測；

采用內(nèi)檢測結(jié)果校正管道路由數(shù)據(jù)，補充管道焊縫、附件數(shù)據(jù)和三通等特征點位置數(shù)據(jù)。

②城市燃氣管道基本處于四級地區(qū)，應結(jié)合城市燃氣管道的特點，進行管段單元的劃分，對管段發(fā)生不同類型失效的可能性進行識別，并采取響應措施，響應措施包括安全評價、巡查措施、腐蝕防護等。對于不同類型失效可能性的識別方法還需進一步探討。

③城市燃氣管道目前主要依據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布的TSG D7004—2010《壓力管道定期檢驗規(guī)則一公用管道》等規(guī)范的技術標準、周期等實施內(nèi)、外檢測，在開展基于風險分析的管道完整性管理時，如何在規(guī)范要求的基礎上有機地結(jié)合風險評價的結(jié)果，來確定檢測工作的重點范圍與周期，還有待于進一步探討和實踐。

④管道完整性管理系統(tǒng)作為一個管道信息化管理平臺，與企業(yè)的企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(Enterprise Resource Planning，簡稱ERP)、地理信息系統(tǒng)、預警系統(tǒng)、智能巡查系統(tǒng)以及陰保數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)等均將產(chǎn)生業(yè)務關聯(lián)和集成需求，因此，在系統(tǒng)建設過程中需要考慮與現(xiàn)有及未來系統(tǒng)的接口，并使之能彼此協(xié)調(diào)工作，資源達到充分共享，發(fā)揮整體效益。

 

[1]楊玉峰，周利劍，張海健，等．美國城市燃氣輸配管道完整性管理研究[J]．煤氣與熱力，2013，33(6)：B37-B41．

[2]劉艷華，姚安林．完整性管理在城市燃氣管網(wǎng)上的應用[J]．管道技術與設備，2009(4)：10-12．

[3]王曉霖，帥健，左尚志．長輸管道完整性數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)庫的建立[J]．油氣田地面工程，2008，27(11)：45-47．

[4]陳飛．深圳市燃氣管道的完整性數(shù)據(jù)采集研究[J]．煤氣與熱力，2012，32(5)：B26-B28．

[5]董紹華．管道完整性技術與管理[M]．北京：中國石化出版社，2007：212．