摘 要:提出一種管控燃氣調壓設備風險的方法。該方法將燃氣調壓設備風險劃分為7個類別,用4個等級區分管控風險的能力和水平,用燃氣調壓設備安全等級代碼予以表述。
關鍵詞:燃氣調壓設備;??風險控制;??風險管理;??風險類別;??安全等級
1 概述
我國對燃氣調壓設備的安全十分重視,實施生產許可管理制度,在產品標準GB 27790—2011《城鎮燃氣調壓器》和GB 27791—2011《城鎮燃氣調壓箱》中對燃氣調壓設備質量做出了基本規定,在工程建設規范GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》中對燃氣調壓設備的工程設計給出了最基本的安全技術要求。這些標準規范的執行對燃氣調壓設備的質量控制起到了積極作用。但現行規范中沒有對燃氣調壓設備的結構設計和功能配置形式做明確的限定,一般由制造商或采購商自由選擇決定,用戶及其設計單位也會對功能配置提出需求,導致了我國燃氣調壓設備種類繁多,配置形式紛繁復雜,燃氣管網上運行的燃氣調壓設備涉及國內外數百家制造商的多達數千種配置類型。這一現象對我國燃氣管道系統的安全運行和維護造成了較大的困擾,也不利于管理和控制(以下簡稱管控)風險。
為了解決上述問題,本文提出一種管控燃氣調壓設備風險的方法。該方法將燃氣調壓設備風險劃分為7個類別,用4個等級區分管控風險的能力和水平,用燃氣調壓設備安全等級代碼予以表述。從而實現推進燃氣調壓設備結構設計和功能設計的序列化和標準化,科學管控產品設計、工程設計和運行風險的技術目標。
2 燃氣調壓設備的風險分析
燃氣調壓設備是指在燃氣輸配管道上安裝使用的,將上游管道較高壓力燃氣減壓,并為下游提供一個穩定設定壓力的燃氣調壓裝置。調壓裝置通常由調壓器、閥門、過濾器、安全裝置、旁通管及測量儀表等組成[1]。燃氣調壓設備是燃氣輸配系統中的重要安全控制裝備,該設備一旦發生事故,其經濟損失和社會影響往往是巨大的[2]。為此,燃氣公司非常重視燃氣調壓設備的運行安全問題。但是到目前為止,從燃氣調壓設備運行潛在事故風險和管控風險角度進行系統闡述和分析的研究較少。管控風險必須識別分析潛在事故風險,即全面充分地了解燃氣調壓設備不同結構設計和功能設計存在的風險,以便依據可預見的故障后果,提出相應的設計管理對策。
燃氣調壓設備的產品設計或工程設計需要從7個類別考慮可預見的風險:
①調壓性能風險,即燃氣凋壓靜特性不滿足終端用戶對穩壓精度要求的風險;
②調壓故障風險,即燃氣調壓設備發生故障導致下游供氣中斷或泄漏的風險;
③管道事故風險,即上下游管道故障導致燃氣調壓設備下游發生事故的風險;
④操作控制風險,即人為誤操作可能導致燃氣調壓設備運行異常的風險;
⑤耐用性能風險,即設備及部件長期運行故障率高導致維護頻率過高的風險;
⑥監控配置風險,即監控儀表配置不能滿足安全管理和應急處置需求的風險;
⑦減災防災風險,即設備的結構設計缺陷導致不能抵御突發自然災害的風險。
3 燃氣調壓設備的風險控制
我國現行標準規范對燃氣調壓設備的安全功能和基本性能做出了許多明確的規定,提出了諸如運行壓力級別、超壓保護要求、防雷接地措施、泄壓防爆等規定。這些規定對于管控燃氣調壓設備的設計制造質量和運行風險,起到了非常重要的作用。但現行產品標準規范的技術要求,不可能做到面面俱到,只能作為最基本的通用要求。我國市場的燃氣調壓設備結構形式和功能配置形式紛繁復雜,許多技術人員很難具體了解燃氣調壓設備存在的風險大小,直接影響到了設計選型和燃氣輸配系統運行的安全。
如前文所述,從7個風險類別審視燃氣調壓設備的風險控制能力,將使我們面臨的問題變得簡單一些。按照燃氣調壓設備不同配置形式或質量水平,以及應對各類風險的防御能力或故障后果的差異,將燃氣調壓設備的每類風險控制能力劃分為4個等級,命名為燃氣調壓設備的安全等級。分別簡稱為:調壓性能安全等級、調壓故障安全等級、管道事故安全等級、操作控制安全等級、耐用性能安全等級、監控配置安全等級、減災防災安全等級。安全等級越高,燃氣調壓設備控制風險的能力越高,事故發生的概率越低。
①調壓性能安全等級
燃氣調壓設備工藝性能首先應符合相應現行產品標準規定,特別是應符合GB 27790—2011《城鎮燃氣調壓器》和GB 27791—2011《城鎮燃氣調壓箱》標準的規定;其次是其調壓工藝性能應滿足城鎮燃氣輸配管網設計壓力工況和下游用戶的工程設計需求。
燃氣調壓設備在調壓性能方面的品質差異,主要表現為穩壓精度等級(簡稱AC)的差別。按照4級劃分燃氣調壓設備調壓性能安全等級如下。
1級——穩壓精度低于AC15;
2級——穩壓精度高于AC15,低于AC10;
3級——穩壓精度高于AC10,低于AC5;
4級——穩壓精度高于AC5。
調壓性能精度等級越高,燃氣調壓設備的出口壓力越穩定,對下游設備的安全運行越有利。
②調壓故障安全等級
任何產品的運行可靠性都是相對的,出現運行故障的可能性是絕對的,產品設計必須對設備失效風險進行防御設計。對于燃氣調壓設備而言,設備故障原因可能會有很多種。但設備失效后果通常表現為出口壓力超壓。按照燃氣調壓設備應對下游超壓采取的設防方式和風險控制的效果,將燃氣調壓設備的調壓故障安全等級劃分為4級。
1級——配置有一級超壓切斷保護功能;
2級——配置有超壓切斷和超壓放散組合保護功能;
3級——配置有串聯監控燃氣調壓器的運行保護功能;
4級——配置有并聯監控燃氣調壓器的運行保護功能。
燃氣調壓設備的調壓故障安全等級越高,燃氣調壓設備出現故障對下游造成事故的風險越小。
③管道事故安全等級
燃氣調壓設備是燃氣輸配管道系統中的一個節點設備,當上游管道設備出現事故時,會導致燃氣調壓設備進口壓力超壓或欠壓;下游管道出現事故時,也可能導致燃氣調壓設備出口壓力欠壓[3]。按照燃氣調壓設備應對此類風險的防御配置和功能的效果,將燃氣調壓設備的管道事故安全等級劃分為4級。
1級——沒有配置過流切斷保護功能;
2級——配置有出口壓力欠壓保護功能;
3級——配置有進出口壓力欠壓保護功能;
4級——配置有故障監測運行模式的功能。
燃氣調壓設備的管道事故安全等級越高,應對上下游管道系統出現事故后的防御水平越高,減災能力越強。
④操作控制安全等級
燃氣調壓設備的調節機構用于調整燃氣調壓設備的設定運行基準工況。燃氣調壓設備安裝應用場所或運行方式不同,發生誤操作機會和風險也不同。按照對燃氣調壓設備進行人為操作時的難易程度,將燃氣調壓設備的操作控制安全等級劃分為4級。
1級——不借助工具即可調整和改變運行工況:
2級——使用通用工具才能調整和改變運行工況;