摘　要：結合管道完整性管理在深圳市燃氣高壓輸配系統中的實踐，論述深圳市燃氣管道完整性管理的頂層架構、各項業務的創新點、體系文件、管道數據和系統平臺，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、系統化、科學化、規范化。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在一張網和多氣源的總體規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。

在深入研究國內外管道完整性管理相關規范和實例的基礎上，結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(見圖l)，包括數據采集、單元識別、風險評價、風險控制、效能評價五個環節。這五個環節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、持續循環和不斷改進的過程。數據采集所獲取的管道相關數據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，風險評價的結果又是進行風險控制的依據；企業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；在效能評價環節，企業對實施完整性管理的各個環節進行效能方面的審核與評估，以調整下次循環的完整性管理方案，并優化下次循環的數據采集環節的工作。完整性管理的五個環節持續循環地執行，最終達到持續改進，預防和減少管道事故的目標。

 

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

城市燃氣管道敷設地區人口稠密，建筑物繁多，按照長輸油氣管道的高后果區識別規則，絕大部分城鎮燃氣管道為高后果區^[2]。深圳燃氣在實施完整性管理時，在已收集的完整性數據基礎上，將識別的核心由事故的后果轉移到失效的可能性上，基于管段單元的劃分，對單元發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生該類失效的可能性，針對分析的結果，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。直觀判定是由專業工程師根據管道現狀，按基于相關技術標準和經驗編制而成的企業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、地質災害等專項風險進行現場檢測或勘察，借助專業計算方法或模型進行分析與評價，并依照國家或行業標準給出建議；綜合評價是一個系統的分析過程，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，綜合風險評價結果用于確定風險的預防和降低措施。

針對風險評價結果，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控3個等級；對于突發性事件則按應急預案進行應急管理。

完整性管理必須連續、循環進行。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，把管理的各個環節與任務要求綜合比較，最終得到管理成效優劣程度的結果。效能評價主要關注的是完整性管理程序對提高管道安全性的效果。利用效能評價的結果，對完整性管理程序進行修改，使其不斷完善，循環進行。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，發現管道完整性管理過程中的不足，明確改進方向。應根據風險評價、風險控制結果和效能評價結果，制定下次循環的工作計劃，對已實施的完整性管理各環節進行完善。在進行下次數據采集時，應整合上次風險評價、風險控制和效能評價的結果，優化數據采集計劃，使之更具可操作性，并能更好地支持下次循環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務管理和風險控制過程，體系復雜且彼此相互關聯。將原有城市燃氣管道完整性管理相關業務劃分為管道保護、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貫穿于該六項業務，每項業務均包含數據采集、單元識別、風險評價、風險控制、效能評價五個環節，各自形成相對完整的風險閉環控制。

作為完整性管理的三大支撐系統，體系文件、管道數據和系統平臺三者與業務應用構成了深圳燃氣管道完整性管理應用架構。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范，指導完整性業務的應用，在系統平臺上實施業務和數據的管理和應用。管道數據為系統平臺和體系文件提供信息源。

基于管道完整性管理理念，針對頂層架構五個環節中的單元識別、風險評價等關鍵環節進行了創新性的優化，通過體系文件對業務進行規范，并在系統平臺中體現業務的判定和程序，使業務優化的結果固化于體系文件和系統平臺中，其中各項業務的創新點包括：

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，開展雜散電流監測和排流措施研究；

③本體缺陷管理：實施管道內檢測，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災害敏感區進行調查，基于調查結果選出嚴重的地質災害影響點實施監控；

⑤維修維護：結合管網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，實現了應急信息發布、應急資源的調配、應急響應聯動處理的統一。

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、持續改進等內容，建立一套具有規范性、強制性和科學性的可執行、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。深圳市完整性管理體系是企業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規范文件。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，規定了具體的管理程序和控制要求；作業規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。

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

管道基礎設施數據是管道數據的重要組成部分，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]。基礎設施數據的采集工作涉及到管道建設期和運行期，深圳燃氣基于企業標準《建設期高壓管道及場站(含閥室)數據采集管理規定》及建設期數據采集系統中錄入的35個數據表^[4]，從風險管理和歷史追溯兩個方面出發，綜合企業投入產出比，提出基礎設施數據表的標準，參照此標準開展建設期和運行期數據補充采集工作。

以風險分析為基礎的完整性管理，需要大量的資料、文檔、數據，這些信息的獲取，通過傳統的方法滿足不了管理的需求，建立信息系統作為管理的手段是非常重要的，是提升企業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一的管道專業數據庫和基礎地理數據庫為信息源，以企業安全生產相關標準規范體系為政策支撐，采用先進的面向服務的體系架構(Service-oriented Architecture，簡稱SOA)和Java2平臺企業級開發框架(Java 2 Platform Enterprise Edition，簡稱J2EE)為技術保障，基于流程、用戶、權限管理等基礎應用模塊，達成管道完整性管理業務所需的各項功能應用，并能夠與企業的其他信息系統形成良好的集成和共享。

系統的總體構架由五個層級(基礎支撐層、應用支撐層、業務運營層、決策分析層、戰略目標層)、三個支持管理體系(業務管理體系、信息安全管理體系、IT管控體系)構成，通過構建面向各層級用戶、各業務領域的管道完整性專業系統，將完整性管理的方法、流程、技術固化和落實到IT系統中，從而為管道運行的業務部門提供數據、功能的支持，實現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據進行收集、采集并梳理；

借助外部專業單位采集數據，如委托具有專業測繪資質單位進行現場探測；

采用內檢測結果校正管道路由數據，補充管道焊縫、附件數據和三通等特征點位置數據。

②城市燃氣管道基本處于四級地區，應結合城市燃氣管道的特點，進行管段單元的劃分，對管段發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國家質量監督檢驗檢疫總局頒布的TSG D7004—2010《壓力管道定期檢驗規則一公用管道》等規范的技術標準、周期等實施內、外檢測，在開展基于風險分析的管道完整性管理時，如何在規范要求的基礎上有機地結合風險評價的結果，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作為一個管道信息化管理平臺，與企業的企業資源計劃系統(Enterprise Resource Planning，簡稱ERP)、地理信息系統、預警系統、智能巡查系統以及陰保數據遠傳系統等均將產生業務關聯和集成需求，因此，在系統建設過程中需要考慮與現有及未來系統的接口，并使之能彼此協調工作，資源達到充分共享，發揮整體效益。

 

[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．長輸管道完整性數據管理及數據庫的建立[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據采集研究[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．