城鎮煤氣輸配系統事故原因分析

上海寶江燃氣有限公司 劉戈兵

1 城鎮煤氣輸配系統簡述

一般城鎮煤氣輸配系統是指煤氣管道輸配系統。城鎮煤氣輸配系統是一套復雜的綜合設施，通常由低壓、中壓及高壓等不同壓力等級的燃氣管網組成。我公司管轄的寶鋼地區民用輸配系統主要是由儲氣設備、輸配管網、調壓設施以及運行管理設備和監控系統共同組成。

輸配管網將儲氣站的燃氣輸送各個調壓室、燃氣用戶，并且保證沿途輸氣的安全可靠。城鎮煤氣輸配管網通常采用地下敷設的方式，沿城市道路、人行便道敷設，有時根據需要也敷設在綠化帶內；采用的管材主要有鋼管、鑄鐵管，敷設時依據燃氣性質、系統壓力等級和施工要求綜合選用。

為保證煤氣管網的安全運行，并考慮到以后檢修和接線的需要，在煤氣管道的適當地點需設置一些必要的附屬設備。通常這些設備包括補償器、排水器、閥門、放散管等。

建筑物煤氣供應系統一般由用戶引入管、水平干管、立管、用戶支管、燃氣計量表、用具連接管和燃氣灶具組成。

2 主要煤氣事故的原因種類

我公司管轄區域的煤氣輸配系統是一個復雜的、可維修的、網絡化的綜合設施，管網的覆蓋面廣、管線長度較長，包括中、低壓不同壓力等級的燃氣管線，各種類型的調壓裝置以及排水井、閥門、補償器等眾多的附屬設施，這些設備大多埋在地下，環境情況多變，日常監測困難，整個系統的各環節都有不同程度風險性，影響煤氣輸配系統故障的原因眾多并且相互之間內在影響關系極其復雜，其中任何一個部分出現問題，就有可能導致整個煤氣輸配系統癱瘓，在現實中只能對主要的一些故障原因進行研究分析。

本文綜合考慮我公司管轄區域范圍內煤氣輸配系統的實際情況，在確定主要故障原因時按照二級煤氣輸配系統各大主要部分的功能性將其劃分為儲配站、輸配管網和煤氣用戶3個部分，在每個部分中分析各自的造成煤氣事故的主要原因，結合公司的維修記錄的統計數據及參考相關書刊文獻，選取引起我公司區域內煤氣輸配系統事故的 73個主要原因，見表1、表2。

表1 造成煤氣二級輸配系統事故的主要因素(1)

表2 造成煤氣二級輸配系統事故的主要因素(2)

3 事故原因分析

3.1 事故因素網絡構建

造成煤氣輸配系統事故的主要原因已經確定，在運用復雜網路相關知識對二級煤氣輸配系統事故原因進行分析之前首先要構建事故原因關系網絡。

以73個引起煤氣二級輸配系統事故的主要原因為節點，以它們之間的相互影響關系為邊建立網絡。通過軟件繪制出煤氣二級輸配系統主要事故原因網絡圖如圖1所示：

圖1 事故因素復雜網絡

3.2 數據分析

運用網絡的相關研究方法，并結合現實中的煤氣事故統計資料，通過軟件對主要的統計數據進行檢索、分析、歸類、排序，獲得在整個事故因素復雜網絡圖中，煤氣二級輸配系統中最可能發生的事故原因。這對我公司管轄區域的煤氣二級輸配系統的安全運行有著重要的影響。

位于前3位的造成事故的因素見表3。

表3 可能造成事故的前3位的原因

3.3 關鍵原因分析

通過軟件的統計、計算、排序，揭示了對煤氣二級輸配系統安全運行最容易產生事故的因素。某個節點的因素排列越靠前，說明該事故因素發生的概率越大，該因素也就越容易引起整個煤氣二級輸配系統的故障。

整個煤氣二級輸配系統事故因素網絡中，概率最大的事故因素為管道泄漏。這主要是因為在整個煤氣二級輸配系統中煤氣管道如蜘蛛網般遍布在馬路、街道、小區、工廠等各個生活、生產和商業區域，在幾百公里長度的管線上，煤氣管道的施工質量、管道的材料質量、鋪設環境、埋設深度、路面活動、人為破壞等因素都會造成煤氣的泄漏，任何一處的泄漏都可能會產生中毒、燃燒、爆炸等事故，會對社會、公眾造成人身和財產的損害。

概率同樣較大的是管道附屬設備故障，以及各種不同種類的閥門、補償器、排水井、調壓器和放散管等。這些附屬設備型號各異、數量眾多，其中的任何一個設備出現問題(尤其是閥門故障)都有可能會導致整個區域內煤氣輸配系統的癱瘓、失效。

煤氣用戶是煤氣輸配系統的最后環節，確保燃氣用戶設施安全、便捷的使用是整個煤氣輸配系統的最終目的。煤氣用戶缺乏煤氣安全使用知識是產生事故很重要的原因，主要原因可以歸納為：煤氣用戶燃氣灶具使用不當、私接私裝煤氣管道、氣種與燃具不匹配、室內管道暗管鋪設、熱水器煙道安裝不規范、煤氣設備質量較差、操作方法出現失誤等。例如，不經相關管理單位的允許，在技術條件達不到的情況下私自改裝燃氣管線；有的用戶購買劣質三無產品灶具或使用超過使用年限的燃具；在燃氣設備點火的情況下用戶長時間的離開，甚至有的用戶根本沒有使用燃氣設備后關閉燃氣閥門的習慣，這就使管道燃氣處于常開的狀態，極易引發燃氣事故。

氣質差、管道施工質量差和違章占壓等問題都會造成煤氣管道內堵塞和積水，嚴重時就會影響到整個煤氣輸配系統的效率，對用戶產生影響，使用戶長時間無法正常用氣。

第三方的影響破壞可以分為自然因素和人為因素兩種，其中人為因素占主要部分。第三方的影響破壞主要與燃氣輸配管道的敷設環境、埋設深度、路面活動的狀況、城市建設活動等有關。隨著城市建設加快和擴容速度的增加，城市建設施工項目增多，市政拆遷、施工單位違章施工、違章建筑占壓、大重型車輛碾壓、地質自然沉降等原因造成管道破壞的燃氣事故呈不斷上升趨勢。

由于管材本身的質量不合格或施工質量原因使燃氣管道防腐層遭到破壞，隨著燃氣管網運行時間增長，易使設施老化，特別是在腐蝕性較強的環境下燃氣管道往往更易造成腐蝕性破壞。

4 預防措施

總體來說我公司區域內的煤氣二級輸配系統的特點是輸配線路較長、覆蓋面積大、接頭點位多，并且大多數管線敷設于地下，容易受到各種內、外因素的影響，埋地煤氣管道進行日常檢測困難。

如何及時地發現煤氣輸配系統中的薄弱環節，及時地進行維護，防患于未然，最大限度地降低事故發生的概率，確保煤氣輸配系統能夠長期處于安全、穩定、高效的運行狀態，對煤氣輸配系統進行事故風險評價是必不可少的方法。評價時重點要檢測煤氣事故統計中事故率高發的那些影響因素，例如：管道泄漏、管道附屬設施、用戶的安全使用煤氣、管道堵塞、第三方的影響破壞等。同時，建立健全科學的安全管理制度，嚴格落實安全生產責任制度，確保做到分工明確、專人負責、責任落實，采取積極有效的防范管理措施也尤為重要。

加強我公司區域內煤氣二級輸配系統安全運行的預防措施：

4.1 合理設計，嚴把施工質量關

設計是否科學合理，是保證煤氣輸配系統安全運行的前提。在設計之初，進行科學合理的調研，認真勘察現場，制定準確的設計方案，使整個煤氣輸配系統的設計科學合理。在施工過程中進行嚴格的質量監督，嚴格地按照施工組織設計的標準執行，例如，選用什么樣的管材、直徑壓力標準如何、管道埋深等必須一絲不茍地按照國家標準執行；嚴格控制各施工環節，確保工程質量，不留安全隱患。

4.2 使用新技術和新材料，解決管道防腐問題

我公司由于目前依舊輸配寶鋼焦爐煤氣，所以只能有限制地在小范圍內使用PE管(聚乙烯管)，一旦在不久的將來置換成天然氣后，在滿足設計標準的前提下，我公司將積極推廣使用PE管，在管材上解決耐腐蝕性問題，增加煤氣輸配管線使用壽命和安全系數。對于埋地鋼質燃氣管道則應加強陰極保護技術的使用。

4.3 健全設備運行管理制度，加大管線巡查力度

隨著使用年限的推移，一些煤氣管線周圍地質情況發生該變，管線腐蝕、老化，造成輸配系統泄漏事故也呈上升趨勢。這就要求對運行燃氣管網加強巡查力度，例如，對重點地段，設置集水井地段重點布控排查。巡查時對野蠻施工等造成燃氣設施損壞的行為要及時制止。

4.4 加大技術投入，采用科學先進的安全管理方法

完善SCADA系統，實現監測點流量、壓力、溫度等參數的實時動態監控、記錄；建立GIS(地理信息系統)，快速、準確確定輸配系統異常情況，實現區域內煤氣輸配系統科學化、信息化的管理。

4.5 加大安全用氣宣傳力度，強化用氣安全管理

加強對煤氣用戶安全知識宣傳普及的力度，提高煤氣用戶安全防患意識，減少煤氣安全事故的發生。定期對煤氣用戶開展煤氣器具安裝使用情況安全檢查，杜絕私自改裝煤氣管線，消除潛在安全隱患。隨著燃具設備質量的不斷提高，強排風熱水器和帶熄火保護裝置的灶具的普及，燃氣報警設備的安裝，燃氣事故防范安全知識的宣傳、普及，用戶安全意識的不斷加強，由用戶原因造成的煤氣事故正在逐年降低。

5 結論

在煤氣二級輸配系統失效因素的分析中，本文對事故原因的概率進行了初步的分析，找出了煤氣二級輸配系統發生事故的主要原因。針對這些主要原因采取預防措施，把有限的人力和財力用在關鍵的事故節點上，可以極大地提高公司煤氣二級輸配系統的安全和穩定。