浅谈油气系统安全技术基础.docx

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1、浅谈油气系统安全技术基础摘要油气长输管道是一个国家生命线工程的重要组成部分，在国民经济中占有重要的地位，油气长输管道的发展使得其安全可靠性问题日益突出。对油气长输管道系统进行风险性分析及风险评价进而实行风险管理，对于管道的安全运行具有十分重要的意义。1 .本文论述了风险分析的基本原理，定义，以及事故因素的分类原则。依据“浴盆曲线”进行了在役长输管道线路系统不同时期可靠性评价研究。在对国内外输油管道破坏形式的分析和事故统计的基础上，得到了我国油气长输管道破坏的基本因素，建立了符合实际情况的油气长输管道风险故障树模型，应用灰色关联法确定工程实例中管道风险因素的权重，以提高权重分配的合理性。2 .本

2、文结合工程实例简要介绍了目前油气长输管道风险评价工作中较为常用的指数法和其评分标准，并结合故障树修正了基于权重的管道风险评价指数评分法中分值的设定。3 .本文指出指数法的缺陷，由于没有考虑诱发管道失效因素中的众多模糊性因素的影响，因此其风险评估结果也不够精确，个别时还会出现评估结果相互抵触的现象。本文考虑模糊性因素对风险评估结果的影响，采用模糊数学理论与方法，将模糊综合评价与指数法方法相结合，并将该方法定义为模糊指数综合法，对长输油气管道进行风险评价，使评价结果更加客观、精确。在本文的研究过程中，在以下几个方面有所创新，或者提出了有新意的见解:1.结合国内环境条件、运行状况和管理技术水平等实际

3、情况，建立油气长输管道故障树，并用灰色关联的方法确定风险因素的权重。2 .结合故障树修正了基于权重的管道指数评分法中评分体系与分值的设定。3 .针对指数法自身的缺陷，结合模糊综合评价的理论与方法，提出了模糊指数综合法，并结合实例与指数法对比，说明其合理性与可行性。关键词：油气长输管道；风险评价；风险管理目录第1章绪论11.1 研究意义11.2 油气管道分险评价方法综述2第2章油气长输管道的风险分析32.1 风险分析及分析的含义32.2 管道风险分析3第3章油气长输管道指数风险评价43.1 指数法风险评价53.2 指数法评价的优点及步骤5第4章总结与展望64.1 本文的研究内容64.2 本研究方

4、向的展望6参考文献7第1章绪论1.1 研究意义随着经济的发展，人们对石油天然气的需求日益增加，石油工业在整个国民经济中的地位日益重要。管道运输是石油天然气的主要运输方式，在石油工业中占有举足轻重的地位。目前.，世界上长输管道的总长度已经超过2,000,000km,但我国已建成并投产的在役油气输送管道不足20,000km,占不到世界总长度的1%。而我国的原油储量在世界上排第5位，原油产量在世界也排第5位1,因此管道的建设与我国经济发展相比，还相对落后，不能适应经济发展的要求。这就对我国石油管道运输的技术可靠性、安全性、风险性、经济性提出了更大的挑战，要求我们要在修建新管道的同时，要切实保证在役管

5、道安全可靠经济的运行。管道的管理、使用部门也越来越关注对管道事故的预测预防能力，在这种情况下，对油气管道进行风险评价就应运而生了。1.2 油气管道分险评价方法综述关于管道的风险分析国外已进行了近30年的研究，取得了一定的成绩23已经实现了由安全管理向风险管理的过渡，由定性风险分析向定量风险分析的转化，风险分析已逐步规范化。如1985年美国BattelleColumbus研究院发表了风险调查指南，在管道风险分析方面运用了评分法；1992年，W.KentMuhlbauer撰写的管道风险管理手册24-25,详细叙述了管道风险评估模型和各种评价方法,它是美国在前20年开展油气管道风险评价技术研究工作的

6、成果总结，为世界各国普通接受且作为开发风险评价软件的唯一依据。该书在1996年再版时作者增加了约1/3篇幅介绍不同条件下的管道风险评价修正模型，并在风险管理部分补充了成本与风险关系的内容,使该书更具实际指导意义。目前，它已成为世界各国开展油气管道风险评价研究工作的指导性文献。加拿大是从90年代初开始油气管道风险评价和风险管理技术方面的研究工作26。1993年，在加召开的管道寿命专题研讨会上，与会人员就“开发管道风险评价准则、开发管道数据库、建立可接受的风险水平、开发风险评价工具包和开展风险评价教育”等研究课题达成共识。1994年，加拿大成立了能源管道风险评价指导委员会,并明确该指导委员会的工作

7、目标是促进风险评价和风险管理技术应用于加拿大管道运输工业的阶段的实现。英国健康与安全委员会在管道风险管理项目研究中，研制出MISHAP软件包，用于计算管道的失效风险，并取得了实际应用27。另外，英国煤气公司为其管道系统风险评估开发出TR.&NSPIPE软件包，在输入运行数据后评估出该地区的个风险和公共风险等，并以FN曲线表示输出。1984年，公司将运用此软件包做出的评价报告提交给国家“健康与安全部“，有效地解决了英国工程学会制定的TD/I标准与“健康与安全部”所定标准之间的条款冲突。该软件包代表了风险评估的当时水平，目前己在更新数据模式和扩大计算范围方法得到进一步完善。国外在将风险分析应用到管

8、道维修和管理过程中已取得了巨大的经济效益和社会效益。如美国Amoco管道公司从1987年采用风险评价技术管理所属的油气输送管道和储罐以来，已使年泄漏率由1987年工业平均数的2.5倍下降到1994年的1.5倍，从而使公司在1994年取得了接近创记录的利润水平。该公司的应用实践表明，完善的风险管理手段可降低泄漏修理和环保措施的费用，对腐蚀管道采用合理使用原则可明显降低维修费用。2001年11月，美国颁布了APl标准1160“危险液体管道完整性管理系统“和ASMEB31.8标准”天气管道完整性管理系统”两项标准，它提供了改善管道安全的方法和手段，帮助经营者通过适当的预防性检测、评价，实施减轻风险的

9、措施等来改善管道安全状况，达到减少事故的目的。这两个标准的生效表明美国的完整性管理已进入依法实施的阶段。第2章油气长输管道的风险分析2.1 风险分析及分析的含义风险存在的前提是有危险。危险可以定义为“可产生潜在损失的特征或一组特征”，而危险转变成为现实的概率的大小及损失严重程度的综合称为风险，简单的说就是:风险二风险概率X损失程度风险分析可以理解为：对计算结果进行详细地分析，为风险决策提供科学的依据。风险分析的一般步骤为：(1)可靠性资料的收集。这是风险分析中必须采取的第一步，其重要性不亚于风险分析本身。此时，我们要做的事情之一，就是要弄清楚未知数有多少。(2)确定研究的目标变量和关键变量。目

10、标变量就是计算过程中的衡量标准，如：人的死亡概率、事故的发生频率、损失度等。关键变量是影响目标变量的主要因素。(3)根据风险变量建立模型。模型包括风险模型、数学计算模型等，能否建立一个正确合理的模型对于计算结果的准确性、可靠性有很大的影响。(4)风险变量的定量化。能否找到一个合适的数学方法将风险变量定量化是科学地进行风险分析的基础，是决策者决策的理论基础和衡量标准。(5)风险失效概率的计算。根据建立的模型运用定量化的数学方法计算风险因素和子风险因素的失效概率。(6)风险后果的计算。根据不同性质的风险影响后果建立不同的计算模型，找出合适的数学方法并将其定量化。(7)风险数的计算。根据公式：风险=

11、风险概率X风险后果，计算出风险评估的风险数。(8)风险分析。对计算结果进行详细地分析，为风险决策提供科学的依据。2.2 管道风险分析管道的风险评估是选用科学的风险分析方法对管道进行风险分析，为管道的风险控制进一步实现风险管理的进一步决策提供可靠的依据，以便对现有资源进行合理的调配和利用，在降低风险的同时获取最大的经济和社会效益。对于已建管道进行风险分析，可以摸清事故原因中可变因素与不可变因素的组成，进行分析和制定安全维护计划，采取减少风险的最佳对策。对于同一管道系统的不同管道的风险评估，可以明确薄弱环节,分清轻重缓急，掌握减少风险的最佳时机。此外，借鉴其他管段系统的事故原因，通过采用数据库查询

12、的方式，可以查明己建管道系统是否存在类似问题，以防患于未然。对于新建管段，选线时不仅要选择省工时、省费用的线路，而且要考虑风险小的方案（这方面以前未给以充分重视），通过综合考虑找出最优方案。也就是说，当对多条备用线路互相比较时，要经过仔细的计算和认真的评估，求得各条线路的工时、费用、相对风险等,并运用工程最优化原理，确定最终线路。这不仅能节省建设投资，加快进度，方便运行管理，而且能减少管道的风险，从而获得最大的收益。管道风险评估技术以诱发管道事故的各种因素为依据，以影响因素发展成危险的可能性为条件，以事故后果造成的综合经济损失为评估指标，对在役油气管道的安全程度进行综合评价。通过风险分析,确定

13、管道失效的主要危险性类型。对这种危险的管道失效概率和其后果的严重性进行量化。得到风险等级确定高风险管段性质和部位，为管道完整性管理提供基础依据。第3章油气长输管道指数风险评价3.1 指数风险评价风险指数法（RiSkindeXmethod）是指在预警期内通过对一系列指标的变动值进行标准化加权综合处理，最大限度综合各项指标的权重和贡献大小，从而合理确定风险程度的方法。指数风险评价法的运用指数风险法在此方法下：1）应先将各指标按敏感程度分为先行、同步、滞后三类，优先使用先行和同步指标，观察和参考滞后指标；2）要科学合理地确定各指标的权重大小，这需要综合考虑历史经验值、行业特点、企业对风险的认识及承受

14、能力等多种因素；3）要确定合理的风险限制或风险指数标准值，实际计算得出的指数超过限值时，即风险加大，低于限值时风险减小。3.2 指数法风险评价的优点及步骤1 .最为完整、最为系统的一种方法；2 .容易掌握，便于推广；3 .由工程技术人员、管道管理人员及操作人员共同参与评分，可以得到各方面的综合意见。指数法风险评价的步骤1 .对引起管道事故的各种原因进行分类；2 .根据历史记录和现场调查加以评分；3 .对评分得数求和；4 .根据输送介质的危险性和影响大小，综合评定得出泄露冲击指数；5 .计算社会相对风险数和管道相对风险数;6 .得出管道风险评估结论。第4章总结与展望4.1 本文的研究内容长输油气

15、管道的风险评价的思想主要是将风险性评价的结果作为确定管道是否进行检测、维修和更换的依据，使管道管理更加科学化。本文着重讨论了油气长输管道系统的风险分析与风险评价方法,建立了长输油气管道的风险故障树，基于灰色关联法确定管道风险因素的权重，在前人研究的基础之上，结合实例对油气管道指数法风险评价体系进行修正，针对指数法的现有缺陷，结合模糊综合评价的方法，提出了模糊指数综合法，建立模糊指数综合法的风险评价体系，并结合实例与指数法对比，说明了该方法的可用性和可靠性。总而言之，各种风险评价方法本身都存在着优缺点，所以在油气长输管道项目的风险评价的过程中应从科学性、系统性、适用性以及经济性等方面综合考虑，认

16、真选择评价方法，对各个方法的计算结果加以对比分析，并针对项目本身采取合适的风险应对措施和风险监控计划，以达到该项目评价目的要求。4.2 本文的研究方向及展望目前国外的油气管道风险分析己经逐步规范化，风险评价方法日趋完善。而在我国，有关的研究起步较晚，近年来管道的风险分析与管理研究逐步得到重视，但是从目前现状来看还有许多研究工作要做，在整个管道领域中，有待进一部作研究的方面主要有：管道可靠性数据库及其分析系统的建立；非埋地管道的研究；油田管网的研究；其它领域管道的研究。比如海底管道、成品油管道、化工管道。以及理论和方法上的进一步研究等等。在管道风险分析领域，为了提高现役输气管道风险评价结果的准确性和风险要素评分指标体系的通用性，在风险