城市燃气输配系统的安全管理
作者：周新频 张乃方　
来源：深圳市燃气集团股份有限公司 中国市政工程华北设计研究总院　点击：
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摘要：分析国内外城市燃气输配系统安全管理的发展现状，介绍了法国GrDF公司计算机化维护管理系统(CMMS)的原则、管理流程和远期目标。
关键词： 燃气输配系统； 安全管理； 风险评价： 工业安全收益法
Safety Management of City Gas Transmission and Distribution System
Abstract：The current situation of city gas transmission and distribution system safety management at home and abroad is analyzed.The principles，management processes and long-term goals of computerized maintenance management system(CMMS)in France GrDF are introduced.
Key words： gas transmission and distribution system； safety management； risk assessment：industrial safety income approach
随着天然气时代的到来，我国的燃气事业飞速发展。根据《中国统计年鉴(2010)》可知，我国2010年的供气管道总长度为30.9×104 km，用气人口为3.63×106人。然而，现有的燃气设施存在种种问题，尤其是运行方面存在的安全问题，直接影响了城市燃气输配系统的安全性、稳定性和高效性[1]。解决城市燃气输配系统运行安全问题的有效手段之一就是加强安全管理。
2国内外发展现状
2.1 国内发展现状
我国的燃气公司、科研机构和高校在加强城市燃气输配系统的安全管理方面进行了大量的探索和实践。
中石油昆仑燃气有限公司咸宁分公司在充分分析我国城市管道燃气运营管理特点的基础上，将城市管道燃气运营的安全管理划分为3个主要环节：气源接收管理、城市管网管理和用户管理，针对每个环节制定了不同的管理措施，并提出了统一安全管理标准、建立燃气信息系统、加强安全用气教育和建立高效巡护队伍的建议[2]。
福州市煤气有限公司根据福州市城市燃气输配系统的实际情况，采用GIS、网络、数据库等先进的计算机技术，集成燃气管网综合管理系统，提供管网信息管理、查询统计分析、管网数据编辑、工程信息管理、管网运行维护信息管理、管网事故处理、系统安全管理等功能[3]。
中国石油大学罗自治在总结国内外城市燃气管道事故的基础上，提出了我国城市燃气管道完整性管理流程的基本框架，介绍了流程的主要内容和相关的国外标准[4]。
北京讯腾科技有限公司分析了目前我国智能燃气管网的发展现状和存在问题，提出了解决方案，并采用物联网(Internet of Things，IOT)技术开发了智能燃气管网和相应的物联监控平台[5]。
自从国外油气管道风险评价的成功经验引入中国并在我国的燃气长输管道的安全管理中取得突破性进展后，我国也开始进行将风险评价融人城市燃气输配系统安全管理中的研究和探索[6-8]，并不断加强燃气企业的信息化建设[9-13]。
2.2国外发展现状
2007年，美国的Richard D.Turley申请了一项关于管道完整性管理流程专利。该项专利通过基线风险评价(包括识别管段风险、选择评价方法、划分风险等级和实施风险评价4个基本步骤)、制定并实施预防和减缓隐患措施、绩效测评、制定改进措施等环节的循环实施，完成了高后果区域管段的识别，并以此为依据制定并实施预防和减缓管段隐患的措施，提高管网的可靠性[14]。
2001年，英国的健康与安全执行委员会(Health and Safety Executive Committee，HSE)出台了城市燃气铸铁管网全面更换的管网改造规划，要求在30年内将距离建筑物30 m范围内的铸铁管道全部更换完毕，为此建立了风险评价体系，对全国范围内的铸铁管网进行风险评价，并制定、实施基于每根管段具体风险值的管网维修、改造计划[15]。
日本通过分析东京天然气铸铁输配管网的事故记录及后果影响，结合GIS技术建立了管网泄漏可能性和事故后果影响评价模型，对超出服役期限的铸铁燃气管网进行风险评价，并按照管网风险值的高低制定了管网改造和维护的规划，以求将规划实施的成本降至最低[16]。
法国的GrDF公司(法国最大的天然气管道运营公司)在城市燃气输配系统的运行维护过程中，逐步建立起计算机化维护管理系统(Computerized Maintenance Management System，CMMS)，根据计算得到的工业安全收益(GSI)指标值，制定兼顾管网安全性和维护经济性的维护管理计划，在确保输配系统安全可靠性的基础上，最大限度地降低安全管理成本，加强了城市燃气输配管网的智能化管理[17]。
本文主要介绍GrDF公司CMMS系统的相关内容。
3 GrDF公司的计算机化维护管理系统
①安全性与经济性相结合
城市燃气输配系统安全管理的中心任务是确保系统运行的安全可靠性。CMMS系统遵循安全性原则的同时，兼顾经济性原则。究其原因，基于以下两点：
首先，法国目前的城市燃气输配系统安全状况已得到很大程度的改善。法国为确保城市燃气输配系统的安全运行，对城市燃气输配系统进行了全面的风险评价，得到灰铸铁管的超期服役是影响燃气输配系统安全性的最主要原因。法国在近20年的时间内，一直致力于灰铸铁管道的改造工程，该工程于2007年结束。目前，法国的城市燃气输配系统的安全性已得到极大的提高。针对此现状，法国GrDF公司在确保燃气管网安全运营的基础上，进一步考虑安全管理的经济性，进而制定更加合理的城市燃气输配系统的管理方案。
其次，法国的燃气工业已全面市场经济化。从日开始，法国的能源市场全面开放，燃气用户可以自由选择燃气的供应商和运营商。为了应对燃气工业全面市场经济化的挑战，GrDF公司也需要考虑城市燃气输配系统的安全运营及安全管理成本之间的平衡。
②智能化管理
GrDF公司研发的基于SAP(SAP的全称为Systems Applications and Products in Data Processing，是SAP公司的产品——企业管理解决方案软件的名称。SAP公司是目前全世界排名第一的企业资源计划系统软件公司)系统的CMMS系统是在对燃气输配设施和各地方安全管理的程序全面统计的基础上逐步建立起来的，可完成安全管理全过程的追踪记录。该系统综合利用计算机模拟结果数据库、安全管理方案实施效果反馈信息数据库和财务数据库的相关信息，开展全面的风险评价，深入研究以城市燃气输配系统可靠性为中心任务的维护(Reliability Centered Maintenance，RCM)。CMMS系统还与GrDF公司的地理信息系统(Geographical Information System，GIS)相结合，并引入地图绘制技术，在GIS系统中建立地图基本操作子系统，提供地图操作、图层控制、地图定位、地图输出、地形图库管理和数据加载等基本功能，将计算和模拟结果可视化，极大地促进了城市燃气输配系统的智能化管理。
3.2 CMMS系统的管理流程
法国GrDF公司采用CMMS系统开展城市燃气输配系统安全管理的流程见图1。其中粗实线代表主体流程，细实线代表辅助流程。该安全管理流程定期根据城市燃气输配系统的实际情况进行调整和更新(目前的调整周期为l年)，不断地引进新工艺、新技术和新设备，循环往复执行，以确保城市燃气输配系统的安全可靠运行，并最大限度地降低安全管理成本。
3.2.1 资产统计
资产统计是CMMS系统安全管理流程的第一步。该步骤包含两方面内容：固定资产统计和财务核算。
法国GrDF公司拥有l8.84×104 km的天然气管网，是全欧洲范围内拥有天然气管网长度最长的燃气运营公司。该公司每年开展的固定资产统计工作就是将其名下所有的城市燃气输配设施(厂站、燃气管道、阀门等管道附属设备等)的情况进行全面、系统的统计。为确保统计信息的完备性和准确性，从2005年开始，GrDF公司即开始着手构建全国范围内的城市燃气输配系统的技术参数资料框架。该资料框架以目前已辨识的输配系统信息项为基础，编制针对各类设施、各种管材、各种气源的列表清单，并编制相应的指导手册。该资料框架随着CMMS系统安全管理工作的不断开展而进行相应的调整和更新。
GrDF公司拥有l3家燃气供应商，2008年的营业额为30×108欧元。GrDF公司2008年的总投资为6.5×108欧元，其中为确保燃气输配系统安全运行的投资为100 ×104欧元／d。CMMS系统安全管理流程中的财务核算指的是GrDF公司为确保燃气输配系统的安全可靠性，采取各项安全管理措施的财务支出核算。
3.2.2 信息录入数据库
GrDF公司的安全技术部负责完成固定资产统计和财务核算，并将统计结果分别手动录入安全管理方案实施效果反馈信息数据库和财务数据库；安全技术部根据不同的管理单元和设备类型，在CMMS系统中选择适当的计算模型，将以上两大数据库中的相应信息手动输入计算机，完成相应的计算模拟。模拟结果自动录入计算机模拟结果数据库。三大数据库中的数据信息将用于下一环节GSI指标计算。
3.2.3 GSl指标计算
根据上文可知，CMMS系统的重要原则之一是综合考虑城市燃气输配系统的安全性和经济性。因此CMMS系统管理流程的第三步是采用工业安全收益法(GSI)，将输配系统的风险评价与安全管理成本效益分析充分结合起来，根据式(1)和三大数据库中的数据信息计算出每个燃气设备或每个管理单元的GSI指标值。
式中 G——采用工业安全收益法计算得到的某设备(管理单元)GSI指标值
C——某设备(管理单元)在使用寿命期间节省的费用，欧元
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开发环境怎么配置，我怎么打不起
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Submission：March，2010
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