燃气系统漏损事故的定性定量分析

　　评论：　更新日期：2013年07月18日

摘要：以北方某城市的燃气事故为依据，结合各地的经验，对燃气系统漏损事故进行定性定量的统计分析。

关键词：漏损因素；故障树；事故概率曲线；泄漏量

Qualitative & quantitative analysis about gas system leaking accident

Taiyuan coal gas company Liu Baorong，Zhu Xicheng，Du Yufeng，Yang Jie，Mao Hulin

Abstract： According to gas accident in north city，combine experience of different city，qualitative& quantitative analysis about gas system leaking accident is discussed.

Key words：leakage element；breakdown-tree；accident probability curve；leaking discharge

1 前言

随着城市的发展和人民生活水平的提高，城市燃气事业得到迅速的发展，但近年来随着城市扩容速度的加快和燃气管网的老化。全国各地燃气着火、爆炸、中毒等恶性事故时有发生，且呈上升趋势，给社会的公共安全与和谐稳定带来极大的负面影响，已成为继交通事故、工伤事故之后的第三大杀手，为保证广大人民的生命财产安全，很有必要对燃气系统的漏损事故进行定性定量分析。

2 燃气系统漏损事故定性分析

2000年一2006年北方某城市相继发生燃气系统漏损事故411次，根据其事故发生原因，结合全国各地燃气系统漏损原因，对漏损事故进行定性分析(见表1、表2、表3)。并根据故障树分析(FTA，Fault TreeAnalysis)方法将系统故障各种原因(包括硬件、环境、人为因素)，由总体至部分，按树枝状结构自上而下逐层细化(见图1)。

3 燃气系统漏损事故的定量分析

3.1 漏损事故的统计分析

我们对北方某城市2000年至2006年燃气系统的漏损事故进行统计。按燃气系统漏损故障树分析法进行分类(见表4)，并做燃气系统漏损事故分类统计图(见图2、3)。

从表4、图2、图3中可以看出，外力破坏是燃气系统发生漏损的主要原因。占故障率的42％左右；自然腐蚀是燃气系统发生漏损的重要原因，占故障率的35％；用户使用不当是燃气系统发生漏损的次要原因，占故障率的12％；这3者的总和占故障率的89％，也就是说解决燃气系统的漏损着重要从这3方面下手：建立专职巡线队伍，加强煤气设施的巡视检查监管力度，杜绝外力破坏；结合实地开挖，定期对燃气系统进行安全可靠性评价，发现问题，及时整改，避免腐蚀漏气现象；通过媒体和现场宣传，普及燃气安全知识，加强用户的安全意识，创造全社会的安全氛围，避免用户使用不当。

3.2 管道事故概率分析

表1

类别	名称	发生漏损原因	符号
外力破环（Y）	施工外力破环燃气管道（B）	地基勘探破坏管道。	B1
		挖掘机挖断管道。	B2
		推土机推断凝水缸信管。	B3
		路面打夯机震动断管道。	B4
		施工破坏管道地基，导致基础下沉，管道发生不均匀沉降断裂。	B5
		房屋拆除时的建筑重块砸断管线。	B6
	重车碾压燃气管网（C）	道路的流动载荷经土体传递作用在中低压燃气管道，使管道受力；同时流动载荷也导致道路的回填土的不均匀沉降，致使管道基础不均匀沉降，在双向受力的作用下，燃气管道断裂泄漏。	C1
		建设时传统上不考虑承受巨大载荷的住宅小区庭院管线受清运垃圾、建设等载重车碾压因载荷过重而被压断，发生泄漏。	C2
		重车压坏凝水缸井圈井盖，压断凝水缸信管。	C3
	违章建筑物压占燃气管线（D）	市场门面房、报亭等违章建筑物、固定物长期压占管线，使燃气管道长期在荷载的作用下，因受力产生缓慢沉陷，引发断裂。	D1
		管线因垂直距离不够搭建在燃气管道上，使燃气管道承载，在长期向下作用力的作用下发生断裂，导致泄漏。	D2
		管线间因行净距不够，对燃气管线形成侧向推力，发生位移造成管道焊口撕裂，发生泄漏。	D3
		燃气管线上绿化带中的深根植物对管线造成损坏。	D4
	偷盗燃气设施（I）	不懂危害，偷盗管网上的阀门等燃气设施。	I1
		用户偷气，破坏煤气设施。	I2
		房屋拆除时偷盗煤气管道及设施。	I3
自然因素（0）	燃气管道腐蚀（A）	电化学腐蚀。	A1
		化学腐蚀。	A2
		杂电流腐蚀。	A3
		微生物腐蚀。	A4
		腐蚀性大气环境对燃气系统造成破坏。	A5
		管道投运年限长，管材材质失效。	A6
		投运年代长，防腐层失效。	A7
	燃气管道地质条件变化（E）	管道基础下的人防工程因雨水冲刷塌陷导致燃气管道地基发生变化，管道重心下降、变形断裂。	E1
		因雨水冲刷导致燃气管道地基毁坏流失，管道悬空扭曲变形。	E2
		季节变化引起土层的不均匀胀缩、升降，导致管道系统不均匀沉降，管道钢管焊口和铸铁管的机械接口处受到剪切力的破坏。	E3
		污水等管道破裂冲刷管道基础，造成土壤流失	E4
	自然因素（L）	气柜因水槽、挂圈冰封，而发生吸空变形、脱轨漏气等现象。	L1
		调压站内限压水封筒因气温骤降发生冻裂现象，造成安全放散系统失灵，煤气放散。	L2
		冬季气温骤降，冻裂户外明装阀门或旋塞。	L3
		由于气候的变化造成设施应力突变，从而产生泄漏。	L4
		地震引发管道受力断裂。	L5
		大风致使气柜脱轨。	L6
		暴雨冲毁管道及设施。	L7

表2

类别	名称	发生漏损原因	符号
使用不当（P）	用户使用燃气设施不当（F）	用户未按使用要求事炊后关闭单气嘴，软管脱落发生漏气。	F1
		用户事炊时长时间离开灶具，火因溢汤、风等因素扑灭漏气。	F2
		下进风嵌入式燃气灶直接安装在灶台上，无二次进风口。	F3
		液管老化，不及时更换。	F4
		燃气灶具漏气，用户未按使用要求事炊后关闭单气嘴。	F5
		用户忘记火上做水，致使水熬干发生漏气。	F6
		长时间使用热水器致使设施烧坏漏气。	F7
		用户将热水器烟道安装在楼道内，排出废气致人缺氧中毒。	F8
		用户事炊后未关闭灶具。	F9
施工原因（W）	燃气管道施王不适(G)	无证焊工施焊。	G1
		焊接不开坡口，造成焊缝内有气孔、夹渣、裂纹等缺陷，	G2
		焊缝耒焊透，焊缝严重错边或其它超标缺陷造成焊缝强度低下。	G3
		焊缝未进行检验和无损探伤，未检查出超标焊接缺陷。	G4
		破坏的管道外的防腐层未及时修复，造成腐蚀穿孔。	G5
		安装法兰不同心、不同面、间距过大、过小，设备采用强制安装，管道长期受应力，影响连接质量，造成燃气泄漏。	G6
		回填土质量不符合技术要求，造成管道塌陷。	G7
		没有严格进行管道强度试验、气密性试验。	G8
		未严格按设计图施工，擅自更改，造成管道有先天缺陷。	G9
		管道埋深不移。	GIO
	燃气管道材质选用不当(H)	铸铁管存在气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷，造成管道的局部应力集中，导致管道断裂，引发泄漏事故。	H1
		钢管卷制工艺差，椭圆度差，焊缝有缺陷。	H2
		阀门气密性差。	H3
		钢管壁厚不均匀，强度不均匀。	H4
		法兰系非标准产品。	H5
		焊接材料选用、保存不当。	H6

从燃气管道漏损事故的原因分析和管道的实际运行情况来看，管道运行期一般可分为3个阶段：投产初期、稳定工作期和老龄期。在管道投产初期首先暴露的是管道系统的内在问题，如设计、施工、管材、设备等方面的问题，事故率较高，随着时间的延续，工程的不断完善和调整，漏损事故率会逐渐下降至较低的水平，这一阶段的时间通常为O.5年～3年：以后就进入一般可持续20年的稳定工作期，漏损事故率一直保持在低水平，主要为第三方责任事故：之后由于设施老化、系统腐蚀及磨损加剧等原因，会进入管道的老龄期，漏损事故率逐渐增加，呈上升态势；也就是说管道随运行年代的推移。事故发生概率呈浴盆状分布(见图4)。但若在稳定工作期加强管道的检测和维护，就可以适当延长管道的使用寿命，降低管道的漏损事故率。

3.3 管道漏损量计算

燃气的泄漏量是评价管道失效损失大小的一个很重要的指标。燃气管道出现的泄漏一般为孔口或裂缝泄漏，依据前人经验，可假定燃气管道气体泄漏的过程为小孔流出方式，排出气体是绝热过程，按理想气体考虑，利用伯努利方程和绝热方程可得下列