【论文精选】城镇燃气管道完整性管理标准体系构建

学术   其他   2024-10-02 17:00   天津  

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 摘自《煤气与热力》2024年9月刊>>>

城镇燃气管道完整性管理标准体系构建

徐 哲,刘永滨,张季娜

(中石油昆仑燃气有限公司燃气技术研究院, 黑龙江 哈尔滨 150000


摘 要:分析城镇燃气管道完整性管理标准现状,明确城镇燃气管道完整性管理标准体系(简称标准体系)的构建思路、构建依据、构建原则。运用系统工程学方法,分析标准体系的不同维度,设计了标准体系框架,提出了实施保障措施。

关键词:城镇燃气管道;完整性管理;标准化;标准体系


参考文献示例:

徐哲,刘永滨,张季娜. 城镇燃气管道完整性管理标准体系构建[J]. 煤气与热力,2024,44(9):B29-B33.



1 概述

根据住房和城乡建设部发布的《2022城乡建设统计年鉴》,2022年我国城市天然气管道长度达到980 404.73 km。城市燃气管道一旦发生事故,极易造成严重的人员伤亡、财产损失以及供气中断等一系列影响城市生产、生活及社会稳定的连锁反应,社会影响极为恶劣。特别是湖北十堰“6·13”重大燃气爆燃事故、河北燕郊“3·13”燃气爆炸事故等重特大事故,为燃气行业敲响了警钟。

近年来,国内燃气企业借鉴输气管道完整性管理的成功经验,将完整性管理理念逐步应用于城镇燃气管道。城镇燃气管道具有管网结构复杂、建设期长、PE管材占比大、检测维护不便、运行压力低、管道多处于人员密集区、难以内检测等特殊性。城镇燃气公司规模不一、南北地域差距明显,在管理统筹与效能上存在差异。因此,亟需构建符合城镇燃气管道特性且适用范围广泛的完整性管理体系。

标准作为完整性管理文件体系的重要组成部分,为实施完整性管理提供了重要的支撑。梳理城镇燃气管道完整性管理相关标准,研究制定一套完备的标准体系,有利于充分发挥标准的基础性、保障性、引领性作用,及时有效地填补各专业的技术空白,促进城镇燃气管道完整性管理体系的有序实施,并随着城镇燃气管道完整性管理发展而不断更新和充实。本文梳理了城镇燃气管道完整性管理标准现状,结合系统工程学方法确定了城镇燃气管道完整性管理标准体系的维度,提出并建立城镇燃气管道完整性管理标准体系层次结构与框架,给出标准体系实施建议,为城镇燃气管道完整性管理体系的标准化发展提供技术支撑。

2 城镇燃气管道完整性管理标准现状

结合国内外城镇燃气管道完整性管理现状,借鉴输气管道完整性管理经验,我国城镇燃气管道完整性管理关键步骤为:数据采集、风险评价、泄漏管理、检验检测、维修维护与效能评价1。这一系列步骤共同构成了一个完整的管理循环,通过循环往复、持续改进的方式,确保燃气管道的运行状态始终维持在风险可控的范围内。

数据采集指采集城镇燃气管道的基础地理数据、基础设施数据和运行数据,并采用数据清洗等方法对数据进行对齐。数据采集是完整性管理循环的基础,数据采集工作的质量贯穿完整性管理的全生命周期。因此燃气企业在进行完整性管理的过程中需尽快制定统一的数据采集和编码标准,为开展完整性管理工作奠定基础。

风险评价作为完整性管理的核心环节,全面考量管道周围及其内在环境的风险因素,对管道所面临的潜在风险进行严谨、系统的评估。现行的城镇燃气管道风险评价标准主要有中国石油天然气集团有限公司企业标准Q/SY 05676.1—2020《城镇燃气管网半定量风险评价技术规范 第1部分:钢质管道》、Q/SY 05676.2—2019《城镇燃气管网半定量风险评价技术规范 第2部分:燃气站场》、Q/SY 05677—2019《压缩天然气加气站半定量风险评价技术规范》、Q/SY 05180.3—2019《管道完整性管理规范 第3部分:管道风险评价》。当前城镇燃气管道风险评价标准主要借鉴输气管道风险评价方法进行编制,而城镇燃气管道大量使用聚乙烯管道且失效数据的收集起步比较晚,因此需要制定聚乙烯管道的风险评价标准,待积累大量失效数据后依托科技课题对现有半定量评价标准的评价指标进行修订,制定城镇燃气管道风险评价标准。

泄漏管理方面,目前,泄漏检测技术标准主要有NB/T 47013.8—2012《承压设备无损检测 第8部分:泄漏检测》、CJJ/T 215—2014《城镇燃气管网泄漏检测技术规程》、中国石油天然气集团有限公司企业标准Q/SY 05014—2016《城镇燃气管网泄漏检测技术规范》等。而泄漏定位、泄漏分级、泄漏评价等未见相应的标准,因此需要制定一系列泄漏技术标准进行技术指导。

检验检测是指利用检测工具获取管道的缺陷信息,因为城镇燃气管道与输气管道在管道定位与检测方法上存在差别,输气管道的检测标准并不完全适用于城镇燃气管道。因此需要对城镇燃气管道的定位及检测方法进行技术研究,并将成果转化为相应的产品标准、技术标准、验收标准等,为完整性管理的检验检测环节提供依据。

维修维护指针对得到的管道风险和检测到的管道缺陷,采取一定的措施对风险进行消减。城镇燃气管道虽有较多维修维护标准,但未梳理成体系。因此需按照完整性管理的理念对维修维护进行领域细分,梳理对应的技术标准指导生产,实现维修标准化,最大限度地减小风险。

效能评价是指对整个完整性管理循环进行评价,以期达到管理体系的持续改进2。目前,没有针对城镇燃气管道完整性管理体系评价的标准,因此亟需在构建城镇燃气管道完整性管理体系的基础上,制定符合现状的评价标准,以促进燃气企业完整性管理水平的提升。

3 构建思路、构建依据、构建原则

3.1 构建思路

城镇燃气管道完整性管理标准体系(简称标准体系)是以各专业业务协同、信息互通、分类管控为目标,综合考虑城镇燃气管道完整性管理发展趋势,围绕城镇燃气管道从建设期、运行期到报废期的全生命周期,结合完整性管理的6个步骤,覆盖城镇燃气管道完整性管理全业务流程,突出操作性、适用性、系统性的标准体系。

3.2 构建依据

 标准体系的相关标准。按照标准体系相关标准的要求编制,相关的标准主要有GB/T 13016—2018《标准体系构建原则和要求》、GB/T 13017—2018《企业标准体系表编制指南》、GB/T 15496—2017《企业标准体系 要求》、GB/T 15497—2017《企业标准体系 产品实现》、GB/T 15498—2017《企业标准体系 基础保障》等。

 城镇燃气管道完整性管理技术。标准体系与城镇燃气管道完整性管理技术互为补充关系。城镇燃气管道完整性管理技术为标准体系提供技术支撑,标准体系应体现技术的现状,明确各领域的技术空白。

 现有城镇燃气管道完整性管理标准。国内外发布的城镇燃气管道完整性管理标准,可以为制定城镇燃气管道完整性管理标准体系提供参考,这些标准是系统地开展标准体系建设的基础。

 输气管道完整性管理标准体系。国内目前已有成熟的输气管道完整性管理标准体系,为制定城镇燃气管道完整性管理标准体系提供了参考。

 燃气行业其他标准体系。与燃气管道安全相关的标准体系,在燃气管道的检验检测、维修维护、应急管理方面与城镇燃气管道完整性管理有相近之处,相对于城镇燃气管道完整性管理更为完善,可以为制定标准体系提供借鉴。

3.3 构建原则

 遵循法规。城镇燃气管道完整性管理标准体系是管理标准和制定标准的重要依据,起到引领和规范企业完整性管理工作的重要作用。因此,构建城镇燃气管道完整性管理标准体系应紧紧围绕有关的法律法规、标准规范等,使相应的条文能得到充分的体现,避免与现有的法律法规标准相背离。

 系统完整。城镇燃气管道完整性管理处于初步发展阶段,其涵盖专业范围广,主要有燃气输配、信息化、自动化、安全生产、环境保护、城镇建设等。因此构建城镇燃气管道完整性管理标准体系需要满足多个专业信息互联、有机整合、系统完整的要求。

 科学协调。城镇燃气管道完整性管理各环节都相应地包含设计、工艺、产品等各类标准。因此构建标准体系应充分考虑可拓展性,在保证体系内标准不重复的同时,划分的层次结构应清晰合理。

 实施易操。城镇燃气管道完整性管理标准体系应与现有的城镇燃气企业发展水平、管理现状相适应,使标准体系内的标准能得到有效应用,对城镇燃气管道的安全管理和稳定运行起到科学引导和技术保障的重要作用。

 创新融合。城镇燃气管道完整性管理标准体系的建设既要吸收其他标准体系的构建思路与方法,也应结合企业的实际情况,这样才能构建一个处于先进水平且符合实际的标准体系。

4 城镇燃气管道完整性管理标准体系构建

4.1 维度分析

标准体系是指一定范围内的标准按照其内在的联系有机构成的整体。城镇燃气管道完整性管理标准体系按照完整性管理循环和标准性质划分具备层次性;可以分为多个子系统,具备分解性;各子系统中标准相互关联,具备复杂性;涵盖专业范围广,标准来源具有多样性。因此城镇燃气管道完整性管理标准体系具有较强的系统性,属于系统工程学范畴。

构建标准体系应遵循系统工程学方法3。系统工程学方法是标准体系建设中应用广泛的一类前沿方法,Hall4以知识、时间、逻辑组成三维方法论空间,提出了系统工程学中的三维结构体系。张淑贞5指出按照系统工程的共有原则,将霍尔的三维方法论空间扩展,使其与包含级别、对象、性质3个维度的标准属性三维空间结合。将两个三维空间原点拼接成适用于标准化的六维空间,即级别维、对象维、性质维、条件维、时间维、逻辑维。标准体系六维空间见图1。标准体系的6个维度,围绕原点进行任意旋转,结合标准体系的实际情况,保留需要的3个维度,可构成标准体系的三维空间。

1 标准体系六维空间

考虑到城镇燃气管道完整性管理的过程循环的特性,参考其他标准体系的研究成果,删除六维空间中的逻辑维、条件维、性质维,将时间维转化为过程维,构成城镇燃气管道完整性管理标准体系的三维空间,包括:级别维、过程维、对象维。

根据对标准类型和内在联系的分析,级别维方向上按照标准的适用范围分为基础标准、通用标准和专用标准;过程维方向上为完整性管理的6个步骤;对象维方向分为设计规范、试验方法、设备工艺、运行管理、施工验收、质量评价。标准体系通过3个维度构成三维空间,见图2,体系内标准根据自身的特点在三维空间内具有自己独特的位置。

2 标准体系三维空间

4.2 层次结构

按照GB/T 13016—2018的要求,借鉴我国标准体系层级结构,结合城镇燃气管道完整性管理标准体系三维空间,可将标准体系分为3个层次,见图3

3 城镇燃气管道完整性管理标准体系层次结构图

1层为基础通用层,主要是完整性管理的基础标准,包括术语标准、分类编码标准、总则类标准等。基础通用层标准是业务流程层与专业领域层标准制定的依据,为城镇燃气管道完整性管理的各类标准提供术语、内容分类、编码结构等参考。

2层为业务流程层,按照完整性管理生命周期进行分类,为标准体系的核心层。业务流程层标准提供了城镇燃气管道完整性管理业务开展所需的关键标准,是指导完整性管理工作的纲领性标准。

3层为专业领域层,为不同子体系下的专业领域标准。专业领域层标准是业务流程层标准的分支与延伸,是城镇燃气管道完整性管理工作开展的具体参照,也是标准体系中数量最多的标准。

4.3 标准体系框架

通过对城镇燃气管道完整性管理标准体系的分析,构建城镇燃气管道完整性管理标准体系框架,见图4

4 城镇燃气管道完整性管理标准体系框架

5 实施保障措施

 建立健全标准体系

随着企业标准化工作不断深入,以及城镇燃气管道完整性管理体系相应技术不断应用、装备不断更新,需要加强对标准体系的跟踪管理,持续优化体系结构,及时更新技术标准,这对健全城镇燃气管道完整性管理标准体系具有重要意义。

 加快体系中标准的编制

城镇燃气管道完整性管理处于初步发展阶段,体系中的标准覆盖专业不全。有的技术标准由于未编制,只能暂时借鉴输气管道的相关标准。燃气行业应加快城镇燃气管道完整性管理技术的研发,将技术成果转化为标准,填补专业标准的空白。

 加强标准的应用与修订

标准的应用与修订是企业标准化工作的核心。燃气企业应加强完整性管理标准的应用,提高标准化管理在企业管理中的权重。及时反馈标准在应用过程中遇到的问题与需要解决的瓶颈,对不适用于现场生产的标准条文及时修订,以更好地促进企业管理水平的提升。

 加强复合型标准化人才的培养

城镇燃气管道完整性管理标准体系涉及的专业范围较广,而标准化技术人才又是企业推广管道完整性管理标准的关键因素。因此应大力培养既熟悉管道完整性管理业务流程又了解标准化和信息化的复合型标准人才,为促进燃气企业完整性管理提供人才支撑。

6 结束语

 明确了城镇燃气管道完整性管理标准体系的构建依据,指出标准体系的构建应遵循遵循法规、系统完整、科学协调、实施易操、创新融合的原则。

 考虑到城镇燃气管道完整性管理的过程循环的特性,结合系统工程学方法建立城镇燃气管道完整性管理标准体系的三维空间模型,所提出的级别维、过程维和对象维更加适合城镇燃气管道完整性管理的特征。

 构建了涵盖基础通用、业务流程、专业领域3个层次的城镇燃气管道完整性管理标准体系框架,提出建立健全标准体系、加快体系中标准的编制、加强标准的应用与修订、加强复合型标准化人才的培养等实施保障措施。

参考文献:

1] 孙青峰,杨玉锋,赵春磊,等. 城镇燃气管网完整性管理体系研究与实践[J. 天然气工业,20203):123-129.

2] 黄维和,郑洪龙,吴忠良. 管道完整性管理在中国应用10年回顾与展望[J. 天然气工业,201312):1-5.

3] 岳高峰,赵祖明,邢立强. 标准体系理论与实务[M. 北京:中国计量出版社,201172-73.

4] HALL A D. Three-Dimensional Morphology of Systems EngineeringJ. IEEE Transactions on Systems Science & Cybernetics19692):156-160.

5] 张淑贞. 工业工程与标准化系统工程[J. 航空制造工程,199612):27-29.

(本文责任编辑:李欣雨)






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