燃气调压设备的风险管理

编号：AQ-Lw-02940

燃气调压设备的风险管理

Risk management of gas pressure regulating equipment

( 安全论文 )

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燃气调压设备的风险管理

备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生，除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。

摘要：提出一种管控燃气调压设备风险的方法。该方法将燃气调压设备风险划分为7个类别，用4个等级区分管控风险的能力和水平，用燃气调压设备安全等级代码予以表述。

关键词：燃气调压设备；风险控制；风险管理；风险类别；安全等级 1概述

我国对燃气调压设备的安全十分重视，实施生产许可管理制度，在产品标准GB27790—2011《城镇燃气调压器》和GB27791—2011《城镇燃气调压箱》中对燃气调压设备质量做出了基本规定，在工程建设规范GB50028—2006《城镇燃气设计规范》中对燃气调压设备的工程设计给出了最基本的安全技术要求。这些标准规范的执行对燃气调压设备的质量控制起到了积极作用。但现行规范中没有对燃气调压设备的结构设计和功能配置形式做明确的限定，一般

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由制造商或采购商自由选择决定，用户及其设计单位也会对功能配置提出需求，导致了我国燃气调压设备种类繁多，配置形式纷繁复杂，燃气管网上运行的燃气调压设备涉及国内外数百家制造商的多达数千种配置类型。这一现象对我国燃气管道系统的安全运行和维护造成了较大的困扰，也不利于管理和控制(以下简称管控)风险。 为了解决上述问题，本文提出一种管控燃气调压设备风险的方法。该方法将燃气调压设备风险划分为7个类别，用4个等级区分管控风险的能力和水平，用燃气调压设备安全等级代码予以表述。从而实现推进燃气调压设备结构设计和功能设计的序列化和标准化，科学管控产品设计、工程设计和运行风险的技术目标。 2燃气调压设备的风险分析

燃气调压设备是指在燃气输配管道上安装使用的，将上游管道较高压力燃气减压，并为下游提供一个稳定设定压力的燃气调压装置。调压装置通常由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成[1]

。燃气调压设备是燃气输配系统中的重要安全控制装备，该设

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备一旦发生事故，其经济损失和社会影响往往是巨大的[2] 。为此，燃气公司非常重视燃气调压设备的运行安全问题。但是到目前为止，从燃气调压设备运行潜在事故风险和管控风险角度进行系统阐述和分析的研究较少。管控风险必须识别分析潜在事故风险，即全面充分地了解燃气调压设备不同结构设计和功能设计存在的风险，以便依据可预见的故障后果，提出相应的设计管理对策。 燃气调压设备的产品设计或工程设计需要从7个类别考虑可预见的风险：

①调压性能风险，即燃气凋压静特性不满足终端用户对稳压精度要求的风险；

②调压故障风险，即燃气调压设备发生故障导致下游供气中断或泄漏的风险；

③管道事故风险，即上下游管道故障导致燃气调压设备下游发生事故的风险；

④操作控制风险，即人为误操作可能导致燃气调压设备运行异常的风险；

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⑤耐用性能风险，即设备及部件长期运行故障率高导致维护频率过高的风险；

⑥监控配置风险，即监控仪表配置不能满足安全管理和应急处置需求的风险；

⑦减灾防灾风险，即设备的结构设计缺陷导致不能抵御突发自然灾害的风险。

3燃气调压设备的风险控制

我国现行标准规范对燃气调压设备的安全功能和基本性能做出了许多明确的规定，提出了诸如运行压力级别、超压保护要求、防雷接地措施、泄压防爆等规定。这些规定对于管控燃气调压设备的设计制造质量和运行风险，起到了非常重要的作用。但现行产品标准规范的技术要求，不可能做到面面俱到，只能作为最基本的通用要求。我国市场的燃气调压设备结构形式和功能配置形式纷繁复杂，许多技术人员很难具体了解燃气调压设备存在的风险大小，直接影响到了设计选型和燃气输配系统运行的安全。

如前文所述，从7个风险类别审视燃气调压设备的风险控制能

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力，将使我们面临的问题变得简单一些。按照燃气调压设备不同配置形式或质量水平，以及应对各类风险的防御能力或故障后果的差异，将燃气调压设备的每类风险控制能力划分为4个等级，命名为燃气调压设备的安全等级。分别简称为：调压性能安全等级、调压故障安全等级、管道事故安全等级、操作控制安全等级、耐用性能安全等级、监控配置安全等级、减灾防灾安全等级。安全等级越高，燃气调压设备控制风险的能力越高，事故发生的概率越低。 ①调压性能安全等级

燃气调压设备工艺性能首先应符合相应现行产品标准规定，特别是应符合GB27790—2011《城镇燃气调压器》和GB27791—2011《城镇燃气调压箱》标准的规定；其次是其调压工艺性能应满足城镇燃气输配管网设计压力工况和下游用户的工程设计需求。 燃气调压设备在调压性能方面的品质差异，主要表现为稳压精度等级(简称AC)的差别。按照4级划分燃气调压设备调压性能安全等级如下。

1级——稳压精度低于AC15；

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2级——稳压精度高于AC15，低于AC10； 3级——稳压精度高于AC10，低于AC5； 4级——稳压精度高于AC5。

调压性能精度等级越高，燃气调压设备的出口压力越稳定，对下游设备的安全运行越有利。 ②调压故障安全等级

任何产品的运行可靠性都是相对的，出现运行故障的可能性是绝对的，产品设计必须对设备失效风险进行防御设计。对于燃气调压设备而言，设备故障原因可能会有很多种。但设备失效后果通常表现为出口压力超压。按照燃气调压设备应对下游超压采取的设防方式和风险控制的效果，将燃气调压设备的调压故障安全等级划分为4级。

1级——配置有一级超压切断保护功能；

2级——配置有超压切断和超压放散组合保护功能； 3级——配置有串联监控燃气调压器的运行保护功能； 4级——配置有并联监控燃气调压器的运行保护功能。

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燃气调压设备的调压故障安全等级越高，燃气调压设备出现故障对下游造成事故的风险越小。 ③管道事故安全等级

燃气调压设备是燃气输配管道系统中的一个节点设备，当上游管道设备出现事故时，会导致燃气调压设备进口压力超压或欠压；下游管道出现事故时，也可能导致燃气调压设备出口压力欠压[3] 。按照燃气调压设备应对此类风险的防御配置和功能的效果，将燃气调压设备的管道事故安全等级划分为4级。 1级——没有配置过流切断保护功能； 2级——配置有出口压力欠压保护功能； 3级——配置有进出口压力欠压保护功能； 4级——配置有故障监测运行模式的功能。

燃气调压设备的管道事故安全等级越高，应对上下游管道系统出现事故后的防御水平越高，减灾能力越强。 ④操作控制安全等级

燃气调压设备的调节机构用于调整燃气调压设备的设定运行基

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准工况。燃气调压设备安装应用场所或运行方式不同，发生误操作机会和风险也不同。按照对燃气调压设备进行人为操作时的难易程度，将燃气调压设备的操作控制安全等级划分为4级。 1级——不借助工具即可调整和改变运行工况： 2级——使用通用工具才能调整和改变运行工况； 3级——使用专用工具才能调整和改变运行工况： 4级——燃气调压设备无导致现场误操作的部件。

燃气调压设备的操作控制安全等级越高，发生人为操作失误的可能性越小。

⑤耐用性能安全等级

耐用性能是衡量燃气调压设备质量品质和降低事故发生概率的重要考察项，这方面的优劣体现在设计使用年限和无故障运行周期两个技术指标上。设计使用年限是指在正常维护条件下，设备产品不需进行大修应能保持其使用功能和安全运行目标的时间。无故障运行周期是指设备产品出厂后或经过维护后，能够保持无故障运行的时间，通常依据易损件的设计使用年限确定。由于燃气调压设备

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运行的介质是燃气，无论是更换设备或部件，均会导致一定程度的燃气泄漏，存在重大事故风险。因此，合理确定燃气调压设备的耐用性能是十分必要的。按照燃气调压设备的设计使用年限和无故障运行周期的时间长短，将燃气调压设备的耐用性能安全等级划分为4级。

1级——设计使用年限小于10a，无故障运行周期小于5a； 2级——设计使用年限大于10a，无故障运行周期5～10a； 3级——设计使用年限大于20a，无故障运行周期10～15a； 4级——设计使用年限大于30a，无故障运行周期大于15a。 燃气调压设备的耐用性能安全等级越高，表明燃气调压设备设计使用年限越长，长期运行可靠性越高，一次维护保养后，燃气调压设备的无故障运行时间越长。 ⑥监控配置安全等级

燃气调压设备的运行参数监测是保障其安全运行、及时发现事故隐患的重要手段。通过对运行数据的监测和处理分析，可以及时判断设备运行的工况是否发生变化和疲劳风险是否增加。城市燃气

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调压设备众多，设备运行可靠性和事故风险后果不同，对监控功能配置的要求也不同。按照燃气调压设备配置监控仪表的质量和技术水平的差异，将燃气调压设备的监控配置安全等级划分为4级。 1级——燃气调压设备仅配置现场直读的监测仪表；

2级——燃气调压设备配置远程数据采集与事故报警监测系统； 3级——燃气调压设备配置远程数据采集与事故报警监控系统； 4级——燃气调压设备配置远程运行监测与远程调节控制系统。 燃气调压设备的监控配置安全等级越高，对燃气调压设备安全运行的检测能力越强，对事故风险的应急处置能力越强。 ⑦减灾防灾安全等级

我国幅员辽阔，燃气调压设备投入安装运行场所的气象环境和地质环境存在较大差异。燃气调压设备的结构设计应因地制宜，按照安装使用环境可预见的自然灾害的特征，进行专项减灾防灾设计。从技术经济合理角度出发，依据事故风险的可接受程度，燃气调压设备可选择不同等级的设防设计。燃气调压设备的减灾防灾安全等级划分为4级。

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1级——结构设计符合现行规范的通用技术要求； 2级——结构设计按当地较大自然灾害等级设防； 3级——结构设计按当地重大自然灾害等级设防； 4级——结构设计按当地特别重大自然灾害等级设防。 燃气调压设备的减灾防灾安全等级越高，表明燃气调压设备抵御突发自然灾害的能力越强，造成重大事故的可能性越小。 4燃气调压设备安全等级的运用

上述章节详细阐述了造成燃气调压设备事故的风险因素，并对燃气调压设备的风险控制能力进行了等级划分。通过本文所述的技术方法的运用，可以使技术人员对燃气调压设备投入运行后存在的风险和风险控制水平有较为全面和清晰的掌控。应用举例如下。 根据工程安装现场的安全风险控制需要，在每一类风险控制项中选取1个安全等级。

①燃气调压设备的额定出口压力在中压A或中压B范围时，或者燃气调压设备的额定出口压力为低压但下游终端用户使用预混式燃烧器时，燃气调压设备的调压性能安全等级通常选择3级(或3级

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以上)。

②当燃气调压设备下游用户要求不允许出现非计划性问断供气，但可接受提前告知后进行燃气调压设备检修停气时，燃气调压设备的调压故障安全等级通常选择3级。

③当燃气调压设备上下游管道处于未建成区的道路下时，燃气管道易发生第三方破坏，导致管道运行压力突然降低。为降低事故风险，宜选择燃气调压设备的管道事故安全等级3级或3级以上。 ④许多燃气调压设备安装在城市门站或大型工业车间内，虽然处于有人值守的状态，但也存在着非专业人员靠近并出现误操作的风险。宜选择燃气调压设备的操作控制安全等级3级或3级以上。 ⑤当选用数量较大和维护工程量较大，或者检修会导致巨大事故风险的燃气调压设备时，应尽量选择设计使用年限和无故障运行周期较长的燃气调压设备。宜选择燃气调压设备的耐用性能安全等级3级或级以上。

⑥当选用的燃气调压设备输送流量较大，事故后果将导致重大人员和财产损失时，燃气调压设备应配置远程事故预警和快速响应

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的应急处置保护措施。宜选择燃气调压设备的监控配置安全等级3级或3级以上。

⑦当选用的燃气调压设备将安装在自然灾害多发地区时，例如多发地震灾害地区、多发水灾地区等，应根据地域特点选择结构设计强度要求。考虑事故风险的可接受程度分别按不同等级设防。宜选用燃气调压设备的减灾防灾安全等级3级或3级以上。 若将上述选取的安全等级所对应的设计目标或技术要求全部用文字表达，则不便于工程的实际使用。为此，可以将选择确定的每个安全等级数字按顺序排列，即形成了一组7位数的代码。上面设计选择的燃气调压设备的安全等级可表达为3333333，为了避免与产品型号等其他标志混淆，在7位数字前加上AQ字头，代表“安全”。则该燃气调压设备的安全等级代码为：AQ3333333。按上述安全等级，汇总该燃气调压设备的安全设计特征为：稳压精度高于ACl0，低于AC5；配置有串联监控燃气调压器的运行保护功能；具备进出口压力欠压保护功能；使用专用工具才能调整和改变运行工况；设计使用年限大于20a，无故障运行周期10～15a；配置了远

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程数据采集与事故报警监控系统；结构设计按当地重大自然灾害等级设防。

代码用于工程设计选型阶段，可以作为工程设计对产品制造商提出的燃气调压设备的配置等级要求。当制造商取得工程设计人员提出的选型标志码后，结合前文的注解，便可以清晰地了解工程设计意图，并根据标志码所表示的各个级别、提出的技术质量目标，完成相关产品的设计和制造。 5结语

本文提出的7个风险类型，总体上涵盖了燃气调压设备的可预见风险，采取的安全等级分级控制和安全等级代码的方法，较为清晰地表述了燃气调压设备的性能级别和对各类风险事件的防御水平，最终可达到管理和控制燃气调压设备安全风险的技术目标。本方法与现状技术相比，可以使设备供应商能够很方便且准确地了解工程设计或燃气公司对产品功能与质量的要求，并提供符合品质要求的产品。本方法也可用于燃气公司对在运行的燃气调压设备进行安全评价和风险控制管理。

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参考文献：

[1]段常贵．燃气输配[M]．3版．北京：中国建筑工业出版社，2001：174.

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