大型輸供水工程重點設備風險評價與分級管控方法分析

劉文宇

（遼寧省水資源管理集團有限責任公司，遼寧沈陽 110003）

1 工程概述

某大型輸供水工程位于遼寧省和吉林省境內(nèi)，干線輸水線路和支線供水線路總長約1 200 km，共向30 多個地級市、縣城、開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)供水，可調(diào)控多個水庫、河流的生態(tài)用水。輸供水工程類型包括輸供水管線、輸供水隧洞、水利發(fā)電站、泵站、配水站及其他輸供水工程附屬設施。其中部分重點設備是影響供水系統(tǒng)安全的關鍵設備，同時也可能存在造成人員傷亡、健康損害、財產(chǎn)損失、環(huán)境破壞及水質(zhì)安全等多種風險。這些重點設備如大型液控蝶閥、電動蝶閥、金屬閘門、水泵、調(diào)流閥等，都是調(diào)控輸供水系統(tǒng)的重要設備。

2 方法介紹

對某大型輸供水工程重點設備的風險評價與分級管控采用多種方法結合方式開展，選用適用于重點設備的故障類型及影響分析法（FMEA，F(xiàn)ailure Mode and Effects Analysis）并結合定性評價和半定量評價進行綜合分析。其中，風險有害因素辨識采用列出FMEA 表逐條進行辨識。風險評價通過設備故障等級和故障發(fā)生概率等級風險矩陣法評定風險等級。其中，重點設備的故障等級采用直接判定（定性評價）和專家評點法（半定量評價）進行評價，故障概率等級采用定性分類和定量分類兩種方式進行評價。風險管控措施包括工程技術措施、管理措施、教育培訓措施、個體防護措施和應急處置措施，故障等級和風險分級管控共分4 個層級。FMEA 法分析流程見圖1。

圖1 FMEA 法的分析流程

3 風險辨識

采用FMEA 表方法對重點設備進行風險有害因素辨識主要是通過查找系統(tǒng)或裝置的PID圖、設備設施統(tǒng)計表，填寫FMEA 表（表1）中子系統(tǒng)和元件。通過設備功能、故障模式、系統(tǒng)或裝置功能、水力學、給排水管道、供水調(diào)度等方面的知識辨識出故障發(fā)生原因、故障類型，以及對所屬系統(tǒng)、整個設備甚至是供水線路安全可能造成的影響[1]。

表1 影響供水安全重點設備故障類型及影響分析表

4 風險評價

4.1 故障類型等級評定

4.1.1 定性評價（直接判定法）

通過調(diào)查某一子系統(tǒng)中元件故障類型分析該故障對系統(tǒng)、整個設備及供水線路安全影響的嚴重程度，通過分析結果對照故障分級表（表2）直接判定故障等級，故障等級按照可能造成的損失（人員傷害、財產(chǎn)損失、供水安全）中最高等級判定，同時填寫表1 中的故障等級。

表2 故障等級劃分表

4.1.2 半定量評價（專家評點法）

如進行風險辨識和評價的技術人員不能直接判定故障造成的影響，可使用半定量評價法進行評價，半定量故障等級劃分法依據(jù)損失的嚴重程度、故障的影響范圍、故障發(fā)生的概率、防止故障的難易程度和工藝設計情況確定。

采用評點法，從幾方面考慮故障對系統(tǒng)、設備、供水線路的影響程度，用一定點數(shù)表示影響程度的大小，通過計算求出故障等級。評點數(shù)計算公式：

式中：C1代表故障影響大小；C2代表發(fā)生可能性；C3代表防止故障的難易程度。根據(jù)《評點數(shù)參考表》（表3）進行賦分，通過公式進行計算，所得分數(shù)參照《評點數(shù)與故障等級劃分表》（表4）得出故障等級。

表3 評點數(shù)參考表

表4 評點數(shù)與故障等級劃分表

4.2 故障概率等級評定

故障概率指在一定時間內(nèi)，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)，在運行工程沒有充分大數(shù)據(jù)支持下可使用定性分類法，在有一定大數(shù)據(jù)支持下可使用定量分類法，具體方法如下。

1）故障概率的定性分類：Ⅳ級，故障概率很低，元件運行期間出現(xiàn)的機會可以忽略；Ⅲ級，故障概率低，元件運行期間不易出現(xiàn)；Ⅱ級，故障概率中等，元件運行期間出現(xiàn)的機會為50%；Ⅰ級，故障概率高，元件運行期間易于出現(xiàn)。

2）故障概率的定量分類：元件運行期間，任何單個故障類型出現(xiàn)的概率，少于全部的故障概率的1%為Ⅳ級，多于全部的故障概率的1%而少于10%為Ⅲ級，多于全部的故障概率的10%而少于20%為Ⅱ級，多于全部的故障概率的20%為Ⅰ級。

4.3 風險等級評定

風險判定矩陣考慮故障概率和故障類型等級度2 個維度，各分為4 個等級，按照風險矩陣表格查找，按照表5 直接判定風險等級。

5 風險控制措施

1）工程技術措施。通過對風險等級高的設備元件、子系統(tǒng)進行設計優(yōu)化、改造；通過技術措施降低高風險設備元件故障發(fā)生概率；用具備更高安全性元件替代原元件，降低故障發(fā)生概率；通過隔離帶、柵欄、警戒線等把人與危險區(qū)域隔開。

表5 風險等級劃分表

2)管理措施。通過增加對風險等級高的設備元件的檢查頻次保障元件完好；通過對關鍵元件設置安全監(jiān)測設備進行實時監(jiān)測；根據(jù)元件損壞率配備相應的備用元件，對易損元件增加備件數(shù)量；設置預警和警示標識。

3）教育培訓措施。通過加強對設備技術知識的培訓，加強風險意識和對安全風險分級管控認識的培訓，加強對有效識別危害因素及掌握危害分析評價方法的培訓，提高控制風險能力，培訓職工了解和掌握本崗位安全風險和防控方法。

4）個體防護措施。正確使用個體防護用品；當處置異?；蚓o急情況時，應考慮佩戴防護用品。

5）應急處置措施。制定綜合應急預案、專項應急預案和現(xiàn)場處置方案，配備應急隊伍、物資、裝備等，定期開展演練，提高應急能力；制定應急調(diào)度方案。

6 風險分級管控

對設備故障等級和風險等級分別實施分級管控。

6.1 設備故障等級管控

1）故障等級為Ⅰ級（致命的）要求：應設置實時安全監(jiān)測設備或監(jiān)控設備，隨時監(jiān)測重點數(shù)據(jù)信息。一旦發(fā)生故障立即進行維修，同時應保證備品備件齊全。

2）故障等級為Ⅱ級（嚴重的）要求：應設置實時安全監(jiān)測設備或監(jiān)控設備，隨時監(jiān)測重點數(shù)據(jù)信息，或每日定時進行多次檢查。一旦發(fā)現(xiàn)故障立即進行維修，同時應保證備品備件齊全。

3）故障等級為Ⅲ級（臨界的）要求：可設置實時安全監(jiān)測設備或監(jiān)控設備，隨時監(jiān)測重點數(shù)據(jù)信息，或每日進行1 次檢查。一旦發(fā)現(xiàn)故障當日完成維修，同時應保證備品備件齊全。

4）故障等級為Ⅳ級（可忽略的）要求：每周例行進行1次檢查，一旦發(fā)現(xiàn)故障在1個月內(nèi)完成維修。

6.2 風險等級管控

1）Ⅰ級（公司級）：輸供水工程公司主要負責人為第一責任人，分管生產(chǎn)經(jīng)營和分管安全生產(chǎn)副總經(jīng)理協(xié)助，公司調(diào)度管理部門、安全部門、工程部門聯(lián)合監(jiān)管，現(xiàn)場管理機構落實具體管控措施；

2）Ⅱ級（現(xiàn)場管理機構級）：現(xiàn)場管理機構負責人為第一責任人，現(xiàn)場管理機構調(diào)度班組、工程班組聯(lián)合共同落實具體管控措施；

3）Ⅲ級（班組級）：工程班組負責人為第一責任人，調(diào)度班組配合，工程班組工作人員落實具體管控措施；

4）Ⅳ級（操作人級）：由當班工程班組工作人員直接負責管控。

7 結語

1）一般常用的危險源有害因素辨識方法為安全檢查表法（SCL），該方法較為簡單，可直觀列出設備設施的危險源、有害因素，不能更深層次分析出復雜的大型設備的各類故障及衍生危害。使用故障類型及影響性分析法（FMEA）對危險源有害因素進行辨識比常用的方法更系統(tǒng)、更深入，不但能查找每一個元件、子系統(tǒng)的故障，而且能逐步分析出故障可能造成的一系列影響，更適用于重點、重要設備的風險分析[2]。

2）使用FMEA 結合定性、半定量及定量評價的風險評價方法，為工程大數(shù)據(jù)不足、專家和專業(yè)技術人員缺少的輸供水企業(yè)提供了多樣化的風險評價方法，可根據(jù)企業(yè)實際管理情況選擇方法，在大數(shù)據(jù)充分的基礎上還可以進行綜合評價，評價結論更準確。

3）對風險管控的措施和層級，除了按照常規(guī)的安全風險分級管控，還提出了設備故障類型等級分級管控的雙重管控方法，這樣的管控方法更有效。