天然氣站場電氣自動化設(shè)備可靠性分析及優(yōu)化

杜鴻健

摘 要：天然氣是我國重要的民生戰(zhàn)略物資，是保障居民生活與生產(chǎn)的根本。截至目前，我國具有世界最為龐大的天然氣輸送管道（含煤氣）及其網(wǎng)絡(luò)。由于天然氣輸送特性等因素決定其在管道自動化建設(shè)的過程中需要通過天然氣站的建設(shè)來保障其系統(tǒng)運行。文章依此為基礎(chǔ)，對其設(shè)備可能存在的問題與可靠性影響因素進行分析，并給出具體的優(yōu)化意見。希望能夠為后續(xù)的相關(guān)研究與實際工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：天然氣站；電氣設(shè)備；可靠性分析；優(yōu)化策略

中圖分類號：TE978 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0084-02

天然氣是重要的民生物資，是保障人民生活與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的根本。建國后，我國不斷的推進天然氣的使用，使之漸進的取代煤炭、煤氣等傳統(tǒng)污染型能源。隨著自動化體系的不斷深入，基于電氣設(shè)備的自動化天然氣站成為了一種主流。從實際的應(yīng)用效果來看，電氣設(shè)備的可靠性直接決定了天然氣站的可靠性與安全。因此，基于可靠性的評價是相關(guān)設(shè)備選擇與施工的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的研究現(xiàn)狀也往往從設(shè)備可靠性分析方法、施工設(shè)計與設(shè)備選擇、基于可靠性的維護管理體系建設(shè)等三個方面來進行。從針對現(xiàn)有研究現(xiàn)狀的角度去分析，我們不難發(fā)現(xiàn)針對其影響要素而確立的可靠性分析及策略罕見報道。故而，本文以此為基本研究方向在系統(tǒng)總結(jié)其影響因素的基礎(chǔ)上，提出具有針對性的保障措施，希望為后續(xù)的相關(guān)工作開展提供必要基礎(chǔ)。

1 可靠性分析的必要性與基本原則

天然氣站在經(jīng)過了若干輪現(xiàn)代化技術(shù)改造之后，基本能夠滿足自動化與智能化體系要求。在該要求下，天然氣站的全部工作均能夠通過遠程操控或者預(yù)設(shè)參數(shù)的方式來予以控制。此種現(xiàn)狀為天然氣站的標(biāo)準化生產(chǎn)與運行提供了必要的依托，并形成了更大的效能。然而，我們不能忽略的是利用自動化設(shè)備對天然氣站進行管理與運作容易產(chǎn)生由于設(shè)備異常而形成的各類問題。尤其是在設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常、操作不靈活的當(dāng)下更是容易引發(fā)安全生產(chǎn)性事故。因此，我們在設(shè)計、建設(shè)、改造以及設(shè)備維護的過程中需要將更多的精力投入到設(shè)備可靠性分析方面。只有當(dāng)其可靠性達到了一定的要求與水平，才能夠為后續(xù)的實際運行提供更大的安全性保障。從現(xiàn)有的實踐經(jīng)驗以及研究結(jié)果來看，針對可靠性的研究相對較多。但是針對其影響要素與治理方面的研究尚不深入，這一方面對實際的工作提出了挑戰(zhàn)；另一方面也為本文的研究提供了基本方向。

從上述的必要性分析中我們不難看出，針對設(shè)備的可靠性分析勢在必行，并將成為未來相關(guān)設(shè)施設(shè)計與應(yīng)用的重要前置條件。而在實際的分析與評價過程中我們需要遵循如下三方面原則：一是需要遵循問題導(dǎo)向原則。即在實際的評價過程中要參考其問題的主要來源。只有如此才能使得可靠性分析切實可靠，并對實際的設(shè)備與工藝流程優(yōu)化提供指導(dǎo)；二是需要遵循可控原則，即風(fēng)險源的來源要存在可控指標(biāo)，能夠通過可靠性分析找到問題的關(guān)鍵，并利用相關(guān)的治理手段來予以規(guī)避；三是可替代性原則，即當(dāng)問題出現(xiàn)或者風(fēng)險發(fā)生時，現(xiàn)有的技術(shù)手段無法滿足消除不可靠因素的方面，則可以采用其他技術(shù)、其他設(shè)備等相關(guān)手段與方法來進行技術(shù)替代，進而保障其可靠性。

2 可靠性來源及其影響要素

從實踐的角度來看，設(shè)備可靠性的來源主要分為：設(shè)備質(zhì)量、使用環(huán)境以及人為操作等三個方面，其具體內(nèi)容如下：

第一，在電氣設(shè)備質(zhì)量問題方面。在天然氣站場安裝自動化設(shè)備無論是對于天然氣站場來說，還是對于人們的日常生活來說，都是具有一定意義的。然而在天然氣站場的自動化設(shè)備安裝的過程中，很多電氣設(shè)備都存在質(zhì)量不過關(guān)的問題。電氣設(shè)備的質(zhì)量問題不僅關(guān)系著天然氣站場的工作質(zhì)量，更關(guān)乎這人們的生命財產(chǎn)安全。一旦電氣設(shè)備發(fā)生故障，很容易發(fā)生安全事故，進而引發(fā)安全問題，給人們的正常生活帶來嚴重的影響。

第二，在設(shè)備使用環(huán)境方面。設(shè)備的使用環(huán)境主要是指其暴露在外的環(huán)境要素，大致可以分為降水、風(fēng)力等。氣候影響除了電氣設(shè)備本身質(zhì)量會存在問題以外，有時候，氣候也會影響電氣設(shè)備自動化的可靠性，我國很多地區(qū)，尤其是南方地區(qū)，雨水比較多，且部分地區(qū)還會有臺風(fēng)，這些氣候因素都會嚴重影響到電氣設(shè)備自動化的可靠性。

第三，在認為操作方面。大部分電氣設(shè)備均屬于自動化設(shè)備，雖然在實際的使用過程中所涉及到的人工操作相對較少，但是包括遠程監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定、人工安裝等必要環(huán)節(jié)，對其可靠性的影響依舊很大。比如在設(shè)備安裝過程中，設(shè)備布線以及整體布局的不合理容易造成電氣設(shè)備散熱異常，進而導(dǎo)致不必要的事故發(fā)生。而電氣設(shè)備的使用運行依賴于其內(nèi)部的參數(shù)設(shè)計。對于部分工程師而言，英語水平、機械工程水平等一系列專業(yè)知識均限制了其對于自動化設(shè)備參數(shù)設(shè)計的科學(xué)性，從而通過人為原因引入了一些不可靠因素。這也是相關(guān)設(shè)備可靠性分析的重點。

上述三個方面是本文通過長期的實踐總結(jié)所獲得的天然氣站場自動化設(shè)備可靠性的來源與影響因素。除了上述原因之外天然氣站場的總體布局、自動化設(shè)備使用的整體技術(shù)水平以及自動化設(shè)備自身所帶來的系統(tǒng)性誤差也有可能造成相關(guān)體系的不可靠。但是從比例來看，上述三個方面是形成設(shè)備可靠性不遵從的關(guān)鍵因素。

3 可靠性優(yōu)化策略分析

通過上文的研究我們對天然氣站場電氣自動化設(shè)備可靠性分析的研究現(xiàn)狀及其根本意義進行了總結(jié)。同時從設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備環(huán)境以及人工操作等三個維度，探究了其可靠性的根本來源與影響要素。結(jié)合相關(guān)理論與實踐，本文認為做好上述三個方面的相關(guān)內(nèi)容管控是提高天然氣站場電氣自動化設(shè)備可靠性的關(guān)鍵，同時也是未來天然氣站場設(shè)備管理的核心方式之一。落實到具體的優(yōu)化策略大致可以分為如下三個方面：

第一，提高自動化設(shè)備的質(zhì)量，進而提高其整體可靠性。所謂的質(zhì)量主要來源于兩個方面：一方面是針對其設(shè)計質(zhì)量進行有針對的規(guī)劃。在具體施工過程中可以通過反復(fù)論證的方式來避免設(shè)計過程中的不遵從行為。另一方面則是針對具體的設(shè)備硬件質(zhì)量的提升。在實際的施工過程中我們要做到如下三點：一是通過廣泛的招標(biāo)來確保設(shè)備參數(shù)與質(zhì)量的合規(guī)。建立供應(yīng)商檔案，并將已經(jīng)形成的設(shè)備案例作為底案來進行查詢，對于存在不遵從行為的供貨商要堅決予以剔除，從而從設(shè)備源頭方面提升其整體質(zhì)量；二是在設(shè)備進場前必須要經(jīng)過逐一的排查，如存在批量設(shè)備應(yīng)用的情況則可以采用比例抽查的方式來進行。通過此種模式客觀上認證設(shè)備質(zhì)量的有效性，避免不合格產(chǎn)品進入到后續(xù)的施工環(huán)節(jié)中去。尤其是對于設(shè)備元件的檢測更應(yīng)該做到"偏一避雜"，盡可能通過統(tǒng)一的廠家供貨，避免各個設(shè)備軟硬件之間的不兼容。并切實增加后續(xù)的維養(yǎng)水平。

第二，通過人工建設(shè)與加裝保護裝置的方式來改善周圍環(huán)境，提升設(shè)備保護水平。在實際的工作中，我們無法改變氣候條件，但是我們能做的是采取一定的保護措施，改善電氣設(shè)備周圍的環(huán)境，進而實現(xiàn)對于電氣設(shè)備的保護作用。例如，對于雨水多的地區(qū)，我們可以在天然氣站場的設(shè)備搭建一頂?shù)膿跤暝O(shè)施，這樣一來，既可以避免雨水對于天然氣設(shè)備的腐蝕作用，又可以防止太陽對于設(shè)備的照射，進而提升設(shè)備的使用年限，同時，又可以提升設(shè)備的質(zhì)量，保證設(shè)備的安全性。值得我們注意的是，環(huán)境的優(yōu)化應(yīng)該建立在完善的環(huán)境影響分析機制下。只有如此才能夠在解決了設(shè)備由于使用環(huán)境惡劣而造成不可靠的基礎(chǔ)上，避免工程成本的大量投入與浪費。必要時，可以通過引入第三方評價機構(gòu)的方式來完成相應(yīng)的設(shè)計工作，并做到與主體工程設(shè)備同時設(shè)計、同時施工。

第三，通過強化培訓(xùn)與管理來避免人為失誤所帶來的不可靠因素。在實際的施工過程中可以從培訓(xùn)與管理兩個方面來進行。所謂的培訓(xùn)主要通過增加相關(guān)人員培訓(xùn)的頻次、提高培訓(xùn)深度、合理規(guī)劃培訓(xùn)內(nèi)容等方面來構(gòu)建相關(guān)人員的綜合知識體系。必要時可以采用外聘第三方維護等形式來客觀降低企業(yè)的人力資源成本并收到相應(yīng)的效果；而在管理方面則需要建立對應(yīng)的制度體系。一方面，通過宣傳等方式使得員工建立人為不遵從對設(shè)備不可靠問題的影響，從根本上提高員工的自覺意識；一方面是通過責(zé)任體系與管理制度的落實形成有效的監(jiān)督與檢查制度，并在管理領(lǐng)域形成可供執(zhí)行的范式；另一方面則是建立必要的標(biāo)準，使得相關(guān)的工作人員在具體執(zhí)行環(huán)節(jié)中能夠做到有的放矢。

4 結(jié)束語

天然氣站電氣設(shè)備可靠性決定了使用安全與效能。通過本文的研究我們發(fā)現(xiàn)，在實際的建設(shè)過程中設(shè)備的質(zhì)量、人為操作以及設(shè)備使用環(huán)境均會對其可靠性造成影響。同時本文基于上述三個方面提出了可靠性優(yōu)化對策，希望能夠指導(dǎo)后續(xù)的實際工作。

參考文獻：

[1]沈勇，王維.如何加強天然氣場站電氣自動化設(shè)備的可靠性[J].石化技術(shù)，2017（01）：254.endprint