天然氣管道輸送過程存在風險及應對策略

阮帆（廣西廣投天然氣管網(wǎng)有限公司，廣西 南寧 530031）

1 天然氣管道及安全運行必要性分析

1.1 天然氣管道

天然氣在我國的使用時間相對較長，最開始的輸送管道通常是由木制或竹制結構組成的，隨著科技的發(fā)展進步，天然氣輸送管道類別也逐漸豐富起來。天然氣輸送管道按照用途差異主要分為集氣管道、輸氣管道及配氣管道三種類型，涵蓋特征及差異體現(xiàn)如下：

1.1.1 集氣管道

氣田井口與集氣站是由集氣管道連接起來的，集氣管道作為管道輸送的基礎所在，發(fā)揮著將開采天然氣進行統(tǒng)一收集與整理的重要作用。沒有經(jīng)過特殊處理的氣井壓力相對較高，為了滿足天然氣的開采收集要求，集氣管道需要能夠承受不低于9.8MPa 的壓力，同時還需要將管道半徑控制在25～75mm 的合理范圍內。

1.1.2 輸氣管道

輸氣管道作為天然氣輸送全過程的主體結構，具有將處理后氣體輸送到對應儲氣倉庫及配氣中心的重要作用，因此其管道半徑較大。截至目前為止我國最大的輸氣管道為2019 年投產的中俄天然氣管道，半徑達1422mm，設計壓力為12MPa。

1.1.3 配氣管道

配氣管道具有布網(wǎng)稠密、分支較多的特點，其半徑相對較小，因此只能承受較低的壓力。配氣管道能夠將天然氣從調壓中心輸送到支線用戶端，為了確保天然氣管道輸送安全性，需要在全國范圍內制定統(tǒng)一的質量控制標準，當前我國執(zhí)行的主要標準為《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》。

1.2 天然氣管道安全運行必要性

天然氣自開采收集到供需使用全過程都離不開長輸管道的運輸，天然氣因其易燃易爆的特點，在管道輸送過程中勢必存在很多不便因素。天然氣管道通常情況需要深埋于地下，若輸送容量較大就會給管道帶來很大壓力，長距離運輸管道在土壤、高壓、腐蝕、人為等多重因素作用下，極易出現(xiàn)泄露、火災、爆炸等風險事故，還會影響周邊區(qū)域的生命財產安全。保障天然氣管道輸送過程的安全穩(wěn)定性，有助于降低能源損耗率、提高環(huán)境保護率，避免出現(xiàn)不必要的安全事故。

2 影響天然氣管道輸送安全性的風險因素

天然氣自開采加工到入戶使用的整個過程包含多個處理環(huán)節(jié)，集氣、輸氣、配氣工藝流程復雜，在長距離管道輸送過程中會受到多個因素影響，為了確保天然氣的管道輸送穩(wěn)定性，需要對影響管道輸送安全性的風險因素進行系統(tǒng)分析。

2.1 制度建設不完善

完善的管理制度可謂確保天然氣管道輸送安全性的基礎所在，這里提到的管理制度主要圍繞運輸管理標準、管道施工材料等內容展開討論研究。就天然氣管道輸送全過程而言，制度建設不完善不僅影響著天然氣輸送質量，還會誘發(fā)氣體泄露、火災爆炸等風險事件，其事故危害較大、波及范圍較廣。輸送管道一旦出現(xiàn)裂縫破損就會釋放大量能量，進一步增加管道撕裂面積，能量釋放也會隨之增加，這種惡性循環(huán)對于天然氣管道輸送管理工作而言是致命的。釋放出的易燃易爆氣體若是遇到明火，就會釀成火災、引發(fā)爆炸，其危害程度不可估量。

2.2 管道設計不合理

天然氣輸氣管道通常都是由單個管子順次組裝而成，集氣管道則是由鋼材質管道順次焊接而成，整個輸氣網(wǎng)絡是一個密閉的輸送系統(tǒng)。管道設計合理與否直接影響著天然氣管道輸送質量，因此在進行輸氣管道設計的時候需要秉承科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。天然氣開采地區(qū)的地質環(huán)境較為惡劣，需要考慮針對性加強管道防護等級的設計，而整個輸送過程需要經(jīng)過多個氣體壓縮站，壓縮站運行狀態(tài)直接影響著天然氣輸送質量。在進行輸氣管道設計的時候如果沒有將自動控制儀器、輸氣管理設備配備齊全，那么勢必影響天然氣輸送過程的壓力、溫控管理效果，無法及時發(fā)現(xiàn)異常信號、準確判斷故障位置。

2.3 施工質量不達標

施工質量可謂檢驗項目工程合理與否的重要指標，就整個管道施工操作而言，需要考慮的因素是多方面的，例如管道焊接質量、防腐處理、管溝回填、操作工藝選擇等。管道焊接質量決定了長輸管道整體施工質量，現(xiàn)實中幾乎無法實現(xiàn)100%的焊接合格率，由于存在著焊接缺陷，在很大程度影響著長輸管道的使用壽命，同時也是引發(fā)輸氣管道泄漏爆炸事故的致命性因素。而管道防腐處理可謂影響管道輸氣安全的重要步驟，輸送管道經(jīng)過長時間的高壓沖擊，管道內壁會在雜質、土壤等水合物的作用下遭受不同程度的腐蝕，若腐蝕程度較大勢必引起管道爆裂，進而誘發(fā)嚴重的安全事故。深埋地下的輸氣管道建成投運后，其檢測、翻修處理流程極為繁瑣，還會造成較大的經(jīng)濟損失，因此加強施工質量管理，對于管道輸氣工作而言具有非常重要的意義。

2.4 應急方案不完善

天然氣輸送管道通常情況下都是深埋在地下的，一旦遇到泄露問題其檢修流程相對繁瑣，輸氣管道施工工作與水利、建筑等季節(jié)性工程一樣，離不開牢固地基的支持。在打造地基的時候特別容易遇到阻礙管道運輸穩(wěn)定性的不良因素，無疑給輸氣管道的維護檢修工作增添了很多難度，若應急方案不完善，勢必會增加管道輸送安全隱患。天然氣輸送管道具有深埋地下、布線復雜、路線較長的特點，管道間通過焊接技術拼接起來，焊接位置在多重壓力的作用下極易出現(xiàn)破損問題。應急方案如果沒有準確掌握焊接技術、埋管位置、管道材料等基礎數(shù)據(jù)，沒有綜合考慮焊接方式、輸氣管徑、輸送溫度、管道壓力等基本信息，就不能在遇到泄露問題的時候有針對性的采取應急措施。

3 確保天然氣管道輸送安全性的應對策略

3.1 加強管道運行設備標準化管理

加強工藝設備日常監(jiān)管力度、做好人員專業(yè)技能培訓、嚴格執(zhí)行管道維護檢修流程有助于實現(xiàn)管道運行設備的標準化管理。通過合理安排專人對管道設備運作情況進行實時監(jiān)控與記錄，尤其是加強自動控制設備的維護檢修，確保自動控制系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)管道存在的問題，提高管道運行的可靠性。另一方面，從人員管理方面著手，結合工作實際制定獎懲制度，通過技能考核、事故演練的方式，提高基層員工的工作熱情、豐富操作人員的實戰(zhàn)經(jīng)驗。同時，依據(jù)崗位內容制定相應的管理制度，并督促基層員工嚴格按照規(guī)章制度作業(yè)，以此避免人為因素引起的安全事故出現(xiàn)。

3.2 做好輸送管道的防腐檢修工作

加強天然氣輸送管道的防腐檢修處理，防腐層的選擇需要圍繞耐腐性能和機械性能兩個方面綜合考慮，并依據(jù)國家標準確定防腐層材質及厚度。為了實時監(jiān)控管道防腐情況，還需在輸氣管道網(wǎng)絡安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，并在管道兩端加裝陰極保護系統(tǒng)，以此提高管道抗腐蝕性。重點做好管道焊接位置的防腐處理工作，以此提高焊接點韌性；定期對輸氣管道進行專業(yè)、全面防腐性能檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)、處理管道各類疑似漏點。

3.3 嚴格把關管道設計與建設質量

在進行管道設計工作時，設計單位需要提前對建造區(qū)域周邊環(huán)境進行充分考察分析，同時，設計、施工部門應該建立起平穩(wěn)順暢的溝通渠道，有效的數(shù)據(jù)信息共享確保管道建設的科學合理性。建設單位應委派專門監(jiān)理公司對整個管道施工工作進行質量控制與管理，全過程跟蹤與監(jiān)督，嚴格把控管道焊接防腐、管道耐壓試驗等關鍵施工環(huán)節(jié)，認真記錄管道施工操作涉及到的數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)施工問題及時進行整改處理。

3.4 提高突發(fā)事件應急處理能力

首先，管道運行單位應制定健全的安全監(jiān)管制度，組建專門的巡檢小組，結合工作實際設計巡檢方案，以實現(xiàn)天然氣管道輸送安全問題的早發(fā)現(xiàn)、早預防。此外，應通過國內外管道案例分析對可能遇到的風險問題進行匯總整理，不斷完善事故處理預案的處置措施及流程，定期組織開展實戰(zhàn)型應急演練，使應急方案具備可操作性，最終達到有效應對及處置管道安全突發(fā)事件的目的。