天然氣管道的運行可靠性評價技術(shù)

郭嘉 張婷 王寧

摘要：天然氣管道系統(tǒng)在運輸過程中是連續(xù)密閉輸送系統(tǒng)，從生產(chǎn)、輸送、儲存到用戶使用，天然氣在輸送過程中處于帶壓狀態(tài)，管道一旦發(fā)生泄露或者破裂，有可能造成嚴重的安全事故，因此對天然氣管道運行的可靠性評價尤為重要。針對目前天然氣管道的可靠性研究，提出相映的評價方法和評價指標，能夠有效提高天然氣管道運行可靠性水平。

關(guān)鍵詞：天然氣管道;可靠性;評價

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對天然氣的需求一直在不斷增加，輸氣干線管道的輸送任務(wù)越來越大，因此對輸氣管道的可靠性評價越來越關(guān)注，針對目前輸氣管道系統(tǒng)進行可靠性分析，雖然目前可靠性評價在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是對于油氣管道領(lǐng)域的應(yīng)用，目前處于初級階段。輸氣管線的可靠性評估是針對管道系統(tǒng)中可靠性指標作出定量計算或者是定性分析，利用指標數(shù)值來反映出管道的運行情況，能夠為設(shè)計人員管理人員提供管道管理依據(jù)，使工作人員能夠?qū)μ烊粴夤芫€系統(tǒng)的運行更加了解，從而有效提高了天然氣管道的經(jīng)濟效益和社會效益。

1天然氣管道運行可靠性評價技術(shù)的內(nèi)容

1.1天然氣管道可靠性研究的主要任務(wù)

管道可靠性研究的主要任務(wù)是對管道以及壓力設(shè)備的故障模式及原因進行分析，研究系統(tǒng)故障，對于天然氣管道在輸送過程中的影響，找出天然氣管道系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的改進措施，利用分析結(jié)果，可以確定最佳的設(shè)備運行系數(shù)，提高維修能力，減少天然氣安全事故的發(fā)生。

1.2天然氣管道可靠性研究的方法

在進行可靠性分析和計算過程中，對于天然氣管道可靠性研究的方法主要包括：斷裂力學(xué)和材料力學(xué)的分析研究法;事故數(shù)據(jù)的可靠性綜合法;全尺寸的模型實驗和歷史事故數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析法。

1.3管道可靠性計算和分析步驟

（1）定義事故確定可靠性的研究范圍。

（2）收集天然氣管道在運行過程中的資料。

（3）建立天然氣管道運行事故數(shù)據(jù)庫。

（4）選擇事故概率模型。

（5）可靠性參數(shù)估計以及其參數(shù)特性的統(tǒng)計計算。

（6）原假設(shè)與觀測值是否符合檢驗。

（7）建立系統(tǒng)可靠性模型。

（8）計算天然氣管道系統(tǒng)的可靠性測量

（9）當天然氣系統(tǒng)的可靠程度降到允許數(shù)值以下時，需要提出相應(yīng)的維修策略，以及天然氣管道及設(shè)備的恢復(fù)程度，確保天然氣管道運行的可靠性。

1.4天然氣管道可靠性研究的特點

（1）對已發(fā)生過的天然氣管道事故進行統(tǒng)計分析，利用現(xiàn)有設(shè)備及現(xiàn)有的使用條件參數(shù)是進行天然氣管道可靠性分析和計算的主要依據(jù)，參數(shù)估算值的精確程度主要取決于數(shù)據(jù)樣本是否呈現(xiàn)出均勻化的態(tài)度，信息提取過程中允許誤差的大小。

（2）可靠性技術(shù)研究必須與最優(yōu)技術(shù)、經(jīng)濟分析和系統(tǒng)分析進行有效結(jié)合。

（3）對于天然氣管道系統(tǒng)而言，不僅要做出靜態(tài)分析，還需要對天然氣管道壽命期內(nèi)的各種情況進行分析。

（4）天然氣管道可靠，性研究非常復(fù)雜，相關(guān)計算量較大。

1.5影響天然氣管道運行的主要因素

影響天然氣管道運行的因素主要包括四個方面：第一，人為活動破壞或者施工作業(yè)破壞等第三方所產(chǎn)生的油氣管道破壞;第三，由于輸送介質(zhì)的原因?qū)е鹿艿纼?nèi)部出現(xiàn)腐蝕以及油氣管道所受外部影響因素等原因?qū)е鹿艿莱霈F(xiàn)腐蝕問題;第四，設(shè)計因素，其中最為常見的是油氣管道選材以及管道鋪設(shè)方式等;第五，操作因素。主要包括油氣管道的物資采購和施工維護等環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤操作所引起的管道損壞。

2天然氣可靠性活動的目標

管道可靠性的重點內(nèi)容是防止以及糾正設(shè)備和系統(tǒng)在運行過程中的缺陷，減少天然氣管道的維護和修理時間，節(jié)約天然氣管道的維修費用，滿足管道運行可靠性的前提下，獲得最大的經(jīng)濟效益，為此應(yīng)當明確可靠性活動目標。

（1）提高天然氣管道的輸送功能，包括管道輸送的可用性和完成輸送任務(wù)的可靠性。

（2）降低天然氣輸送成本，減少天然氣管道系統(tǒng)中的維修要求以及維修次數(shù)。

（3）減少操作人員。

（4）在天然氣建設(shè)初期，對管材的選擇、設(shè)備選擇、施工要求提供可靠性指導(dǎo)。

（5）對天然氣管道以及設(shè)備的周期成本進行分析，以最小成本獲得最高的經(jīng)濟效益，確保天然氣管道可靠性的投資，能夠符合生產(chǎn)目標的經(jīng)濟效益。

3提高系統(tǒng)可靠性措施

（1）天然氣管道在建設(shè)過程中應(yīng)當選擇優(yōu)質(zhì)的耐腐蝕材料，嚴格按照國家的相關(guān)標準進行嚴格檢驗。

（2）天然氣管道在運行過程中雖然會受到外界因素的影響，如果不能避免外界因素，應(yīng)當選取最為有效地保護措施，減少外界因素對天然氣管道的影響。

（3）在天然氣管道的危險地段，應(yīng)當設(shè)置緊急自動截斷閥。

（4）天然氣管道在施工過程中應(yīng)當加強現(xiàn)場施工質(zhì)量，對于防腐涂層以及焊接質(zhì)量應(yīng)當嚴格把控。

（5）維護主要設(shè)備的安裝驗收，對于相關(guān)技術(shù)規(guī)定和操作規(guī)范進行嚴格把控，重視設(shè)備的使用，可靠性。

（6）充分發(fā)揮天然氣管道的SCADA系統(tǒng)功能，形成多功能的綜合智能型系統(tǒng)，從而有效提高天然氣管道的安全水平。

（7）利用先進的管道檢測技術(shù)，定期對管線進行智能清管檢測，充分了解管線所存在的缺陷問題，及時發(fā)現(xiàn)，及時解決。

（8）天然氣管道在輸送過程中要確保輸送氣質(zhì)符合相關(guān)標準，同時應(yīng)當建立必要的儲氣庫來滿足調(diào)峰以及事故應(yīng)急需求。

（9）通過大量實驗和研究理論，可以開發(fā)可靠性評價軟件系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對天然氣管線的動態(tài)化管理，從而有效提高在意天然氣管道的運行管理水平。

（10）建立完善的管道運行操作，并且要嚴格執(zhí)行。

（11）天然氣企業(yè)要加強操作人員的技術(shù)能力水平培訓(xùn)，提高工作人員在實際操作過程中的能力，減少因為個人失誤而引起的天然氣事故的發(fā)生。

4結(jié)束語

通過分析天然氣管道可靠性評價方法以及相關(guān)的可靠性評價指標，利用相關(guān)軟件對天然氣管道進行可靠性評價，在天然氣管線的可靠性評價過程中需要確保故障后果，借助綜合指標進行定量評價的可靠性分析，在可靠性研究過程中，通常會需要提出新的指標來不斷完善系統(tǒng)的可靠性指標，能夠使評價結(jié)果更符合天然氣管道的運行情況。

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