試論供氣系統的工作可靠性

【摘要】目前所積累的大量有關壓縮機和輸氣管線路部分操作經驗的統計資料、可靠性一般性理論的發展，以及部分專家的研究成果，使有可能評價輸氣管的可靠性、計算必要的事故儲備和導出系統的單體和整個干線輸氣管系統的統一的可靠性指標。本文就供氣系統的工作可靠性闡述大經濟區的供氣可靠性取決于超功率輸氣管多線系統的可靠性。

【關鍵詞】大經濟區；供氣系統；可靠性

【中圖分類號】S853.61+4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0202-02

現代化的天然氣長距離管路輸送的發展主要特點是建立大功率的干線輸氣管系統，所以大經濟區的供氣可靠性取決于超功率輸氣管多線系統的可靠性。

多線系統的主要環節是干線輸氣管，它包括下列單體：

——輸送前的天然氣處理裝置；

——壓縮機站；

——輸氣管線路部分；

——地下儲氣庫；

——配氣站。

在多線系統中，以上列舉的輸氣管各單體在工藝上是互相聯系的。所謂干線輸氣管系統的可靠性是指這一系統在允許的壓力水平上不間斷地（在所分析的日歷時期內）向消費者供應由天然氣消費結構所決定的天然氣量的能力。

所謂干線輸氣管系統的事故是指由于系統中的一個單體的事故情況造成對消費者的供氣量的突然下降或突然停止供氣。

與系統的單體類似，輸氣管系統的可靠性決定于以下三個概念的總和：無事故性、耐久性和適修性。系統的可靠性表示為在其中的一個單體發生事故的情況下仍能不間斷地供給不低于預先規定的天然氣量。

干線輸氣管系統的無事故性是指在不同的工況下，在一定的時間問隔內保持工作能力的性質。

系統的耐久性說明系統在必要的技術維護（包括各類修理）的條件下長期運行的能力。同時，系統的工作能力應保持到按安全條件不能再繼續運行或按技術——經濟理由繼續運行已不合理這樣的狀態，即系統達到極限狀態。考慮到干線輸氣管系統的輸量在長時期內是按階段增大的，因此，單值地確定系統的耐久性是不可能的。

干線輸氣管系統的可靠性指標取決于其各組成單體的可靠性指標。為求得可靠性指標的定量估值，應該把干線輸氣管系統看成是從可靠性的意義來說是串聯聯接的各單體的系統（輸送前的天然氣處理裝置、壓縮機站、線路部分、配氣站）。

由于輸氣系統功率的高速度增長，壓縮機站分布地區的擴大，和大量的修理工作量，使輸氣系統設備的預防性和事故性修理最優化問題，以及修理工作管理結構（質量）變化的最優化問題提到了首位。這一問題可用干線輸氣管主要和輔助設備的最優修理執行系統來解決，并由電子計算機加以實現。這一系統應包括一整套子系統，這些子系統能保證對設備的檢測、統計數據的收集和處理，擬定關于預防性維護和各類修理期限和性質、壓縮機站聯合修理基地和工藝設備修理廠倉庫的庫存材料、備件、部件和機組的種類和范圍的建議。

下面提出的是干線輸氣管主要和輔助設備最優維護系統的結構簡圖，其中應包括如下子系統：

a）詢問——信息；

6）日常維護；

B）統計信息收集和處理；

r）預防性修理（維護）；

Д）設備修理進度表預報。

首先建立詢問——信息子系統，它是最優化系統的信息庫。在設計這一子系統時，在電子計算機存儲器中存入關于運動中的和計劃采用的設備特性的詳盡資料：設備的類型和模型、簡要說明、功率、安裝年份、機組及其部件的標識符等。

日常維護子系統要求人工處理資料。操作人員系統地填寫特制的維護卡片，在卡片中包括下列項目：進行工作的地點，必須完成這項工作的理由、設備類型、進行維護的日期。按日常維護卡片定購必需的材料和設備、編制工作進度表，在進度表中要反映出所計劃的工作的狀況、材料需用量、勞動耗費量。

統計信息收集和處理子系統用來存儲和分析輸氣系統設備每單元工作性質的數據。該子系統應包括如下資料：安裝地點代碼、分類標志、工作代碼、優先代碼、實際維護數據、工作時間、停歇時間。

由預防生維護子系統可獲得關于要完成的工作項目、它們的重復頻率、以人·小時計算的勞動耗費、按每一種工作劃分的修理人員數和技能等的信息。由計算機給出的是以規定周期的工作進度表形式的信息。當向電子計算機輸入所完成的工作信息時，會自動地對進度表加以修正。

維護預報子系統要求大量的有關設備操作特性的資料。這一子系統的基礎是對設備工作狀態的診斷：對一系列操作數據的分析，故障性質及發生故障時間的預報。利用專門的校正程序可消除不可靠的信息。

最優先進技術維護系統作為一個子系統引入了全蘇統一供氣系統的自動化控制系統。采用最優先進技術維護系統能獲得很大的經濟效果，并能解決日益發展的供氣系統修理的組織問題。

此外，根據對國內干線輸氣管事故的分析和國外的經驗，還可提出提高干線輸氣管可靠性的其它措施：在礦區采用成組配套的天然氣處理裝置、對輸氣管配備用于其運動過程中的定期清管裝置、提高管子金屬的強度和塑性、提高工廠焊縫的質量、生產在工廠中涂敷了防腐層的管子、成批生產檢查線路部分施工——安裝工作質量的儀器、生產專用來修理線路部分的機器，對這些機器配備一切進行修復作業所需的設施，以保證在任何自然氣候條件下在15～60小時之內（視管路直徑而定）排除事故的可能性、采取提高壓縮機站可靠性的成套措施、建立相同直徑和同一工作壓力的多線系統、建立天然氣的事故儲備（在儲氣庫）、儲備量為系統中可能未供足的氣量，后者可根據對輸氣管系統運動可靠性的分析結果來確定。

對上述指標的定量評價使能制定出為進行干線輸氣管各單體的計劃預修和事故修理所需的材料、備件和機組部件的日常和遠景儲備計劃。

分析表明，線路部分的事故是評價整個干線輸氣管系統運動可靠性的決定性事故，因此，進行干線輸氣管系統參數的技術——經濟計算時，應該根據線路部分的運行可靠性，把花在事故性儲備上的耗費考慮在內。在計算壓縮機站的耗費時，應考慮保證壓縮機站不間斷工作的儲備。