輸油氣站場原始設計與現場運行匹配性研究

＊尚國濤 馮錄剛

（中國石油西部管道公司甘肅輸油氣分公司 甘肅 734113）

輸油氣站場原始設計與現場運行匹配性研究

＊尚國濤 馮錄剛

（中國石油西部管道公司甘肅輸油氣分公司 甘肅 734113）

輸油氣站場作為長輸管道的一個關鍵環節，其原始設計與現場生產實際是否匹配直接影響到油氣管道安全生產，平穩運行。從兩個實際生產事件案例出發，對站場原始設計和現場實際運行匹配性進行分析，總結出當前兩者之間存在的問題，提出五個方面的建議措施，為后續輸油氣站場設計提供一定的參考，促進輸油氣站場本質安全的提升。

輸油氣站場原始設計；運行匹配性；安全生產

1.引言

西氣東輸一線、二線、三線、雙蘭線等長輸油氣管道的建設過程中，油氣站場的設備設施在硬件方面總體具有較高水平，但投產后的實際運行過程中，一些設計問題逐漸顯露出來，這些設計問題可能導致輸油氣中斷、設備損壞等嚴重故障，影響了生產運行的安全性。

目前，由于工程設計單位對可施工性、可操作性、可維護性考慮不足，設計人員水平參差不齊，現場運行經驗缺失，設計過程針對性不強，對輔助系統重視程度不高等因素，致使在運行中發現原始設計與現場實際不匹配的問題，某些問題甚至會導致一些故障發生，對安全生產、平穩運行造成了影響。本文從兩個實際案例出發，對設計與生產不匹配的原因進行分析，并給出建議，以提高運行的安全性，保證設備長周期平穩運行。

2.問題提出與分析

在長輸管道輸油氣站場，壓縮機干氣密封預處理系統設計對天然氣氣質影響考慮不足，造成多次壓縮機干氣密封損壞故障；收發球筒、過濾器快開盲板正前方距離建筑物較近，達不到規范要求；壓縮機缸體排污管線未引入排污容器；排污放空管線存在單閥隔斷等一系列設計與現場運行不匹配的問題。

(1)壓縮機組輔助電機空間加熱器電源的優化改造

2014年4月7日，某壓氣站正在運行的某工業型航改壓縮機組人機監控界面上出現“主滑油泵手動報警”、“GG滑油泵手動報警”等多條報警，導致壓縮機組故障停機。

認真研究分析后發現，壓縮機組MCC柜的每一面配電柜上各抽屜的控制回路電源共用一個總電源空開，當某一抽屜柜的控制回路發生短路故障時，該抽屜柜的上級總電源空開隨之跳閘，導致總空開所帶的同一面MCC柜的各配電抽屜控制回路同時失電，存在設計上的缺陷，該設計缺陷造成此次故障停機。此后，作業區通過供電控制線路的改造，消除了該設計缺陷。

(2)某輸油站進站過濾器電動閥控制回路供電刀閘的改造與應用

某輸油站原油系統共四路過濾器，2013年6月11日，在用的三路過濾器進出口截斷閥門出現信號故障，觸發站關閉報警導致全線ESD緊急停輸，故障發生時，一路過濾器正處于備用狀態。

在事件原因的調查過程中，通過對PLC機柜和PLC程序的排查發現，涉及到三個過濾器的四個閥門信號線均接在同一DI模塊上，DI模塊的24VDC供電由一個5A的保險控制，當任意一個電動閥的控制回路發生短路，都會導致總的供電保險燒壞，使得該保險所帶的所有電動閥閥位反饋信號均為中間狀態， PLC控制程序認為該回路過濾器前后閥門未導通。而在ESD程序中，當4路過濾器不導通時，就會觸發站關閉預報警，隨后全線緊急停輸。

排查發現，類似情況還存在于原油和成品油兩路出站調節閥、成品油過濾器、原油和成品油收發球筒等7處的閥門控制回路中，存在ESD停輸的風險。通過改造后，將該缺陷消除。

(3)原因分析

通過上述案例分析可知，造成設計與現場運行不匹配的原因有以下幾方面。

①設計人員素質參差不齊，現場運行經驗缺乏

油氣站場生產運行是一項全面的、系統的工程。從兩個案例都可以看出，兩個事件的發生均為原始設計失誤，設計人員缺乏現場運行經驗，設計時未能統籌全局，未從項目的各層次、各要素出發來考慮，從而顧此失彼，瞻前未顧后。案例二中的設計甚至自相矛盾，一方面要求四路過濾器前后截斷閥門全部導通，另一方面卻把四路控制信號接入同一個控制模塊，造成“烏龍”事件。

②現場人員參與設計程度不夠

從以往的工程項目來看，施工人員按照原始設計方案進行施工，但設計方案最終不符合現場實際生產運行需要，此時再對站場進行改造，耗時、耗資且影響生產。這是由于現場運行人員在整個設計過程中參與度不夠，未能參與到用戶體驗、建議和反饋的角色中去，使整個設計過程不能達成閉環管理。

③設計針對性不強，地域環境等因素的影響考慮不足

站場設計需要綜合站場所處地域環境、與上下游的聯系、調度命令響應等因素進行考慮。在案例二中，由于電機空間加熱器故障而導致機組停機，設計時如果考慮到地域環境因素的影響，便不會發生這樣的事件。

在歷年事件統計中，可燃氣體探測器誤報導致故障停機事件占較大比例。誤報大多是由探頭附著臟物導致，西部地區風沙較大，沙塵日積月累附著在探頭表面，造成探頭失效誤報。設計時應考慮環境影響因素，提高可燃氣體探測器的過濾精度，減少不必要的故障停機。

3.建議

站場安全生產，平穩運行離不開完善的頂層設計，運用系統論的方法，從全局的角度，對項目的各方面、各層次、各要素統籌規劃，集中有效資源，以高效、合理地實現目標，滿足運行需求。只有立足生產實際，遵循標準規范的同時最大程度優化頂層設計，提高其與現場運行的匹配性，才能更好的實現站場安全生產、平穩運行。

為了進一步優化設計方案、提高設計質量、控制投資成本、提升本質安全，我們應從以下幾個方面出發，立足生產現場，有效促進原始設計和現場運行的匹配性。

(1)重要設計項目方案，設計人員深入現場

設計方案是站場安全生產的首要環節，對現場生產起到很大的影響，完善的設計方案是站場安全平穩運行的保障。為了確保重要設計項目方案能夠達到功能協調、結構完整、理念一致、要素齊全，設計人員深入現場開展調研是十分必要的。通過實地調查，獲取一手資料，包括站場工藝變更、更新改造、歷史數據及事件報告等，并根據地域、氣候、環境等因素的影響制定合理的設計方案，使其更加貼近生產實際需要。

(2)積極征求現場人員的建議，提高現場人員的參與度

為使項目投入運行后安全平穩、運行可靠，設計管理部門應通過征求現場運行人員建議、抽選現場運行經驗豐富的工程師、技術人員參與到整個設計過程中等方式，提高現場人員的參與度，保證項目的設計全面化、統籌化、精細化。

在項目設計工作開始前，設計管理部門應組織設計人員和現場技術人員學習項目任務文件，了解項目的設計背景、設計目標和相關要求，從而形成完整的設計思路。在設計過程中，管理人員、設計人員要與現場人員做好溝通交流，針對具體問題進行分析討論，對于現場人員提出的合理化建議，做好充分評估后予以采納，制定出切合工程實際的、可實施的設計方案。

(3)借鑒同專業的成熟的設計方案，提高其針對性

2004年至今，雙蘭線、西氣東輸一線、二線、三線等大型油氣長輸管道工程已陸續建成、投產及運行，這期間所積累的大量寶貴經驗，可以為后續的工程設計、施工建設和生產運行提供借鑒。

設計過程中，應將同專業成熟的設計方案作為連接工程設計和現場運行的紐帶，結合以往的運行經驗、設備改造、改革創新等，優化原始設計。尤其要收集整理好在用工藝設備的變更、改造案例，積累以往同專業設計方案中設計不足的經驗，才能做出個性化、針對性強的設計方案，達到設計與實際運行相契合的目的。

(4)提高設計人員的技術素質，鼓勵運行人員的懷疑精神

工程設計需要開展專項研究指導和優化設計，如危險與可操作性分析，控制分析，定量風險分析等[1]，關鍵項目的設計除遵循國家標準外，還需要結合設備特性、運行要求以及現場條件。因此，應注重加強設計人員的技術培訓，提高其專業技術、擴展其知識范圍，組成一支技術過硬的設計隊伍。

在生產實際中遇到了各種各樣的問題，我們應清楚的認識到，并非每一個設計都是完美無缺的。因此，應鼓勵運行人員敢于懷疑，大膽探索，發現不符合安全生產理念的設計方案、工作方法，結合現場實際提出合理化建議，進一步提高設計與現場的匹配性。

(5)注重產品國產化改造及改革創新

目前，油氣站場大多數關鍵設備均為國外進口，這些設備高昂的采購和維護成本影響了公司運營的經濟性，較長的備件采購周期也影響了站場生產運行的穩定性與安全性。因此，在后續的項目設計以及更新改造過程中應該更加注重產品的國產化。

此外，還應該關注設備的更新換代，選用更高效、更節能、更環保、更安全的產品為站場生產服務，結合國際輸油氣管道最新技術和成果，積極采用新工藝、新技術、新設備，各專業緊緊圍繞建設當代一流的輸氣管道的總目標開展工作。

4.結論

設備原始設計與現場的匹配性直接影響到運行的安全性、可靠性、穩定性、經濟性，從源頭設計控制，做好過程優化，實行全員參與、信息反饋、及時修正的閉環管理辦法。提高設備與現場實際的匹配性、聚合度，確保設備運行穩定、故障頻次低、維護便捷，減少運行人員的工作量，降低維檢修成本，提質增效，為輸油氣設備的安全、平穩、高效運行提供有力的保障。

[1]李慶,李秋忙,云慶等．國際大型石油公司地面工程建設先進經驗和做法[J]．石油規劃設計,2016,27(4):27-30．

[2]左汝寬,韓輝．影響壓縮機干氣密封使用壽命的因素分析[J]．油氣儲運,2009,28(5):40-43．

[3]陳旭升,馮錄剛．RR機組輔助電機加熱器電源的改造與應用．中國油氣論壇——油氣管道技術專題研討會論文集,2014,806-807．

[4]劉有超,牛剛．頂層設計在A氣田二期工程項目管理中的應用[J]．天然氣與石油,2014,32(1):1-6．

[5]徐易．西氣東輸二線工程的設計管理問題[J]．油氣儲運, 2012,31(2):155-157．

(責任編輯 李田田)

Study of the Original Design of Oil and Gas Transportation Station and the Compatibility of Operation

Shang Guotao, Feng Lugang
（Gansu Oil and Gas Transportation Branch Company , PetroChina West Pipeline company, Gansu, 734113）

Oil and natural gas transportation station as a key link in long-distance pipelines, the relationship between its original design and production sites directly affect the safe production and smooth running in oil and gas pipelines. This paper analyzed the matching relationship between station original design and practical operation according to two actual events, and concluded the problems existing in the two parts, finally puts forward some suggestions in five aspects in order to provide certain reference for the subsequent design of oil and gas transmission station and promote the essential safety of the station.

oil and gas transportation station original design；compatibility of operation；safety production

T

A

尚國濤（1989～）男，中國石油西部管道公司甘肅輸油氣分公司；研究方向：長輸油氣管道安全運行管理工作。

馮錄剛（1977～），男，中國石油西部管道公司甘肅輸油氣分公司；研究方向：電氣設備運行及檢修管理工作。