石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)現(xiàn)狀及展望

秦大龍

摘 要：為了有效防控石油及天然氣儲(chǔ)備庫的事故，維護(hù)公共生活安全性，我國不斷研究石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)，根據(jù)石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障的工作需求，完善石油及天然氣儲(chǔ)備庫檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)制，優(yōu)化安全評(píng)定技術(shù)等，購進(jìn)石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障體系，提升石油及天然氣儲(chǔ)備庫的安全管理水平。

關(guān)鍵詞：石油及天然氣;儲(chǔ)備庫;安全保障技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展展望

我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫需要維護(hù)公共安全，根據(jù)事故預(yù)防開展工作，落實(shí)致災(zāi)機(jī)理和事故反演以及評(píng)價(jià)預(yù)警，發(fā)展石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)，滿足石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障的需求，促進(jìn)我國石油及天然氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 概述石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)現(xiàn)狀

近些年我國各地出現(xiàn)了儲(chǔ)罐事故，引發(fā)重大的經(jīng)濟(jì)損失，造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫通常是在沿江沿海的區(qū)域建設(shè)，如果發(fā)生了儲(chǔ)罐事故，將會(huì)威脅到當(dāng)?shù)氐墓舶踩：χ車纳鷳B(tài)環(huán)境。[1]

1.1 致災(zāi)機(jī)理和事故反演

我國當(dāng)前已經(jīng)構(gòu)建了石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全管理體系，但是在評(píng)價(jià)事故災(zāi)害安全的過程中缺乏針對(duì)性的方法，還無法有序評(píng)價(jià)罐區(qū)致災(zāi)機(jī)理和安全性影響。沒有積極評(píng)價(jià)大型儲(chǔ)罐大變形非線性系統(tǒng)的安全性，同時(shí)也沒有全面認(rèn)識(shí)災(zāi)變機(jī)理，當(dāng)前還沒有建立儲(chǔ)庫事故反演模型，技術(shù)人員也沒有系統(tǒng)性的研究反演模型和逆向演繹推理機(jī)制。

1.2 本質(zhì)安全

我國不斷修訂完善大型石油及天然氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，液化天然氣接收站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，當(dāng)前還在不斷建設(shè)發(fā)展大型成套低溫儲(chǔ)罐工程技術(shù)，不斷落實(shí)主要設(shè)備和低溫材料國產(chǎn)化。當(dāng)前發(fā)達(dá)國家液化天然氣庫區(qū)具有較高的自動(dòng)化水平，安全預(yù)警工作也獲得巨大的成果，而我國液化天然氣庫區(qū)安全智能化技術(shù)有待提升，相關(guān)管控技術(shù)還不夠成熟。

1.3 檢測(cè)檢驗(yàn)

國外發(fā)達(dá)國家石油及天然氣儲(chǔ)備設(shè)備檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)獲得巨大的成果，針對(duì)儲(chǔ)罐存在的缺陷，發(fā)達(dá)國家逐漸完善了漏磁檢測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)儲(chǔ)罐泄漏問題，美國研發(fā)了大型常壓金屬儲(chǔ)罐底板檢測(cè)專家系統(tǒng)。針對(duì)附屬動(dòng)力設(shè)備，國外還研發(fā)了各類狀態(tài)監(jiān)測(cè)和智能診斷專家系統(tǒng)。針對(duì)在役儲(chǔ)罐的泄漏問題，國內(nèi)外還沒有設(shè)計(jì)泄漏高精度檢測(cè)和檢測(cè)機(jī)器人等技術(shù)，沒有結(jié)合無損檢測(cè)技術(shù)和狀態(tài)評(píng)估方法。[2]

1.4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

針對(duì)原油儲(chǔ)罐設(shè)備，國外研究了各類常壓儲(chǔ)罐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件，而我國儲(chǔ)罐完整性管理和罐區(qū)設(shè)計(jì)制造風(fēng)險(xiǎn)分析以及儲(chǔ)罐檢測(cè)技術(shù)等方面有待提升，無法達(dá)到國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展水平。針對(duì)液化天然氣終端，國外開發(fā)了各種軟件，可以模擬火災(zāi)爆炸后事故場(chǎng)景，但是我國對(duì)于液化天然氣的的研究還處于初期初級(jí)階段。

1.5 應(yīng)急技術(shù)與裝備

當(dāng)前國內(nèi)外重點(diǎn)研究無人機(jī)技術(shù)，但是高危環(huán)境應(yīng)急指揮還不夠完善。當(dāng)前還在研究壓縮空氣泡沫智能滅火系統(tǒng)，缺乏很熟的案例。此外大型液化天然氣儲(chǔ)備庫和附屬設(shè)施缺乏應(yīng)急搶修體系，現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)系統(tǒng)缺乏安全性和高效性，同時(shí)成本較高。現(xiàn)有的堵漏技術(shù)適用于常溫環(huán)境中，還在積極研究低溫條件的堵漏技術(shù)。

1.6 安全保障

當(dāng)前國外石油及天然氣儲(chǔ)備庫構(gòu)建了嚴(yán)密的安全控制系統(tǒng)，根據(jù)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建安全保障錫系統(tǒng)，但是我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全管理系統(tǒng)當(dāng)前只能進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，和其他系統(tǒng)之間缺乏數(shù)據(jù)接口。在安全發(fā)內(nèi)心和決策支持階段，沒有評(píng)價(jià)研究物聯(lián)網(wǎng)采集和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，沒有集成運(yùn)用儲(chǔ)庫數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)。當(dāng)前我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫沒有集成工業(yè)化和信息化，缺乏一體化的工作方案。

2 石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)研究內(nèi)容

我國石油及天然氣儲(chǔ)備安全保障技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目主要是根據(jù)天然氣儲(chǔ)備庫設(shè)施的致災(zāi)機(jī)理和設(shè)計(jì)建造以及檢測(cè)檢測(cè)等方面，構(gòu)建安全保障一體化平臺(tái)，完善安全保障技術(shù)體系，順利實(shí)現(xiàn)理論目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)等。在理論方案，需要預(yù)測(cè)大型儲(chǔ)罐災(zāi)變理論，研究地下儲(chǔ)氣庫地表沉陷理論，同時(shí)需要評(píng)價(jià)液化天然氣爆炸沖擊壓力和液化天然氣儲(chǔ)備庫的各類災(zāi)害，反演推理石油及天然氣儲(chǔ)備庫事故。在技術(shù)方面，需要針對(duì)石油及天然氣儲(chǔ)備庫和附屬管道以及輔助設(shè)施，研發(fā)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)和安全評(píng)價(jià)技術(shù)以及事故應(yīng)急處理技術(shù)等。針對(duì)裝備方面，針對(duì)石油及天然氣儲(chǔ)備庫和附屬管道等研究各類事故應(yīng)急裝備，主要包括消防滅油和溢油回收以及智能封堵等。針對(duì)技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建石油及天然氣儲(chǔ)備庫管理和安全保障的一體化平臺(tái)，此外需要在國家石油和天然氣儲(chǔ)備庫中示范應(yīng)用研究成果。

石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)研究主要包括理論研究和技術(shù)研究以及應(yīng)用研究三個(gè)方面。其中理論演技主要是針對(duì)石油及天然氣儲(chǔ)備庫致災(zāi)機(jī)理和演化規(guī)律等，同時(shí)需要落實(shí)事故反演工作，為技術(shù)演技工作提供可靠的理論數(shù)據(jù)。在技術(shù)研究過程中，主要是研究儲(chǔ)庫安全設(shè)計(jì)建造技術(shù)和儲(chǔ)罐檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)以及安全評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)、應(yīng)急搶修技術(shù)等，進(jìn)一步完善石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)體系。在應(yīng)用研究過程中，構(gòu)建整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建儲(chǔ)備庫管理和安全技術(shù)一體化平臺(tái)，并且在我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫基地中推廣利用這一平臺(tái)。

2.1 石油及天然氣儲(chǔ)備庫致災(zāi)機(jī)理和安全影響評(píng)價(jià)

專題1：石油及天然氣儲(chǔ)備災(zāi)害機(jī)理和安全影響評(píng)價(jià)。這項(xiàng)專題主要負(fù)責(zé)研究災(zāi)害耦合作用下石（下轉(zhuǎn)第12頁）（上接第10頁）油及天然氣儲(chǔ)備庫災(zāi)害機(jī)理和試驗(yàn)技術(shù)以及安全評(píng)估等，構(gòu)建構(gòu)建評(píng)估模型，負(fù)責(zé)評(píng)估儲(chǔ)罐地基沉降結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，優(yōu)化評(píng)估準(zhǔn)則，同時(shí)需要研究分析儲(chǔ)罐雷電靜電事故，明確事故引發(fā)機(jī)制，分析致災(zāi)機(jī)理，針對(duì)各類災(zāi)害提出安全影響評(píng)價(jià)技術(shù)。

專題2：液化天然氣災(zāi)害激勵(lì)和安全影響技術(shù)。主要是測(cè)量液化天然氣蒸發(fā)率，最終擴(kuò)散云軌跡，構(gòu)建潛在損失模型，提出針對(duì)性的評(píng)價(jià)方法，合理劃分災(zāi)害等級(jí)。

2.2 液化天然氣接收站和石油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)建造技術(shù)

專題1：基于安全的設(shè)計(jì)和建造技術(shù)。研究本質(zhì)安全技術(shù)，主要是研究罐底爆冷層結(jié)構(gòu)和錨帶結(jié)構(gòu)，同時(shí)需要研究儲(chǔ)罐鋼穹頂?shù)姆€(wěn)定性，研究儲(chǔ)罐抗震性和抗火性，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和工業(yè)化應(yīng)用。

專題2：研究液化天然氣裝卸安全管控，構(gòu)建液化天然氣庫區(qū)安全智能裝備，發(fā)展信息化管控技術(shù)，保障液化天然氣裝卸祖業(yè)的安全性和可靠性。

專題3：研究儲(chǔ)庫設(shè)施腐蝕控制技術(shù)。通過演化典型工況腐蝕問題，提出針對(duì)性的防控設(shè)施，建立陰極保護(hù)注重呢，發(fā)展先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，控制庫區(qū)腐蝕問題。

專題4：研究儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和安全技術(shù)，形成安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)固定頂儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)和油氣空間，構(gòu)建完善的設(shè)計(jì)方法體系，維護(hù)儲(chǔ)罐的安全性。

3 石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)展望

通過全面研究，可以提高我國石油及天然氣儲(chǔ)備庫設(shè)計(jì)建造水平，提升功能整體綜合保障水平。推動(dòng)智能油庫建設(shè)，有機(jī)結(jié)合數(shù)字生產(chǎn)和安全管控，部署安全可靠的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化通信通道，高效整合各項(xiàng)業(yè)務(wù)路程，使石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全管理的智能化水平不斷提高。

鹽巖地層分布范圍十分廣泛，因此鹽巖層具有完整的構(gòu)造，同時(shí)具有隔水性和密封性等優(yōu)勢(shì)，有利于構(gòu)建大體積的鹽穴儲(chǔ)氣庫。因此在未來發(fā)展過程中需要加強(qiáng)發(fā)展含夾層的鹽穴儲(chǔ)氣庫技術(shù)，完善水溶建腔施工方法，優(yōu)化戰(zhàn)略儲(chǔ)備工作，實(shí)現(xiàn)科技節(jié)調(diào)峰工作。

針對(duì)灌區(qū)消防安全，在未來發(fā)展過程中需要發(fā)展固定式空氣壓縮泡沫消防系統(tǒng)，對(duì)比傳統(tǒng)的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)具有高效性和環(huán)保性。在安全檢測(cè)方面，在儲(chǔ)罐底板部位經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕問題，如果工作人員定期開罐檢測(cè)，將會(huì)延長檢測(cè)時(shí)間，因此我國需要發(fā)展遠(yuǎn)距離罐底板檢測(cè)技術(shù)，利用傳感器定位罐底板的腐蝕情況，準(zhǔn)確的評(píng)估罐底的完整性和安全性。

4 結(jié)束語

石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全保障技術(shù)未來的發(fā)展方向?yàn)橹悄芑投嘣嚓P(guān)企業(yè)需要積極融合行業(yè)優(yōu)勢(shì)，在探索工作中不斷創(chuàng)新安全保障技術(shù)，有效提升石油及天然氣儲(chǔ)備庫安全管理的水平，避免發(fā)生安全事故，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉珂涵.石油天然氣長輸管線安全管理現(xiàn)狀及存在問題[J].化工管理，2020（17）：93-94.

[2]張長里，孫婷.我國石油天然氣長輸管線安全管理現(xiàn)狀及存在問題分析[J].石化技術(shù)，2020，27（01）：175-176.