天然氣管道的運行可靠性評價技術

郭嘉 張婷 王寧

摘要：天然氣管道系統在運輸過程中是連續密閉輸送系統，從生產、輸送、儲存到用戶使用，天然氣在輸送過程中處于帶壓狀態，管道一旦發生泄露或者破裂，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。

關鍵詞：天然氣管道;可靠性;評價

隨著我國社會經濟的不斷發展，各行各業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越來越大，因此對輸氣管道的可靠性評價越來越關注，針對目前輸氣管道系統進行可靠性分析，雖然目前可靠性評價在很多領域得到了廣泛應用，但是對于油氣管道領域的應用，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中可靠性指標作出定量計算或者是定性分析，利用指標數值來反映出管道的運行情況，能夠為設計人員管理人員提供管道管理依據，使工作人員能夠對天然氣管線系統的運行更加了解，從而有效提高了天然氣管道的經濟效益和社會效益。

1天然氣管道運行可靠性評價技術的內容

1.1天然氣管道可靠性研究的主要任務

管道可靠性研究的主要任務是對管道以及壓力設備的故障模式及原因進行分析，研究系統故障，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的薄弱環節，提出相應的改進措施，利用分析結果，可以確定最佳的設備運行系數，提高維修能力，減少天然氣安全事故的發生。

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：斷裂力學和材料力學的分析研究法;事故數據的可靠性綜合法;全尺寸的模型實驗和歷史事故數據的統計分析法。

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據庫。

（4）選擇事故概率模型。

（5）可靠性參數估計以及其參數特性的統計計算。

（6）原假設與觀測值是否符合檢驗。

（7）建立系統可靠性模型。

（8）計算天然氣管道系統的可靠性測量

（9）當天然氣系統的可靠程度降到允許數值以下時，需要提出相應的維修策略，以及天然氣管道及設備的恢復程度，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）對已發生過的天然氣管道事故進行統計分析，利用現有設備及現有的使用條件參數是進行天然氣管道可靠性分析和計算的主要依據，參數估算值的精確程度主要取決于數據樣本是否呈現出均勻化的態度，信息提取過程中允許誤差的大小。

（2）可靠性技術研究必須與最優技術、經濟分析和系統分析進行有效結合。

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

（4）天然氣管道可靠，性研究非常復雜，相關計算量較大。

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破壞等第三方所產生的油氣管道破壞;第三，由于輸送介質的原因導致管道內部出現腐蝕以及油氣管道所受外部影響因素等原因導致管道出現腐蝕問題;第四，設計因素，其中最為常見的是油氣管道選材以及管道鋪設方式等;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節出現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容是防止以及糾正設備和系統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，獲得最大的經濟效益，為此應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的可靠性。

（2）降低天然氣輸送成本，減少天然氣管道系統中的維修要求以及維修次數。

（3）減少操作人員。

（4）在天然氣建設初期，對管材的選擇、設備選擇、施工要求提供可靠性指導。

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

3提高系統可靠性措施

（1）天然氣管道在建設過程中應當選擇優質的耐腐蝕材料，嚴格按照國家的相關標準進行嚴格檢驗。

（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，應當設置緊急自動截斷閥。

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

（5）維護主要設備的安裝驗收，對于相關技術規定和操作規范進行嚴格把控，重視設備的使用，可靠性。

（6）充分發揮天然氣管道的SCADA系統功能，形成多功能的綜合智能型系統，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，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，及時發現，及時解決。

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

（9）通過大量實驗和研究理論，可以開發可靠性評價軟件系統，從而實現對天然氣管線的動態化管理，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，并且要嚴格執行。

（11）天然氣企業要加強操作人員的技術能力水平培訓，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生。

4結束語

通過分析天然氣管道可靠性評價方法以及相關的可靠性評價指標，利用相關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的可靠性指標，能夠使評價結果更符合天然氣管道的運行情況。

參考文獻

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