中緬油氣管道設備管理探索創新

劉逸龍

（中油國際管道有限公司，北京 100029）

1 背景

中緬油氣管道是我國西南能源動脈，是“一帶一路”倡議在緬甸實施的“先導項目”。管道的安全平穩運行，不僅是我國云南石化安全生產的保障，也是滿足云南、貴州、廣西三省用氣的需求。油氣管道（境外段）自南向北貫穿緬甸全境，起點位于緬甸西部港口皎漂，經若開邦（西南部山區）、馬圭省（中部平原）、曼德勒省（中部平原）和撣邦（東北部山區），從中緬邊境南坎鎮進入中國云南省瑞麗市。油氣管道共設有11 座工藝站場和59座線路截斷閥室，沿線大量設備處于室外環境中，設備的穩定性受緬甸氣候影響較大。

緬甸位于熱帶和亞熱帶交界處，全年分為涼、熱、雨3 個季節，平均溫度為25 ℃，最高可達40 ℃以上；全年平均降水量1876 mm，最大可達4773 mm 以上；全年平均濕度72%，最高可達91%以上；全年紫外線平均指數為5，最高可達12 以上。此外，緬甸位于印度洋沿岸，受印度洋季風影響，雨季期間海洋空氣吹向緬甸。室外設備長期在高溫、高濕、強紫外線以及海洋空氣的環境中運行，設備老化速度較快、損壞率較高。如何提高設備運行的可靠性，延長設備使用壽命，成為日常設備管理工作的重點。由于緬甸與國內的氣候存在差異，所以無相關設備管理經驗可以借鑒。

自油氣管道運營以來，經過對設備故障進行分類分析，探索創新設備管理制度和措施，完善應急預案和人員培訓，大幅提高外設備的使用壽命和可靠性，保障油氣管道安全平穩運行，確保中國西南能源通道暢通。

2 設備故障因素分析與典型案例

2.1 因素分析

2.1.1 高溫

露天設備經過陽光直射后溫度會快速升高，且由于環境溫度較高，散熱效果一般較差。設備長時間在高溫環境中運行，會導致設備電子元件部分過熱而降低設備性能和使用壽命；會導致設備密封性材料加速老化而降低設備密封效果。此外，由于白天和夜晚溫度差，會導致設備熱脹冷縮而發生變形或損壞。

2.1.2 高濕

進入雨季后，緬甸空氣中的濕度較大，長期處于高濕度的環境中會導致：①設備表面的涂層受到損壞而發生腐蝕和銹蝕；②設備電子元件部分的電路板、線路和連接器銹蝕而發生中斷或短路；③設備的絕緣材料加速老化分解而失去絕緣效果；④一些精密測量設備和傳感器準確性、可靠性受到影響。

2.1.3 暴雨與持續性雨季

進入雨季后，緬甸部分地區的降雨最長可持續7 d 左右，部分地區短期會有暴雨。暴雨和持續性降雨不斷沖刷設備，密封材料老化的設備極容易受到雨水的侵蝕而發生故障，嚴重時導致設備短路損壞。

2.1.4 紫外線

緬甸全年紫外線平均指數較高，設備長期處在紫外線的照射下，不僅會加速材料老化和變色而導致設備失效或性能降低，還會導致設備電子元件和絕緣材料的損壞而發生短路，導致光學設備中的透鏡或反射鏡受損而降低設備性能。

2.1.5 海洋空氣

進入雨季后，印度洋上的海洋空氣會吹向緬甸，長期處于含有鹽分的空氣中會導致：①設備容易發生腐蝕而縮短壽命；②使電氣設備容易發生腐蝕而短路或損壞；③腐蝕測量設備的傳感器響測量的準確性和可靠性。

2.2 典型案例

2.2.1 計量站流量計精度調整器損壞

原油計量站流量計處于露天環境，精度調整器和脈沖發射器位于現場流量計表頭與轉子鏈接部位。因為高溫的影響，其密封性能降低，雨水易滲透到內部從而產生積水，使精度調整器長期處于潮濕環境中而銹蝕，影響計量數據的準確性。

2.2.2 電液執行機構的電機驅動器損壞

ESD（Electro-Static Discharge，靜電釋放）閥門和調壓閥門的執行機構是電液執行機構，其主板、驅動器等電子元件安裝在現場防爆箱內，防爆等級較高。在運行和維護過程中發現，驅動器因受潮損壞，導致閥門無法動作，給生產運行帶來巨大的安全隱患。

2.2.3 閥門執行機構顯示屏老化

油氣管道大部分閥門裝配電動執行機構。電動執行機構顯示屏的作用是觀察電動執行機構是否報警、閥門開關狀態等。因為大部分閥門處在露天的環境下，顯示屏由于陽光長期照射加速老化，顯示圖文（信息）逐漸模糊，加大了操作人員和巡檢人員的工作難度。

2.2.4 氣撬電伴熱帶終端盒著火

電伴熱帶終端盒位于電伴熱帶的末端，使電伴熱帶尾端與外界環境隔絕，起到絕緣、防水等作用。在運行和維護過程中發現，受高溫影響，終端盒密封性能失效，導致雨水進入，引發電伴熱帶短路著火。因為氣撬為CAT 發動機和發電機提供燃料氣，氣撬電伴熱帶著火，氣撬供氣中斷，引發油氣管道緊急停輸。

2.2.5 安全閥失效

安全閥是保護站場設備運行不超壓的安全裝置，當系統壓力超過安全閥的設定值時將自動泄放介質出去來降低系統內的壓力，防止發生爆炸或其他安全事故。中緬管道安全閥為彈簧式，壓縮彈簧受海洋空氣的影響更加容易腐蝕，當壓縮彈簧腐蝕達到一定程度時其力會發生變化而使安全閥失效，影響油氣管道設備運行安全。

2.2.6 連接法蘭螺栓銹蝕

油氣設備連接處除直接焊接外，基本上采用法蘭螺栓連接，螺栓在高溫、高濕、強紫外線以及海洋空氣的多重因素影響下極容易發生銹蝕。中緬管道的儀表法蘭連接螺栓曾出現過大范圍銹蝕，其強度無法滿足現場設備運行壓力要求。由于部分儀表法蘭直接與主管道相連，更換螺栓的風險較高且極容易影響管道的正常輸油輸氣。

3 設備管理探索與創新

3.1 完善設備管理及檢查制度

通過完善設備管理以及檢查制度，能夠及時發現和處理存在問題的設備，降低設備故障率，提高設備可靠性。在已有的年度設備維護保養臺賬的基礎上，根據現場設備出現的故障和問題，及時補充設備維護保養項目和優化保養流程；根據前一年設備故障和損壞情況，制定當年設備備品配件采購清單；雨季前根據上一年設備防水、防潮檢查情況，編制當年的檢查清單和周期；完善值班人員設備巡檢記錄，增加設備重點部位檢查項；優化和規范設備檔案記錄，為設備管理提供依據和支撐。

3.2 智能化管理

通過智能化設備監測，對環境和設備狀態進行實時監測，及時發現問題并進行處理。新增CAT 機組空冷器振動監測系統，以監測空冷器軸承X、Y、Z 軸的振動幅度為主，監測空冷器運行環境噪聲為輔，對空冷器軸承等元件的運行工況進行實時診斷分析，提前預判軸承運行工況，杜絕事故發生。PLC、UPS（Uninterruptible Power Supply，不間斷電源）、化驗等房間新增除濕機，保持房間空氣的干燥，延長設備的使用壽命和精度。在閥室、站場新增雨量監測系統，針對雨量的不同制定相應的檢查計劃和巡檢點。

3.3 防護裝置設計與應用典型案例

（1）CAT 發動機空冷器電機因進水而損壞，經分析電機進水原因采取“導”的思路進行防水設施的設計研制——在電機的頂部安裝導水板，通過導水板將空冷器頂部的冷凝水和雨水引流至地面，確保電機上方表面無積水存在（圖1）。

圖1 CAT 發動機空冷器電機防水設施

（2）流量計器差銹蝕導致計量精度降低，通過日常使用的遮陽傘和雨傘產生靈感，設計研制流量計表頭防水防曬傘（圖2）。經過現場檢驗，防水防曬效果明顯，保障流量計運行的可靠性。

圖2 流量計表頭防水防曬設施

（3）室外電氣和儀表箱由于密封條老化而進水，根據控制箱尺寸大小設計制作防水槽，使雨水順著防水槽外壁排出，箱內部則不會因密封處滲水而產生積水（圖3）。

圖3 調壓閥控制箱防水設施

（4）閥門執行機構顯示屏防曬設施不僅要避免顯示屏受到陽光直射，而且還要確保現場操作巡檢便捷。通過門窗折頁產生靈感，設計研制帶旋轉功能的遮陽板：遮陽板旋轉至與顯示屏平行位置時，可有效避免陽光直射顯示屏；遮陽板旋轉至與顯示屏垂直位置時，操作人員和巡檢人員即可觀察屏幕信息（圖4）。

圖4 閥門執行機構顯示屏防曬設施

3.4 技術革新

3.4.1 直驅泵機組冷卻系統適應性研究及應用

CAT 機組正常運行時，夾套水溫度應在85～90 ℃，首站機組雙機并聯運行時平均負載約80%，水溫已到90 ℃，并有隨負載增加和氣溫升高繼續上升趨勢。其中，機組在水聯運期間夾套水水溫曾多次超過報警溫度94 ℃，接近高溫停機報警值97 ℃。為保障機組運行安全可靠，根據對設備運行工況和環境溫度以及目標運行溫度進行研究，確定在散熱功率不足時，新增散熱功率的計算方法。

此外，確定冷卻系統快速改造的設備優化布置和管道連接方法，通過閥門開關實現冷卻系統在旱季高溫和雨季低溫環境中適應性運行的優化配置方案。經長期運行測試驗證，該冷卻系統能保證泵機組在旱季高溫和雨季低溫多雨環境下的運行要求，實現泵機組的高效穩定運行。

3.4.2 天然氣發電機組后冷卻系統技術創新

馬德首站4 臺天然氣發電機組（功率為720 kW）在冷卻停機后，缸頭燃燒室的溫度仍然有200～300 ℃。由于外部環境溫度較高，機組散熱緩慢，持續高溫導致少量冷卻液氣化，蒸汽上行至冷卻循環管路的最上部溫度探頭位置，導致機組F 等級高溫停機報警而無法正常起機運行。

通過對現場設備工況研究，增加高溫蒸汽排氣管路以及改造機組冷卻水泵和風扇控制、供電系統，使機組停機后冷卻系統仍然能夠運行10 min。通過測試驗證，機組溫度能夠再降低20 ℃左右，保障機組處于熱備狀態，提高發電機的穩定性和可靠性。

3.5 完善風險評估和應急處置操作

根據緬甸當地氣候特點，增加高溫、高濕、強紫外線以及海洋空氣等危害因素的辨識，對設備運行風險進行量化評估。通過分析設備的損壞程度、損失成本、安全風險等因素，對設備運行風險進行綜合評估。根據評估結果，確定設備管理的優先級和重點，制定相應的管理措施和應急處置操作。

3.6 制定預防性維護維修方案

在設備管理中采用基于數據分析的維護策略，通過對設備的運行數據進行分析，制定相應的維護計劃和維修方案。

首先，對設備進行了全面的檢測和評估，確定設備的運行狀況和維護需求。針對不同的設備類型和運行情況，制定相應的維護計劃和維修方案，包括定期檢查、預防性維護、故障排除等方面。

其次，建立完整的設備維護記錄和維修檔案，對設備維護和維修情況進行記錄和跟蹤。

最后，通過分析維護和維修數據，不斷優化維護方案和維修，提高設備的可靠性和穩定性。

3.7 建立實操實驗室

在基層建立實操實驗室，同時聘請內外部現場經驗豐富的人員開展專業培訓。針對設備管理人員、巡檢人員、操作人員、維護維修人員等不同人員采用不同的培訓內容和方式。針對管理人員多偏向理論學習，針對維護維修人員多偏向實操學習。每年制定相應的培訓計劃，分批分層次按計劃開展。通過開展多專業實操培訓和交流學習，人員經過實際動手拆卸、組裝各種零部件，更加直觀地了解設備的內部結構、工作原理以及維護保養要點。

通過實操實驗室集中學習和強化培訓，使理論與實際結合，彌補人員經驗不足的短板，逐步提高人員的綜合能力，促進人員綜合技能的提升，保障設備管理的有效實施。

4 結束語

通過設備運行管理經驗的積累，根據緬甸本土氣候特點，對設備發生的問題和故障采取分類分析法進行總結分析，不斷完善設備管理制度和措施、風險識別和應急處置操作以及人員培訓等，使高溫、高濕、強紫外線以及海洋空氣等環境因素對設備運行的影響降至最低。進而延長設備使用壽命和降低管道運維成本，提高設備運行的穩定性和降低設備故障率，保障油氣管道的安全平穩運行，確保中國西南能源通道的暢通。