天然氣儲運工程中的安全環(huán)保管理措施

摘" 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，天然氣儲運工程建設(shè)規(guī)模也逐步擴大。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要做好天然氣儲運工程中的安全環(huán)保管理工作，以達到滿足經(jīng)濟發(fā)展和民眾生活對資源需求的目標。本文概述了天然氣儲運工程中安全環(huán)保管理方面存在的問題，提出安全環(huán)保管理、技術(shù)方面的改進措施，為后續(xù)此類工作提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：天然氣儲運；安全；環(huán)保

一、天然氣儲運工程中安全環(huán)保管理存在的問題

一是天然氣在儲運過程中，由于其本身具有腐蝕性，導(dǎo)致管道內(nèi)部的硫元素與氫元素超標，形成腐蝕[1]。天然氣具有易揮發(fā)的特性，儲運過程中，儲罐與運輸車輛的摩擦、碰撞會產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電累積到一定程度時，會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。二是天然氣輸送管道、儲罐等設(shè)施使用年限過長，不能滿足現(xiàn)行安全規(guī)范要求，存在腐蝕、泄漏等安全隱患[2]。三是部分工作人員缺乏安全生產(chǎn)意識，違規(guī)指揮和操作，增加了安全事故發(fā)生的概率。四是部分企業(yè)缺乏系統(tǒng)性的安全管理制度，安全責(zé)任制落實不到位，各級管理人員職責(zé)不清。五是部分儲運工程配套設(shè)備缺乏智能化的監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，難以及時發(fā)現(xiàn)和處置安全隱患。

二、天然氣儲運工程安全環(huán)保管理措施

（一）安全管理方面措施

一是在天然氣儲運過程中，選用質(zhì)量好、安全性高的運輸車輛，定期對運輸車輛進行性能檢測，測量運輸設(shè)備質(zhì)量，及時維修或更換存在問題的車輛和設(shè)備。二是在管道施工時期，制定嚴格的焊接技術(shù)流程，規(guī)范施工步驟，提高管道焊接質(zhì)量，確保管道穩(wěn)定連接和密封性。三是建立健全的安全管理責(zé)任制度，明確各級管理人員和操作人員的安全職責(zé)。四是定期對員工進行安全培訓(xùn)，提高員工的安全意識和操作技能。對違規(guī)操作行為進行嚴厲處罰，以督促員工嚴格遵守安全操作規(guī)程。

（二）安全技術(shù)方面措施

1.安全評價體系建設(shè)

（1）基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的站場關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)預(yù)測與故障診斷技術(shù)

針對天然氣儲運工程中場站安全評價體系的建設(shè)，可綜合聲發(fā)射、振動傳感器采集的設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和現(xiàn)有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用“設(shè)備狀態(tài)-征兆故障及映射-征兆”相關(guān)算法構(gòu)建調(diào)壓閥、平板閘閥、球閥、電動執(zhí)行機構(gòu)、氣液聯(lián)動執(zhí)行機構(gòu)等關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)模型和故障診斷模型[3]，建立映射關(guān)系，支撐設(shè)備預(yù)測性維護，構(gòu)建球閥D50內(nèi)漏診斷模型，目前在輸氣站站場開展現(xiàn)場實驗，收集數(shù)據(jù)2000余條，完善數(shù)據(jù)庫。

（2）往復(fù)式壓縮機進出口管道疲勞壽命評價技術(shù)

通過壓縮機注采管線氣固耦合振動機理分析，明確了管長、流速、軸向張力以及壓強的影響規(guī)律，如圖1所示，支撐后續(xù)擬合和修正用于管材、焊縫疲勞壽命計算的Paris公式，獲得不同載荷幅值、頻率條件下的疲勞壽命，在增壓站、儲氣庫集注站等應(yīng)用20余座次[4]。

（3）工控系統(tǒng)完整性評價及管理技術(shù)

研發(fā)風(fēng)險識別、評價技術(shù)和控制對策等的分析評價體系，填補技術(shù)空白，提升工控安全管控水平，如圖2所示。建立工業(yè)控制實驗室，著力工控系統(tǒng)設(shè)備檢驗測試，打造生產(chǎn)工藝、基本過程控制、安全儀表、橇裝的一體化實驗系統(tǒng)；打造FAT與SAT測試，建成智能儀表回路故障檢測系統(tǒng)，具備對智能儀表到自動化控制器完整工業(yè)控制回路的遠程監(jiān)視與故障檢測分析能力，進一步完善工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)支撐體系，提升工控系統(tǒng)及設(shè)備的精益化完整性管理水平[5-6]。

2.氣田地面集輸系統(tǒng)整體腐蝕控制

一是為減緩菌類腐蝕，利用現(xiàn)有殺菌劑評價液體中的殺菌率作為評價指標，開展抗生物膜型殺菌劑研發(fā)，如圖3所示，殺菌率大于99.99%，緩蝕率大于95%。

二是引入腐蝕控制技術(shù)。站外管道攻關(guān)形成“HCC在線擠涂+內(nèi)防腐層智能檢測”管道內(nèi)防腐及質(zhì)量控制工藝，如表1所示，實現(xiàn)DN50-DN100小口徑管道使用壽命延長5年以上，累計應(yīng)用21.6萬公里。站內(nèi)管道/穿跨越管道攻關(guān)管道內(nèi)防腐及補口工藝，形成“堆焊為主+滑套為輔”的內(nèi)補口技術(shù)，實現(xiàn)“模塊化預(yù)制+生產(chǎn)線作業(yè)”，解決站內(nèi)管道內(nèi)防腐施工難題，累計應(yīng)用20.3公里。

3.天然氣輸送管道腐蝕監(jiān)測技術(shù)

（1）超聲相控陣檢測技術(shù)

超聲相控陣檢測技術(shù)以其優(yōu)異的分辨率和精準的缺陷定位能力，成為管道缺陷檢測的重要方法之一，如圖4所示。通過多陣元探頭形成的相控陣，可以對超聲波束進行動態(tài)聚焦和偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)高效的全方位檢測，其三維立體成像功能使檢測結(jié)果更直觀、可靠，便于分析缺陷的形態(tài)與分布。該技術(shù)目前已應(yīng)用6000余次，能夠在檢測過程中保存詳細圖譜數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析和追蹤缺陷變化提供依據(jù)。

（2）管道泄漏聲發(fā)射檢測技術(shù)

聲發(fā)射檢測技術(shù)基于泄漏過程中管壁應(yīng)力波信號的產(chǎn)生與傳播，通過高靈敏度的聲發(fā)射探頭進行信號采集和分析，能夠?qū)崟r定位泄漏點，如圖5所示。這種技術(shù)對外部復(fù)雜環(huán)境具有較強的抗干擾能力，同時，其便捷性適合大范圍管網(wǎng)監(jiān)測。目前，該技術(shù)已應(yīng)用1200余次，在各大油氣田應(yīng)用廣泛。

（3）幾何變形檢測技術(shù)

幾何變形檢測技術(shù)通過內(nèi)檢測器對管道內(nèi)部的幾何特征進行精確測量，主要針對凹坑、橢圓度異常及內(nèi)徑變化等結(jié)構(gòu)性缺陷。該方法能夠在管道運行過程中檢測腐蝕、變形及其對流體輸送性能的影響，是評估管道完整性的重要工具之一。現(xiàn)代幾何變形檢測技術(shù)正向著高分辨率和多參數(shù)檢測方向發(fā)展，通過高精度傳感器與實時數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的結(jié)合，可實現(xiàn)更全面的管道狀態(tài)評估，如圖6所示。該技術(shù)目前已應(yīng)用1200余次，主要用于大口徑管道。

（4）激光檢測技術(shù)

激光檢測技術(shù)基于光學(xué)三角測量原理，以其高精度、非接觸式的特點在管道檢測領(lǐng)域中具有獨特優(yōu)勢，如圖7所示。通過激光掃描儀，可實時生成被檢測管道的橫截面圖、軸向展開圖及三維立體圖像，直觀反映管道內(nèi)外表面缺陷的位置和形態(tài)。相比傳統(tǒng)檢測方法，激光檢測技術(shù)不僅能定性描述缺陷，還能實現(xiàn)高精度的定量分析。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，與高分辨率成像設(shè)備及數(shù)據(jù)可視化工具結(jié)合，將進一步提高檢測效率和可靠性。

（5）管道缺陷修復(fù)技術(shù)

根據(jù)輸氣管道工況特點，不斷完善管道缺陷修復(fù)技術(shù)體系，主要有以下技術(shù)：①環(huán)氧鋼套筒技術(shù)可以在線修復(fù)，不影響生產(chǎn)，施工速度快、有限開挖、作業(yè)面小，與局部換管相比降低施工費用55%；②PVC管內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)具有承壓能力高、修復(fù)距離長、化學(xué)穩(wěn)定性高、摩阻低等特點，新舊管之間配合緊密，不需注漿，施工速度快、有限開挖、作業(yè)面小；③碳纖維補強技術(shù)具有材料比強度、比模量高等特點，材料可設(shè)計性強，修復(fù)過程無需停輸，成本低、時間短；④粘彈體修復(fù)防腐層耐化學(xué)性和密封性好，輕微缺陷可自我修復(fù)，表面處理易操作，可在-30至60℃高寒高溫中使用。

（三）環(huán)保管理措施

一是加強管道和儲罐的密封性管理，防止天然氣泄漏。二是定期對周圍環(huán)境進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)污染物及時進行處理，防止對環(huán)境造成損害。三是采用先進的環(huán)保技術(shù)，如廢氣處理、廢水處理等技術(shù)，減少儲運過程中的環(huán)境污染。對發(fā)現(xiàn)問題的工程進行重新建設(shè)，特別是以前安全與環(huán)保出現(xiàn)過嚴重問題的工程，做好重建工作，確保安全生產(chǎn)，要與時俱進，更新安全與環(huán)保技術(shù)，對儲運工程進行改造。四是要定期做好維護改造工作，制訂維修保養(yǎng)計劃，對有安全隱患的路段進行定期改造，把風(fēng)險降到最低。五是加強激光甲烷云臺、浮油監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、衛(wèi)星遙感等新技術(shù)推廣應(yīng)用，豐富數(shù)智化預(yù)警監(jiān)測手段，氣田站場關(guān)鍵位置安裝測試激光甲烷遙測設(shè)備，重要河道安裝浮油監(jiān)測設(shè)備，氣田地質(zhì)沉降易發(fā)區(qū)的管道安裝應(yīng)力監(jiān)測點。

三、結(jié)論

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國對天然氣的需求量越來越大。天然氣儲運是一項重要工作，要加強天然氣的安全環(huán)保管理工作，構(gòu)建員工安全環(huán)保文化，定期檢修，建立完善的天然氣儲運工程安全環(huán)保管理體系，以實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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