石油天然气管道储运安全系统研究
刘柑
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刘柑 ,. 石油天然气管道储运安全系统研究[J]. 石油科学研究,20238. DOI:10.12721/ccn.2023.158342.
摘要: 在我国经济发展和工业进步的当下,社会对石油与天然气能源的消耗量迅速增长。油品蒸气和天然气的挥发性高,混合气体在空气中的浓度能较为轻易地达到爆炸阀值,引起火灾或爆炸事故,故油气储运的安全稳定性较差,在运输过程中要格外重视并做好相关工作。为了保障油气集输的安全性,提升石油天然气的管道储运安全程度,避免油气储运发生安全事故,就如何设计管道储运安全系统展开了研究,并提出以管道安全程度为目标的安全系统设计建议。
关键词: 管道储运;安全系统;设计方案
DOI:10.12721/ccn.2023.158342
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引言

天然气不仅仅为工业生产所应用,在人民的生活方面也充当着十分重要的角色,在国家“双碳”背景下,是毋庸置疑的高质量清洁能源之一,其凭借自身优异的经济效益以及清洁环境的特性,已经渐渐成为了不可缺少的一项能源。管道作为石油天然气资源开发及利用的重要载体,为了将其作用最大程度发挥出来,需做好安全管理工作。所谓安全管理,便是尽可能减少各类安全风险的发生几率,降低风险造成的损失,以使石油天然气企业的综合效益得到保障。但在开展安全管理工作时,面临着较多的不确定因素,有效分析目前我国石油天然气管道运行现存的问题,有助于安全管理工作质量的提升。

1 石油天然气管道储运安全管理中的问题

1.1 安全意识不足,增大安全风险

在多方因素影响下,不管是在石油天然气管道的施工,或是使用上,都存在不重视管道保护的问题。造成此问题的原因,主要有两点:一方面,在管道施工中,宣传工作未良好落实,导致有关施工单位及管道附近居民,都缺乏管道保护意识,若有问题发生,常常得不到有效、及时的解决,使安全事故发生风险增大。另一方面,有关施工单位没能深层落实石油天然气安全举措,天然气企业、政府相关职能部门,缺乏对石油天然气安全管理的深度认识。因此,在检查管道运行情况的时候,常常会遗漏一些重要细节,进而埋下安全隐患,导致安全事故的发生风险增大。

1.2 施工技术人员技术不到位

对于天然气长输管道建设的施工,是一项专业性较强的建筑施工工程,因天然气的特殊性质,为保护环境以及居民的人身财产安全等,有关人员一定要经过专业的培训再进行施工。即使在施工过程中施工人员有接受专业培训,但是不免会存在施工人员理解不到位,施工仪器使用不达标准规范,或因缩短工期而应付了事等问题。这些问题都可能会为日后的管道使用以及日常维护工作带来困难,增加天然气长输管道的修理难度,影响经济利益。

1.3 运行时间较长,管道质量难保障

石油天然气管道所用材料,主要为钢制材料,如螺旋缝管、无缝管、直缝管等,但不管是将这些钢材料裸露在地面,或是深埋于地下、海底,时间一长管道内外都可能出现腐蚀的情况,特别是海底理化环境复杂,更易出现外腐蚀。同时,天然气含有硫成分,也会缩减管道的使用寿命。诚然,架空型石油天然气管道可采用定期刷漆的方式,使腐蚀程度得以延缓,但管道长期埋在地下,且有着较为复杂的防护措施,实际效用并不理想,甚至存在着较为明显的资源浪费情况。此外,国内目前运行的石油天然气管道,年限超过20年的较多,长时间的运行使得这些管道的质量难以保证,难免会出现一些问题,进而给社会大众的人身安全产生威胁。

2 石油天然气管道储运安全系统的应用

2.1 整体设计

油气储运管道的环境复杂,安全监控过程中的影响要素过多,为了确保监控的及时性,保证油气运输时的监测工作有足够的准确度,选择拥有数据并行处理能力的FPGA系统。使用FPGA作为微控制器进行数字电路和逻辑程序的设计,对储运管道安全监测系统使用电极切换进行逻辑控制,依靠操作外部ADC和并行传输的方法满足油气运输时需要采集多通道数据的要求。该系统属于8通道数据采集设计,能够对多个储运管道的油气运输情况进行同步采集,其运作逻辑是将监控设备获取到与油气运输相关的数据通过模数转换芯片进行同步式采集,系统中一共有3片FPGA。其中,2片是用于对采集数据的缓存,另一片用于逻辑控制,采集到的数据经前2片缓存后经过第3片进行逻辑处理,并在经过网口时按照既定顺序将8个通道的数据传送到上位机中,操作人员根据接收到的信号进行后期处理。

2.2 做好安全监督,降低事故发生率

为了更好管理石油天然气管道,在进行开发时就应注重安全监督。同时要在天然气企业内保证监理队伍的独立性,且不可局限于开发阶段,要能够应用到管道安全管理的诸多方面,进而使由于人为因素所导致的安全事故风险得到最大程度地降低。与此同时,加强对管道的完整性管理,这是一种以预防为主的基于管道风险管理的安全管理模式,能够通过一系列管理活动识别与评价影响管道完整性的潜在因素,然后展开有效治理,借助多种风险消减措施把风险控制在可承受范围,保证管道结构无缺损、功能完好,进而确保管道能够运行平稳。

2.3 焊接技术

焊接作为管道建设施工过程之中十分重要的一个环节,质量必须要得到保障,其质量好坏将会直接影响到管道投用。能够决定焊接质量好坏的两个主要因素就是选用的焊接材料以及焊接工艺,所以,寻找更加合适有效的焊接材料,研发更有效的焊接工艺是提升焊接质量的主要措施。自动焊接的焊接过程成功做到了从人工控制转向为自动化科技控制,自动焊接需要的劳动力少,其劳动强度相较于之前下降了一定程度,并且自动焊接的焊缝相较于人工来说能够更加美观对称,焊接的效率也得到了很大的提升。

2.4 组织专业建造技术培训

由于当下管道建设施工工程整体施工时限较长,施工人员的整体建设状态不佳,因此相关工作人员需要组织与长输管道有关的专业管道建造技术的培训,从施工技术角度为施工人员进行培训,来提升整体施工的质量。建筑工程施工前可对常见施工问题进行列举,并给出具体解决方案,例如长输管道在跨越电气化的设备时,施工人员需做好接地排流工作,同时,穿跨越过程中为保障管道的安全运行,工作人员可能会施加套管,保护内部管体避免受外力因素侵蚀导致的管体提前老化等,因此在进行施工作业过程中,工作人员要尽可能使用混凝土材料的套管,并在套管与管道之间增设隔离设施。资历较老的施工人员简单列举实操案例,使施工人员明确施工中可能产生的不良因素,提前避免建筑施工的操作失误问题。组织经验丰富的老员工为新员工进行设备介绍和专业技能培训。通过讲解和实际操作,使新员工可以尽快投入工程建设中,从而加快工程进程。

3 结束语

由于油气储运管道所处的工作环境恶劣且复杂,加之自身使用功能的特殊性,所以其运输安全会受到多种因素的影响,存在很多风险类型。对于油气储运管道的设备安全问题,除持续加强防腐技术来提高设备设施防渗漏外,还要结合软件技术,监控油品的运输过程,做到准确控制油品运输,防止因为运输不当引起各类事故,造成财产损失。

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中图分类号:F407                   文献标识码:A