天然气管道压气站安全仪表系统的应用分析
陈树鹏
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陈树鹏,. 天然气管道压气站安全仪表系统的应用分析[J]. 中国仪器,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157059.
摘要: 近年来,由于没有得到有效的处置,天然气管道的安全性往往会受到诸如山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、裂缝、沉降等各种地质灾害的负面影响,也会受到外部人为因素的影响,比如第三方工程开挖等,体现在天然气管道的受力状况和承载力上,如果管道所承受的荷载超出临界值时,管道自身就会发生破坏,造成重大事故。所以说,在开展天然气管道施工工作过程中,应当充分应用压气站安全仪表系统。基于此,本文将主要针对天然气管道压气站安全仪表系统的应用要点这一内容进行分析。
关键词: 天然气管道;压气站;安全仪表系统
DOI:10.12721/ccn.2024.157059
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前言

压气站是天然气管道系统中最关键的一个组成部分,它包括了大量的网络系统,如压气机组,SIS体系,电气控制系统,过程控制系统等,并且每个系统都有各自的网络和控制单元电路。天然气输气站安全设备的正常运行,对于长输管道天然气高压输气站的工作安全至关重要,因此,必须对压气站的安全设备进行深入的研究,明确压气站工艺设备的主要特征,以及长输管道天然气高压输气站安全设备的重要性,以此来提高压气站设备工作的安全性和可靠性。

一、天然气工程管道施工安全问题分析

在进行天然气工程管道施工建设的过程中,常常会受到各种因素的影响而出现一些问题,下文将通过三个方面来简要分析天然气工程管道施工中存在的安全问题。

1、施工材料存在质量问题

由于管道输气压力较大,所以对管道材料的强度和韧性等方面的要求也是比较高的。结合当前实际情况来说,我国管道施工中材料方面是容易出现质量方面的问题。在开展天然气工程管道施工的过程中,需要通过材料焊接来实现管道之间的衔接,这种情况下,如果材料本身的质量存在问题的话,那么将会出现融化温度不统一和焊接效果不理想的情况,而且相关材料的性能将无法得到充分发挥,以整体性特点为切入点来说,整体的焊接质量将会受到严重的负面影响,导致整个管道出现泄漏的问题[1] 。大部分工程团队都是容易出现上述这一问题的,究其原因,是因为在进行管道材料选择的过程中未按照具体的规范要求来进行,或者是因为使用了劣质的材料。综上所述,在开展天然气工程管道施工建设过程中,应当注重控制好施工材料的质量,尽可能选用强度、韧性及焊接性能强的管材。

2、天然气工程管沟施工存在问题

在开展天然气管道工程施工过程中,管沟开挖是一项重要的工作内容,而且还影响整个管道工程完工后的畅通性,但依据具体的开挖状况来说,管沟开挖深度如果比较浅的话,那么在进行回填工作时,将受到机械设备的压力而出现反弹的情况,甚至会导致管道出现变形的问题。值得注意的是,在山地复杂的地形中进行天然气管道的铺设工作是比较困难的。

3、施工速度管控工作存在不合理

焊接工作与其他工作之间存在着一定的差异性,焊接工作对速度方面的要求是比较高的,这主要是因为速度过快的话会无法保证焊接质量,甚至会出现管道泄露的情况;如果速度过慢的话,会增加整个焊接工作的成本,而且还会发生烧穿材料的问题,由此整个焊接工作将以失败告终。总之,在对天然气管道施工流程进行管理的过程中,要重点关注施工速度方面的管控,保证焊接速度处于合理范围内,避免出现抢工和抢工期的情况。

二、分析天然气管道压气站工艺系统的构成

天然气管道压气站工艺系统中应当包括机械化与自动化技术、检测技术、风险评估以及防护技术等内容。净化后的天然气是需要输入到压气站的管道当中,一般情况下,压气站管道的进气流量是比较高的,而且输送距离相对较短,常常会致使上游的天然气净化厂出现问题,甚至会导致管道突发爆炸。压气站中的工艺路线是具有一定的复杂性,其中包含进气系统、出气系统、压缩机以及安全阀等。压缩机系统中主要包含各种高精度仪器设备,主要会对振动、位移及转速等方面进行检测,其中任何一个仪器出现故障都会对整体运行的稳性造成较为严重的影响。压气站控制中,主要包括调节超压、放空超压等控制内容。压气站的实际运行过程中,管道的压力会随之加大,再加上空间比较狭小,所以压气站的出入口压力会增加,严重影响到压缩机的正常使用。除此之外,管道全线敷设工作是具备一定的复杂性,所以应当对各个施工节点进行合理的监控。众所周知,天然气属于危险化学品一类,存在着一定的安全风险,极易造成火灾、爆炸等安全事故,基于此,应当注重做好风险识别的评价工作,优化天然气压气站系统,最大程度的提升天然气管道工艺性能的安全可靠性。

三、天然气管道压气站安全仪表系统的应用要点

第一点,关于天然气管网安全仪表系统的有效应用,是需要结合压气站的实际使用安全性级别来系统化的分析天然气压气站的安全功能设计要求。相关仪器设备中应当拥有应急停止系统,而且该系统应当具备独立的应急停止能力,换言之,当某个系统发生故障问题时,应急停止系统要能够在第一时间将出现故障的系统进行分离,最大程度的保证天然气加气站的其他系统不会因此而影响到正常的运行。举例来说,在压缩机组成系统当中,应当在每个压缩机的单机组成上进行ESD系统的安装,但在进行气液联动阀的设计工作时,一般会选择整个流程的输入出口或者具体的操作位置,由此就需要在安全设备上进行应急截停系统进行设置。在对阀门工程进行设计的过程中相关保险功能将会出现失效的情况,与此同时,因为天然气管线上拥有安全截停阀,所以能够在第一时间完成应急截断,最大程度的保证了安全管理仪表的ESD信息能够被及时的接收,可以实现自行中断的目的[2]

第二点,应当在压气站范围中进行紧急停止装置的设置工作[3] 。实际应用的过程中,应当将压气站和安全仪表系统之间通过工作区域分类来进行有效划分,同时还需要应用各种工艺流程来划分压气站的区域种类,一般来说,压气站会划分为进出站区域、过滤分离区域、分输区域、压缩机区域等,所以,当发生安全问题时,就需要在第一时间对相关工作区域进行及时的处理,避免事故出现蔓延的情况,不然的话,会导致该工艺区域的效果不理想。

结论

近几年来,我国对产品安全监控体系的建设越来越重视,在石油化工、油气田等各个过程的工业生产中,也开始使用安全仪器。天然气管道压气站的安全仪器控制系统的应用,可以方便现场的工程技术人员,随时掌握其工作状态,以便更好的进行系统的使用与维护。为了让天然气管道中的压气锚杆能够更好地发挥其应用价值,需要所有的管理和使用部门都要对控制系统的相关理论知识以及现场投运的实际情况进行深入的了解,掌握在项目运行过程中所遇到的突出问题,并及时地采取应对措施,对工程设计进行优化,保证天然气管道的工作更安全、更可靠。

参考文献

[1] 徐正伦, 李治, 陈可营. 试论南海某天然气平台安全仪表系统信号优化可行性[J]. 石油和化工设备, 2022, 25 (12): 161-163+160.

[2] 李峰. 安全仪表系统联锁设定值的确定方法[J]. 山东化工, 2022, 51 (06): 190-192.

[3] 刘春风. 高完整性压力保护系统在南海天然气开发项目中的设计及应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2022, 42 (04): 142-144.