史興治 李宗超 代軍生

中國石油西部管道公司蘭州輸氣分公司

【摘要】針對澀寧蘭管道分輸口存在用戶(hù)結構復雜、資產(chǎn)界面劃分不清、設計標準低、分輸支路保障能力有限等問(wèn)題，從用戶(hù)結構、分輸口管理入手，提出了加裝ESD系統、計量數據上傳、數據遠程監控、自適應調壓、自動(dòng)分輸測試、閥室和干線(xiàn)開(kāi)口處增設報警裝置及數據上傳等優(yōu)化改造措施。

【關(guān)鍵詞】天然氣長(cháng)輸管道 分輸站 分析優(yōu)化

澀寧蘭管道一線(xiàn)和復線(xiàn)均始于澀北首站，終于蘭州末站，一線(xiàn)于2001年9月投產(chǎn)，復線(xiàn)于2010 年9月全線(xiàn)投產(chǎn)，兩條管道干線(xiàn)總長(cháng)1852.7公里， 管徑660毫米，設計最高工作壓力6.4兆帕，年輸氣能力68億標準立方米。下轄蘭鋁支線(xiàn)、兩蘭支線(xiàn)、甘西南支線(xiàn)、甘南支線(xiàn)等8條支線(xiàn)。澀寧蘭管道自2001年投入運營(yíng)以來(lái)，開(kāi)發(fā)了沿線(xiàn)天然氣用34家， 由于不同歷史原因，形成了目前的管道沿線(xiàn)分輸現狀。鑒于此，在分析管道分輸口現狀及存在問(wèn)題的基礎上，提出了針對性的解決措施。

1 管道氣源及用戶(hù)結構

1.1 管道氣源概況

澀寧蘭管道由上游青海氣田供氣，在保證甘肅、青海沿線(xiàn)用戶(hù)用氣外，多余部分通過(guò)河口站進(jìn)入蘭銀線(xiàn)向銀川方向分輸，冬季氣源量不足時(shí)則通過(guò)西氣東輸甘塘聯(lián)絡(luò )站下載進(jìn)入蘭銀線(xiàn)反輸到澀寧蘭管道。夏季日均進(jìn)氣量保持在1200萬(wàn)方/天，冬季高峰時(shí)運行輸量達到1600萬(wàn)方/日。

1.2 下游用戶(hù)結構

澀寧蘭管道沿線(xiàn)現有用戶(hù)34家，分輸口共計41處。按所在地區分：青海境內16家，甘肅境內18家。按用戶(hù)性質(zhì)分：工業(yè)用戶(hù)9家，城市燃氣用戶(hù)25家。按照2013年用氣量分：超過(guò)1億方的5 家，1千萬(wàn)方～1億方的19家，不足1千萬(wàn)方的10 家。

圖1 下游用戶(hù)概況

2 分輸口現狀分析及存在的問(wèn)題

2.1 分輸口現狀調查

2.1.1 管理界面

目前41處分輸口中，存在4種管理界面：①由承運方建設的下游管道及門(mén)站6處，約占13%；② 由承運方調壓計量設施為下游用戶(hù)管道供氣11處， 約占28%；③由用戶(hù)投資在我方場(chǎng)站或閥室內建設計量設施及管道8處，約占21%；④由用戶(hù)投資建設從閥室管線(xiàn)開(kāi)口，由我方運行代管15處，約占38%。

2.1.2 接氣方式

隨著(zhù)下游市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，每年新增的直接或間接用戶(hù)數穩步上升。由于特殊的地理位置、歷史原因、早期建設水平等因素，目前對用戶(hù)的供氣方式有三種：①分輸站場(chǎng)預留口接氣的有28家，占比68%；②分輸閥室開(kāi)口接氣的有8家，占比20%； ③從干線(xiàn)開(kāi)孔自建閥室供氣的有5家，占比12%。

2.1.3 建設標準

澀寧蘭一線(xiàn)管道投產(chǎn)較早，由一線(xiàn)分輸供氣的用戶(hù)共有20家，由于這些分輸口按照當時(shí)的設計規范設計和施工，加之由于下游用戶(hù)資金相對缺乏，造成分輸站場(chǎng)建設雖能滿(mǎn)足分輸要求，但普遍存在建設標準低且不統一、功能不齊全等問(wèn)題。復線(xiàn)及各支線(xiàn)于2008年后建設，分輸用戶(hù)有12家，分輸口建設標準相對較高。

2.2 存在的問(wèn)題

2.2.1 資產(chǎn)管理界面不清晰

目前沿線(xiàn)資產(chǎn)管理界面普遍不明晰，如西寧城南支線(xiàn)給下游分輸，雙方對管道資產(chǎn)界面劃分模糊；西寧城東支線(xiàn)管線(xiàn)帶壓開(kāi)孔供氣，閥室內資產(chǎn)除干線(xiàn)外均屬下游用戶(hù)所有，該處改造后屬于管道閥室，日常巡檢則由下游用戶(hù)完成；劉化門(mén)站既有甲方資產(chǎn)，又有下游用戶(hù)資產(chǎn)，共用放空系統等。

2.2.2 設計標準低

設計標準低是造成分輸口問(wèn)題較多的主要原因。一線(xiàn)建設于2000年，當時(shí)國內管道設計尚不成熟，國內天然氣市場(chǎng)尚處于待開(kāi)發(fā)期，澀寧蘭管道作為西氣東輸管道建設的試點(diǎn)，下游門(mén)站沒(méi)有統一的建設標準，各分輸口多處于人口密集區，且早期管理不規范，用戶(hù)投資建設標準、自動(dòng)化方面配置均不高。多數流程切換由站控操作，甚至通過(guò)現場(chǎng)手動(dòng)操作完成，部分分輸口不具備ESD功能，各項數據未上傳相關(guān)場(chǎng)站。用戶(hù)距離輸氣站場(chǎng)較遠，干線(xiàn)上開(kāi)口接氣或閥室內開(kāi)口接氣風(fēng)險較高，給日后管理帶來(lái)安全隱患。

2.2.3 分輸支線(xiàn)存在安全問(wèn)題

分輸支線(xiàn)沒(méi)有設計管道清管收發(fā)球裝置，分輸支線(xiàn)長(cháng)的有十多公里，短的有幾百米，地處人口密集區，第三方施工、占壓、腐蝕等眾多危害因素時(shí)刻威脅著(zhù)管道安全。目前，城南分輸支線(xiàn)沿線(xiàn)安全距離不足；兩蘭支線(xiàn)地處西固城內，沒(méi)有截斷閥室；各分輸支線(xiàn)及站場(chǎng)未設置陰極保護裝置，未建立地質(zhì)災害、第三方損壞和管道本體缺陷三類(lèi)危害的監測、檢測及評價(jià)方法。

2.2.4 分輸站場(chǎng)供氣方式變化大

澀寧蘭沿線(xiàn)用戶(hù)不同程度存在的日用氣和季節性用氣差異，使分輸站的供氣方式變化較多，加之分輸站貿易結算用計量設備只有在一定流量范圍內才能保證其計量精度，致使沿線(xiàn)用戶(hù)使用孔板流量計和超聲波流量計兩種計量，多數用戶(hù)用氣沒(méi)有規律，特別是工業(yè)用戶(hù)的用氣量變化較大，小用戶(hù)經(jīng)常發(fā)生流量超負荷，供氣支路高峰時(shí)段超負荷運行，無(wú)備用支路，一旦出現設備故障則無(wú)法保證正常供氣，如2015年1月份德令哈站向下游分輸時(shí)就發(fā)生此類(lèi)情況。

3 分輸口工藝改造及管理改進(jìn)分析

針對澀寧蘭沿線(xiàn)分輸口存在的管理和技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)劃分資產(chǎn)界面和生產(chǎn)安全管理界面，合理改造分輸口工藝流程、增設ESD功能，開(kāi)展計量數據上傳監控，增加干線(xiàn)和閥室報警裝置，既可明確上下游雙方責任，同時(shí)又能大幅度提高分輸口安全運行保障，保證應急狀態(tài)處置迅速、計量精確，確保下游用氣不受影響。

3.1 制定資產(chǎn)管控原則

梳理現有分輸口資產(chǎn)界面，明確雙方管轄職責，簽訂書(shū)面協(xié)議；對下游管輸資產(chǎn)建設在上游場(chǎng)站內的，嚴格按照上游管理體系進(jìn)行管理；對干線(xiàn)或閥室開(kāi)口接氣的，統一設置分輸支線(xiàn)截斷閥，新增閥室資產(chǎn)劃歸上游管理，同時(shí)增設報警裝置。統一將數據上傳到SCADA系統，同時(shí)簽訂安全管理協(xié)議，原則上下游用戶(hù)的分輸支線(xiàn)作為管道整體組成部分必須服從上游安全監管。

3.2 分輸口改造方案設計

在對分輸站場(chǎng)、閥室或干線(xiàn)分輸口進(jìn)行改造時(shí)，無(wú)論資產(chǎn)屬于哪一方，必須確保在緊急狀態(tài)下和管道檢修作業(yè)時(shí)能切斷氣源。同時(shí)應設置標準注氮接口，滿(mǎn)足管道上下游及用戶(hù)注氮需要，對新增干線(xiàn)分輸用戶(hù)還要能夠滿(mǎn)足上下游同時(shí)供氣，確保注氮作業(yè)和用戶(hù)正常供氣不受影響。推動(dòng)各分輸口的工藝流程及控制進(jìn)行優(yōu)化改造，建立標準統一的分輸及監視模式，實(shí)現計量遠程核查、自動(dòng)放空、自動(dòng)分輸控制及周期性計量交接等功能。

（1）實(shí)施分輸口ESD系統、進(jìn)出站閥門(mén)遠程控制及自動(dòng)放空改造，便于緊急情況下的安全處置；

圖2 分輸口加裝ESD及自動(dòng)放空系統改造

（2）區實(shí)施域化管理，將輸氣站所轄“無(wú)人站”或“少人站”站場(chǎng)的SCADA生產(chǎn)數據、計量數據、壓縮機組生產(chǎn)數據、工業(yè)電視監控畫(huà)面、與用戶(hù)計量對比參數等統一整合并上傳至輸氣站，實(shí)現運行參數集中監視，計量交接參數時(shí)時(shí)對比；

（3）開(kāi)展分輸支線(xiàn)管道檢驗檢測與評價(jià),及時(shí)發(fā)現影響管道安全運行的關(guān)鍵因素,從而針對這些關(guān)鍵因素,實(shí)施有針對性的運行管理與維護改造， 有效降低管道運行中的失效風(fēng)險。

3.3 方案實(shí)施

對分輸口進(jìn)行全面排查及梳理，在條件允許的情況下，按照資產(chǎn)權屬和供氣方式差異，對存在缺陷的分輸口逐步整改。

（1）完成10余處分輸口進(jìn)出站閥門(mén)遠程控制、ESD系統、進(jìn)出站自動(dòng)放空等改造，實(shí)現對下游分輸口的有效管控；將所有分輸口的生產(chǎn)運行數據統一整合并上傳至所轄輸氣站，實(shí)現運行參數集中監視。對下游用戶(hù)分輸支路口徑或流量計過(guò)小的進(jìn)行改造，解決冬季供氣超負荷問(wèn)題，滿(mǎn)足下游用戶(hù)用氣；以下游4家用戶(hù)為試點(diǎn)，開(kāi)展管線(xiàn)自適應調壓及自動(dòng)分輸測試工作，實(shí)現平安門(mén)站自動(dòng)分輸。

（2）開(kāi)展西寧支線(xiàn)等7條支線(xiàn)ECDA檢測，主要進(jìn)行管道外防腐層完整性檢測、管道陰保有效性檢測、雜散電流干擾、管道埋深檢測及管道附屬設施檢測等，并針對支線(xiàn)管道的補口、固定墩、穿越處、人口密集區等高后果區以及防腐層漏點(diǎn)進(jìn)行直接開(kāi)挖探坑檢測。另外，根據管道表面腐蝕狀態(tài)， 進(jìn)行管道壁厚測定和剩余工作能力評價(jià)，從而找到管體最有可能失效的位置,為實(shí)施有針對性的維護改造提供技術(shù)支持,保證管道系統的長(cháng)期安全運行, 避免發(fā)生泄漏事故。

4 結論

從目前實(shí)施的分輸口改造項目來(lái)看，通過(guò)ESD 系統、自動(dòng)放空系統改造，有效解決了分輸口緊急狀態(tài)下安全處置，消減了分輸口風(fēng)險；通過(guò)計量數據上傳，實(shí)現了計量數據實(shí)時(shí)監控，避免了計量糾紛；通過(guò)數據遠程監控、自適應調壓、自動(dòng)分輸測試，實(shí)現了統一調控分輸功能；通過(guò)閥室、干線(xiàn)開(kāi)口處增設報警裝置，提高了管道管控能力；利用閥室數據上傳，可以實(shí)現干線(xiàn)及閥室分輸口的遠程管理。

隨著(zhù)管道長(cháng)度的增加和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)力度加大， 分輸口管理將會(huì )顯得越來(lái)越重要，因而分輸口優(yōu)化改造項目具有長(cháng)遠意義。◢

參考文獻：

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[2]謝雪梅，杜建合，史革章.天然氣管道中間分輸站運行方案的確定與優(yōu)化.油氣儲運，2009,28（2）23～25.

作者簡(jiǎn)介：史興治，男，1974年生，高級工程師，碩士研究生，畢業(yè)于蘭州大學(xué)，現在中國石油西部管道蘭州輸氣分公司從事輸氣生產(chǎn)。電話(huà)：0931-4529366，Email： shixinzhi@petrochina.com.cn，通訊地址：甘肅蘭州安寧區棗林路76號蘭州輸氣分公司，郵編：730070。

《管道保護》2015年第4期（總第23期）