背景

蘭鄭長(cháng)成品油管道咸陽(yáng)至鄭州段為獨立水力系統，管道全長(cháng)566.5 km，設計壓力10 MPa、設計年輸量1500×104 t，沿線(xiàn)共設5座工藝站場(chǎng)，設計瞬時(shí)輸量為2207 m3/h，2009年投產(chǎn)。由于管道輸量大，在發(fā)生閥門(mén)故障關(guān)斷、泵機組故障停機等異常工況時(shí)將引發(fā)較大的水擊波，為此，除使用進(jìn)出站泄壓保護、自動(dòng)壓力越站等保護手段，還需依托SCADA系統配套建設ESD緊急停車(chē)系統以降低水擊壓力等風(fēng)險。

做法

（1）ESD系統安裝。在北京主控中心和河北廊坊備控中心分別各設一套全線(xiàn)運行控制PLC，另在蘭州首站設置一套ESD系統PLC，這兩套系統分別獨立運行，互不干涉。同時(shí)，ESD系統PLC保有控制權限的最高優(yōu)先級。

（2）典型事故工況。針對管道在不同輸量下的常見(jiàn)事故工況用仿真軟件模擬，找到事故工況發(fā)生后的危險管段和極限壓力分布，采取相應措施消減水擊壓力波，保證管道安全受控。

①中間泵站甩泵。例如當設計輸量下三門(mén)峽分輸泵站因停電突然發(fā)生泵機組全部停運工況時(shí)， ESD系統接收到水擊觸發(fā)信號10 s內將執行水擊保護程序，并按照預設程序下發(fā)調度指令，上游程序執行后停運渭南站兩臺輸油泵機組、將咸陽(yáng)站出站壓力設定為5.1 MPa，以預防進(jìn)站段管線(xiàn)超壓；下游站場(chǎng)程序執行完畢后實(shí)現三門(mén)峽站壓力越站，咸陽(yáng)至鄭州段全線(xiàn)輸量降為1223 m3/h。程序執行過(guò)程中全線(xiàn)壓力最大值出現在三門(mén)峽站進(jìn)站端，最大壓力值約為7.8 MPa（左圖），保證管道不超壓。

②末站收油罐閥門(mén)誤關(guān)斷。管道末站低壓區流程關(guān)閉是管道典型事故工況之一，例如在設計輸量下，發(fā)生鄭州末站收油罐罐前閥誤關(guān)斷事故工況，進(jìn)站壓力調節閥后低壓區首先報警，聯(lián)鎖關(guān)閉調節閥前后截斷閥離開(kāi)全開(kāi)位，觸發(fā)管道ESD水擊超前保護程序，下發(fā)管道全線(xiàn)所有輸油泵停輸命令（右圖），保障了管道安全。

（3）推廣應用情況。2002年投產(chǎn)的蘭成渝管道首先使用ESD系統, 但保護工況少、執行步驟簡(jiǎn)單。隨后，在西部成品油管道、港棗線(xiàn)、蘭鄭長(cháng)管道相繼使用，可實(shí)現控制上線(xiàn)、下線(xiàn)，異常工況自動(dòng)識別等智能化功能。目前ESD緊急停車(chē)系統已成為長(cháng)輸管道標配。

啟示

系統設計的安全化。ESD系統是管道發(fā)生異常工況后保護管道的最后一道防線(xiàn)，可選擇多種方式實(shí)現水擊壓力的消減。例如，當站場(chǎng)發(fā)生火災觸發(fā)ESD程序后，可選擇通過(guò)全開(kāi)越站閥維持管道運行；也可以選擇全線(xiàn)停輸。但是考慮到安全第一原則，系統功能設計選擇了全線(xiàn)停輸的執行步驟。

系統功能的智能化。管道超前保護是一個(gè)系統工程，單一保護手段無(wú)法保證管道安全。面對水擊壓力等風(fēng)險，需要報警、安全閥泄放、泵關(guān)閉和越站保護等一系列操作，隨著(zhù)管道自控水平不斷提高、SCADA系統發(fā)展以及管道仿真軟件應用，管道超前保護勢必朝著(zhù)全方位感知和系統化控制的智慧化方向邁進(jìn)。

系統操作的標準化。汲取近年來(lái)發(fā)生的ESD系統設備維護不到位、出現誤操作等事件教訓，站場(chǎng)操作崗位應實(shí)行標準化、規范化管理，確保各類(lèi)報警、聯(lián)動(dòng)閥等關(guān)鍵設備處于完好狀態(tài)，對人員開(kāi)展安全教育和培訓考核，提升現場(chǎng)應急處置能力。

（撰稿人：國家管網(wǎng)集團生產(chǎn)運行部油氣調控中心劉超、付兆恩、高經(jīng)華）