第一篇：天然氣管道調(diào)度與運行綜合評價的若干思考

天然氣管道調(diào)度與運行綜合評價的若干思考

[摘要]天然氣是指一種主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料，深藏在相對封閉的地下。隨著時代的更新?lián)Q代，經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及天然氣價格改革的落實，進一步加快了天然氣的快速發(fā)展，天然氣的發(fā)展前景相當廣闊。文章主要論述了天然氣在長輸管道的優(yōu)勢和其在運營方式上的特點，最后是對其調(diào)度運行和管理進行了論述。

[關(guān)鍵詞]天然氣;長輸管道;調(diào)度運行管理 1前言

目前，天然氣在我國的應(yīng)用已經(jīng)趨于普遍，應(yīng)用范圍也相當廣闊，已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活重要的資源。而如何更好的使天然氣的效能得到更好的發(fā)揮成為其工作重點。由此發(fā)掘運用長輸管道時效高、范圍跨度大的優(yōu)點也是不可或缺的工作重點推進長輸管道的持續(xù)發(fā)展，強調(diào)各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)運行。從而確保整個操作系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，做到統(tǒng)一管理，集中調(diào)度中心進行系統(tǒng)而全面的管理，遠程操控設(shè)備、跟蹤監(jiān)控設(shè)備和運行的動態(tài)分析，做出一個完整和具有可行性的調(diào)度運行系統(tǒng)，進而保證長輸管道的安全運行，確保企業(yè)整體利益的提高。

2天然氣企業(yè)運作方式與管道特點 2.1企業(yè)運作方式

一般企業(yè)的長輸管道網(wǎng)的運作流程是：氣源一輸配網(wǎng)一燃氣管網(wǎng)一用戶。重點是管道網(wǎng)和企業(yè)的運營是分開管理的，管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分節(jié)管理包括了具體的生產(chǎn)調(diào)度、辦公的管理和管道網(wǎng)的管理。生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)管理的中心，是能夠保證其他各個環(huán)節(jié)正常運行的先決條件，辦公管理是指在人事征召調(diào)度、財務(wù)、經(jīng)營范圍方面的管理，而管道網(wǎng)管理是對新建管道網(wǎng)進行維護和改造的部門。2.2管道特點

天然氣長輸管道作為一種傳送運行的方式是必不可少的一個系統(tǒng)。長輸管道運動的優(yōu)點是它那我那夠相對獨立的運行，也即它可以在沒有其他運輸設(shè)備的配合下完成其運輸配送的任務(wù)。就現(xiàn)在的階段，中國的天然氣長輸管道已經(jīng)向多氣源方面發(fā)展，又因為配備了多個管道和數(shù)個加壓站設(shè)備放入配合，從而完善復(fù)雜了生產(chǎn)運行的工序和結(jié)構(gòu)。天然氣生產(chǎn)、供給、銷售涵蓋了供氣、采氣、凈化的步驟，長輸管道起到了上下協(xié)調(diào)、聯(lián)系貫通的橋梁作用。其本職是給居民提供燃氣，所以對安全可靠和持續(xù)良好性的要求相對嚴格。

3調(diào)度管理的原則

調(diào)度管理的主要工作就是在把控官網(wǎng)在生產(chǎn)和實施過程中的各個節(jié)點的動態(tài)變化，有效的控制各個環(huán)節(jié)從而及時協(xié)調(diào)資源達到統(tǒng)一。為了達到調(diào)度的目的，要求能夠全面系統(tǒng)的掌握運送的情況，對系統(tǒng)進行合理的控制和協(xié)調(diào)運作，完成一統(tǒng)指揮和組織的目標，確保安全有效的完成工作任務(wù)。為此要求我們必須遵守下列原則：

（1）統(tǒng)一性原則。生產(chǎn)、運行、和調(diào)度要協(xié)調(diào)統(tǒng)一，目標一致，從而確保整個系統(tǒng)的正確、合理高效的發(fā)展事態(tài)。

（2）規(guī)劃性原則。事前的規(guī)劃是調(diào)度的前提，生產(chǎn)的過程要嚴格按照規(guī)定計劃實施，同時也要具備應(yīng)有的靈活性，也即在按照計劃實施過程中要根據(jù)現(xiàn)實發(fā)展靈活運用，最終保證活動的高效完成。

（3）前瞻性原則。調(diào)度運行要有前沿性和預(yù)防性，對那些有可能發(fā)生的問題和變化提前做好防范錯失，包括人員調(diào)度，最終做到未雨綢繆的規(guī)劃和準備。

（4）及時性原則。及時是指應(yīng)對及時有效。也即在問題出現(xiàn)時能夠在最快的時間內(nèi)對得到的信息進行分析整理，快速有效的解決問題。作為控制的中心能夠在事前和事后了解掌握實施過程中可能出現(xiàn)以及已經(jīng)出現(xiàn)的問題，并對其進行靈活有效的解決辦法，從而確保作業(yè)的有序運行，減少損失的發(fā)生。

4天然氣管道的管理 4.1重視資源管理

（1）調(diào)度管理資源。根據(jù)管網(wǎng)的運輸管理系統(tǒng)的特點，控制系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控的參數(shù)目前成為重要的資源。運用SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建有效的調(diào)度管理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的特點是用過衛(wèi)星將沿途的管線PLC場中，產(chǎn)生的有價值的信息進行分點傳送，有利于跟蹤監(jiān)控，能夠?qū)σ?guī)模較大的設(shè)備進行動態(tài)分析與遠程操控。目前，管網(wǎng)的系統(tǒng)運行越來越發(fā)咋完善，具體的作業(yè)操作中有可能需要更多更加大的設(shè)施，為了完成企業(yè)預(yù)期的經(jīng)濟效益和目標，需要配備完善的額軟件設(shè)備對管網(wǎng)運行進行模擬實驗，保證方案的實施和優(yōu)化。

（2）氣田資源、氣田資源是對資源的來源進行把握，這是一切活動實施的前提。這類資源主要包括氣井的數(shù)量和種類、氣井的種類和分布以及氣井的產(chǎn)氣、凈化能力和用戶的數(shù)量和實際用氣的數(shù)量。從各類對數(shù)量的數(shù)據(jù)上得出資源的數(shù)量，氣井的數(shù)量和種類能夠?qū)Υ_定管網(wǎng)在氣量的分布時的發(fā)送時間和難易程度。用戶的數(shù)量和實際用氣的數(shù)量以及氣井的產(chǎn)氣和凈化能力，能夠確定活動對取得資源是困難還是簡單，凈化器的調(diào)節(jié)能力可以反饋本身凈化的影響力大小，因為可能受到上游天然氣管網(wǎng)的影響，所以對供氣方式要求必須達到經(jīng)濟合理的需求，從而優(yōu)化其運行的系統(tǒng)。

（3）管道資源。這類資源包括儲氣和運氣。儲氣可以確保在應(yīng)對意外發(fā)生時的風(fēng)險和明確峰值調(diào)整的能力。長輸管道的長度、直徑以及起、終點的壓力大小共同決定了運氣，但中心時起點壓力。

（4）用戶資源。這類資源涵蓋了儲存氣時食用的設(shè)備和城市官網(wǎng)、用氣的規(guī)律和能力的高低。針對管道峰谷和特殊情形下的調(diào)控能力，可以用官網(wǎng)和儲存氣的能力決定。對于管網(wǎng)的使用的高低值和實際使用率，可由用氣的規(guī)律和能力的能力確定。4.2重視調(diào)度控制與管理

在調(diào)度控制和管理的時候，需要加強天然氣在企業(yè)生產(chǎn)過程時的控制和生產(chǎn)管理的力度，從而達到最初的目標。具體包括下面三個步驟：第一，是要加大安全生產(chǎn)的控制力度。要求調(diào)度人員應(yīng)該要有正確的生產(chǎn)安全和防范意識。因為調(diào)度人員子啊企業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著管理者的位置，掌握著先決的發(fā)言權(quán)，在調(diào)度命令還沒有發(fā)出前對企業(yè)的生產(chǎn)狀況進行安全的把控，上行下效才能保證各個環(huán)節(jié)都能重視生產(chǎn)安全，從而減少不安全隱患的出現(xiàn)，提高安全隱患意識，使企業(yè)隨時處于高度預(yù)警的狀態(tài)，事故發(fā)生時也能及時有效的應(yīng)對，最終達到避免發(fā)生安全事故，確保生產(chǎn)的安全，完成生產(chǎn)要求的高級目標。第二，是加強事故的管控。當具體作業(yè)過程中出現(xiàn)了不可控的危險，環(huán)節(jié)運行過程異常時，要及時有效的采取相對應(yīng)的措施，提高問題解決時方法的正確率，提高組織在應(yīng)對事故處理上的應(yīng)對努能力和管控力，進而有效阻止事故的蔓延，有效降低危險事態(tài)。第三，是系統(tǒng)滾空的調(diào)度。其核心要求會因為季節(jié)的變化而變化。原因是適應(yīng)不同季節(jié)來臨時，根據(jù)季節(jié)特點合理配備和供給用戶實際的可用氣的數(shù)量，提高燃氣利用率。為此，要制定要制定合理完善的可行性實施方案，合理安排調(diào)度，避開危險因素，保證下游居民在各個季節(jié)的正常用氣和生活穩(wěn)定。

5對天然氣調(diào)試運行管理的建議

（1）對新技術(shù)的利用。具體可以使用新的材料、工藝和技術(shù)，更新天然氣的運輸管道，尤其是年久失修、磨損嚴重的運輸管道進行修補或是直接更換新的管道。用更為耐腐蝕、高韌性和堅硬耐刻劃的PE管道材料，注意避開管道氣外泄的地方。運用新的管道內(nèi)襯技術(shù)改造舊的的輸氣管道，減少穿孔破損的風(fēng)險，提高安全性。

（2）要嚴格管制，打擊那些打孔盜氣的行為，懲處那些不法分子，要求協(xié)調(diào)各方的力量，加大和當?shù)卣拖嚓P(guān)工作部門的合作，最終治理好企業(yè)。具體做法是：可以發(fā)動群眾力量，不定期給當?shù)氐木用裼脩糇鲂麄鳎梢园l(fā)傳單或者在當?shù)卦O(shè)點演講宣傳，告知百姓打孔盜氣的損害和危險，提高安全防范的意識，讓百姓自覺相互監(jiān)督。建立上報有獎機制，促使百姓積極的在每天、每周和每個月都能積極上報，建立警察和民眾聯(lián)合行動的和責(zé)任追究的機制，堅持預(yù)防和打擊相機和，合力做好維護和打擊工作，責(zé)任明確，追責(zé)落實。

(3)和有關(guān)部門結(jié)合，建立一套完整的應(yīng)對威脅地下管道的管控機制。應(yīng)對由政府部門牽頭組織個企事業(yè)單位參加協(xié)商會，而作為實施者的企業(yè)單位要做出一套具體的可行性防范措施。有必要的話，也可以要求具體的施工部門繳納一定的押金，用以在施工方對管道和設(shè)施破壞的補償，扣除相應(yīng)的押金的目的時規(guī)范施工單位的作為。

（4）加強鋼管穿孔位置的質(zhì)量。具體時要做好防止腐化的工作，也即子啊作業(yè)時必須在需要補孔時嚴格按照具體的固定要求作業(yè)，爭取能夠一次就補孔成功。同時加強對焊接后的防腐后續(xù)發(fā)展的監(jiān)控，可以選擇簽訂責(zé)任書和繳納押金的方式來提高長輸管道補漏的安全質(zhì)量問題。6結(jié)論

天然氣長輸管道應(yīng)當依據(jù)目前現(xiàn)有的資源，努力尋找和發(fā)掘自身的潛力，同時積極引進更為先進和高效的調(diào)度手段，兩相結(jié)合，提高管道的運行，保證長輸管道網(wǎng)上的壓力能夠子保證一個分布理想和運行穩(wěn)定的狀態(tài)。這樣既能給廣大居民用戶帶去更好的供氣服務(wù)，同時也能減少輸氣過程中的浪費和損失，提高運氣管道的使用壽命，增強了企業(yè)運營能力和獲益的的提高。

參考文獻: [1]鄭水平.長輸管道運行優(yōu)化技術(shù)獲突破[N].中國化工報，2010年.[2]田徑松.輸氣管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運行研究[J].中國石油大學(xué)，2011(6):16.[3]李巖.天然氣長輸管道調(diào)度運行管理[J].新西部，2010(9):53.[4]淺談城市主干網(wǎng)管道的安全管理[A].中國城市燃氣管網(wǎng)安全運行技術(shù)研討會交流材料[C].2011年.[5]李元芳.東送管道工程優(yōu)化運行技術(shù)研究[[J].中國石油大學(xué)，2012(7):62.

第二篇：天然氣管道運行模擬及仿真技術(shù)研究

天然氣管道運行模擬及仿真技術(shù)研究

1011202045 蔡永軍 科學(xué)計算選講結(jié)課論文

為了預(yù)測天然氣管道運行狀態(tài)，制定合理的管輸計劃，更好的配置設(shè)備開機，天然氣管道輸送過程中需要進行工況模擬及仿真。實際工作中需要建立壓縮機、閥門等設(shè)備的模型，確定管段的控制方程、氣體的狀態(tài)方程，針對給出的初始條件和邊界條件，篩選確定天然氣管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型的離散方法與非線性方程組的求解算法尋找合理的非線性方程的求解算法，得到合理的數(shù)值解。

1天然氣管道仿真數(shù)學(xué)模型 1.1管段的控制方程

對于管道中的任意管段，經(jīng)過適當?shù)暮喕梢杂孟铝泄絹砻枋觯?連續(xù)性方程：

A運動方程：

???(??A)??0

（1）?t?x?(??)?(??.?A)?P??2A???A?A?gsin(?)?A?

（2）

?t?x?x2D能量方程：

?(?(h?PA??2?2))??(?A?.(h???x22))?t??A?P??A?gsin(?)??Dk1(T?TW)?x（3）

式中：A——管道的橫截面積，m2；

ρ——流體密度，kg/m3； t——時間，s； x——坐標，m； u——速度，m/s； P——壓力，Pa； θ——管道傾角，rad； λ——水力摩阻系數(shù)； D——管道內(nèi)徑，m； T——流體溫度，k；

k1——流體至管壁的換熱系數(shù)； h——比焓；

Tw——管壁的溫度，k。1.2 閥門控制方程

閥門控制方程如下：

Mdw?Mup?0Mup?Pdw)Pdw?0

（4）??Cg(Ph1?h2式中： Mup——閥門入口質(zhì)量流量，kg/s；

Mdw——閥門入口質(zhì)量流量，kg/s Cg——閥門系數(shù)；

Pup——閥的入口壓力，Pa；

Pdw——閥的出口壓力，Pa。1.3壓縮機控制方程

簡化后的壓縮機控制方程如下

?2?a1(n2n)?bn1()Q?c1Q20n0Mdw?Mup?Mfuel

m?1Tdw?Tup?m式中：?——壓縮機壓比；

m——多變壓縮指數(shù)；

n——壓縮機的實際轉(zhuǎn)速，rpm； n0——壓縮機的額定轉(zhuǎn)速，rpm； a1, b1, c1——系數(shù)；

Q——給定狀態(tài)下的體積流量，m3/s； 1.4 理想調(diào)節(jié)閥閥控制方程

理想調(diào)節(jié)閥控制方程如下：

5）

（Mdw?Mup?0Pdw?c

（6）h1?h22氣體的狀態(tài)方程

采用BWRS氣體狀態(tài)方程，如下：

P??RT?(B0RT?A0?C0D0E0d2??)??(bRT?a?)?3234TTTT

（7）

3dc???(a?)?6?2(1???2)exp(???2)TT式中：P——系統(tǒng)壓力，KPa；

T——系統(tǒng)溫度，K；

ρ——混合氣體密度，Kmol/m3；

R——氣體常數(shù)，8.3143KJ/(Kmol.K)。

A0、B0、C0、D0、E0、a、b、c、d、α、γ為方程的是一個參數(shù)，根據(jù)（8）確定。

1/21/2A0???xixjA0iA0i(1?kij)i?1nj?1nnB0??xiB0ii?1n1/21/23C0???xixjC0C(1?k)i0iiji?1nj?1n1/21/24D0???xixjD0iD0i(1?kij)ni?1j?1nnEx1/21/250???ixjE0iE0i(1?kij)i?1j?1?n3a????x?ia1/3ii?1??3??nb???x1/3?ibii?1??3c??n??x1/3??icii?1??3d??n??x1/3??idii?1??

3???n????xi?1/3ii?1??3???n??x1/3??i?ii?1??式中：xi、xj——混合氣體中i和j組分的摩爾分數(shù)；

kij——為i、j組分間的交互作用系數(shù)。3氣體的焓方程

氣體的焓方程如下：

h?h0?(B0RT?2A4C05D0?T2?06E0T3?T4)??12(2bRT?3a?4dT)?2?15a(6a?7dT)?5?

c??2242?T2(3?2???)exp(???)]4 管道周邊的熱力模型

管道的有效土壤厚度采用等效圓筒法，傳熱半徑由下式計算：8）9）

（（2H2H2R2?R1?R1(?(()?1)?1)0.（10）

DD式中：R2-R1——土壤厚度，m；

R1——從管道中心至土壤層的半徑，m； H——至管道中心的實際埋深，m； D——管道直徑，m。

管道和周圍環(huán)境的瞬態(tài)熱力模型計算式如下：

k(rTr)r/r?Cp?Tt

（11）

式中：k——周圍環(huán)境導(dǎo)熱系數(shù)；

r——傳熱半徑； Tr——r處的氣體溫度； Cp——氣體定壓比熱； Tt——t時刻的氣體溫度。

單位管長熱流量由下式表示。通過該公式計算管壁在任意節(jié)點的溫度。

2?k2(Tw?T0)????k1D(T?Tw)

（12）

ln((R2?R1)/R1)式中：k2——管壁至土壤換熱系數(shù)；

K1——流體至管壁換熱系數(shù)； Tw——管壁溫度； T0——R2處的溫度； T——氣體溫度。水力摩阻系數(shù)計算式

管段控制方程涉及的水力摩阻系數(shù)λ采用F.Colebrook－White公式計算，該公式表達如下：

1/??1.7385?2log10(2e/D?18.574/(?*Re))

（13）

式中，e/D——管道粗糙度和內(nèi)徑的無因次比；

Re——雷諾數(shù)。6控制方程的離散化

由管道控制方程與氣體狀態(tài)方程組成的非線性偏微分方程組，一般不能得出管流氣體基本變量的解析解，因此有必要應(yīng)用計算數(shù)學(xué)的方法求解偏微分方程組的數(shù)值解。本專題中選用中心隱式差分法對控制方程進行離散化。確定采用的基本變量為氣體的密度（ρ）、速度（u）和溫度（T）。6.1離散形式

引進變量φ，φ代表三個流動基本中的任意一個。在時間步長為Δx , 空間步長為Δt 的情況下，以空間i和時間網(wǎng)格點t采用中心隱式差分格式，則有以下離散形式：

對于基本流動變量：

1??k??kk???k?1?ii?1??ii?1

4基本流動變量對時間的一階偏導(dǎo)數(shù)：

???k?1i???ki???k?1??k?t?11ii2?t

基本流動變量對空間的一階偏導(dǎo)數(shù)：

??1k??k?i?1??i?1??k?1i??ki?x2?x

基本流動變量對時間的二階偏導(dǎo)數(shù)：

?2?(?k1??k?2k1k?2kk?1k?2i?2?k?ii)?2(?i?1?2?k?i?1??i?1)?(?i?2?2?i?2???t2?i?2)16?2t基本流動變量對空間的二階偏導(dǎo)數(shù)：

?2?(?k?1k?1k?1i?2?2?ki?1??ki)?2(?ki?2?2?i?1??i)?(?k?2k?2k?2i?2?2?i?1??i)?x2?16?2x基本流動變量對空間及時間的二階偏導(dǎo)數(shù)：

?2?2k?2??ki?2?x?t??ki??k?i?2??i16?x?t

6.2 離散后的控制方程

離散后的控制方程如下： 離散后的連續(xù)性方程：

（14）

15）

16）

（17）（18）（19）

（（1kk?1kk?1k?1kkk?1k?1kk?ik?????????u??u??u??1i?1iii?1i?1iiiui?i?1i?1?0

（20）2??t2??x離散后的運動方程：

1k?1kkk?1k?1kkk?1kk?1k?ik??u??u??u??uP?P?P?P1i?1i?1i?1iiiii?1ii?i?12??t2??x1k?12kk2k?1k?12kk2?ik??(u)??(u)??(u)??(ui?1i?1iiii)?1i?（21）2??x1kk?1kk?1kk?1k??????u?u?u?u??ik??i?1iii2?(1)?(i?1i?1i)?02D44離散后的能量方程：

1k?1k?121kk21k?1k?1kkk?ik??h-P??(u)-(?h-P??i?1(ui?1))1i?1i?1i?1i?1i?1i?1i?1222??t1k?1k?121kk2kkk?h-Pi??i(ui)-(?ihi-Pi??i(ui))22?2??t1k?131k3k?1k?1k?1kkk?i?1ui?1hi?1?(ui?1)?(?i?1ui?1hi?1?(ui?1))22?2??x1k?131k3k?1k?1k?1kkk?iuihi?(ui)?(?iuihi?(ui))22?2??xk1k?1kk?1k?(Ti?1?Ti??T?T1ii?4Tw)?0Dk?1k?1iik?1（22）

6.3 初始條件與邊界條件

初始條件指系統(tǒng)開始運行時的初始壓力、流量或溫度的分布狀態(tài)。邊界條件指某一管段起始節(jié)點和終止節(jié)點上的約束條件。主要包括：

(1)管段端點上的輸油泵、壓縮機或閥門等的出入口壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速、壓比或開度設(shè)定值；

(2)氣源對應(yīng)節(jié)點的壓力、流量或溫度設(shè)定值；(3)分輸點對應(yīng)節(jié)點的壓力、流量或溫度設(shè)定值；(4)節(jié)點處壓力、流量或溫度的一致性；(5)節(jié)點處壓力、流量或溫度的范圍控制值；(6)管道物理元件周圍的溫度場狀況。7非線性方程組的求解算法

離散后的控制方程配合邊界條件和初始條件才能封閉，封閉后形成了非線性方程組，對于該非線性方程組選取牛頓迭代法進行求解。

若采用C(x)x?b的矩陣形式（其中C(x)為非線性方程組的系數(shù)矩陣），則x?(x1,x2,x3,...,xn)T為需要求解的向量，b?(b1,b2,b3,...,bn)T為等式右邊的向量。

（1）牛頓拉普森迭代法 設(shè)迭代函數(shù)列F?(F1,F2,F3,...,Fn)T

T

迭代變量x?(x1,x2,x3,...,xn)

迭代增量?x?(?x1,?x2,?x3,...,?xn)

迭代函數(shù)FiT?Fi(x1,x2,x3,...,xn)

牛頓拉普森迭代公式如下：

xk?1?xk??xk

（5.7-1）

對于迭代函數(shù)F，將求解非線性方程組問題轉(zhuǎn)化成為尋根問題，也即要求下式成立：

F?(F1,F2,F3,...,Fn)T?0

（5.7-2）

對任意點x0和它的相鄰點/鄰域（x0+△x），通過泰勒展開式我們有：

?FiFi(x0??x)?Fi(x0)???xj??(?x2)i?1,2,...,n

（5.7-3）

j?1?xj若采用矩陣形式，則有：

nF(x0??x)?F(x0)?J?x??(?x2)

（5.7-4）

其中 J 為n×n的雅可比矩陣且Jij?如果略去其中的高次項?(?x2?Fi。?xj)，并要求F(x0??x)?0。我們得出：

?x??J?1F

（5.7-5）

至此，可以按照牛頓拉普森迭代法的求解步驟進行計算。

（2）牛頓＋最速搜索迭代法

引入目標函數(shù) f?0.5F?F，通過簡單的數(shù)學(xué)運算，可以得到牛頓迭代沿著此目標函數(shù)的梯度方向?f，始終可以發(fā)現(xiàn)一個數(shù)值α能使得目標函數(shù)的值下降，即：?f式： ??x?FJ?(?J?1F)??F?F?0。所以本專題研究采用如下迭代公xk?1?xk???xk

（5.7-6）

該方法較牛頓拉普森方法具有收斂速度快，且全局收斂的特點。8仿真運行

8.1仿真運算的基本過程

仿真運行的基本過程如圖1仿真運行所示。運行系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)和不同視角構(gòu)成單文檔－多視的關(guān)系。

圖中的蘭色帶箭頭線條表示通過不同的視角和核心功能層接口，可以監(jiān)視或編輯仿真系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并下達計算命令；粉色線條表示運算中仿真模擬器和數(shù)據(jù)模塊進行數(shù)據(jù)交互；綠色線條表示初始化過程加載數(shù)據(jù)。

簡單人機界面視角視角命令行視角表格視角仿真模擬器調(diào)度模塊核心功能層接口計算狀態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模塊監(jiān)視或編輯狀態(tài)數(shù)據(jù)編譯模塊加載系統(tǒng)及其初始參數(shù)運行系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)編連文件

圖1仿真運行過程

仿真運行基本過程如下：

(1)通過各個接口或視角，下達加載系統(tǒng)命令；(2)調(diào)度模塊命令編譯模塊加載編連文件；

(3)如果需要，通過各個接口或視角，對系統(tǒng)參數(shù)進行進一步初始化；(4)通過各個接口或視角，下達一輪計算命令；

(5)仿真模擬器開始一輪計算，并輸出結(jié)果到數(shù)據(jù)模塊；調(diào)度模塊通知相應(yīng)接口和視角計算結(jié)束；

(6)相應(yīng)接口或視角獲取關(guān)心的數(shù)據(jù)；

(7)如果需要進行新一輪計算，相應(yīng)接口和視角可以對部分參數(shù)進行重新設(shè)定，并下達新一輪計算命令，系統(tǒng)將回到第5步。

8.2仿真運算的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)

仿真運算由仿真模擬器作為核心模塊來實現(xiàn)，兩個直接的輔助模塊是數(shù)據(jù)模塊和編譯模塊。

這3個模塊相互協(xié)同進行仿真運算，基本過程如圖2所示。

仿真模擬器數(shù)據(jù)模塊3輸入?yún)?shù)基本輸出參數(shù)其它輸出參數(shù)665其它輸出參數(shù)數(shù)值化計算72 加載方程組2 加載數(shù)據(jù)模型文件編連文件1 輸出：方程組＋元件信息編譯模塊建統(tǒng)立的此聯(lián)系組立輸入?yún)?shù)預(yù)處理控制方程組4數(shù)值計算4446元件參數(shù)關(guān)系計算函數(shù)庫外部邊界方程組元件庫元件參數(shù)關(guān)系計算函數(shù)庫控制方程組外部邊界方程組 圖2仿真模擬器結(jié)構(gòu)

(1)編譯模塊根據(jù)模型文件和元件庫，建立編連文件，編連文件中包含仿真系統(tǒng)各個元件的信息；同時，根據(jù)通用、基本的控制方程組、元件參數(shù)關(guān)系計算函數(shù)庫、外部邊界方程組，編譯模塊將建立此系統(tǒng)的全部方程組，一并加入到編連文件中；

(2)在運算前的初始化過程中，編連文件中的參數(shù)數(shù)據(jù)將被加載到數(shù)據(jù)模塊，方程組將被加載到仿真模擬器相應(yīng)的方程組列表中，包括：控制方程組列表、外部邊界方程組列表、元件參數(shù)關(guān)系計算函數(shù)庫列表；

(3)每輪運算開始前，仿真模擬器的輸入?yún)?shù)預(yù)處理模塊需要對輸入?yún)?shù)進行預(yù)處理，例如對部分參數(shù)進行離散化或擬合；

(4)開始運算后，仿真模擬器的數(shù)值計算模塊根據(jù)處理好的輸入?yún)?shù)和相關(guān)的方程組進行數(shù)值計算；

(5)數(shù)值計算模塊計算出的是需要聯(lián)立求解的基本輸出參數(shù)；

(6)根據(jù)輸入?yún)?shù)、基本輸出參數(shù)、元件參數(shù)關(guān)系計算函數(shù)庫，仿真模擬器同步對其它輸出參數(shù)進行數(shù)值化計算；

(7)其它輸出參數(shù)被輸出到數(shù)據(jù)模塊，此后可以通知調(diào)度模塊前來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并進行下一輪計算的參數(shù)輸入了。9結(jié)論

通過建立天然氣管道數(shù)學(xué)模型及求解算飯，在輸入管道的基本參數(shù)后，可以根據(jù)輸入的初始運行狀態(tài)預(yù)測下一時刻的運行狀態(tài)，從而為排定管輸計劃、優(yōu)化運行工況提供決策依據(jù)。

第三篇：天然氣管道運行壓力工藝參數(shù)

天然氣管道運行壓力工藝參數(shù)

高壓管道運行壓力：

A:2.5< P≤4.0MPa B: 1.6< P≤ 2.5MPa 次高壓管道運行壓力：A:0.8< P≤1.6MPa B: 0.4< P≤ 0.8MPa 中壓管道運行壓力：

A:0.2< P≤0.4MPa B: 0.01≤ P≤ 0.20MPa 低壓管道運行壓力：

P < 0.01MPa

天然氣調(diào)壓站（箱）現(xiàn)狀運行壓力工藝參數(shù) 次高壓A調(diào)壓站的進口壓力：1.2～1.6MPa 次高壓A調(diào)壓站的出口壓力：0.6～0.8MPa 次高壓B調(diào)壓站（箱）的進口壓力：0.6～0.8MPa 次高壓B調(diào)壓站（箱）的出口壓力：0.1～0.2MPa 中壓B調(diào)壓站（箱）的進口壓力：0.1～0.2MPa 中壓B調(diào)壓站（箱）的出口壓力：2100～2800Pa

XP—311A型可燃氣體檢測儀的使用：

零調(diào)節(jié)：先將轉(zhuǎn)換開關(guān)由BATT轉(zhuǎn)至（L）擋位置，待指針穩(wěn)定，確認“0”如指針偏差于“0”時將“零”（ZERO）調(diào)節(jié)旋鈕緩轉(zhuǎn)，進行調(diào)節(jié)。調(diào)至“0”為止。（零調(diào)節(jié)須在L擋，必須在干凈的空氣中進行）

檢測：1.先將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至（L）擋（0～10%LEL）或（H）擋（0～100%LEL）并將吸引關(guān)靠近所需要檢測地點來測量。

2.感應(yīng)到要測氣體時，指針就會擺動，當指針穩(wěn)定下來后，所指示的刻度便是氣體的濃度。在檢測氣體時，先應(yīng)轉(zhuǎn)在（H）擋，如指針指示在10%LEL以下時，當即轉(zhuǎn)換到（L）擋，以便讀到更精確的數(shù)值。

3.XP—311A型具有報警功能，達到危險濃度（20%LEL）時則可以燈光及蜂鳴器鳴響告知。在使用時，如電池電量不足時，可以連續(xù)鳴響告知，故須更換電池。

4.檢測完后，必須使儀器吸干凈空氣而使得指針回到“0”位置后方可關(guān)電源。

5.刻度是以三層計數(shù)形式從而可表示LEL、LPG、汽油之區(qū)別。LPG及汽油的指示是以體積濃度作為氣體濃度從而可直接讀出。

XP—314A型可燃氣體檢測儀的使用：

零調(diào)節(jié)：將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“L”擋，在新鮮空氣中，旋轉(zhuǎn)“ZERO ADJ”鈕調(diào)零。注意：應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“L”擋調(diào)零，放在“H”擋，無法調(diào)到準確的零點。檢測：1.在調(diào)零穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“H”擋，用吸引管采氣樣進行檢測，到指針穩(wěn)定后，讀取數(shù)值，如讀值在10%（或30%）以下時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)改成“L”擋，以便讀到更精確的數(shù)值。

2.當儀器用于檢漏時要注意指示值將隨著吸引管靠近泄漏點而增大，而離開泄漏點時則減小。如轉(zhuǎn)換開關(guān)置于高濃度“H”擋不利于檢漏時，應(yīng)改放在“L”擋.

第四篇：天然氣管道運行中的安全管理

天然氣管道運行過程中的安全管理

摘要：天然氣管道運行過程中的不利因素越來越多，主要來自第三方的破壞和管道自身的質(zhì)量問題。提高管道運行的安全性、加強安全管理要從多方面展開。

關(guān)鍵詞：天然氣管道 不安全因素 安全管理

引言

天然氣是一種環(huán)保、方便、熱能高的優(yōu)質(zhì)燃料。天然氣在未來20到30年在世界范圍內(nèi)一次能源消費中占主要地位。近十年來，我國的天然氣工業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，推進了全國能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，也改變了人們的生活方式，逐漸替代了以煤、石油為主要生產(chǎn)原料及能源的工業(yè)模式。在天然氣管道建設(shè)飛速發(fā)展，天然氣管網(wǎng)不斷延伸的形勢下，隨之而來的對管網(wǎng)設(shè)施及輸氣安全構(gòu)成的威脅因素也越來越多，保障城鎮(zhèn)天燃氣管道安全運行已成為天然氣工業(yè)工作的重點。

1天然氣管道運行過程中的不利因素 1.1第三方破壞因素

1.1.1 城市建設(shè)對管道安全的影響

城市建設(shè)的高速發(fā)展，各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改造工程項目繁多，而施工項目承包者對天然氣行業(yè)了解甚少，更不要提到在施工過程中豎立保護天氣管道的意識。野蠻施工、強行違規(guī)作業(yè)的情況時有發(fā)生，施工現(xiàn)場安全人員缺位，管道警示標志被破壞，各種施工物料直接占壓管道、挖掘作業(yè)中碰壞劃傷管道，都給管道的安全運行留下了重大隱患。

1.1.2人們?nèi)粘；顒訉艿赖陌踩{

人民群眾自覺保護城市天然氣管道的責(zé)任感不強，沒有充分意識到天然氣的危險性，私自在管道上方亂搭亂建；一些民用車輛無視管道警示標示，在管線巡查便道上隨意行駛；一些不法分子在利益驅(qū)動下，不顧自身安全，不顧觸犯法律，鋌而走險，偷取天然氣。這些人為地有意識或無意識地破壞天然氣管道的行為，給天然氣管道在運行過程中增加了許多不確定的危險因素。1.1.3違章建筑對天然氣管道不利的影響

天然氣管道周圍的違章建筑, 不僅影響了企業(yè)對管道的正常檢查和維護, 而且會降低管道的安全系數(shù)，破壞管道受力平衡，一旦發(fā)生天然氣泄漏, 極易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和群體傷亡事故。1.2管道建設(shè)自身存在的缺陷對管道安全的不利影響

我國天然氣工業(yè)發(fā)展的初期階段，經(jīng)驗欠缺，施工質(zhì)量不高。埋地管道主要采用鋼管并進行管道外防腐，但埋地鋼質(zhì)天然氣管道防腐層效果欠佳且缺乏相應(yīng)的檢測保養(yǎng)措施。經(jīng)多年運行，管道老化問題嚴重，其安全可靠性無法確定，隨管道運行年限的增加，管道腐蝕穿孔的幾率也隨之增大。更換新管道工程龐大，又將帶來新一輪的問題。

我國現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展初期，由于欠缺經(jīng)驗，規(guī)劃比較混亂，各種地下管線、地面管道和高壓電線交錯運行，風(fēng)險大，存在諸多安全隱患。

1.2天然氣管道對人民群眾、環(huán)境、社會和企業(yè)自身的影響 1.2.1對人民群眾的影響

單純的天然氣管道泄露會引起泄露范圍內(nèi)的人員感到不適甚至威脅生命。天然氣的主要成分是甲烷，當空氣中甲烷達到25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟失調(diào)。若不及時遠離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化的甲烷，可致凍傷。如果是在人口稠密的地區(qū)，影響程度大大增強。天然氣泄露最為嚴重的后果是燃燒和爆炸?？諝庵刑烊粴猓淄椋┖窟_到5％至15％時，遇火源就會發(fā)生爆炸。如果在天然氣泄漏源附近存在火源，易發(fā)生燃燒和爆炸，給人民群眾的生命和財產(chǎn)帶來嚴重的損失。

天然氣泄漏還將給環(huán)境帶來一定的影響，地下管道泄露對周圍的動植物，農(nóng)田，生態(tài)環(huán)境都會造成一定程度的破壞；穿越河流的天然氣管線，如泄露將污染周圍水域，且清理工作十分困難；地上管道泄露，天然氣直接擴散到大氣或周圍地面上，危險程度極高。1.2.2對管道企業(yè)的影響

國內(nèi)外天然氣管道破裂爆炸事故屢見不鮮，每個發(fā)生事故的管道企業(yè)都遭受巨大了的損失。首先處理安全事故的要花費大量財力和人力，成本極高；員工滿意度和忠誠度降低，工作積極性削弱；人民群眾對企業(yè)失去信心，造成社會范圍內(nèi)的不良影響，企業(yè)形象嚴重受損。2天然氣管道的安全管理

天然氣管道安全管理涉及社會的各個層面，因此，保證其安全運行需要大家的共同努力，管道企業(yè)應(yīng)承擔(dān)更大的社會責(zé)任。2.1實現(xiàn)安全管理的有效性首先要轉(zhuǎn)變安全生產(chǎn)的觀念

社會的發(fā)展和文明程度不斷提高，人們對安全生產(chǎn)的認識也在不斷提升，生產(chǎn)的目的從為企業(yè)制造最大化效益向關(guān)注人的生命安全和保護環(huán)境的重心轉(zhuǎn)移。以人的健康和生命為代價換取效益的生產(chǎn)模式不再被認可，以人為本的理念和保護自然的生態(tài)環(huán)境成為當今社會的主流價值觀。最大限度地減低安全事故的發(fā)生幾率，保護生命財產(chǎn)的安全是安全管理工作的核心思想。

安全管理以相應(yīng)規(guī)范制度為基礎(chǔ)，建立人性化的安全管理模式，明確落實相關(guān)責(zé)任，目的是為了提高人的社會責(zé)任感，這樣才能推進管道安全管理工作的有效進行。2.2影響天然氣管道安全因素的對策辦法

2.2.1對于第三方施工單位，要進行安全教育，建立第三方破壞防御體系，加強天然氣管道建設(shè)規(guī)劃工作。

天然氣管道工程是一項社會范圍內(nèi)的基礎(chǔ)工程，要求規(guī)劃部門在編制市區(qū)發(fā)展規(guī)劃時，充分考慮影響天然氣管道的安全運行的影響因素，其位置排布不應(yīng)在快車道下，防止因車速過快、車體過重對地下輸氣管道造成嚴重的沖擊、損壞。2.2.3加強市政建設(shè)工程信息采集工作

天然氣企業(yè)應(yīng)與城市道路建設(shè)相關(guān)審批部門建立良好的信息溝通。輸氣管道大部分埋設(shè)于城市道路下方，市政道路開挖工程屬經(jīng)常性行為，天然氣企業(yè)在第一時間取得施工信息，與施工單位做好施工開挖區(qū)間的溝通，能夠在很大程度上避免天然氣管道受第三方破壞。只搬出法律條文一味地生硬阻止并不能起到規(guī)范其施工行為的目的。要以對方的人身安全為出發(fā)點，與其良好地溝通，使違規(guī)施工人員意識到違規(guī)操作對自身安全的威脅和在社會范圍內(nèi)的惡劣影響，自覺地避免違規(guī)施工作業(yè)。為了防止施工單位無意識破壞天然氣氣管道的情況，則需要安排施工過程監(jiān)控工種，在施工過程中做好對施工單位施工方法的引導(dǎo)和監(jiān)督工作。2.2.4對人民群眾要加強需安全教育

人民群眾對于天然氣的危險性有模糊的概念和規(guī)避危險的意識，但對天然氣的相關(guān)知識不甚了解，企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)對其進行宣傳和教育，可以采取多種形式，逐步擴大影響范圍，動員全民共同豎立保護天然氣管道設(shè)施的意識。2.2.5加強管道建設(shè)承包商管理

對于管道建設(shè)承包商，要嚴格按照企業(yè)安全管理規(guī)范的統(tǒng)一要求執(zhí)行企業(yè)制度標準，在對員工的培訓(xùn)和個人防護裝配配備上等方面加強內(nèi)部管理，把承包商當做自己的隊伍管理，嚴格要求、嚴格考核。在明確雙方安全責(zé)任的前提下，使承包商同樣具有責(zé)任感、使命感。2.2.6管道占壓建筑

管道違章建筑的大量存在, 不僅嚴重影響企業(yè)的安全生產(chǎn), 而且直接威脅著社會安全, 應(yīng)引起廣泛的高度重視。管道違章建筑形成的原因錯綜復(fù)雜,存在許多歷史遺留問題，清理整治難度非常大,需要政府、企業(yè)與建筑物業(yè)主的共同努力。2.2.7建立管道腐蝕泄漏巡檢體系 2.2.8 建立管道防腐層運行記錄

工程施工前，要對選用的管材設(shè)備等進行嚴格檢測。工程驗收通氣前，對埋地鋼質(zhì)管道應(yīng)采用檢測技術(shù)手段對管道防腐層現(xiàn)狀進行檢測，天然氣鋼質(zhì)管道投入運行后，根據(jù)管道投用年限制訂并實施防腐層周期檢測工作，對管道防腐層運行數(shù)據(jù)進行收集、分析。2.2.9逐步整改管道安全隱患 對天然氣管道安全隱患進行整體排查，如管道被建筑物占壓等，制定隱患檔案，并在各根據(jù)隱患嚴重程度制定專項計劃，安排專項資金逐步予以解決。

2.2.10建立專業(yè)天然氣泄漏巡檢隊伍

管網(wǎng)腐蝕泄漏分級巡檢：應(yīng)設(shè)專職的巡線工崗位，為其配備可燃氣體泄漏檢測儀器。根據(jù)管道竣工年限、腐蝕泄漏搶修記錄等管網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)信息，將管網(wǎng)腐蝕泄漏巡檢工作分級，制定各級別管道的巡檢方式，使巡檢工在力所能及的基礎(chǔ)上，有重點地執(zhí)行日常管網(wǎng)腐蝕泄漏巡檢工作，一旦發(fā)現(xiàn)腐蝕泄漏懷疑區(qū)域，則交由專業(yè)搶修隊伍負責(zé)詳查腐蝕泄漏點，并完成管網(wǎng)搶修工作。3.3從源頭加強安全管理

企業(yè)員工一直以來處于被監(jiān)督的地位，預(yù)防安全事故的行為一直很被動，提高安全管理的效率要啟發(fā)員工的安全意識，提高員工素質(zhì)，避免由于誤操作給管道安全帶來的威脅，培養(yǎng)員工發(fā)現(xiàn)隱患和風(fēng)險的能力，對員工進行安全教育和相關(guān)培訓(xùn)，加強對員工技能的培養(yǎng)，制定操作規(guī)程，建立嚴格可行的管理體系和工作程序。

結(jié)論

社會的高度發(fā)展為天然氣行業(yè)帶來了無限機遇，同時也增加了天然氣企業(yè)的社會責(zé)任。為保證天然氣管道安全運行，避免對人民群眾和企業(yè)自身造成不良影響，安全管理工作至關(guān)重要。

參考文獻：

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第五篇：天然氣管道安全運行危害因素及防范措施最新

天然氣管道安全運行危害因素及防范措施

侯世光

（營口港華燃氣有限公司

營口

鲅魚圈

115007）

摘要：分析了天然氣管道安全運行的危害因素，從設(shè)計和施工方面提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；危害因素；防范措施

Risk Factors and Prevention Measures for Safety Operation of Natural Gas Pipeline

Abstract：The risk factors for safety operation of natural gas pipeline are analyzed，and some prevention measures are put forward in terms of design and construction.Key words：natural gas pipeline；risk factor；prevention measure

1、概述

近年來國內(nèi)天然氣產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，城鎮(zhèn)氣化率快速提高，不僅大中城市天然氣已經(jīng)普及，經(jīng)濟較為發(fā)達的縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)也已經(jīng)敷設(shè)了大量的天然氣管道，這些埋設(shè)在地下的天然氣管道經(jīng)常受到人為及其他原因的損壞。例如，2006年，湖北省黃岡市穿越長江的天然氣管道發(fā)生破裂，導(dǎo)致城區(qū)約1萬戶家庭用氣受到影響。2010年4月，武漢市三環(huán)線漢口姑嫂樹立交橋處，某勘測單位鉆探施工時，不慎將Φ711的天然氣高壓管道鉆破，導(dǎo)致沿線逾60萬戶居民及周邊工商用戶用氣受到影響。

根據(jù)國內(nèi)較早使用天然氣的四川地區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及國外的研究成果，危害天然氣管道安全、引起管道事故的因素很多，主要包括天然氣自身的易燃易爆性、管道的腐蝕、設(shè)計與施工缺陷、二次建設(shè)工程的破壞或第三方破壞、自然災(zāi)害、材料及設(shè)備缺陷、錯誤操作等。上述危害因素可分為內(nèi)因和外因，天然氣的易燃易爆性是天然氣管道發(fā)生事故的內(nèi)因，但它是不可以改變的。其他因素則是天然氣事故發(fā)生的外因，可以采取措施進行預(yù)防，將事故發(fā)生的概率降低到最小。按照造成事故的主體可分為自然災(zāi)害和人為災(zāi)害，如地震、滑坡等屬于自然災(zāi)害，而管道的腐蝕、設(shè)計與施工缺陷、第三方破壞、材料及設(shè)備缺陷、錯誤操作等則屬于人為災(zāi)害。隨著國內(nèi)天然氣管道的逐年發(fā)展，很有必要分析管道的危害因素并采取相應(yīng)的保護措施。本文從設(shè)計和施工的角度，對幾種常見的危害因素及相應(yīng)的措施進行分析。

2、設(shè)計因素及防范措施 2.1 管道選線不合理

管道的選線是設(shè)計中的先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性工作，不僅決定著工程造價，而且決定著管道的運行安全。如果設(shè)計中不注意管道所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)條件、地震情況、水文資料以及所經(jīng)區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃，就可能使管道敷設(shè)在不穩(wěn)定地層、地下采空區(qū)、泥石流滑坡地區(qū)、未來城市中心區(qū)等，均會導(dǎo)致管道運行時由于自然災(zāi)害和人為因素而發(fā)生管道事故。管道選線的基本指導(dǎo)原則應(yīng)是保持管道敷設(shè)土層穩(wěn)定可靠、減少人類活動對管道的影響這一安全第一原則。選線時應(yīng)通過基礎(chǔ)資料(如地質(zhì)勘探資料、水文資料、未來規(guī)劃等)，選定管道的平面位置，有必要時，還需要進行選線勘查(可行性研究階段勘查)，探明地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)等概況，并判斷可能產(chǎn)生的自然災(zāi)害及人為危害因素，采取相應(yīng)的措施。如，管道上下坡段，為減少坡面侵蝕，應(yīng)采用擋土墻(漿砌、灰土等)作為深層防沖措施(見圖1)，同時采用土工合成材料(土工格室、植生帶)作為淺層護面措施，防止坡面降雨的擊濺侵蝕。對于坡腳，通常采用護坡或擋墻作為防止坡腳侵蝕的措施。穿越巖質(zhì)河床，則采用混凝土連續(xù)澆注。對于鵝卵石河道，則采用淤土壩作為防沖切的深層保護措施(見圖2)。沿河敷設(shè)的管道采用砌筑護坡或漿砌護岸(見圖3)。若經(jīng)過現(xiàn)狀或規(guī)劃的三、四級地區(qū)，則應(yīng)采取增大管道壁厚、提高焊縫檢驗比例、管道上敷設(shè)混凝土蓋板等措施防止人類活動對管道的影響(見圖4)。如上述武漢市高壓B管道被鉆破事件，若管道之上敷設(shè)有混凝土蓋板，既可有效防止此類事故發(fā)生，又可減少挖掘機等機械破壞。

2.2 管道壁厚、材料的選擇計算有誤

管道壁厚和材料選擇主要根據(jù)GB 50251—2003《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》或GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》。管道強度計算校核時，對管道的受力分析不當，或地區(qū)等級分級不準造成強度設(shè)計系數(shù)取值錯誤，將使強度計算結(jié)果及管材(鋼級)、壁厚的選用不恰當，彎管未考慮壁厚增大系數(shù)等。例如，管道強度設(shè)計系數(shù)是根據(jù)管道所經(jīng)地區(qū)的建筑物密集程度及人類活動的影響程度或管道穿跨越公路等級、河流大小等情況進行地區(qū)分級選取的，如果管道沿線勘察資料不詳或沒有勘察資料，會造成地區(qū)分級不準確，強度設(shè)計系數(shù)選取不恰當。若這種失誤導(dǎo)致管道壁厚計算值偏高，則會造成管道造價的無謂加大，造成浪費；若這種失誤導(dǎo)致管道壁厚計算值偏低，將不能滿足管道的安全性需求。

若管道應(yīng)力分析、強度、剛度及穩(wěn)定性、抗震校核失誤，會造成管道在特定條件發(fā)生時變形、彎曲甚至斷裂。如對當?shù)氐牡卣鹪O(shè)防烈度、地震斷層等參數(shù)調(diào)查不清，則會導(dǎo)致所選用的材料(鋼級)不當，或彎管的曲率半徑不符合要求，降低了對地震等災(zāi)害的抵御程度。當?shù)卣鹪O(shè)防烈度較高時，應(yīng)采用較低鋼級的管道并加大壁厚，以增強鋼管的延展性能，并采用彎曲半徑為管道直徑6倍的彎管。2.3 管道腐蝕

天然氣管道相當大比例為鋼質(zhì)管道，鋼質(zhì)管道的腐蝕不可避免，腐蝕不僅造成每年大量的鋼鐵資源的腐蝕消耗，而且是在役天然氣管道發(fā)生事故的主要因素之一。腐蝕既有可能大面積減薄管道的壁厚，又有可能導(dǎo)致管道穿孔，引發(fā)事故。埋地管道不僅受到土壤中化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)腐蝕，還有電化學(xué)腐蝕、細菌腐蝕和雜散電流腐蝕等。避免腐蝕造成危害的主要措施就是從設(shè)計、施工階段做起，選用合適的防腐層，精心測量土壤腐蝕控制參數(shù)并設(shè)計安裝陰極保護系統(tǒng)，同時在運行階段還要做好定期的腐蝕檢測工作，防患于未然。

3、施工因素及防范措施

3.1 施工單位的資質(zhì)不全和經(jīng)驗不足

天然氣管道屬于易燃易爆的壓力管道，施工企業(yè)必須具有國家或行業(yè)主管部門認定的施工資質(zhì)，并嚴禁采用工程分包、資質(zhì)掛靠等手段承攬工程。不具備資質(zhì)的施工企業(yè)一般無天然氣管道施工經(jīng)驗，無專用運輸設(shè)備、焊接設(shè)備等機具，無相關(guān)的材料設(shè)備到場驗收、保管制度和經(jīng)驗，無合格的焊接人員，甚至無專業(yè)的施工員，因此施工質(zhì)量必定無法保證。因此，在天然氣管道的建設(shè)過程中，必須按照國家相關(guān)規(guī)定對工程進行招投標，選擇具有相應(yīng)實力的施工企業(yè)承擔(dān)施工任務(wù)。3.2 管道焊接存在缺陷

管道常見的焊接缺陷有裂紋、夾渣、未熔合、焊瘤、氣孔和咬邊等。管道一旦建成投產(chǎn)，一般情況下都是連續(xù)運行，管道中若存在焊接缺陷，不但難以發(fā)現(xiàn)，而且不容易修復(fù)，會給管道安全運行構(gòu)成威脅。因此，應(yīng)嚴格執(zhí)行焊接操作規(guī)程，焊接前必須做焊接工藝評定并制定焊接工藝指導(dǎo)書，選用合格的焊工進行焊接操作，焊接完成后應(yīng)按照規(guī)范和設(shè)計要求進行無損檢驗，無損檢驗人員必須由第三方擔(dān)任，且檢驗費用必須由業(yè)主直接支付，以確保檢驗結(jié)果的公正可靠。3.3 防腐層補口與補傷

管道防腐層的補口與補傷是防止管道腐蝕危害的重要工序。在施工過程中由于各種原因造成鋼管外表面的防腐涂層損壞要進行補傷，鋼管的接頭處應(yīng)進行補口。補口與補傷材料選擇不當、質(zhì)量不良會影響管道耐腐蝕性能，從而引起管道的腐蝕。因此，管道補口、補傷完畢后必須進行外防腐層的電阻測試，合格后方允許回填。

3.4 管溝開挖及回填的質(zhì)量不良

若管溝開挖深度或穿越深度不夠，或管溝地基不穩(wěn)定，當回填壓實，特別是采用機械壓實時，將造成管道向下彎曲變形。地下水位較高而管溝內(nèi)未及時排水就敷設(shè)管道，會造成管道底部懸空；管底存在較大范圍的流沙層且固沙措施不當，也會造成管道底部懸空。如果夯實不嚴，極易造成管道上拱變形?；靥钔恋耐临|(zhì)達不到規(guī)范要求時，其中的石塊等可能刺傷防腐層?；靥罡叨取⒑粚嵆潭冗_不到技術(shù)標準要求時，會造成管道埋深不夠、管溝地基不實等問題，導(dǎo)致管道受力不均勻和管道變形，容易帶來安全隱患。3.5 管道穿跨越

管道往往不可避免地要穿跨越城鎮(zhèn)道路、高速公路、國道(省道)、鐵路(見圖5)及江河或其他特殊設(shè)施。對于穿跨越管道，由于管道運行后難以再實施檢修工作或檢修工作難度大、費用高，因此管道穿跨越施工及措施的好壞直接影響著管道穿跨越的質(zhì)量。穿跨越河流段的管道(見圖6)，當河床受水流沖刷而使其覆土厚度逐漸減小，將可能造成管道懸空。對于通航河道，如果進行疏浚或船舶拋錨時，將對管道構(gòu)成危害。如果管道配重(見圖7)不足，將會造成管道的上浮而破壞。因此，應(yīng)特別注意穿越深度及穿越層的穩(wěn)定，同時應(yīng)修建適當?shù)臉酥疚?、護岸、護底、配重塊等保護設(shè)施，使管道免于破壞。

4、結(jié)語

通過分析管道設(shè)計和施工不當可能對天然氣管道產(chǎn)生的危害，并提出防范的措施，可以從源頭上避免或減少事故的發(fā)生。此外，后續(xù)的管道運行維護也很重要，任何疏忽都有可能對天然氣管道造成危害。因此，對天然氣管道應(yīng)進行全過程和全生命周期內(nèi)管理和維護，最大程度地降低對天然氣管道造成的危害，保證天然氣管道安全平穩(wěn)運行，促進天然氣產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。參考文獻：

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侯世光（1982-）男，計算機應(yīng)用與維護專業(yè)，大專學(xué)歷，助理工程師，主要從事燃氣工程施工管理工作。