第一篇：天然氣管道運(yùn)行中的安全管理

天然氣管道運(yùn)行過(guò)程中的安全管理

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

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(lái)20到30年在世界范圍內(nèi)一次能源消費(fèi)中占主要地位。近十年來(lái)，我國(guó)的天然氣工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，推進(jìn)了全國(guó)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(shì)下，隨之而來(lái)的對(duì)管網(wǎng)設(shè)施及輸氣安全構(gòu)成的威脅因素也越來(lái)越多，保障城鎮(zhèn)天燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行已成為天然氣工業(yè)工作的重點(diǎn)。

1天然氣管道運(yùn)行過(guò)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(duì)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(xiàng)目繁多，而施工項(xiàng)目承包者對(duì)天然氣行業(yè)了解甚少，更不要提到在施工過(guò)程中豎立保護(hù)天氣管道的意識(shí)。野蠻施工、強(qiáng)行違規(guī)作業(yè)的情況時(shí)有發(fā)生，施工現(xiàn)場(chǎng)安全人員缺位，管道警示標(biāo)志被破壞，各種施工物料直接占?jí)汗艿?、挖掘作業(yè)中碰壞劃傷管道，都給管道的安全運(yùn)行留下了重大隱患。

1.1.2人們?nèi)粘；顒?dòng)對(duì)管道的安全威脅

人民群眾自覺(jué)保護(hù)城市天然氣管道的責(zé)任感不強(qiáng)，沒(méi)有充分意識(shí)到天然氣的危險(xiǎn)性，私自在管道上方亂搭亂建；一些民用車輛無(wú)視管道警示標(biāo)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(dòng)下，不顧自身安全，不顧觸犯法律，鋌而走險(xiǎn)，偷取天然氣。這些人為地有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地破壞天然氣管道的行為，給天然氣管道在運(yùn)行過(guò)程中增加了許多不確定的危險(xiǎn)因素。1.1.3違章建筑對(duì)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(duì)管道的正常檢查和維護(hù), 而且會(huì)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(duì)管道安全的不利影響

我國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展的初期階段，經(jīng)驗(yàn)欠缺，施工質(zhì)量不高。埋地管道主要采用鋼管并進(jìn)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(cè)保養(yǎng)措施。經(jīng)多年運(yùn)行，管道老化問(wèn)題嚴(yán)重，其安全可靠性無(wú)法確定，隨管道運(yùn)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(lái)新一輪的問(wèn)題。

我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)發(fā)展初期，由于欠缺經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃比較混亂，各種地下管線、地面管道和高壓電線交錯(cuò)運(yùn)行，風(fēng)險(xiǎn)大，存在諸多安全隱患。

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

單純的天然氣管道泄露會(huì)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(dāng)空氣中甲烷達(dá)到25%-30%時(shí)，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)。若不及時(shí)遠(yuǎn)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(qiáng)。天然氣泄露最為嚴(yán)重的后果是燃燒和爆炸?？諝庵刑烊粴猓淄椋┖窟_(dá)到5％至15％時(shí)，遇火源就會(huì)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(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。

天然氣泄漏還將給環(huán)境帶來(lái)一定的影響，地下管道泄露對(duì)周圍的動(dòng)植物，農(nóng)田，生態(tài)環(huán)境都會(huì)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(kuò)散到大氣或周圍地面上，危險(xiǎn)程度極高。1.2.2對(duì)管道企業(yè)的影響

國(guó)內(nèi)外天然氣管道破裂爆炸事故屢見(jiàn)不鮮，每個(gè)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(fèi)大量財(cái)力和人力，成本極高；員工滿意度和忠誠(chéng)度降低，工作積極性削弱；人民群眾對(duì)企業(yè)失去信心，造成社會(huì)范圍內(nèi)的不良影響，企業(yè)形象嚴(yán)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(huì)的各個(gè)層面，因此，保證其安全運(yùn)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(huì)責(zé)任。2.1實(shí)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(huì)的發(fā)展和文明程度不斷提高，人們對(duì)安全生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)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(hù)環(huán)境的重心轉(zhuǎn)移。以人的健康和生命為代價(jià)換取效益的生產(chǎn)模式不再被認(rèn)可，以人為本的理念和保護(hù)自然的生態(tài)環(huán)境成為當(dāng)今社會(huì)的主流價(jià)值觀。最大限度地減低安全事故的發(fā)生幾率，保護(hù)生命財(cái)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(shí)相關(guān)責(zé)任，目的是為了提高人的社會(huì)責(zé)任感，這樣才能推進(jìn)管道安全管理工作的有效進(jìn)行。2.2影響天然氣管道安全因素的對(duì)策辦法

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

天然氣管道工程是一項(xiàng)社會(huì)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)工程，要求規(guī)劃部門(mén)在編制市區(qū)發(fā)展規(guī)劃時(shí)，充分考慮影響天然氣管道的安全運(yùn)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(guò)快、車體過(guò)重對(duì)地下輸氣管道造成嚴(yán)重的沖擊、損壞。2.2.3加強(qiáng)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(mén)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(kāi)挖工程屬經(jīng)常性行為，天然氣企業(yè)在第一時(shí)間取得施工信息，與施工單位做好施工開(kāi)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(duì)方的人身安全為出發(fā)點(diǎn)，與其良好地溝通，使違規(guī)施工人員意識(shí)到違規(guī)操作對(duì)自身安全的威脅和在社會(huì)范圍內(nèi)的惡劣影響，自覺(jué)地避免違規(guī)施工作業(yè)。為了防止施工單位無(wú)意識(shí)破壞天然氣氣管道的情況，則需要安排施工過(guò)程監(jiān)控工種，在施工過(guò)程中做好對(duì)施工單位施工方法的引導(dǎo)和監(jiān)督工作。2.2.4對(duì)人民群眾要加強(qiáng)需安全教育

人民群眾對(duì)于天然氣的危險(xiǎn)性有模糊的概念和規(guī)避危險(xiǎn)的意識(shí)，但對(duì)天然氣的相關(guān)知識(shí)不甚了解，企業(yè)有責(zé)任和義務(wù)對(duì)其進(jìn)行宣傳和教育，可以采取多種形式，逐步擴(kuò)大影響范圍，動(dòng)員全民共同豎立保護(hù)天然氣管道設(shè)施的意識(shí)。2.2.5加強(qiáng)管道建設(shè)承包商管理

對(duì)于管道建設(shè)承包商，要嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)員工的培訓(xùn)和個(gè)人防護(hù)裝配配備上等方面加強(qiáng)內(nèi)部管理，把承包商當(dāng)做自己的隊(duì)伍管理，嚴(yán)格要求、嚴(yán)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?jí)航ㄖ?/p>

管道違章建筑的大量存在, 不僅嚴(yán)重影響企業(yè)的安全生產(chǎn), 而且直接威脅著社會(huì)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(cuò)綜復(fù)雜,存在許多歷史遺留問(wèn)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(yùn)行記錄

工程施工前，要對(duì)選用的管材設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。工程驗(yàn)收通氣前，對(duì)埋地鋼質(zhì)管道應(yīng)采用檢測(cè)技術(shù)手段對(duì)管道防腐層現(xiàn)狀進(jìn)行檢測(cè)，天然氣鋼質(zhì)管道投入運(yùn)行后，根據(jù)管道投用年限制訂并實(shí)施防腐層周期檢測(cè)工作，對(duì)管道防腐層運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析。2.2.9逐步整改管道安全隱患 對(duì)天然氣管道安全隱患進(jìn)行整體排查，如管道被建筑物占?jí)旱龋贫[患檔案，并在各年度根據(jù)隱患嚴(yán)重程度制定專項(xiàng)計(jì)劃，安排專項(xiàng)資金逐步予以解決。

2.2.10建立專業(yè)天然氣泄漏巡檢隊(duì)伍

管網(wǎng)腐蝕泄漏分級(jí)巡檢：應(yīng)設(shè)專職的巡線工崗位，為其配備可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)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(jí)，制定各級(jí)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(diǎn)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(duì)伍負(fù)責(zé)詳查腐蝕泄漏點(diǎn)，并完成管網(wǎng)搶修工作。3.3從源頭加強(qiáng)安全管理

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

結(jié)論

社會(huì)的高度發(fā)展為天然氣行業(yè)帶來(lái)了無(wú)限機(jī)遇，同時(shí)也增加了天然氣企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。為保證天然氣管道安全運(yùn)行，避免對(duì)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(xiàn)：

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第二篇：天然氣高壓管道和站場(chǎng)的安全運(yùn)行管理

天然氣高壓管道和站場(chǎng)的安全運(yùn)行管理---文章作者：鄭利平梁建杭 管勝?gòu)?qiáng)

摘要：介紹了廣州地區(qū)高壓管道系統(tǒng)的基本狀況、安全運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題，提出了安全運(yùn)行管理的措施。

關(guān)鍵詞：天然氣高壓管道；天然氣站場(chǎng)；安全運(yùn)行管理

Safe Operation Management of Natural Gas High-pressure Pipeline and

Station

ZHENG Li-ping1，LIANG Jian-hang1，GUAN Sheng-qiang2

(1.Guangzhou Gas Co.，Guangzhou 510060，China；2.Guangzhou Nansha Development Gas Co.，Ltd.，Guangzhou 511458，China)Abstract：The basic situation of natural gas high-pressure pipeline system in Guangzhou region and problems existing in the safe operation management are introduced，and some measures for the safe operation management are put forward.Key words：natural gas high-pressure pipeline；natural gas station；safe operation management 1 廣州市天然氣高壓系統(tǒng)

廣州市天然氣利用工程外圍高壓管道設(shè)計(jì)壓力分為2級(jí)，設(shè)計(jì)壓力為5.0MPa的高壓輸氣管道長(zhǎng)度約85km，設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa的次高壓輸配氣管道長(zhǎng)度約27 km。全線設(shè)置線路截?cái)嚅y室8座、直埋閥井1座、門(mén)站3座、調(diào)壓站5座。高壓管道外徑為711mm，材質(zhì)為X60；次高壓管道外徑為508mm，材質(zhì)為X42。管道敷設(shè)地區(qū)除小部分山區(qū)線路按三級(jí)地區(qū)考慮外，其余均按四級(jí)地區(qū)設(shè)計(jì)。管道采用直縫雙面埋弧焊鋼管，管道外防腐采用3層擠壓聚乙烯防腐層。2 安全運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題

① 管道外部環(huán)境復(fù)雜帶來(lái)安全隱患

隨著廣州地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和周邊城市化迅猛推進(jìn)，管道所經(jīng)區(qū)域車流、人員活動(dòng)及各類施工作業(yè)較頻繁，且高壓管道經(jīng)過(guò)的城鄉(xiāng)結(jié)合部建(構(gòu))筑物密集。這些復(fù)雜的外部環(huán)境存在著許多安全隱患。

② 施工遺留問(wèn)題

通過(guò)管道探測(cè)設(shè)備探測(cè)沿線高壓管道管位，我們發(fā)現(xiàn)某些標(biāo)志樁、轉(zhuǎn)角樁、警示樁等設(shè)置與探明的管道實(shí)際位置存在較大偏差，容易誤導(dǎo)周邊施工作業(yè)活動(dòng)對(duì)管道造成損害。管道穿越重要水道的兩岸無(wú)安全警示標(biāo)志，不能起到警示、禁止管道周邊的船只拋錨、挖取河沙、地質(zhì)鉆探等活動(dòng)的作用。個(gè)別穿越河溝的管道有漂浮現(xiàn)象。在廣源門(mén)站內(nèi)的個(gè)別位置發(fā)生地基下沉，可能影響站場(chǎng)工藝裝置安全。設(shè)計(jì)要求管頂距路面的距離≥1m，然而部分管道埋深明顯不足，部分穿越道路的涵洞沒(méi)有保護(hù)設(shè)施，周邊一旦有道路、排水溝等施工，將對(duì)管道安全帶來(lái)隱患。管道水工保護(hù)不完善，廣州地區(qū)多暴雨，很容易導(dǎo)致管道受暴雨沖刷懸空、移位。

③ 工藝裝置運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題

自現(xiàn)場(chǎng)到控制室的數(shù)據(jù)通信傳輸偶有故障，影響數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集效果和統(tǒng)計(jì)分析功能。受管道內(nèi)清理不徹底、積塵較多的影響，試運(yùn)行階段吉山調(diào)壓站調(diào)壓器發(fā)生多次故障切斷，影響正常平穩(wěn)供氣。

④ 違章占?jí)汗艿兰耙靶U施工

通過(guò)日常巡檢，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)剛才建好的高壓管道上存在多處違章管道或侵占高壓管道保護(hù)區(qū)域的現(xiàn)象。自投運(yùn)以來(lái)，已發(fā)生多起喲與施工導(dǎo)致高壓管道防腐層嚴(yán)重破損的事故。3 安全運(yùn)行管理措施

① 嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)

前期工程建設(shè)以及后期運(yùn)營(yíng)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，參與的部門(mén)比較多，有招標(biāo)、合同管理部門(mén)以及各單項(xiàng)工程實(shí)施監(jiān)管部門(mén)、物資材料采購(gòu)部門(mén)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門(mén)等，為了提高效率、避免漏項(xiàng)，各責(zé)任部門(mén)的相互配合十分重要。在工程實(shí)施前，科學(xué)合理地規(guī)劃項(xiàng)目前期各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，盡可能留下充足的施工調(diào)試時(shí)間。做好分期施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)銜接，做到統(tǒng)一規(guī)劃，遠(yuǎn)、近期良好結(jié)合，盡量減少在已建或已運(yùn)行項(xiàng)目上實(shí)施施工作業(yè)。施工過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)控管道的保護(hù)、回填處理、管道試壓、清管干燥等關(guān)鍵工序的質(zhì)量，對(duì)監(jiān)理的旁站質(zhì)量給予隨機(jī)抽查考核，嚴(yán)格監(jiān)督隱蔽工程的實(shí)施。

② 加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理 a.建立各級(jí)安全責(zé)任制

建立健全安全管理體系，完善安全管理制度并將安全責(zé)任落實(shí)到人。首先，強(qiáng)調(diào)一線部門(mén)的安全生產(chǎn)管理責(zé)任，將總公司下達(dá)給運(yùn)營(yíng)分公司的安全責(zé)任管理目標(biāo)在分公司內(nèi)逐層分解至各部室，并將各項(xiàng)考核指標(biāo)具體化并落實(shí)到每一個(gè)崗位。其次是強(qiáng)化操作人員的技能培訓(xùn)，提高操作水平，堅(jiān)持執(zhí)行學(xué)習(xí)制度，每位員工每月最少參加一次學(xué)習(xí)。第三是加大對(duì)安全生產(chǎn)工作的各項(xiàng)檢查和考核的力度。

b.加強(qiáng)對(duì)燃?xì)夤艿赖娜粘Ｑ矙z 復(fù)雜環(huán)境下的活動(dòng)帶有不可預(yù)見(jiàn)性并會(huì)對(duì)設(shè)施的安全構(gòu)成威脅，有效的辦法是加強(qiáng)日常巡檢。通過(guò)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能對(duì)高壓管道造成破壞的施工作業(yè)活動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行交涉并制止違規(guī)活動(dòng)，將問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。對(duì)于施工過(guò)程中遺留的以及巡檢過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，加強(qiáng)協(xié)調(diào)，制定專項(xiàng)整改方案，盡快做好各項(xiàng)隱患消除工作。加強(qiáng)向管道沿線單位、群眾告知有關(guān)管道的路由，加強(qiáng)天然氣管道安全保護(hù)重要性、應(yīng)急處理措施以及相關(guān)法規(guī)的宣傳，增強(qiáng)群眾對(duì)天然氣管道保護(hù)的意識(shí)，充分發(fā)揮群眾的力量，取得群防群治的效果。c.完善事故應(yīng)急預(yù)案并實(shí)行定期演練制度

燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的事故應(yīng)急處理是所有燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)企業(yè)的共同課題，事故的應(yīng)急處理機(jī)制及其相應(yīng)的方案和制度是安全管理基礎(chǔ)工作之一。自高壓管道系統(tǒng)投產(chǎn)以來(lái)，高壓管線分公司已經(jīng)組織在兩個(gè)門(mén)站分別開(kāi)展了安全事故演練，演練暴露出了一些問(wèn)題，如針對(duì)不同的事故情況未明確各崗位人員的職責(zé)及處理程序，演練時(shí)還沒(méi)有做到人人有把握，處理速度不夠快。因此事故應(yīng)急預(yù)案有待完善和細(xì)化，演練有待加強(qiáng)。

d.重視生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理

加強(qiáng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理，有助于今后比對(duì)查詢、分析設(shè)備故障原因、預(yù)測(cè)存在風(fēng)險(xiǎn)，為建立管道和站場(chǎng)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫(kù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括：設(shè)備檔案臺(tái)賬、管道施工記錄、沿線地形地貌、流量和壓力等生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)、管道設(shè)施的巡檢紀(jì)錄等資料。

e.加強(qiáng)工藝系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理

制定標(biāo)準(zhǔn)化操作程序、標(biāo)準(zhǔn)化維護(hù)保養(yǎng)程序，逐步建立天然氣管道、工藝設(shè)備的完整性管理體系。定期對(duì)站場(chǎng)設(shè)施及高壓管道進(jìn)行檢測(cè)、分析、評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)做前瞻|生診斷并采取有效的措施加以防范。f.強(qiáng)化上下游安全生產(chǎn)協(xié)調(diào)

針對(duì)多個(gè)站場(chǎng)隔墻而建、高壓管道并行敷設(shè)、設(shè)施各有所屬、上下游系統(tǒng)工藝和設(shè)備狀況各不相同的特點(diǎn)，建立合理的上下游協(xié)調(diào)機(jī)制，及時(shí)辨識(shí)、通報(bào)高壓管道和站場(chǎng)區(qū)域的危險(xiǎn)因素，建立事故應(yīng)急的聯(lián)合協(xié)作機(jī)制，開(kāi)展事故應(yīng)急方案聯(lián)合演練。

g.完善應(yīng)急搶修組織

下游幾個(gè)燃?xì)夤咀畛醮蛩懵?lián)合起來(lái)，依托上游大鵬公司的搶修中心，策劃應(yīng)急搶修工作，但目前未能達(dá)成一致意見(jiàn)。從廣州地區(qū)的規(guī)劃發(fā)展分析，廣州市高壓管道系統(tǒng)的規(guī)模可能達(dá)到目前的2～3倍，屆時(shí)的管網(wǎng)覆蓋面更廣、站場(chǎng)更加分散。廣州市煤氣公司作為華南地區(qū)有較長(zhǎng)歷史的大型專業(yè)公司，應(yīng)該考慮挖掘自己的專業(yè)技術(shù)力量，應(yīng)對(duì)今后本地區(qū)天然氣管網(wǎng)的搶險(xiǎn)、維修業(yè)務(wù)。

第三篇：天然氣管道安全運(yùn)行危害因素及防范措施最新

天然氣管道安全運(yùn)行危害因素及防范措施

侯世光

（營(yíng)口港華燃?xì)庥邢薰?/p>

營(yíng)口

鲅魚(yú)圈

115007）

摘要：分析了天然氣管道安全運(yùn)行的危害因素，從設(shè)計(jì)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(lái)國(guó)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(jì)較為發(fā)達(dá)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(zhǎng)江的天然氣管道發(fā)生破裂，導(dǎo)致城區(qū)約1萬(wàn)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(shù)立交橋處，某勘測(cè)單位鉆探施工時(shí)，不慎將Φ711的天然氣高壓管道鉆破，導(dǎo)致沿線逾60萬(wàn)戶居民及周邊工商用戶用氣受到影響。

根據(jù)國(guó)內(nèi)較早使用天然氣的四川地區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及國(guó)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(jì)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(cuò)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(jìn)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(jì)與施工缺陷、第三方破壞、材料及設(shè)備缺陷、錯(cuò)誤操作等則屬于人為災(zāi)害。隨著國(guó)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(hù)措施。本文從設(shè)計(jì)和施工的角度，對(duì)幾種常見(jiàn)的危害因素及相應(yīng)的措施進(jìn)行分析。

2、設(shè)計(jì)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(jì)中的先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性工作，不僅決定著工程造價(jià)，而且決定著管道的運(yùn)行安全。如果設(shè)計(jì)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(lái)城市中心區(qū)等，均會(huì)導(dǎo)致管道運(yùn)行時(shí)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(dòng)對(duì)管道的影響這一安全第一原則。選線時(shí)應(yīng)通過(guò)基礎(chǔ)資料(如地質(zhì)勘探資料、水文資料、未來(lái)規(guī)劃等)，選定管道的平面位置，有必要時(shí)，還需要進(jìn)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(jiàn)圖1)，同時(shí)采用土工合成材料(土工格室、植生帶)作為淺層護(hù)面措施，防止坡面降雨的擊濺侵蝕。對(duì)于坡腳，通常采用護(hù)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(duì)于鵝卵石河道，則采用淤土壩作為防沖切的深層保護(hù)措施(見(jiàn)圖2)。沿河敷設(shè)的管道采用砌筑護(hù)坡或漿砌護(hù)岸(見(jiàn)圖3)。若經(jīng)過(guò)現(xiàn)狀或規(guī)劃的三、四級(jí)地區(qū)，則應(yīng)采取增大管道壁厚、提高焊縫檢驗(yàn)比例、管道上敷設(shè)混凝土蓋板等措施防止人類活動(dòng)對(duì)管道的影響(見(jiàn)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(jī)等機(jī)械破壞。

2.2 管道壁厚、材料的選擇計(jì)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(jì)規(guī)范》或GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》。管道強(qiáng)度計(jì)算校核時(shí)，對(duì)管道的受力分析不當(dāng)，或地區(qū)等級(jí)分級(jí)不準(zhǔn)造成強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)取值錯(cuò)誤，將使強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果及管材(鋼級(jí))、壁厚的選用不恰當(dāng)，彎管未考慮壁厚增大系數(shù)等。例如，管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(dòng)的影響程度或管道穿跨越公路等級(jí)、河流大小等情況進(jìn)行地區(qū)分級(jí)選取的，如果管道沿線勘察資料不詳或沒(méi)有勘察資料，會(huì)造成地區(qū)分級(jí)不準(zhǔn)確，強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)選取不恰當(dāng)。若這種失誤導(dǎo)致管道壁厚計(jì)算值偏高，則會(huì)造成管道造價(jià)的無(wú)謂加大，造成浪費(fèi)；若這種失誤導(dǎo)致管道壁厚計(jì)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(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性、抗震校核失誤，會(huì)造成管道在特定條件發(fā)生時(shí)變形、彎曲甚至斷裂。如對(duì)當(dāng)?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(huì)導(dǎo)致所選用的材料(鋼級(jí))不當(dāng)，或彎管的曲率半徑不符合要求，降低了對(duì)地震等災(zāi)害的抵御程度。當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)防烈度較高時(shí)，應(yīng)采用較低鋼級(jí)的管道并加大壁厚，以增強(qiáng)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(dāng)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(xì)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(jì)、施工階段做起，選用合適的防腐層，精心測(cè)量土壤腐蝕控制參數(shù)并設(shè)計(jì)安裝陰極保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)在運(yùn)行階段還要做好定期的腐蝕檢測(cè)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(yàn)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(guó)家或行業(yè)主管部門(mén)認(rèn)定的施工資質(zhì)，并嚴(yán)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(wú)天然氣管道施工經(jīng)驗(yàn)，無(wú)專用運(yùn)輸設(shè)備、焊接設(shè)備等機(jī)具，無(wú)相關(guān)的材料設(shè)備到場(chǎng)驗(yàn)收、保管制度和經(jīng)驗(yàn)，無(wú)合格的焊接人員，甚至無(wú)專業(yè)的施工員，因此施工質(zhì)量必定無(wú)法保證。因此，在天然氣管道的建設(shè)過(guò)程中，必須按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定對(duì)工程進(jìn)行招投標(biāo)，選擇具有相應(yīng)實(shí)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(jiàn)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(yùn)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(huì)給管道安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作規(guī)程，焊接前必須做焊接工藝評(píng)定并制定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)，選用合格的焊工進(jìn)行焊接操作，焊接完成后應(yīng)按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，無(wú)損檢驗(yàn)人員必須由第三方擔(dān)任，且檢驗(yàn)費(fèi)用必須由業(yè)主直接支付，以確保檢驗(yàn)結(jié)果的公正可靠。3.3 防腐層補(bǔ)口與補(bǔ)傷

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

3.4 管溝開(kāi)挖及回填的質(zhì)量不良

若管溝開(kāi)挖深度或穿越深度不夠，或管溝地基不穩(wěn)定，當(dāng)回填壓實(shí)，特別是采用機(jī)械壓實(shí)時(shí)，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(shí)排水就敷設(shè)管道，會(huì)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(dāng)，也會(huì)造成管道底部懸空。如果夯實(shí)不嚴(yán)，極易造成管道上拱變形。回填土的土質(zhì)達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，其中的石塊等可能刺傷防腐層?；靥罡叨?、夯實(shí)程度達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，會(huì)造成管道埋深不夠、管溝地基不實(shí)等問(wèn)題，導(dǎo)致管道受力不均勻和管道變形，容易帶來(lái)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(guó)道(省道)、鐵路(見(jiàn)圖5)及江河或其他特殊設(shè)施。對(duì)于穿跨越管道，由于管道運(yùn)行后難以再實(shí)施檢修工作或檢修工作難度大、費(fèi)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(jiàn)圖6)，當(dāng)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(duì)于通航河道，如果進(jìn)行疏?；虼皰佸^時(shí)，將對(duì)管道構(gòu)成危害。如果管道配重(見(jiàn)圖7)不足，將會(huì)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(shí)應(yīng)修建適當(dāng)?shù)臉?biāo)志物、護(hù)岸、護(hù)底、配重塊等保護(hù)設(shè)施，使管道免于破壞。

4、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析管道設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)可能對(duì)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(yùn)行維護(hù)也很重要，任何疏忽都有可能對(duì)天然氣管道造成危害。因此，對(duì)天然氣管道應(yīng)進(jìn)行全過(guò)程和全生命周期內(nèi)管理和維護(hù)，最大程度地降低對(duì)天然氣管道造成的危害，保證天然氣管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)天然氣產(chǎn)業(yè)更好更快地發(fā)展。參考文獻(xiàn)：

[1]彭知軍.預(yù)防第三方施工對(duì)燃?xì)夤艿兰霸O(shè)施破壞的措施[J].煤氣與熱力，2010，30(6)：B23-B28.[2]虎繼遠(yuǎn)，劉中蘭，徐杰.燃?xì)夤艿佬孤┦鹿食梢蚺c防范對(duì)策[J].煤氣與熱力，2009，29(11)：B23-B26.[3]肖煒，鄺月芳.埋地鋼質(zhì)天然氣管道腐蝕控制檢測(cè)與對(duì)策[J].煤氣與熱力，2010，30(8)：A34-A40.[4]楊羅，姚劍鋒，吳小平.城市天然氣高壓管道設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題[J].煤氣與熱力，2007，27(11)：1-4.[5]于洋.城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探討[J].煤氣與熱力，2007，27(11)：25-27.作者簡(jiǎn)介：

侯世光（1982-）男，計(jì)算機(jī)應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)，大專學(xué)歷，助理工程師，主要從事燃?xì)夤こ淌┕す芾砉ぷ鳌?/p>

第四篇：天然氣管道運(yùn)行模擬及仿真技術(shù)研究

天然氣管道運(yùn)行模擬及仿真技術(shù)研究

1011202045 蔡永軍 科學(xué)計(jì)算選講結(jié)課論文

為了預(yù)測(cè)天然氣管道運(yùn)行狀態(tài)，制定合理的管輸計(jì)劃，更好的配置設(shè)備開(kāi)機(jī)，天然氣管道輸送過(guò)程中需要進(jìn)行工況模擬及仿真。實(shí)際工作中需要建立壓縮機(jī)、閥門(mén)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(duì)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(duì)于管道中的任意管段，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化可以用下列公式來(lái)描述： 連續(xù)性方程：

A運(yùn)動(dòng)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(shí)間，s； x——坐標(biāo)，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(mén)控制方程

閥門(mén)控制方程如下：

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

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

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

Pup——閥的入口壓力，Pa；

Pdw——閥的出口壓力，Pa。1.3壓縮機(jī)控制方程

簡(jiǎn)化后的壓縮機(jī)控制方程如下

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

m?1Tdw?Tup?m式中：?——壓縮機(jī)壓比；

m——多變壓縮指數(shù)；

n——壓縮機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，rpm； n0——壓縮機(jī)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——?dú)怏w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(gè)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?jǐn)?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(jì)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(shí)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(jì)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——?dú)怏w定壓比熱； Tt——t時(shí)刻的氣體溫度。

單位管長(zhǎng)熱流量由下式表示。通過(guò)該公式計(jì)算管壁在任意節(jié)點(diǎn)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——?dú)怏w溫度。水力摩阻系數(shù)計(jì)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(jì)算，該公式表達(dá)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(wú)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(jì)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(duì)控制方程進(jìn)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(jìn)變量φ，φ代表三個(gè)流動(dòng)基本中的任意一個(gè)。在時(shí)間步長(zhǎng)為Δx , 空間步長(zhǎng)為Δt 的情況下，以空間i和時(shí)間網(wǎng)格點(diǎn)t采用中心隱式差分格式，則有以下離散形式：

對(duì)于基本流動(dòng)變量：

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

4基本流動(dòng)變量對(duì)時(shí)間的一階偏導(dǎo)數(shù)：

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

基本流動(dòng)變量對(duì)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(dòng)變量對(duì)時(shí)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(dòng)變量對(duì)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(dòng)變量對(duì)空間及時(shí)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(yùn)動(dòng)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(kāi)始運(yùn)行時(shí)的初始?jí)毫?、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(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)上的約束條件。主要包括：

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

(2)氣源對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的壓力、流量或溫度設(shè)定值；(3)分輸點(diǎn)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的壓力、流量或溫度設(shè)定值；(4)節(jié)點(diǎn)處壓力、流量或溫度的一致性；(5)節(jié)點(diǎn)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(chǎng)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(duì)于該非線性方程組選取牛頓迭代法進(jìn)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(duì)于迭代函數(shù)F，將求解非線性方程組問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為尋根問(wèn)題，也即要求下式成立：

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

（5.7-2）

對(duì)任意點(diǎn)x0和它的相鄰點(diǎn)/鄰域（x0+△x），通過(guò)泰勒展開(kāi)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(xiàng)?(?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(jìn)行計(jì)算。

（2）牛頓＋最速搜索迭代法

引入目標(biāo)函數(shù) f?0.5F?F，通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，可以得到牛頓迭代沿著此目標(biāo)函數(shù)的梯度方向?f，始終可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)數(shù)值α能使得目標(biāo)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(diǎn)。8仿真運(yùn)行

8.1仿真運(yùn)算的基本過(guò)程

仿真運(yùn)行的基本過(guò)程如圖1仿真運(yùn)行所示。運(yùn)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(guò)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(dá)計(jì)算命令；粉色線條表示運(yùn)算中仿真模擬器和數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；綠色線條表示初始化過(guò)程加載數(shù)據(jù)。

簡(jiǎn)單人機(jī)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(jì)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(yùn)行系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)編連文件

圖1仿真運(yùn)行過(guò)程

仿真運(yùn)行基本過(guò)程如下：

(1)通過(guò)各個(gè)接口或視角，下達(dá)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(guò)各個(gè)接口或視角，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步初始化；(4)通過(guò)各個(gè)接口或視角，下達(dá)一輪計(jì)算命令；

(5)仿真模擬器開(kāi)始一輪計(jì)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(jì)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(jìn)行新一輪計(jì)算，相應(yīng)接口和視角可以對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)定，并下達(dá)新一輪計(jì)算命令，系統(tǒng)將回到第5步。

8.2仿真運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

仿真運(yùn)算由仿真模擬器作為核心模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)直接的輔助模塊是數(shù)據(jù)模塊和編譯模塊。

這3個(gè)模塊相互協(xié)同進(jìn)行仿真運(yùn)算，基本過(guò)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(jì)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(jì)算4446元件參數(shù)關(guān)系計(jì)算函數(shù)庫(kù)外部邊界方程組元件庫(kù)元件參數(shù)關(guān)系計(jì)算函數(shù)庫(kù)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(kù)，建立編連文件，編連文件中包含仿真系統(tǒng)各個(gè)元件的信息；同時(shí)，根據(jù)通用、基本的控制方程組、元件參數(shù)關(guān)系計(jì)算函數(shù)庫(kù)、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(yùn)算前的初始化過(guò)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(jì)算函數(shù)庫(kù)列表；

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

(4)開(kāi)始運(yùn)算后，仿真模擬器的數(shù)值計(jì)算模塊根據(jù)處理好的輸入?yún)?shù)和相關(guān)的方程組進(jìn)行數(shù)值計(jì)算；

(5)數(shù)值計(jì)算模塊計(jì)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(jì)算函數(shù)庫(kù)，仿真模擬器同步對(duì)其它輸出參數(shù)進(jìn)行數(shù)值化計(jì)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(lái)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行下一輪計(jì)算的參數(shù)輸入了。9結(jié)論

通過(guò)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(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)，從而為排定管輸計(jì)劃、優(yōu)化運(yùn)行工況提供決策依據(jù)。

第五篇：天然氣管道運(yùn)行壓力工藝參數(shù)

天然氣管道運(yùn)行壓力工藝參數(shù)

高壓管道運(yùn)行壓力：

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

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

P < 0.01MPa

天然氣調(diào)壓站（箱）現(xiàn)狀運(yùn)行壓力工藝參數(shù) 次高壓A調(diào)壓站的進(jìn)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(jìn)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(jìn)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?xì)怏w檢測(cè)儀的使用：

零調(diào)節(jié)：先將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由BATT轉(zhuǎn)至（L）擋位置，待指針?lè)€(wěn)定，確認(rèn)“0”如指針偏差于“0”時(shí)將“零”（ZERO）調(diào)節(jié)旋鈕緩轉(zhuǎn)，進(jìn)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(jìn)行）

檢測(cè)：1.先將轉(zhuǎn)換開(kāi)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(cè)地點(diǎn)來(lái)測(cè)量。

2.感應(yīng)到要測(cè)氣體時(shí)，指針就會(huì)擺動(dòng)，當(dāng)指針?lè)€(wěn)定下來(lái)后，所指示的刻度便是氣體的濃度。在檢測(cè)氣體時(shí)，先應(yīng)轉(zhuǎn)在（H）擋，如指針指示在10%LEL以下時(shí)，當(dāng)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(bào)警功能，達(dá)到危險(xiǎn)濃度（20%LEL）時(shí)則可以燈光及蜂鳴器鳴響告知。在使用時(shí)，如電池電量不足時(shí)，可以連續(xù)鳴響告知，故須更換電池。

4.檢測(cè)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(jì)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?xì)怏w檢測(cè)儀的使用：

零調(diào)節(jié)：將轉(zhuǎn)換開(kāi)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(kāi)關(guān)置于“L”擋調(diào)零，放在“H”擋，無(wú)法調(diào)到準(zhǔn)確的零點(diǎn)。檢測(cè)：1.在調(diào)零穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“H”擋，用吸引管采氣樣進(jìn)行檢測(cè)，到指針?lè)€(wěn)定后，讀取數(shù)值，如讀值在10%（或30%）以下時(shí)，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改成“L”擋，以便讀到更精確的數(shù)值。

2.當(dāng)儀器用于檢漏時(shí)要注意指示值將隨著吸引管靠近泄漏點(diǎn)而增大，而離開(kāi)泄漏點(diǎn)時(shí)則減小。如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于高濃度“H”擋不利于檢漏時(shí)，應(yīng)改放在“L”擋.