天然气场站维护与管理

李通，吴远银，周岳洪

(国家管网集团广东省管网有限公司，广东 广州 510503)

0 引言

安全管理始终是天然气场站各项管理工作的重中之重，如果出现管理漏洞，则极易引发天然气泄漏或者爆炸事故，进而给人民群众的生命安全构成直接威胁。基于此，在天然气场站运行过程中，管理人员应当结合各个场站的运行特点与实际运行状况，构建一个安全风险管理体系。并通过对各类风险要素的识别，通过实施精细化管理模式，将天然气场站的安全风险消灭在萌芽状态，确保天然气场站能够安全、稳定、高效运行。

1 天然气场站的分类

天然气场站实际上是输气管道工程中各类工艺站场的总称，主要承担接收天然气、天然气增压以及输气、配气、储气等任务，是满足天然气终端用户需求的一处运行与控制场所。按照输气管道中所处的位置以及场站功能进行划分，天然气场站包括以下类型，如图1所示。

图1中的输气首站是指天然气管道的起点站，该场站的主要作用是负责接收来自于矿场或者净化厂传输过来的经过净化处理的天然气，如果进场天然气压力不足，首站还可以对其进行增压处理。分输站是将天然气分别输送至终端用户的中间场站，天然气经过分离、调压与计量处理后，可以经由此场站传输到用户使用端。输气末站是天然气管道的终点场站，该场站负责接收各分输站点的天然气，然后直接供给终端用户。压气站主要负责给压力不足的天然气进行增压处理，以提升天然气的输送能力。清管站主要负责清理天然气管道当中的积液、杂质、粉尘或者其他异物，经过处理后的天然气由清管器直接传输给下游场站。

图1 天然气场站的分类

2 天然气场站的风险要素识别

2.1 风险要素识别

天然气场站的安全风险要素主要来自于场站设备、控制系统以及天然气排放过程。首先，对于场站设备来说，由于在天然气输送过程中，压力值较高，而且呈现出不均匀变化特征，因此极易对天然气管道产生腐蚀作用。如果不及时予以处理，就容易出现天然气泄漏事故。另外，在场站设备当中，存在大量的过滤设备、计量设备、调压设备、分离设备等。一旦这些设备出现故障，有可能出弯头击穿、阀门内漏、高压系统失效等问题，进而引发火灾或者爆炸事故。其次，场站的控制系统主要包括机组运行检测系统、压力检测系统、计量系统、通讯系统、火灾预警系统等。如果这些系统维护保养措施不当，或者出现管理漏洞，系统内部的各个元器件极易受损，进而缩短系统的使用寿命。最后，天然气场站在投产以后，或者清管、检修期间，将排放大量的天然气。如果这些气体与空气混合浓度达到爆炸极限时，则极易引发爆炸等较为严重的安全事故[1]。

2.2 压气站、分输站的安全风险

2.2.1 压气站

压缩机组是压气站的主要设备，如果压缩机组的供油系统、自控系统、供电系统出现故障，将直接影响压气站的输气能力。其主要危害是压缩机的吸排气阀门、轴封位置、设备与管道的法兰、焊接口等部位极易出现天然气泄漏的风险。一旦这些气体与空气结合后，将产生爆炸性气体混合物，如果遇到火源，就会引发燃烧或者爆炸事故。另外，由于天然气经过压缩处理后，本身的温度将急剧升高，如果压缩机冷却系统功能失效，润滑油的润滑作用将受到严重影响。在这种情况下，压缩内部的各个组件之间产生较大摩擦力，随着摩擦力的增加，设备内部温度也将大幅上升，这时天然气就会与空气中的介质发生聚合反应而引起自燃。

2.2.2 分输站

由于一些分输站设备了加热炉，如果泄漏的天然气积聚在加热炉当中，便会与空气形成爆炸性混合物。如果加热炉本身的通风效果不良，那么点火时，加热炉的炉膛内就会出现爆炸事故。同时，如果加热炉内部液位计的监测功能失效，那么当炉内的水被烧干，系统将出现误操作而向炉内加入大量的冷水，这时也极易引发爆炸等安全事故。

3 天然气场站日常管理存在的问题与不足

3.1 制度执行力欠缺

虽然天然气场站根据场站日常运行与管理内容制订了相关的管理制度，但是在制度执行过程中，由于缺少过程监督环节，导致大部分制度条款无法施行，个别管理人员依然我行我素，进而在工作当中经常出现失误。比如：集气站、计量站、输气站、加压站等场站当中有大量的设备，由于这些设备始终处于长时间高负荷运转状态，因此需要维修人员定期对设备进行维修与保养，以延长设备的使用寿命，确保设备能够安全稳定运转。但是，部分维修人员工作态度不积极，加之缺少合理的奖惩机制的激励，使得维修人员缺少进取心与上进心，对设备出现的小问题、小故障不闻不问，久而久之，小问题变成大隐患，最后引发不必要的安全风险。

3.2 场站阀门灵活性受限

近年来，随着我国天然气需求量的与日俱增，天然气管道敷设工程数量也呈现出逐年递增态势。在这种情况之下，天然气场站也需要不断扩容才能满足终端用户的供气需求。但是，由于天然气输送管道的敷设时间存在明显差异，对于敷设时间过长的管道，老化速度逐年加快。因此，管道的密封性、阀门的灵活性将受到严重影响，甚至有的管道阀门出现了锈蚀现象，这就给管道维修工作增加了难度。

3.3 设备维护间隔时间长

由于天然气属于一种可燃性气体，在气体输送过程中，如果设备密封性差，则容易出现天然气泄漏事故。一旦泄漏的气体与空气混合物超过爆炸极限后，将引发严重的爆炸事故。而究其原因是由于天然气场站的风险管理机制不完善，各种设备的维护间隔时间过长，这就给一些关键设备的运行安全性造成严重影响，安全事故的发生概率也显著提升。

3.4 安全意识淡薄

在天然气场站日常管理当中，受到管理人员新老交替格局的影响，一些新上岗员工由于缺乏实际操作与管理经验，而埋下了安全风险隐患。出现这种情况的主要原因是由于天然气场站的管理人员安全意识淡薄，对新上岗员工并未进行“三级安全教育”，导致一些员工对设备的安全操作规程完全处于一种模棱两可的认知状态。加之后续缺少一些必要的实际操作训练，一旦出现安全事故，这些人员就会手足无措，使得事态不断扩大，进而给天然气场站造成巨大的经济损失。

4 天然气场站维护与管理措施

4.1 建立健全风险管理体系

为了减少天然气场站的安全管理风险，最大限度的降低安全事故的发生概率，天然气场站的各级管理人员应当结合场站内部各个管理岗位的职能权限，建立一个安全风险管理体系，并通过对风险分析、风险评价、风险控制与决策关系的分析，创建一个风险管理体系模型(如图2所示)。

图2 天然气场站风险管理体系模型

图2 当中的风险分析主要是对天然气各场站中的安全风险因素进行辨识，比如站内的埋地管道存在以下风险：埋地管道金属外壁腐蚀风险，产生腐蚀的主要原因包括土壤腐蚀、空气腐蚀、细菌微生物腐蚀以及海水腐蚀等；管道设计风险主要和设计人员的专业技术水平以及设计审查流程是否严谨有关；管道施工风险与材料选用、连接点检测、土方回填、涂层补口等因素有关；而管道维护风险则于维护人员的操作水平、维护方式以及参考的作业文件有关。图2中风险评价的主要目的是确定天然气管道的安全性能是否符合国家、行业的相关标准。这就需要企业制订一个风险衡量尺度，以确定天然气场站中存在的风险是否在可接受范围之内，进而决定是否采取相应的降低风险措施。这个风险衡量尺度也被称之为可接受标准。这一标准完全建立在社会与人们可接受的范围之内，因此，企业应当事先制订一套切实可行的降低风险的投资方案，进而将安全风险的发生概率降到最低点。而风险控制则是在风险分析与风险评价之后进行，管理人员通过对风险因素的准确判断与分析，再建立完善的保障措施将风险控制在人们可接受的范围之内，以确保天然气各场站能够安全运行。

比如某输气管道总长度为286.263 km，设计年输气能力为5.8亿立方米，全线共设置4座工艺场站，即输气首站、清管站、分输站以及输气末站。以输气首站为例，结合风险管理体系模型，输气首站的主 要风险因素有盐渍土壤腐蚀性较强、阀门组件内漏、可燃性气体报警器未检测、员工培训亟待加强、安全防护设施配备不足。管理人员针对这些风险要素，采取以下风险控制措施，即严格执行设备操作规程、定期加注优质润滑油、增加巡检人员的培训频次、配备齐全的安全防护设施。通过采取一系列风险控制措施，使该天然气输气首站的安全风险明显降低[2]。

4.2 完善各项管理机制

虽然说管理制度是一个老生常谈的话题，但在天然气场站安全管理工作当中发挥着至关重要的作用。因此，天然气场站的各级管理领导应当在原有管理制度的基础上，对制度条款内容进一步细化。并结合天然气场站的实际运行情况，构建一个完善的管理制度体系。涉及的管理制度应当包括安全检查制度、应急安全管理制度、安全设施、设备管理制度、设备使用与维护保养制度、安全防火制度、安全教育与培训制度、交接班管理制度、动火作业管理制度、安全奖惩制度等。另外，为了提高各项管理制度的执行力，突显制度执行效果，场站各级管理部门应对制度的落实与执行情况进行全程监督。比如以设备使用与维护保养制度为例，如果设备维护人员违反制度规定，并在规定的期限内对各场站的关键设备进行维护保养。而出现安全风险的或者引发安全事故的，监督人员应当根据奖惩制度的规定，对直接责任人进行严肃处理。如果造成严重后果的，应当直接移交公安机关。

4.3 定期对场站设备阀门进行维护、保养

天然气各场站的设备阀门需要定期进行维护和保养，否则将大大缩短天然气管道以及各种设备的使用寿命。比如阀杆螺纹与螺母之间经常出现摩擦，如果不及时采取有效的预防措施，螺母杆件将严重受损，进而影响天然气管道的密封性。因此，维护人员应定期对阀杆组件进行润滑处理，通常情况下向内部添加石墨粉或者黄甘油，以降低杆件之件的摩擦阻力。对裸露在外的阀门组件，维护人员需要在组件外表面加装保护套，一方面可以防止人为破坏，另一方面也能够避免组件外表面发生锈蚀现象，进而减慢天然气管道的腐蚀速度。以球阀内漏事故为例，如果球阀出现内漏的情况，维护人员首先需要查找出产生内漏的原因，可以通过阀位观察孔或者手动检查阀门是否处于全开位置或者全关位置。如果脱离全开与全关的位置，应当及时予以调节。或者均匀地在各个注脂咀中缓慢地注入规定数量的阀门清洗液，如果内漏问题得不到解决，可以选择更高一级的密封脂，以解决球阀内漏问题。

4.4 推广使用新技术、新材料

随着科技的进步，各种新型技术与材料也应运而生。尤其在天然气场站的维护管理领域，针对管道腐蚀的情况，广大科研人员研制出了一系列防腐新技术与新材料。因此，场站管理人员应当大力宣传和推广使用新型的防腐技术与材料，以提高天然气管道的抗腐蚀能力。比如无机聚合物涂层，不仅防腐蚀性能优越，而且具有良好的耐磨性与抗冲击性。在管道运行维护过程中，维护人员可以采取这种方法来增强管道外壁的抗腐蚀能力，进而达到延长管道使用寿命的目的。

5 结语

天然气场站的维护与管理工作是确保天然气安全输送的重要保障。因此，场站的各级管理人员应当始终秉持“安全至上”的理念，通过健全安全风险管理体系，完善安全管理机制，加大培训教育力度等方法，来增强各级管理人员与现场维护人员的安全意识，在保障天然气场站安全稳定运行的同时，为天然气的终端用户提供更加优质的服务。