中缅油气管道设备管理探索创新

刘逸龙

（中油国际管道有限公司，北京 100029）

1 背景

中缅油气管道是我国西南能源动脉，是“一带一路”倡议在缅甸实施的“先导项目”。管道的安全平稳运行，不仅是我国云南石化安全生产的保障，也是满足云南、贵州、广西三省用气的需求。油气管道（境外段）自南向北贯穿缅甸全境，起点位于缅甸西部港口皎漂，经若开邦（西南部山区）、马圭省（中部平原）、曼德勒省（中部平原）和掸邦（东北部山区），从中缅边境南坎镇进入中国云南省瑞丽市。油气管道共设有11 座工艺站场和59座线路截断阀室，沿线大量设备处于室外环境中，设备的稳定性受缅甸气候影响较大。

缅甸位于热带和亚热带交界处，全年分为凉、热、雨3 个季节，平均温度为25 ℃，最高可达40 ℃以上；全年平均降水量1876 mm，最大可达4773 mm 以上；全年平均湿度72%，最高可达91%以上；全年紫外线平均指数为5，最高可达12 以上。此外，缅甸位于印度洋沿岸，受印度洋季风影响，雨季期间海洋空气吹向缅甸。室外设备长期在高温、高湿、强紫外线以及海洋空气的环境中运行，设备老化速度较快、损坏率较高。如何提高设备运行的可靠性，延长设备使用寿命，成为日常设备管理工作的重点。由于缅甸与国内的气候存在差异，所以无相关设备管理经验可以借鉴。

自油气管道运营以来，经过对设备故障进行分类分析，探索创新设备管理制度和措施，完善应急预案和人员培训，大幅提高外设备的使用寿命和可靠性，保障油气管道安全平稳运行，确保中国西南能源通道畅通。

2 设备故障因素分析与典型案例

2.1 因素分析

2.1.1 高温

露天设备经过阳光直射后温度会快速升高，且由于环境温度较高，散热效果一般较差。设备长时间在高温环境中运行，会导致设备电子元件部分过热而降低设备性能和使用寿命；会导致设备密封性材料加速老化而降低设备密封效果。此外，由于白天和夜晚温度差，会导致设备热胀冷缩而发生变形或损坏。

2.1.2 高湿

进入雨季后，缅甸空气中的湿度较大，长期处于高湿度的环境中会导致：①设备表面的涂层受到损坏而发生腐蚀和锈蚀；②设备电子元件部分的电路板、线路和连接器锈蚀而发生中断或短路；③设备的绝缘材料加速老化分解而失去绝缘效果；④一些精密测量设备和传感器准确性、可靠性受到影响。

2.1.3 暴雨与持续性雨季

进入雨季后，缅甸部分地区的降雨最长可持续7 d 左右，部分地区短期会有暴雨。暴雨和持续性降雨不断冲刷设备，密封材料老化的设备极容易受到雨水的侵蚀而发生故障，严重时导致设备短路损坏。

2.1.4 紫外线

缅甸全年紫外线平均指数较高，设备长期处在紫外线的照射下，不仅会加速材料老化和变色而导致设备失效或性能降低，还会导致设备电子元件和绝缘材料的损坏而发生短路，导致光学设备中的透镜或反射镜受损而降低设备性能。

2.1.5 海洋空气

进入雨季后，印度洋上的海洋空气会吹向缅甸，长期处于含有盐分的空气中会导致：①设备容易发生腐蚀而缩短寿命；②使电气设备容易发生腐蚀而短路或损坏；③腐蚀测量设备的传感器响测量的准确性和可靠性。

2.2 典型案例

2.2.1 计量站流量计精度调整器损坏

原油计量站流量计处于露天环境，精度调整器和脉冲发射器位于现场流量计表头与转子链接部位。因为高温的影响，其密封性能降低，雨水易渗透到内部从而产生积水，使精度调整器长期处于潮湿环境中而锈蚀，影响计量数据的准确性。

2.2.2 电液执行机构的电机驱动器损坏

ESD（Electro-Static Discharge，静电释放）阀门和调压阀门的执行机构是电液执行机构，其主板、驱动器等电子元件安装在现场防爆箱内，防爆等级较高。在运行和维护过程中发现，驱动器因受潮损坏，导致阀门无法动作，给生产运行带来巨大的安全隐患。

2.2.3 阀门执行机构显示屏老化

油气管道大部分阀门装配电动执行机构。电动执行机构显示屏的作用是观察电动执行机构是否报警、阀门开关状态等。因为大部分阀门处在露天的环境下，显示屏由于阳光长期照射加速老化，显示图文（信息）逐渐模糊，加大了操作人员和巡检人员的工作难度。

2.2.4 气撬电伴热带终端盒着火

电伴热带终端盒位于电伴热带的末端，使电伴热带尾端与外界环境隔绝，起到绝缘、防水等作用。在运行和维护过程中发现，受高温影响，终端盒密封性能失效，导致雨水进入，引发电伴热带短路着火。因为气撬为CAT 发动机和发电机提供燃料气，气撬电伴热带着火，气撬供气中断，引发油气管道紧急停输。

2.2.5 安全阀失效

安全阀是保护站场设备运行不超压的安全装置，当系统压力超过安全阀的设定值时将自动泄放介质出去来降低系统内的压力，防止发生爆炸或其他安全事故。中缅管道安全阀为弹簧式，压缩弹簧受海洋空气的影响更加容易腐蚀，当压缩弹簧腐蚀达到一定程度时其力会发生变化而使安全阀失效，影响油气管道设备运行安全。

2.2.6 连接法兰螺栓锈蚀

油气设备连接处除直接焊接外，基本上采用法兰螺栓连接，螺栓在高温、高湿、强紫外线以及海洋空气的多重因素影响下极容易发生锈蚀。中缅管道的仪表法兰连接螺栓曾出现过大范围锈蚀，其强度无法满足现场设备运行压力要求。由于部分仪表法兰直接与主管道相连，更换螺栓的风险较高且极容易影响管道的正常输油输气。

3 设备管理探索与创新

3.1 完善设备管理及检查制度

通过完善设备管理以及检查制度，能够及时发现和处理存在问题的设备，降低设备故障率，提高设备可靠性。在已有的年度设备维护保养台账的基础上，根据现场设备出现的故障和问题，及时补充设备维护保养项目和优化保养流程；根据前一年设备故障和损坏情况，制定当年设备备品配件采购清单；雨季前根据上一年设备防水、防潮检查情况，编制当年的检查清单和周期；完善值班人员设备巡检记录，增加设备重点部位检查项；优化和规范设备档案记录，为设备管理提供依据和支撑。

3.2 智能化管理

通过智能化设备监测，对环境和设备状态进行实时监测，及时发现问题并进行处理。新增CAT 机组空冷器振动监测系统，以监测空冷器轴承X、Y、Z 轴的振动幅度为主，监测空冷器运行环境噪声为辅，对空冷器轴承等元件的运行工况进行实时诊断分析，提前预判轴承运行工况，杜绝事故发生。PLC、UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）、化验等房间新增除湿机，保持房间空气的干燥，延长设备的使用寿命和精度。在阀室、站场新增雨量监测系统，针对雨量的不同制定相应的检查计划和巡检点。

3.3 防护装置设计与应用典型案例

（1）CAT 发动机空冷器电机因进水而损坏，经分析电机进水原因采取“导”的思路进行防水设施的设计研制——在电机的顶部安装导水板，通过导水板将空冷器顶部的冷凝水和雨水引流至地面，确保电机上方表面无积水存在（图1）。

图1 CAT 发动机空冷器电机防水设施

（2）流量计器差锈蚀导致计量精度降低，通过日常使用的遮阳伞和雨伞产生灵感，设计研制流量计表头防水防晒伞（图2）。经过现场检验，防水防晒效果明显，保障流量计运行的可靠性。

图2 流量计表头防水防晒设施

（3）室外电气和仪表箱由于密封条老化而进水，根据控制箱尺寸大小设计制作防水槽，使雨水顺着防水槽外壁排出，箱内部则不会因密封处渗水而产生积水（图3）。

图3 调压阀控制箱防水设施

（4）阀门执行机构显示屏防晒设施不仅要避免显示屏受到阳光直射，而且还要确保现场操作巡检便捷。通过门窗折页产生灵感，设计研制带旋转功能的遮阳板：遮阳板旋转至与显示屏平行位置时，可有效避免阳光直射显示屏；遮阳板旋转至与显示屏垂直位置时，操作人员和巡检人员即可观察屏幕信息（图4）。

图4 阀门执行机构显示屏防晒设施

3.4 技术革新

3.4.1 直驱泵机组冷却系统适应性研究及应用

CAT 机组正常运行时，夹套水温度应在85～90 ℃，首站机组双机并联运行时平均负载约80%，水温已到90 ℃，并有随负载增加和气温升高继续上升趋势。其中，机组在水联运期间夹套水水温曾多次超过报警温度94 ℃，接近高温停机报警值97 ℃。为保障机组运行安全可靠，根据对设备运行工况和环境温度以及目标运行温度进行研究，确定在散热功率不足时，新增散热功率的计算方法。

此外，确定冷却系统快速改造的设备优化布置和管道连接方法，通过阀门开关实现冷却系统在旱季高温和雨季低温环境中适应性运行的优化配置方案。经长期运行测试验证，该冷却系统能保证泵机组在旱季高温和雨季低温多雨环境下的运行要求，实现泵机组的高效稳定运行。

3.4.2 天然气发电机组后冷却系统技术创新

马德首站4 台天然气发电机组（功率为720 kW）在冷却停机后，缸头燃烧室的温度仍然有200～300 ℃。由于外部环境温度较高，机组散热缓慢，持续高温导致少量冷却液气化，蒸汽上行至冷却循环管路的最上部温度探头位置，导致机组F 等级高温停机报警而无法正常起机运行。

通过对现场设备工况研究，增加高温蒸汽排气管路以及改造机组冷却水泵和风扇控制、供电系统，使机组停机后冷却系统仍然能够运行10 min。通过测试验证，机组温度能够再降低20 ℃左右，保障机组处于热备状态，提高发电机的稳定性和可靠性。

3.5 完善风险评估和应急处置操作

根据缅甸当地气候特点，增加高温、高湿、强紫外线以及海洋空气等危害因素的辨识，对设备运行风险进行量化评估。通过分析设备的损坏程度、损失成本、安全风险等因素，对设备运行风险进行综合评估。根据评估结果，确定设备管理的优先级和重点，制定相应的管理措施和应急处置操作。

3.6 制定预防性维护维修方案

在设备管理中采用基于数据分析的维护策略，通过对设备的运行数据进行分析，制定相应的维护计划和维修方案。

首先，对设备进行了全面的检测和评估，确定设备的运行状况和维护需求。针对不同的设备类型和运行情况，制定相应的维护计划和维修方案，包括定期检查、预防性维护、故障排除等方面。

其次，建立完整的设备维护记录和维修档案，对设备维护和维修情况进行记录和跟踪。

最后，通过分析维护和维修数据，不断优化维护方案和维修，提高设备的可靠性和稳定性。

3.7 建立实操实验室

在基层建立实操实验室，同时聘请内外部现场经验丰富的人员开展专业培训。针对设备管理人员、巡检人员、操作人员、维护维修人员等不同人员采用不同的培训内容和方式。针对管理人员多偏向理论学习，针对维护维修人员多偏向实操学习。每年制定相应的培训计划，分批分层次按计划开展。通过开展多专业实操培训和交流学习，人员经过实际动手拆卸、组装各种零部件，更加直观地了解设备的内部结构、工作原理以及维护保养要点。

通过实操实验室集中学习和强化培训，使理论与实际结合，弥补人员经验不足的短板，逐步提高人员的综合能力，促进人员综合技能的提升，保障设备管理的有效实施。

4 结束语

通过设备运行管理经验的积累，根据缅甸本土气候特点，对设备发生的问题和故障采取分类分析法进行总结分析，不断完善设备管理制度和措施、风险识别和应急处置操作以及人员培训等，使高温、高湿、强紫外线以及海洋空气等环境因素对设备运行的影响降至最低。进而延长设备使用寿命和降低管道运维成本，提高设备运行的稳定性和降低设备故障率，保障油气管道的安全平稳运行，确保中国西南能源通道的畅通。