天然氣站場電氣自動化設備可靠性分析及優化

杜鴻健

摘 要：天然氣是我國重要的民生戰略物資，是保障居民生活與生產的根本。截至目前，我國具有世界最為龐大的天然氣輸送管道（含煤氣）及其網絡。由于天然氣輸送特性等因素決定其在管道自動化建設的過程中需要通過天然氣站的建設來保障其系統運行。文章依此為基礎，對其設備可能存在的問題與可靠性影響因素進行分析，并給出具體的優化意見。希望能夠為后續的相關研究與實際工作奠定基礎。

關鍵詞：天然氣站；電氣設備；可靠性分析；優化策略

中圖分類號：TE978 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0084-02

天然氣是重要的民生物資，是保障人民生活與區域經濟發展的根本。建國后，我國不斷的推進天然氣的使用，使之漸進的取代煤炭、煤氣等傳統污染型能源。隨著自動化體系的不斷深入，基于電氣設備的自動化天然氣站成為了一種主流。從實際的應用效果來看，電氣設備的可靠性直接決定了天然氣站的可靠性與安全。因此，基于可靠性的評價是相關設備選擇與施工的關鍵。現有的研究現狀也往往從設備可靠性分析方法、施工設計與設備選擇、基于可靠性的維護管理體系建設等三個方面來進行。從針對現有研究現狀的角度去分析，我們不難發現針對其影響要素而確立的可靠性分析及策略罕見報道。故而，本文以此為基本研究方向在系統總結其影響因素的基礎上，提出具有針對性的保障措施，希望為后續的相關工作開展提供必要基礎。

1 可靠性分析的必要性與基本原則

天然氣站在經過了若干輪現代化技術改造之后，基本能夠滿足自動化與智能化體系要求。在該要求下，天然氣站的全部工作均能夠通過遠程操控或者預設參數的方式來予以控制。此種現狀為天然氣站的標準化生產與運行提供了必要的依托，并形成了更大的效能。然而，我們不能忽略的是利用自動化設備對天然氣站進行管理與運作容易產生由于設備異常而形成的各類問題。尤其是在設備運轉不正常、操作不靈活的當下更是容易引發安全生產性事故。因此，我們在設計、建設、改造以及設備維護的過程中需要將更多的精力投入到設備可靠性分析方面。只有當其可靠性達到了一定的要求與水平，才能夠為后續的實際運行提供更大的安全性保障。從現有的實踐經驗以及研究結果來看，針對可靠性的研究相對較多。但是針對其影響要素與治理方面的研究尚不深入，這一方面對實際的工作提出了挑戰；另一方面也為本文的研究提供了基本方向。

從上述的必要性分析中我們不難看出，針對設備的可靠性分析勢在必行，并將成為未來相關設施設計與應用的重要前置條件。而在實際的分析與評價過程中我們需要遵循如下三方面原則：一是需要遵循問題導向原則。即在實際的評價過程中要參考其問題的主要來源。只有如此才能使得可靠性分析切實可靠，并對實際的設備與工藝流程優化提供指導；二是需要遵循可控原則，即風險源的來源要存在可控指標，能夠通過可靠性分析找到問題的關鍵，并利用相關的治理手段來予以規避；三是可替代性原則，即當問題出現或者風險發生時，現有的技術手段無法滿足消除不可靠因素的方面，則可以采用其他技術、其他設備等相關手段與方法來進行技術替代，進而保障其可靠性。

2 可靠性來源及其影響要素

從實踐的角度來看，設備可靠性的來源主要分為：設備質量、使用環境以及人為操作等三個方面，其具體內容如下：

第一，在電氣設備質量問題方面。在天然氣站場安裝自動化設備無論是對于天然氣站場來說，還是對于人們的日常生活來說，都是具有一定意義的。然而在天然氣站場的自動化設備安裝的過程中，很多電氣設備都存在質量不過關的問題。電氣設備的質量問題不僅關系著天然氣站場的工作質量，更關乎這人們的生命財產安全。一旦電氣設備發生故障，很容易發生安全事故，進而引發安全問題，給人們的正常生活帶來嚴重的影響。

第二，在設備使用環境方面。設備的使用環境主要是指其暴露在外的環境要素，大致可以分為降水、風力等。氣候影響除了電氣設備本身質量會存在問題以外，有時候，氣候也會影響電氣設備自動化的可靠性，我國很多地區，尤其是南方地區，雨水比較多，且部分地區還會有臺風，這些氣候因素都會嚴重影響到電氣設備自動化的可靠性。

第三，在認為操作方面。大部分電氣設備均屬于自動化設備，雖然在實際的使用過程中所涉及到的人工操作相對較少，但是包括遠程監控、參數設定、人工安裝等必要環節，對其可靠性的影響依舊很大。比如在設備安裝過程中，設備布線以及整體布局的不合理容易造成電氣設備散熱異常，進而導致不必要的事故發生。而電氣設備的使用運行依賴于其內部的參數設計。對于部分工程師而言，英語水平、機械工程水平等一系列專業知識均限制了其對于自動化設備參數設計的科學性，從而通過人為原因引入了一些不可靠因素。這也是相關設備可靠性分析的重點。

上述三個方面是本文通過長期的實踐總結所獲得的天然氣站場自動化設備可靠性的來源與影響因素。除了上述原因之外天然氣站場的總體布局、自動化設備使用的整體技術水平以及自動化設備自身所帶來的系統性誤差也有可能造成相關體系的不可靠。但是從比例來看，上述三個方面是形成設備可靠性不遵從的關鍵因素。

3 可靠性優化策略分析

通過上文的研究我們對天然氣站場電氣自動化設備可靠性分析的研究現狀及其根本意義進行了總結。同時從設備質量、設備環境以及人工操作等三個維度，探究了其可靠性的根本來源與影響要素。結合相關理論與實踐，本文認為做好上述三個方面的相關內容管控是提高天然氣站場電氣自動化設備可靠性的關鍵，同時也是未來天然氣站場設備管理的核心方式之一。落實到具體的優化策略大致可以分為如下三個方面：

第一，提高自動化設備的質量，進而提高其整體可靠性。所謂的質量主要來源于兩個方面：一方面是針對其設計質量進行有針對的規劃。在具體施工過程中可以通過反復論證的方式來避免設計過程中的不遵從行為。另一方面則是針對具體的設備硬件質量的提升。在實際的施工過程中我們要做到如下三點：一是通過廣泛的招標來確保設備參數與質量的合規。建立供應商檔案，并將已經形成的設備案例作為底案來進行查詢，對于存在不遵從行為的供貨商要堅決予以剔除，從而從設備源頭方面提升其整體質量；二是在設備進場前必須要經過逐一的排查，如存在批量設備應用的情況則可以采用比例抽查的方式來進行。通過此種模式客觀上認證設備質量的有效性，避免不合格產品進入到后續的施工環節中去。尤其是對于設備元件的檢測更應該做到"偏一避雜"，盡可能通過統一的廠家供貨，避免各個設備軟硬件之間的不兼容。并切實增加后續的維養水平。

第二，通過人工建設與加裝保護裝置的方式來改善周圍環境，提升設備保護水平。在實際的工作中，我們無法改變氣候條件，但是我們能做的是采取一定的保護措施，改善電氣設備周圍的環境，進而實現對于電氣設備的保護作用。例如，對于雨水多的地區，我們可以在天然氣站場的設備搭建一頂的擋雨設施，這樣一來，既可以避免雨水對于天然氣設備的腐蝕作用，又可以防止太陽對于設備的照射，進而提升設備的使用年限，同時，又可以提升設備的質量，保證設備的安全性。值得我們注意的是，環境的優化應該建立在完善的環境影響分析機制下。只有如此才能夠在解決了設備由于使用環境惡劣而造成不可靠的基礎上，避免工程成本的大量投入與浪費。必要時，可以通過引入第三方評價機構的方式來完成相應的設計工作，并做到與主體工程設備同時設計、同時施工。

第三，通過強化培訓與管理來避免人為失誤所帶來的不可靠因素。在實際的施工過程中可以從培訓與管理兩個方面來進行。所謂的培訓主要通過增加相關人員培訓的頻次、提高培訓深度、合理規劃培訓內容等方面來構建相關人員的綜合知識體系。必要時可以采用外聘第三方維護等形式來客觀降低企業的人力資源成本并收到相應的效果；而在管理方面則需要建立對應的制度體系。一方面，通過宣傳等方式使得員工建立人為不遵從對設備不可靠問題的影響，從根本上提高員工的自覺意識；一方面是通過責任體系與管理制度的落實形成有效的監督與檢查制度，并在管理領域形成可供執行的范式；另一方面則是建立必要的標準，使得相關的工作人員在具體執行環節中能夠做到有的放矢。

4 結束語

天然氣站電氣設備可靠性決定了使用安全與效能。通過本文的研究我們發現，在實際的建設過程中設備的質量、人為操作以及設備使用環境均會對其可靠性造成影響。同時本文基于上述三個方面提出了可靠性優化對策，希望能夠指導后續的實際工作。

參考文獻：

[1]沈勇，王維.如何加強天然氣場站電氣自動化設備的可靠性[J].石化技術，2017（01）：254.endprint