長輸天然氣管道泄漏原因分析及對策

黃保亮(江西省天然氣管道有限公司，江西 南昌 330096)

0 引言

管道安全運行是涉及到社會安全的重要方面，其不但需要傳統流體力學、傳感技術以及微弱信號檢測技術的輔助，同時也是一個信號多元處理的復合型學科。當前全球超過半數的石油管網的總運行時間超過了30年，其中不可避免的出現了大量的磨損、腐蝕甚至人為破壞導致的管線問題，由此引發的區域問題甚至世界性的問題頻頻出現。為了進一步闡述長輸原油管道泄漏檢測定位技術的相關技術特征，現就輸油管線泄漏的相關問題介紹如下。

1 天然氣長輸管道安全管理存在的問題

1.1 原材料質量不達標

天然氣長輸管道施工的管道質量是第一要務，會直接影響最后的運輸效果和使用年限，所以管道原材料質量十分重要。現階段對于施工材料的選擇均有很大差異，主要體現在建材、管道成型等方面，有的甚至不符合國家質量安全標準規定。所以天然氣長輸管道鋪設之前，進行原材料的實時檢測對于整個建筑工程來說具有重要作用。

1.2 環境氣候導致的問題

天然氣具有的高要求和特殊性導致天然氣長輸管道建筑工程施工周期普遍較長，而在這一段時間里出現的各種特殊氣候現象對天然氣長輸管道施工增加了很大的難度，冬季寒冷、夏季高溫對施工都有影響，也帶來了施工風險。做好預防措施，對施工工程有著重大的意義。

1.3 地形特征引起的問題

地形地貌的也會影響天然氣長輸管道建設施工。我國的“西氣東輸”工程施工范圍內橫跨多個省份，管道建設過程中會遇到各種各樣的地質、地形等問題。這種地形地貌會對施工人員造成威脅，如果遇到雷雨天氣，容易發生雷電以及泥石流滑坡等地質威脅，這是天然氣管道建設十分不利的影響因素。所以說地形地貌也是天然氣長輸管道建設的一個大問題[1]。

2 管內流體狀態泄漏檢測與定位方法

2.1 以信號處理為基礎的泄漏檢測定位法

利用實時模型法來進行輸油管線的流量處理是一項成本較高且維護難度較大的技術，所以該技術在推廣過程中勢必會遇到較大的阻力。目前國內大多數的中間站都沒有設計相應的流量計。在依靠壓力信號管理方面，不需要建立相應的管線數學模型就可以完成信號處理的技術更適應于目前管道建設的實際需求。當出現管道突然泄漏的情況時，相應的壓力也會下降，從而出現瞬態負壓波，該壓力的降低會導致上下游傳播的變化。從泄漏點的速度變化情況上來看，兩端的傳播負壓會經歷一定周期的變化后被傳導到多個壓力傳感器上，進而通過特定的負壓波實現壓力傳感器的捕捉與定位，由此可以判斷泄漏的實際位置。

2.2 小波變換法

小波變換法是一種時間尺度相結合的分析方法，該方法能夠實現表征信號的局部控制，實現頻率方面的信號特征展示。在極值的獲取過程中，不但可以標定信號的邊沿位置，同時也能夠實現噪音的良好控制。小波變換法實現了瞬態負壓波的下降與檢測技術變換，同時其泄漏點也能夠依靠負壓波實現壓力點時間差的變化，所以其對于流量信號的依賴程度不高，并且不需要建立管線的數學模型，同時定位也十分靈活可靠，能夠迅速地進行響應，在精準度與靈敏度方面都具有不錯的優勢。其缺點在于不能有效的進行抗干擾，因此會出現錯誤報警的情況[2]。

2.3 相關分析法

相關分析法的核心在于信號之間函數關系的分析。事實上，任何兩鐘信號之間都會存在一定的函數關系，通過分析其相關性就可以在一定程度上得到檢測的結果。相關分析技術是建立在函數統計計算的框架范圍內實現的技術類型，其本身具有極值延時的特征。在不出現泄漏問題時，相關函數可以在一定的浮動條件下變化，當泄漏問題出現時，則可以通過沿管壁向兩端的傳播分析實現數值的監控與分析。在對于不同類型和位置的管道泄漏點進行信息的采集時，不同的信號在延遲的時間上往往存在較大的差異，所以信號的函數相關值也會發生一定的變化，跟隨其變化的情況來得到管道泄漏檢測結果，這樣相關分析法就完成了分析任務。

2.4 基于模型檢測法

所謂模型法，其主要是通過泄漏故障診斷的方式來建立實時的管道模型，并通過壓力與流量的實測值來進行在線的估算，整個過程需要結合管線的壓力與流量進行對比控制。根據相關狀態特點來看，系統的辨識度以及濾波器的設備精準度是該技術應用的核心。在實時模型建立過程中，盡管其建立時的模型準確度尚可，但是隨著時間的推移，管道的工況條件與實際鋪設環境都會發生一定的變化，所以檢測壓力信號與流量計的信號管理是提升檢測精準性的主要途徑。

3 天然氣長輸管道的安全對策

3.1 堅定落實安全事故責任制

隨著社會經濟的迅速發展，政府部門必須站在長遠角度對待天然氣長輸管道建設的重要性。首先，制定完善的安全事故責任制度。根據國家制定的相關標準以及行業規范，分析天然氣長輸管道建設的關鍵，并以此為基礎制定切實可行的安全責任制度，同時將相關制度落實到實處。其次，安全事故責任的分配。由于天然氣的應用事關城市居民的生產、生活能否順利進行，所以不管是突然中斷還是突然維修，都會造成巨大的損失。作為政府部門必須在深入分析各個地方站點以及站點內部工作人員、工作團隊的基礎上，制定科學合理的事故責任分配制度，以便于在維修工作開始前，將責任落實到具體負責人，確保天然氣長輸管道維修工作的順利進行。最后，在天然氣長輸管道發生安全事故后，相關部門必須嚴格的按照制度規定的內容和要求，確定具體責任人，同時調查了解事故發生的原因、波及范圍、短期處理和長期處理的方法，并在安全事故處理結束后，及時的對相關責任人走出處置。

3.2 加大天然氣管道的管理力度

由于天然氣長輸管道鋪設完成后并不能直接投入運營，還需要經過相關部門的檢驗和驗收，并在確定驗收質量合格后才能正式的投入運營。通過對天然氣長輸管道發生的安全事故的分析發現，大約有70%左右的安全事故，都是由于管道管理工作方面引發的小問題沒有得到及時有效的解決，而釀成的重大安全事故。所以，相關部門必須加強天然氣長輸管道安全管理的力度，才能從根本上降低安全事故發生的幾率。首先，天然氣長輸管道的建設中需要對管道的施工質量加以嚴格的把控，同時要保證管道建設的安全，建立天然氣長輸管道的安全責任制，保證責任到人，并落實到位，更好的保證天然氣長輸管道的整體施工質量。強化施工人員的安全意識，科學合理的選用天然氣長輸管道技術，提升管道施工質量。其次，保證人為操作安全，加強操作風險防范，對操作人員以及調度人員應當加強對其的培訓，保證一線人員可以熟練操作，遇到事故能夠有應急處理的能力，以此打造竟敢、高效的維搶修隊伍，操作搶修工具應當配備齊全，保證事故出現可以在最短時間內加以搶修。同時，對于尋線隊伍的建設也要加以重視，保證隊伍的細心、負責，制定完善的尋線制度，可以通過GPS定位儀等設備，進行管線的巡查，對天然氣長輸管線的埋藏深度、內外檢測以及重點段都予以定時的巡查，防止出現違章建筑壓占管道的現象，最大程度的保證外界對長輸管線的破壞。最后，對于長輸管線而言，還應當建立應急事故預案的制定，一方面，需要培訓工作人員的安全意識，保證工作人員按照電氣設備的操作規程進行操作，并做好定時的清管工作。另一方面，長輸管道安全應急預案需要不斷的完善，定期組織工作人員學習和演練應急預案，必須使相關工作人員達到熟練掌握安全事故應急預案的水平，一旦發生事故確保能夠及時采取標準化操作進行處理，最大限度控制安全風險[3]。

3.3 強化對天然氣管道的執法監督

加大天然氣長輸管道安全管理工作的力度，可以促進了天然氣長輸管道安全水平的提升，降低了安全事故發生的頻率。但是，管理人員在進行天然氣長輸管道的安全管理過程中，還應該根據管道運營的實際情況，進一步加大安全監督力度以及執法的力度，確保天然氣長輸管道的安全穩定運行不受影響。另外，管理人員必須將管道安全運營作為其安全管理工作的首要內容，并以此為基礎加強長輸管道的監督與管理工作，定期的開展長輸管道安全會議，分析和研究長輸管道運營過程中可能存在的安全隱患，同時制定切實可行的改進策略，為天然氣長輸管道的安全運營提供強全面的保護。

4 結語

天然氣長輸管道的安全管理是確保天然氣資源持續、穩定輸送的重要條件。結合我國目前實際情況，對天然氣長輸管道安全管理方面存在的問題進行深入分析，及時采取有效防止措施，切實提升安全管理水平，確保天然氣長輸管道的安全效益。