天然氣場站維護與管理

李通，吳遠銀，周岳洪

(國家管網集團廣東省管網有限公司，廣東 廣州 510503)

0 引言

安全管理始終是天然氣場站各項管理工作的重中之重，如果出現管理漏洞，則極易引發天然氣泄漏或者爆炸事故，進而給人民群眾的生命安全構成直接威脅。基于此，在天然氣場站運行過程中，管理人員應當結合各個場站的運行特點與實際運行狀況，構建一個安全風險管理體系。并通過對各類風險要素的識別，通過實施精細化管理模式，將天然氣場站的安全風險消滅在萌芽狀態，確保天然氣場站能夠安全、穩定、高效運行。

1 天然氣場站的分類

天然氣場站實際上是輸氣管道工程中各類工藝站場的總稱，主要承擔接收天然氣、天然氣增壓以及輸氣、配氣、儲氣等任務，是滿足天然氣終端用戶需求的一處運行與控制場所。按照輸氣管道中所處的位置以及場站功能進行劃分，天然氣場站包括以下類型，如圖1所示。

圖1中的輸氣首站是指天然氣管道的起點站，該場站的主要作用是負責接收來自于礦場或者凈化廠傳輸過來的經過凈化處理的天然氣，如果進場天然氣壓力不足，首站還可以對其進行增壓處理。分輸站是將天然氣分別輸送至終端用戶的中間場站，天然氣經過分離、調壓與計量處理后，可以經由此場站傳輸到用戶使用端。輸氣末站是天然氣管道的終點場站，該場站負責接收各分輸站點的天然氣，然后直接供給終端用戶。壓氣站主要負責給壓力不足的天然氣進行增壓處理，以提升天然氣的輸送能力。清管站主要負責清理天然氣管道當中的積液、雜質、粉塵或者其他異物，經過處理后的天然氣由清管器直接傳輸給下游場站。

圖1 天然氣場站的分類

2 天然氣場站的風險要素識別

2.1 風險要素識別

天然氣場站的安全風險要素主要來自于場站設備、控制系統以及天然氣排放過程。首先，對于場站設備來說，由于在天然氣輸送過程中，壓力值較高，而且呈現出不均勻變化特征，因此極易對天然氣管道產生腐蝕作用。如果不及時予以處理，就容易出現天然氣泄漏事故。另外，在場站設備當中，存在大量的過濾設備、計量設備、調壓設備、分離設備等。一旦這些設備出現故障，有可能出彎頭擊穿、閥門內漏、高壓系統失效等問題，進而引發火災或者爆炸事故。其次，場站的控制系統主要包括機組運行檢測系統、壓力檢測系統、計量系統、通訊系統、火災預警系統等。如果這些系統維護保養措施不當，或者出現管理漏洞，系統內部的各個元器件極易受損，進而縮短系統的使用壽命。最后，天然氣場站在投產以后，或者清管、檢修期間，將排放大量的天然氣。如果這些氣體與空氣混合濃度達到爆炸極限時，則極易引發爆炸等較為嚴重的安全事故[1]。

2.2 壓氣站、分輸站的安全風險

2.2.1 壓氣站

壓縮機組是壓氣站的主要設備，如果壓縮機組的供油系統、自控系統、供電系統出現故障，將直接影響壓氣站的輸氣能力。其主要危害是壓縮機的吸排氣閥門、軸封位置、設備與管道的法蘭、焊接口等部位極易出現天然氣泄漏的風險。一旦這些氣體與空氣結合后，將產生爆炸性氣體混合物，如果遇到火源，就會引發燃燒或者爆炸事故。另外，由于天然氣經過壓縮處理后，本身的溫度將急劇升高，如果壓縮機冷卻系統功能失效，潤滑油的潤滑作用將受到嚴重影響。在這種情況下，壓縮內部的各個組件之間產生較大摩擦力，隨著摩擦力的增加，設備內部溫度也將大幅上升，這時天然氣就會與空氣中的介質發生聚合反應而引起自燃。

2.2.2 分輸站

由于一些分輸站設備了加熱爐，如果泄漏的天然氣積聚在加熱爐當中，便會與空氣形成爆炸性混合物。如果加熱爐本身的通風效果不良，那么點火時，加熱爐的爐膛內就會出現爆炸事故。同時，如果加熱爐內部液位計的監測功能失效，那么當爐內的水被燒干，系統將出現誤操作而向爐內加入大量的冷水，這時也極易引發爆炸等安全事故。

3 天然氣場站日常管理存在的問題與不足

3.1 制度執行力欠缺

雖然天然氣場站根據場站日常運行與管理內容制訂了相關的管理制度，但是在制度執行過程中，由于缺少過程監督環節，導致大部分制度條款無法施行，個別管理人員依然我行我素，進而在工作當中經常出現失誤。比如：集氣站、計量站、輸氣站、加壓站等場站當中有大量的設備，由于這些設備始終處于長時間高負荷運轉狀態，因此需要維修人員定期對設備進行維修與保養，以延長設備的使用壽命，確保設備能夠安全穩定運轉。但是，部分維修人員工作態度不積極，加之缺少合理的獎懲機制的激勵，使得維修人員缺少進取心與上進心，對設備出現的小問題、小故障不聞不問，久而久之，小問題變成大隱患，最后引發不必要的安全風險。

3.2 場站閥門靈活性受限

近年來，隨著我國天然氣需求量的與日俱增，天然氣管道敷設工程數量也呈現出逐年遞增態勢。在這種情況之下，天然氣場站也需要不斷擴容才能滿足終端用戶的供氣需求。但是，由于天然氣輸送管道的敷設時間存在明顯差異，對于敷設時間過長的管道，老化速度逐年加快。因此，管道的密封性、閥門的靈活性將受到嚴重影響，甚至有的管道閥門出現了銹蝕現象，這就給管道維修工作增加了難度。

3.3 設備維護間隔時間長

由于天然氣屬于一種可燃性氣體，在氣體輸送過程中，如果設備密封性差，則容易出現天然氣泄漏事故。一旦泄漏的氣體與空氣混合物超過爆炸極限后，將引發嚴重的爆炸事故。而究其原因是由于天然氣場站的風險管理機制不完善，各種設備的維護間隔時間過長，這就給一些關鍵設備的運行安全性造成嚴重影響，安全事故的發生概率也顯著提升。

3.4 安全意識淡薄

在天然氣場站日常管理當中，受到管理人員新老交替格局的影響，一些新上崗員工由于缺乏實際操作與管理經驗，而埋下了安全風險隱患。出現這種情況的主要原因是由于天然氣場站的管理人員安全意識淡薄，對新上崗員工并未進行“三級安全教育”，導致一些員工對設備的安全操作規程完全處于一種模棱兩可的認知狀態。加之后續缺少一些必要的實際操作訓練，一旦出現安全事故，這些人員就會手足無措，使得事態不斷擴大，進而給天然氣場站造成巨大的經濟損失。

4 天然氣場站維護與管理措施

4.1 建立健全風險管理體系

為了減少天然氣場站的安全管理風險，最大限度的降低安全事故的發生概率，天然氣場站的各級管理人員應當結合場站內部各個管理崗位的職能權限，建立一個安全風險管理體系，并通過對風險分析、風險評價、風險控制與決策關系的分析，創建一個風險管理體系模型(如圖2所示)。

圖2 天然氣場站風險管理體系模型

圖2 當中的風險分析主要是對天然氣各場站中的安全風險因素進行辨識，比如站內的埋地管道存在以下風險：埋地管道金屬外壁腐蝕風險，產生腐蝕的主要原因包括土壤腐蝕、空氣腐蝕、細菌微生物腐蝕以及海水腐蝕等；管道設計風險主要和設計人員的專業技術水平以及設計審查流程是否嚴謹有關；管道施工風險與材料選用、連接點檢測、土方回填、涂層補口等因素有關；而管道維護風險則于維護人員的操作水平、維護方式以及參考的作業文件有關。圖2中風險評價的主要目的是確定天然氣管道的安全性能是否符合國家、行業的相關標準。這就需要企業制訂一個風險衡量尺度，以確定天然氣場站中存在的風險是否在可接受范圍之內，進而決定是否采取相應的降低風險措施。這個風險衡量尺度也被稱之為可接受標準。這一標準完全建立在社會與人們可接受的范圍之內，因此，企業應當事先制訂一套切實可行的降低風險的投資方案，進而將安全風險的發生概率降到最低點。而風險控制則是在風險分析與風險評價之后進行，管理人員通過對風險因素的準確判斷與分析，再建立完善的保障措施將風險控制在人們可接受的范圍之內，以確保天然氣各場站能夠安全運行。

比如某輸氣管道總長度為286.263 km，設計年輸氣能力為5.8億立方米，全線共設置4座工藝場站，即輸氣首站、清管站、分輸站以及輸氣末站。以輸氣首站為例，結合風險管理體系模型，輸氣首站的主 要風險因素有鹽漬土壤腐蝕性較強、閥門組件內漏、可燃性氣體報警器未檢測、員工培訓亟待加強、安全防護設施配備不足。管理人員針對這些風險要素，采取以下風險控制措施，即嚴格執行設備操作規程、定期加注優質潤滑油、增加巡檢人員的培訓頻次、配備齊全的安全防護設施。通過采取一系列風險控制措施，使該天然氣輸氣首站的安全風險明顯降低[2]。

4.2 完善各項管理機制

雖然說管理制度是一個老生常談的話題，但在天然氣場站安全管理工作當中發揮著至關重要的作用。因此，天然氣場站的各級管理領導應當在原有管理制度的基礎上，對制度條款內容進一步細化。并結合天然氣場站的實際運行情況，構建一個完善的管理制度體系。涉及的管理制度應當包括安全檢查制度、應急安全管理制度、安全設施、設備管理制度、設備使用與維護保養制度、安全防火制度、安全教育與培訓制度、交接班管理制度、動火作業管理制度、安全獎懲制度等。另外，為了提高各項管理制度的執行力，突顯制度執行效果，場站各級管理部門應對制度的落實與執行情況進行全程監督。比如以設備使用與維護保養制度為例，如果設備維護人員違反制度規定，并在規定的期限內對各場站的關鍵設備進行維護保養。而出現安全風險的或者引發安全事故的，監督人員應當根據獎懲制度的規定，對直接責任人進行嚴肅處理。如果造成嚴重后果的，應當直接移交公安機關。

4.3 定期對場站設備閥門進行維護、保養

天然氣各場站的設備閥門需要定期進行維護和保養，否則將大大縮短天然氣管道以及各種設備的使用壽命。比如閥桿螺紋與螺母之間經常出現摩擦，如果不及時采取有效的預防措施，螺母桿件將嚴重受損，進而影響天然氣管道的密封性。因此，維護人員應定期對閥桿組件進行潤滑處理，通常情況下向內部添加石墨粉或者黃甘油，以降低桿件之件的摩擦阻力。對裸露在外的閥門組件，維護人員需要在組件外表面加裝保護套，一方面可以防止人為破壞，另一方面也能夠避免組件外表面發生銹蝕現象，進而減慢天然氣管道的腐蝕速度。以球閥內漏事故為例，如果球閥出現內漏的情況，維護人員首先需要查找出產生內漏的原因，可以通過閥位觀察孔或者手動檢查閥門是否處于全開位置或者全關位置。如果脫離全開與全關的位置，應當及時予以調節。或者均勻地在各個注脂咀中緩慢地注入規定數量的閥門清洗液，如果內漏問題得不到解決，可以選擇更高一級的密封脂，以解決球閥內漏問題。

4.4 推廣使用新技術、新材料

隨著科技的進步，各種新型技術與材料也應運而生。尤其在天然氣場站的維護管理領域，針對管道腐蝕的情況，廣大科研人員研制出了一系列防腐新技術與新材料。因此，場站管理人員應當大力宣傳和推廣使用新型的防腐技術與材料，以提高天然氣管道的抗腐蝕能力。比如無機聚合物涂層，不僅防腐蝕性能優越，而且具有良好的耐磨性與抗沖擊性。在管道運行維護過程中，維護人員可以采取這種方法來增強管道外壁的抗腐蝕能力，進而達到延長管道使用壽命的目的。

5 結語

天然氣場站的維護與管理工作是確保天然氣安全輸送的重要保障。因此，場站的各級管理人員應當始終秉持“安全至上”的理念，通過健全安全風險管理體系，完善安全管理機制，加大培訓教育力度等方法，來增強各級管理人員與現場維護人員的安全意識，在保障天然氣場站安全穩定運行的同時，為天然氣的終端用戶提供更加優質的服務。