气象灾害下的油气站场设备脆弱节点辨识方法

油气站场是保障我国石油与天然气等能源运输、储存体系的重要组成部分,油气站场的安全稳定运行是油气系统,乃至国家经济发展的重要一环。我国面积较大,包含多种气候地区,不同地域易发暴雨、雷电、台风等气象灾害。气象灾害发生在油气站场及其附近时可能会对相关设施造成破坏,导致站场处于异常工况中运行,甚至引发事故。常见的石油及相关液态加工产品的储运站场,介质除本身具有易燃易爆特性外,一般还具有一定的挥发性,易形成可燃气体云团。天然气站场常伴随高压运行条件,站场一旦出现异常工况或事故会使厂区内部工作人员的生命安全及周边环境都承受较大风险。气象灾害往往难以避免,但可以通过有针对性地增加安全措施加强站场在气象灾害条件下的稳定性,降低气象灾害带来的风险。为了达到上述目的,综合考虑油气站场的设备在遇到暴雨、雷暴等气象灾害时,更容易发生油气泄漏、爆炸等事故的情况,本文根据气象灾害发生场景,及相关场景下可能发生的灾害演化路径提出了一种定量的脆弱节点辨识方法。面对不同的环境风险,现有方法对于站场设备脆弱节点辨识缺乏精细度与准确度,错误辨识脆弱节节点不仅会导致防护过程中人力物力的浪费,更可能导致储罐管道的泄漏,甚至引发爆炸。本文对重力模型进行改进,结合鲁汶算法,提出基于社团分析模型的设备脆弱节点辨识方法。通过实验分析,得到暴雨天气、雷暴天气下的脆弱节点,并利用提出模型对历史案例进行分析,得到结果与实际调查情况较为吻合。相较于其他分析方法,社团分析模型精细度提高了10%以上,分析结果准确率提高了10%以上,召回率提高了14%以上。实验结果表明,本文所提方法可以实现多种极端天气下的脆弱节点辨识,且能对节点进行更精准的定位。

输油气站场工控系统网络安全防护探讨

本文围绕输油气站场工控系统的网络安全防护需求,基于美国国家标准与技术研究所(NIST)的网络安全框架,研究探讨了输油气站场工控系统的网络安全防护措施与建议,以期为输油气站场工控系统运营者开展网络安全管理工作提供参考依据。

耦合碳转移及能量共享的多油气站场IES运行优化

在能源转型及“碳达峰、碳中和”背景下,构建基于多能互补的综合能源系统(IES)有助于提高油气站场的节能降耗水平。融入站间碳转移及能量共享,考虑能流供需平衡、CCUS-P2G模块及储能装置运行等约束,以运行成本最低为目标,提出一种针对多油气站场IES协同运行的混合整数规划模型,确定各油气站场IES的最优运行方案。以3个油气站场组成的能量系统为研究对象,验证模型的优化性能。结果表明,设备间的相互协调可有效提升系统的能量利用率,消纳自然清洁能源,防止弃光、弃风。此外,相较各油气站场独立运行,多油气站场协同运行能降低11.8%的运行费用。该研究可为油气站场的低碳经济运行提供理论指导。

油气站场工艺管道智能化监控技术的研究与应用

针对油气站场工艺管道的腐蚀问题,为实时监控壁厚减薄状态,保证管道长周期运行,采用在线壁厚检测和化学分析相结合的方法建立腐蚀监测平台。首先施工期间建立数字化管道数据库和电子版单线图;其次选择有代表性的易腐蚀、易冲刷减薄部位,在管道外壁加装在线电磁超声测厚装置;再对每个腐蚀回路的介质和腐蚀产物进行化学分析。通过实时检测数据与数字化管道数据库的已知参数比对,自动计算出管道的腐蚀速率和剩余寿命。在某油气站场应用结果表明,管道运行3年期间,发现两处腐蚀减薄缺陷、一处冲刷减薄缺陷,均及时采取了应急处置措施。采用该技术可以防止腐蚀失效影响,保障油气站场工艺管道的长周期运行。

智能控制技术在油气站场区域阴极保护中的应用进展

区域阴极保护在油气站场腐蚀控制中极其重要,但由于油气站场区域阴极保护系统复杂,传统的区域阴极保护运维存在人力成本高、操作人员业务能力参差不齐、数据准确性差、数据可追溯性不强等问题。随着信息化、智能化技术的进步,智能控制技术逐渐在区域阴极保护中得到应用。分析了油气站场区域阴极保护的特点,讨论了油气站场区域阴极保护智能控制技术的分类和构成,综述了智能控制技术在油气站场区域阴极保护中的实际应用现状及存在的问题,指出了油气站场区域阴极保护智能控制技术今后的发展方向及应用中重点关注的因素。研究结果为油气站场区域阴极保护的应用提供了新思路。

油气站场可燃气体探测器布置优化技术研究

由于油气具有易燃、易爆特性,通过在油气站场内设置可燃气体探测器,可以实时监测站内油气泄漏,有效预防事故的发生。在融合泄漏源参数集合和风场参数集合的基础上,将累积泄漏频率90%对应的场景数量定义为典型场景,以此替代全部泄漏场景,结合数值模拟确定站场内可燃气体的扩散范围及危害区域,通过区域分块划分,优化了不同设备及站场的传感器布置方案。结果表明:通过筛选,原站场44个主要设备对应的泄漏场景数量减少了58.9%,大幅降低了后续计算难度;站场需设置45个传感器即可保证在覆盖高风险泄漏区域的同时,减少传感器的冗余配置。研究结果可为油气站场泄漏事故的应急预警提供实际参考。

基于LOPA分析在油气站场完整性中的应用

为提升油气站场的完整性管理水平和风险管控能力,以某典型油气站场为研究对象,通过场景识别与筛选、后果严重性评估、保护层识别、场景后果发生频率计算等步骤,对站场残余风险较高的场景进行了LOPA分析,并对多初始事件的发生频率和非独立保护层的失效概率进行了修正。结果表明,识别到残余风险仍在中风险及以上的场景为压缩机入口流量低、压缩机出口温度高、出站压力高、储罐液位高、分离器气相出口压力高、脱甲烷塔压力高等;根据初始事件之间的相关性,可进一步修正初始事件发生频率;对于RRF小于10的场景,应采用耐压等级高、防爆等级高的截断阀和切断阀,对压力联锁控制系统中的传感器和执行器设置冗余结构,增加部分SIL1~SIL2等级的安全仪表回路等措施。

基于深度残差网络的输油气站场双电源快速切换风险预警模型

为准确预警输油气站场双电源快速切换风险,保证输油气站场双电源快速切换装置安全,构建基于深度残差网络的输油气站场双电源快速切换风险预警模型。在分析输油气站场双电源快速切换原理、输油气站场双电源快速切换风险的影响因素之后,构建输油气站场双电源快速切换风险的预警指标。通过基于优化D-S理论的多源预警指标融合方法,将所构建的多种双电源快速切换风险预警指标融合,建立风险预警样本,作为基于深度残差网络的双电源快速切换装置风险识别模型的识别样本,识别输油气站场双电源快速切换装置是否存在风险,并根据识别结果进行准确预警。经测试,所构建模型对输油气站场双电源快速切换风险的预警精度大于0.95,精度较高。

保护层分析在油气站场工艺安全评价中的改进与应用

针对油气站场做保护层分析时在保护层识别及点火概率确定上的局限性,分析了不满足有效性的保护层对站场工艺安全完整性评估的影响,并融入场景信息、泄漏介质和泄漏速率等因素,通过线性插值实现对点火概率的修正。结果表明,改进后保护层分析(LOPA)的事故后果发生频率较未改进前方法相比,降了2个数量级,储罐溢流场景所需的SIL为2,可通过设置满足SIL2验证的传感器、逻辑控制器和执行机构用于预防事故发生;建议从优化操作机制、调整站内布局、设置火气系统等方面入手,进一步降低泄漏速率和点火概率。研究结果可为完善站场安全仪表系统的定级提供实际参考。

科技创新赋能实现油气站场智能巡检

科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。我国高度重视科技创新引领社会发展的重要作用,将科技创新视为创新驱动发展战略的核心[1]。油气站场各个环节均有极高的安监、环保、应急管理要求,为确保安全,开展巡检是必不可少的工作。吐哈油田油气储销事业部创新应用智能巡检系统,实现油气站场智能巡检,及时预警和处置异常情况,提高了巡检效率,降低了人工成本,提高了数据利用价值和安全管理水平。

基于改进风险矩阵的油气站场设备风险评价

为实现站内设备的定量风险评价,基于API 581标准评价流程获取设备失效可能性,腐蚀速率采用3次样条曲线动态预测,人员伤亡采用危害模型确定预期死亡人数,经济损失从直接维修费、人员伤害补偿费和停产造成的效益损失费等方面实现量化,完成风险矩阵从定性描述到定量计算的转变。结果表明,待评价站场中过滤器的失效概率最大,其次为脱乙烷塔;三相分离器、低温分离器、重接触塔、脱乙烷塔失效造成的预期死亡人数较大;站场内设备风险多为Ⅱ~Ⅲ级,应根据不同的风险等级确定无损检测方式和再检测周期。

油气站场环境适应性建筑设计研究

油气站场是能源供应过程中的关键节点,建筑设计需要适应环境条件的变化才能确保能源安全。本次研究目的是通过对油气站场环境规划适应性建筑设计关键因素进行分析,对既有设计存在的问题进行讨论,并且提出相应的改善措施。通过对气候,地形地貌,环境法规和标准的综合分析,研究并提出气候适应性,地形地貌适应性和环境法规和标准适应性的设计策略。这些战略是为了提高油气站场对复杂环境的适应性与稳定性,保障能源供应持续安全。研究结果表明:环境适应性设计是油气站场稳定运行的关键,合理设计策略可有效增强油气站场环境适应能力。

基于设计成果的油气站场三维建模方法及应用

对比分析常见三维站场的建模方法,提出基于设计成果的油气站场三维建模的技术路线,并结合具体案例进行应用,实现三维站场的数据收集与管理、站内巡检、工艺流程展示、设备管理、应急辅助等领域的三维数字化应用。

输油气站场UPS系统供电稳定性和科学性提升实践

输油气站场UPS系统供电稳定性和科学性提升实践旨在确保输油气站场设备的安全运行和稳定供电。通过优化UPS系统的设计和布局,加强对电力设备的监测和维护,以及建立完善的应急预案和安全管理制度,有效提升了供电系统的可靠性和稳定性。这项实践为输油气站场UPS系统的运行提供更加科学、高效和可靠的保障,促进输油气行业可持续发展。

输油气站场综合风险评价技术研究

为完善国内输油气站场综合风险评价技术,提出一种站场综合风险评价模型。该模型基于模糊集理论,重点对传统的RCM与RBI技术进行改进与完善。将故障(失效)后果划分为伤亡后果、经济损失、环境影响和无形损失;采用模糊推理系统代替原有的算法进行计算设备风险,将动设备与静设备的风险转换为统一标度,得到站场综合风险值;最后采用雷达图显示站内设备的风险分布状况。实例分析表明,所建立的综合风险评价模型能够有效地解决定性风险与定量风险的融合问题,可为输油气站场的风险管理提供决策依据。

输油气站场HAZOP分析方法及其应用

HAZOP(危险及可操作性分析)是对装置的设计和操作进行危害识别的有效手段,但目前该方法在输油气站场的工艺危害分析方面的应用尚需进一步深入和规范。为此,在对HAZOP的原理和工作流程进行简要介绍的基础上,结合某输气站的具体实例,对HAZOP方法及其在输气站场危害识别及评价中的应用进行了分析和探讨,提出了增加安全设施、调整工艺流程等相关改进措施及建议。这些建议及要求能够促使操作人员对于单元中的工艺过程及设备有更加深入的了解,以增强职工安全防范意识,且HAZOP的分析结果为设备设施的日常生产与维护以及装置的安全管理也提供了参考。

油气站场完整性管理技术思路

基于对管道系统相关的安全评价方法和资产完整性管理(AIM)技术的总结分析,指出AIM技术是开展油气站场完整性管理的技术基础。通过分析油气站场完整性管理的内涵和特征,提出了开展油气站场完整性管理的技术方法和基本体系框架的设想,其核心思想是在资产完整性管理技术系统集成的基础上,实施基于风险管理的以流程单元和设备关键部件为对象的深层次的完整性管理模式,开展与生产管理过程紧密结合的体系和平台建设,最终建立与管道完整性管理理念和方法相一致的油气站场完整性管理体系。

油气站场内埋地管道区域性阴极保护技术应用中存在的问题及对策

油气站场内埋地管道的腐蚀问题危害较大,以往对其缺乏重视。针对站场区域性阴极保护技术应用过程中出现的问题,包括总保护电流量的确定、接地系统对站内区域性阴极保护系统的影响、通电点位置的确定、屏蔽与干扰问题以及强制电流系统与牺牲阳极系统联合保护时牺牲阳极效果的判断等进行了分析,提出了相应的解决措施,以期不断提高区域性阴极保护技术的应用水平,延长站场埋地管道的使用寿命。

输油气站场区域性阴极保护技术

针对施加在输油气站、油库及加热站等管网密集区域的阴极保护存在着保护电流消耗高、容易出现干扰及屏蔽等现象,通过多组阳极分散布置、远/近阳极互为补充、牺牲阳极材料做接地等改进措施,确保站场区域内结构以低电流获得充分保护,并有效控制干扰、减缓屏蔽。介绍了区域性阴极保护技术的结构要求、系统设计、施工与运行调试及干扰控制等。

油气站场工艺管道完整性管理

近年来国内发生了多起站场工艺管道泄漏事件,导致管道站场输送生产中断,泄漏油品甚至溢出站外污染了周边环境。随着站场运行年限的增长,作为连接站场设备的工艺管道的安全状况引起了管理者的重视。借鉴管道完整性管理"风险可控、预防失效、动态管理"的管理思路及方法,建立了站场工艺管道完整性管理流程,明确了管理内容,给出了完整性管理体系文件设置及主要内容。开展站场工艺管道完整性管理,实现基于风险评价和检测评价的维修维护策略,最终提升站场安全运行水平。