法國GRTGAZ和TRAPIL管道公司運營管理模式分析
來源:《管道保護》雜志 作者:鄒永勝 時間:2018-7-2 閱讀:
鄒永勝
西南管道公司
目前,西南管道公司在役管線總長達7590 km。其中,成品油管道1843 km,原油管道880 km,天然氣管道4867 km。管道沿線途經黃土高原、秦巴山區、云貴高原等山地高原,穿跨越瀾滄江、怒江、洮河、渭河、石亭江等多條大中型河流,地質地理環境復雜,管道運營管理難度大。西南管道公司立足于管道安全、平穩、高效運行的理念,積極對標并汲取國外同行先進管理理念和技術,持續總結、探索并提煉有針對性的運行管理模式,確保管道管理水平不斷提升。
通過對法國GRTGAZ和TRAPIL兩家油氣管道運營公司(歐洲油氣管道運行管理最高水平的代表)進行調研發現,其在天然氣回收、管道內檢測及滲漏監測、油品質量控制、站場布置等方面的做法和成功經驗值得我們思考。
1 GRTGAZ和TRAPIL公司基本介紹
GRTGAZ公司是歐洲最大的管道公司,共有員工2960余人,其中在技術研發部門的員工達500 余人。GRTGAZ公司管轄管道里程達3.2萬公里, 覆蓋了法國85%的高壓天然氣輸送管線,其中干線8110公里,分輸支線24043公里,管徑范圍80~1200 mm,平均運行時間達34年,部分區段已有50~60 年。
TRAPIL公司成立于1950年,是歐洲最大的液體管道公司,共有員工500余人,其中巴黎分公司300多人(含技術研發人員90余人)。該分公司管轄三條成品油管道,長約1300公里,最老的管道運行近60年,共輸送6大類共29種石油化工產品,年輸量2500萬噸,產生混油18萬噸,約占總輸量的0.72%。TRAPIL公司還為歐洲其它國家、北約軍事管道提供管理運營和技術服務。
2 經驗分析
2.1 天然氣回收
GRTGAZ公司開展計劃性作業時,對管中天然氣均不采用放空燃燒處理,而是利用移動壓縮機將作業點兩端閥室間的天然氣抽出并注入到下游的管道內。在最初壓力較高時,通過一級壓縮注入下游管道,在管道壓力較低時,則需要通過兩級壓縮后再注入下游管道,如圖1和圖2所示。該方案能有效提升經濟效益,還可減少碳排放。
圖1 天然氣回收作業現場
與其不同的是,國內天然氣管道運營單位在進行天然氣管道現場計劃性施工作業時,常采取放空管中天然氣的方式。該方式造成了資源浪費并產生碳排放。尤其是天然氣易燃易爆,對于西南地區等森林植被密布的區域,還存在引發山火的風險。
圖2 移動壓縮機組
結合國家新《安全生產法》《環境保護法》的正式實施和嚴格要求,可研究探討GRTGAZ公司在天然氣回收方面的經驗做法,改進管道改線、檢修時的放空處理方法,應用“移動式天然氣回收系統”,通過移動壓縮機將作業點兩端閥室間的天然氣抽出并注入到下游的管道內進行回收。經GRTGAZ公司估算,采用該方式回收天然氣的工程作業費用約占抽出天然氣價值的60~70%,能有效節約成本。同時,還可減少碳排放并消除天然氣排放帶來的安全風險。
2.2 管道內檢測
對于新建管道,TRAPIL公司在3年內完成基線檢測,以后每5~10年進行再檢。2000年, TRAPIL公司通過驗證對比發現,液體管道超聲波內檢測比漏磁檢測更靈敏、準確和有效,之后該公司在對液體管道進行內檢測時均選擇超聲波內檢測方法。
目前,國內長輸管道內檢測技術主要為漏磁檢測,少量管道開展過超聲波內檢測。因漏磁檢測技術尚無法準確識別環焊縫缺陷類型、夾層及裂紋,在后期評價和制定修復方案時存在不確定性, 需借助其它無損檢測方法進一步開挖驗證。而超聲波內檢測則對這些缺陷的識別有著固有的優勢。針對該情況,結合TRAPIL公司內檢測經驗做法,可進一步調研國內外當前內檢測技術及相關產品設備的應用現狀,尤其是超聲波內檢測技術和漏磁檢測技術特點及適用范圍,適時開展兩種方法的對比驗證分析,針對不同缺陷的識別目標選擇合適的內檢測方法或進行組合式應用。
2.3 管道泄漏監測和滲漏檢測
目前,蘭成渝等管線上已安裝有泄漏監測系統,通過將整條管道分成不同站間段進行分段檢測,將兩個站間的管道作為一個單元,通過監測兩個站間干線流量和壓力的變化,利用負壓波法和(或)音波法來判斷管線是否發生泄漏并進行定位。該系統效果好壞與各信號傳感器的精度以及信號分析算法有直接關系。
TRAPIL公司的泄漏監測系統為自主研發。為確保泄漏監測系統的精度,TRAPIL公司用于控制和計量的流量計、溫變、壓變等設備儀表具有高精度和高可靠性等特點。如主干線上安裝兩臺計量精度為0.1級的流量計來精確計量管道油品,兩臺流量計同時運行,確保計量可靠。與之對比, 西南管道公司用于干線計量的流量計精度為0.5 級,用于交接計量的流量計精度也只有0.2級。
隨著管道服役時間逐漸增長,腐蝕等缺陷的增加以及部分設備設施的逐漸老化失效,管道微滲漏等事件也可能增多,若不提早發現并處理, 極可能引發大事件。尤其對于難于到達的山區管段、隧道、橋梁、穿河段、水源地等重點部位, 微滲漏檢測尤為重要。然而,管道發生微滲漏時卻不足以被泄漏監測系統發現。TRAPIL公司針對該問題,還研發了管道微滲漏檢測器并每年開展兩三次微滲漏檢測。該檢測器與內檢測設備類似,通過在管內運行監測、記錄油品泄漏產生的噪音,設備取出后進行數據分析,判斷管道是否發生泄漏并進行定位。
圖3 微滲漏檢測器
2.4 輸送產品的質量控制和管理
TRAPIL公司對管輸成品油界面跟蹤、混油控制和質量管理都有很高的要求。
首先是混油界面跟蹤,TRAPIL公司同時采用密度和熒光劑兩種方法。當相鄰產品的密度相差較大時,利用在線密度計監測密度的變化進行界面跟蹤和產品區分。當相鄰產品的密度相近時,在混油段注入熒光劑,通過監測熒光劑的位置來精確跟蹤混油界面并區分產品。
圖4 TRAPIL公司某成品油場站
其次是混油的切割和控制。當產品物性相近時采用直接順序輸送,每個批次切割的混油量控制在規定范圍之內。而當產品物性相差較大時,采用橡膠球作為隔離球進行輸送,以減少混油量。混油處理方式包括摻混、自建裝置進行常壓加熱分離和送回就近煉廠處理三種方式。
第三,對輸送產品質量的嚴格控制和管理。輸送產品質量控制的好壞,對公司效益有很大的影響。為全面及時監控輸送產品的質量,通過建立化驗中心對產品在輸送前、輸送中和輸送后三個階段進行嚴格化驗。同時,在每個站場和關鍵閥室都配備自動和手動的產品樣本采集儀。該儀器在產品輸送過程中按批次定期自動采集樣品,并分成三份, 分別為自己保存、移交客戶保存和送化驗中心進行質量化驗。當客戶對產品質量有異議時,將保存樣品送第三方進行化驗、驗證。當有臨時需要或客戶要求時,則采用手動采集產品樣本,進行分析化驗,確保能及時準確的掌握產品質量。
2.5 站場布置
GRTGAZ和TRAPIL公司無論是天然氣站場還是液體管道站場,其站內管道、設備很少埋地,而是采用分區域半地下露天設計,將管線、設備都安裝在坑池里,該方式可及時發現設備連接處的泄漏/滲漏及管線、設備銹蝕等問題,便于日常腐蝕防護、管道檢修和應急處理。站場分區設置半地下池,作為該區域事故狀態下收集和控制泄漏油品的應急池。在火災狀況下,應急池將會形成池火, 能有效防止事故蔓延。同時,在場站/閥室整個工藝區四周還建造一定高度的圍堰,用于發生大量泄漏時的油品收集和控制。應急池收集的油品, 都匯集到三級分離油水分離裝置,最后達標排放和污油回收。
液體管道站場運行設備和管道布置緊湊, 在需要吊裝的地方,設置簡易的吊裝設備,既方便、簡單、易操作,又合理地運用空間。同時, 站場維檢修通道、巡檢通道方便,暢通無阻。天然氣管道站場最初的布置和液體管道站場一樣, 也很緊湊,現在則按功能進行分區設計,各功能區域之間有足夠的安全距離,避免一個區域發生的事故波及其它區域。
3 小結
法國GRTGAZ和TRAPIL公司在管道關鍵設備的投入、質量管理、技術研發等方面獨具特色, 在日常管理中還不斷分析、總結、提高,開發出新的技術和管理方法,這不僅提升了自身的管理水平,確保管道安全運行,還能為其他同行提供有償的技術服務。這些管理經驗值得我們學習探討和借鑒。◢ (作者:鄒永勝,西南管道公司副總經理)
圖5 天然氣管道站場布置圖
《管道保護》2015年第4期(總第23期)
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