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          管道研究

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          中外油氣管道無人值守站場比較分析

          來源:《管道保護》2022年第6期 作者:邱姝娟 時間:2022-12-6 閱讀:

          邱姝娟

          西部管道公司

           

          摘要:介紹了中外油氣管道企業無人值守站場建設現狀,總結了北美等地區無人值守站的特點和經驗。從運行控制、工程質量、人員素質、運營環境、設備設施可靠性、設備維修、社會依托、法律法規等方面分析了雙方存在的差異。提出了借鑒國外無人站建設經驗,研究應用替代人工巡檢和現場值守的技術手段的建議,同時指出應加強管道保護法治建設,為管道安全運行創造良好環境,也為無人值守站建設夯實基礎。

          關鍵詞:油氣管道; 無人站; 中外差異分析

           

          國家管網集團公司提出建設“智慧互聯大管網”戰略目標,將工業互聯網、大數據、云計算、5G、人工智能等技術廣泛應用于油氣管網建設與運營,其中建設管道無人值守站場是一項重要內容。本文通過對比中外管道企業無人站建設和管理方式,分析了其中的經驗做法以及存在的差異,通過推廣應用新技術,進一步改善企業運營環境,提升國內管道企業站場無人化建設和管理水平。

          1  北美等管道站場推行無人值守

          Enbridge管道公司。為北美地區最大的油氣管道輸送企業,干線管道分布在加拿大境內8200公里,美國境內5500公里,以及數量龐大的支線管道。按照無人值守設計,數條管道并行鋪設,采用大站管小站的區域化管理模式。區域子公司設在中心泵站,配備20~30人,負責管理1~2個無人職守中間分輸站和中間泵站,管理約50~100公里的管道。大型及特種維修采用外委的方式。無人值守站場一周巡檢兩至三次,根據維修計劃分時間段完成常規維檢修,如臨時發現設備故障后通知檢修部門進行維修[1-2]。

          SNAM 管道公司。為意大利國有天然氣基礎設施建設和運營管理公司,主營業務包括輸氣、儲氣和 LNG 氣化?側藬导s 3000人,總部人數約 400人。擁有意大利94%的輸氣管網,長3.25萬公里,年輸氣量達751億立方米;擁有9座儲氣庫,工作容量167億立方米;3座LNG接收站,氣化能力 87億立方米/年。SNAM公司共有13座壓氣站,50臺燃驅壓縮機組。每座壓氣站平均設置9名值守人員,其中站長1名、技術員3名、操作員5名。夜間由調控中心遠程監控,現場無人監視,聯絡站和壓氣站無周界防范系統,無視頻監控系統。無人站、閥室列入管道巡檢內容,根據位置不同巡檢周期不同,一般為每兩周一次。應急情況下要求維修人員35分鐘內到現場[3-4]。

          Kern River管道公司(美國)。管道全長2688公里,管徑914~1066毫米 ,共有11個壓氣站、 15個輸入計量站、 57個輸出計量站。實行統一集中調控指揮,有職員170人,負責管道運行操作、監控、計量交接、維修計劃協調和應急事故處理等。實現了完全中控,全線啟停輸、流程切換、壓縮機組啟停、分輸流量控制等各項操作均由程序控制完成。大部分技術支持和管線、設備維護檢修業務由外部專業隊伍提供服務。11個壓氣站均為無人值守站,由專業人員定期巡檢和日常維護。由于鹽湖城壓氣站所在地區人口相對稠密,又毗鄰機場,場區安裝了視頻監控系統,其余壓氣站所處位置比較偏僻,人煙稀少,未安裝視頻監控系統,但全部安裝了周界報警系統。

          俄羅斯國家石油股份公司(Transneft)。輸油管道總長度超過6.8萬公里,泵站500多座,儲罐容積2400萬立方米。其所屬某管道全長1259公里,全線采用無人站場管理,調控中心集中控制,從事現場操作的240余名員工負責設備維保和應急搶險作業。用工水平達到 0.19人/公里。

          國外管道無人值守站場具有以下特點。

          (1)實行統一集中調控指揮。調控中心負責對公司所屬管道進行運行操作、監控、計量交接、維修計劃協調和應急事故處理等,統一遠程控制、站場無人值守、定期巡檢。管道運行實現了完全中控,全線啟停輸、流程切換、機組啟停、分輸流量控制等各項操作均由程序控制完成。

          (2)普遍設置區域維護機構。負責所轄區域內站場、管道的日常巡檢,以及基本設備維護、故障處理和維修。有人值守壓氣站/泵站也僅為白天值班負責日常巡檢及維護,晚上和周末離站。分輸站均實現無人值守,部分偏遠地區壓氣站/泵站實現無人值守。

          (3)站場人員配備少而精。小型壓氣站/泵站(10―15兆瓦壓縮機2~3臺)通常配備2~3名值班人員;中型壓氣站(20―30兆瓦壓縮機組3~4臺)配備3~4名值班人員;大型壓氣站(20―30兆瓦壓縮機組5~8臺)配備8~9名值班人員,區域運維公司配備20~30人。

          (4)委托專業公司維護設備。設備維修、保養及大修等工作,制定相應的維檢修計劃,由第三方專業工程公司或設備廠家定期負責。管理工程師負責設備出現異常時的判斷和控制,及時通知專業人員(第三方或設備生產廠家)管理和維修。

          2  國內無人值守站場處于起步階段

          我國管道行業發展初期,形成了以單條管線為管理單元、單個輸油氣站場為管理基點進行運營管理的站場管理模式。由各輸油氣站場現場采集運行數據并向上匯報,上級調度中心、分公司對運行數據進行匯總分析后下達調度指令,再由各輸油氣站場實施現場工藝操作。隨著管道自動化水平穩步提升,目前大部分站場均可遠程控制(調控中心或站控室),站控室有人值守,定時巡檢,有一定的設備維護和應急能力,區域維搶修中心和維搶修隊人員24小時值班待命。

          近年來,管道運營管理模式逐步向區域管理調整,即:通過技術改造使輸油氣站場具備遠程控制和集中監視運行條件,將現有輸油氣站場按區域整合為作業區統一管理,打破過去按線管理的傳統點線式管理模式,改變站場值守操作的工作模式,形成油氣調控中心遠程調控運行、分公司調度室遠程巡檢、作業區集中維修的油氣管道站場管理模式[5-7]。

          國家管網集團于2021年上半年進行了區域化管理改革,成立了山東運維中心、廣東運維中心等,解決同一區域內管道管理交叉重疊問題,以期降低管理成本、提高管理效率。西部管道公司、西南管道公司、西氣東輸公司、山東輸油有限公司等油氣管道企業嘗試轉型區域化管理,生產效率、勞動生產率等都有很大改善。西部管道公司是國內最早開始探索區域化管理的管道企業之一,按照“管轄半徑不大于80公里,維搶修反應時間不超過1小時”的原則劃分作業區,將原3~5個輸油氣站合并為一個作業區,確定了24個作業區和15個獨立站場,由作業區對所轄站場集中管理,運檢維一體化,為實現站場無人值守奠定了基礎。

          3  條件和環境差異比較分析

          員工素質。北美勞動力市場發達,站場周邊就地就可以招聘到相關專業技術人員,工作經驗豐富,專業技術能力過硬,通常具有幾十年的崗位經驗,能獨自處理各類問題。相比之下,國內企業員工在培訓、資歷、經驗、能力等方面還存在較大差距。

          工程質量。國外管道建設周期普遍較長,管道建成投運后,數年內基本不需要改造和大型維修。例如北美的 Alliance管道全長3836公里,建設周期為10年,其他管道的建設周期也都在5年以上。而國內管道建設受項目工期、設計文件質量、施工人員素質、施工工序規范性、施工監理等因素影響,造成很多工程遺留問題,投產之日往往也是改造開始之時,增加了運營期維護工作量。

          設備可靠性。國內管道早期建設基本采用進口設備,設備維護維修受制于國外廠家。近年來,國內大力推進關鍵設備國產化項目,逐步實現了壓縮機組、PLC、流量計、閥門等關鍵設備及散材的國產化替代,實現了自主制造,降低了采購及維護、維修成本。同時也存在各類設備設施的可靠性參差不齊的情況,導致運營期設備設施維護維修工作量增大。

          設置管廊帶。美國管網總長達到了400萬公里,其中干線管道81萬公里,分布在數條管廊里。有時6~7條管道并行,同介質的管道之間可以互相注入,整個管網系統具有多氣源、多通道的特點,保障輸送的可靠性和靈活性,如單一站場發生關斷對整體輸送能力影響不大。國內重要干線截斷閥如果出現誤關斷或站場觸發ESD,短時間內臨近壓氣站將因運行壓力超高導致停機,對上游進氣或下游用氣造成嚴重影響。

          設備維護。北美等實行完全市場化模式,管道及設備維護依托當地專業公司或設備廠家負責。設備出現異常情況第三方公司或設備生產廠家能夠快速趕赴現場進行處理和維修。對于壓縮機組、泵機組等大型設備,還可交由設備場景的全球診斷中心進行24小時實時監測診斷,及時進行預警、發現故障隱患,保障設備可靠性。國內管道維護市場化程度低,各管道企業都要組建自己的維修機構,能力不足和資源浪費的情況同時存在。

          政府監管。美國聯邦政府由交通部(DOT)油氣管道安全室(OPS)、能源部下屬的聯邦能源監管委員會(FERC)、國家運輸安全委員會(NTSB)、國土安全部、環境保護局、司法部等部門負責油氣管道安全事務,大部分州政府也設立了油氣管道監管機構,形成了較為健全的監管體系。建立了國家統一管道地圖系統(NPMS)和管道統一呼叫中心(“811”電話)。國內目前沒有明確的管道安全監管部門,對企業的監管和服務尚未完全到位。

          法律法規。國外法律體系比較完善,管道企業外部環境比較寬松。我國早在10多年前就頒布了《石油天然氣管道保護法》,但一直未進行修訂,也沒有制定配套法規和規章。法律規定難以適應不斷變化的形勢,打孔盜油、違法占壓和施工挖掘活動長期屢禁不止,企業外部環境沒有得到根本改善。

          4  結語

          我國油氣管道目前還處于發展階段,各種原因制約了無人值守站場建設的推進。隨著數字化、智能化技術快速發展,為無人值守站場的建設提供了新的思路,應依托大數據、5G、人工智能等新興技術,借鑒國外成功經驗,研究替代人工巡檢和現場值守的技術手段。同時也應不斷加強管道保護法治建設,為管道安全運行創造良好環境,也為無人值守站建設夯實基礎。

           

          參考文獻:

          [1]李柏松,王學力,徐波,孫巍,王新,趙云峰. 國內外油氣管道運行管理現狀與智能化趨勢[J]. 油氣儲運,2019,38(3):241-250.

          [2]張鵬. 中外天然氣管道運行管理差距及對策[EB/OL].(2016-05-20)[2018-06-21]. http://www.a-site.cn/article/226979.html.

          [3]高津漢. 天然氣管道無人化站場的理念及設計要點[J]. 石化技術,2019,26(1):169-170.

          [4]張世梅,張永興 . 天然氣長輸管道無人站及區域化管理模式 [J]. 石油天然氣學報,2019,41(6):139-144.

          [5]王亮,焦中良,高鵬. 中國天然氣管網“專業化管理+區域化運維”模式探討[J]. 國際石油經濟,2019,27(10):33-43.

          [6]聶中文,黃晶,于永志,王永吉,單超,馮騁,等. 智慧管網的建設進展及存在的問題[J]. 油氣儲運,2020,39(1):16-24.

          [7]董紅軍.長輸管道網格化管理實現基礎與實施設想[J].油氣儲運,2020,39(06),601-611.


          作者簡介:邱姝娟,高級工程師,西部管道科技信息部,主要從事油氣管道運行管理工作。聯系方式:15981790006,qiusj@pipechina.com.cn。


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