[00382931]天然气站场完整性管理关键技术研究与应用

任务来源：该研究成果来自由西南石油大学主持完成的4项横向科研项目：川渝地区输气站场资产分类及时效频率基础数据建立研究（XNS07JS2010-122）；川气东送管道站场及风险评价（G8603-10-ZS-0050）；中石化天然气分公司输气站场完整性管理体系文件建立（G8600-12-ZS-0011）；高酸性气体集输系统设计阶段完整性的定量分析评价模型研究（XN11d/wX164）。技术原理及性能指标：技术原理针对天然气站场完整性管理国内外均缺乏系统理论方法指导的问题，研究形成了针对天然气站场静设备的量化风险评价技术、针对转动设备的以可靠性为中心的维护评价技术、针对安全仪表系统的功能安全评估技术等天然气站场完整性管理关键技术，开发了具有完全自主知识产权的天然气站场定量风险评价软件，为天然气管输系统中的集输站、输气站、增压站、地下储气库、配气站等各类天然气站场开展完整性管理提供技术支撑。性能指标：针对酸性天然气站场、净化天然气站场典型工况环境，系统识别重要失效模式与关键静设备，建立符合天然气站场实际与应用要求的定量失效概率、失效后果与量化风险评价理论方法。根据天然气站场动设备、安全仪表系统完整性管理关键技术需求，系统建立动设备、安全仪表系统安全评价方法与体系，形成指导性强的天然气站场可靠性管理流程与完整性管理解决方案。基于开放性软件平台与形成的天然气站场完整性管理关键技术开发出界面友好、功能齐全的天然气站场定量风险评价软件，实现天然气站场完整性管理数据的一体化管理与共享、定量风险评价、风险排序、风险控制策略制定等功能。成果的创造性与先进性：创新性成果之一：天然气站场静设备基于量化风险的检测评价技术针对天然气站场静设备创建了基于同类失效概率与基于检测/监测数据的定量失效概率计算模型，创建了考虑工艺系统失效后果多米诺连锁效应和安全系统可靠性影响修正的天然气站场泄漏后果评价模型，提出了含硫天然气站场H<,2>S泄漏扩散半径计算方法与图版，形成了适用于净化天然气与含硫天然气站场的定量风险评价方法与风险控制技术。创新性成果之二：天然气站场动设备以可靠性为中心的维护评价技术针对压缩机等天然气站场动设备提出了综合考虑安全风险、环境风险、生产损失与运维成本等因素的风险评价与部件重要度确定方法，建立了动设备重要部件寿命分布模型与维护策略决策树，针对预防性维修任务创建了可用度约束下维修费用最小的预防性维修周期优化模型，为制定天然气站场动设备维修维护方法奠定了技术基础。创新性成果之三：天然气站场安全仪表系统功能安全评价技术针对天然气站场安全仪表系统的类型、组成、工作原理、安全功能与控制回路，基于校正风险图和保护层分析方法建立了安全仪表系统的安全完整性水平定级流程与方法，采用可靠性框图法、故障树法和马尔可夫法建立了天然气站场安全仪表系统的定量失效概率计算模型，形成了天然气站场安全仪表系统测试维护与可靠性评价的综合技术体系，为天然气站场安全仪表系统的安全功能确定、完整性等级定级、结构与仪表选型、可靠性评价与测试维护周期确定等提供了技术支撑。创新性成果之四：天然气站场定量风险评价软件研发了c/S结构的天然气站场定量风险评价软件，软件基础数据与评价模型符合国内天然气站场实际情况，可实现天然气站场失效数据管理、设计适应性评价、安全仪表系统安全完整性等级验算、定量风险评价、风险排序、风险控制策略制定等功能，为天然气站场安全管理提供了系统分析手段。应用情况：在2011年1月～2013年12月期间，研究成果在中国石油西南油气田分公司、中国石油塔里木油田分公司、中国石油新疆油田分公司、中石化天然气分公司等单位的160余座天然气站场获得了成功应用，显著降低了站场失效频率，提高了天然气站场安全管理水平，取得了良好的经济效益和社会效益。