天然气管网系统可靠性评价指标研究
天然气管网系统可靠性技术发展现状及趋势
随 着 我 国 社 会 、经 济 的 快 速 发 展 ，天 然 气 作 为 清洁的化 石 能 源 已 经 广 泛 应 用 于 现 代 化 建 设 当 中，其需求量 迅 猛 增 长。天 然 气 管 网 作 为 连 接 上 游气源和下游 市 场 的 生 命 线，在 国 民 经 济 和 能 源 安全领域具 有 重 要 作 用 和 意 义。因 此，确 保 供 气 管网系统安 全 可 靠 至 关 重 要 。 ［１］ 目 前，国 内 外 常 用的完整性管理在保证天然气管道和站场安全中 起到了重要 作 用。 但 是，由 于 研 究 的 重 点 是 元 件 和设备的结构 安 全，无 法 从 系 统 层 面 衡 量 管 网 运 行状况，更无法 从 用 户 需 求 角 度 量 化 供 气 保 障 能 力 。 ［２］ 因此，有必 要 引 入 天 然 气 管 网 可 靠 性 技 术 来对管网生产安全和供气保障进行指导和管理。 对天然气管网 系 统 可 靠 性 技 术 进 行 研 究，并 将 它 应用于管网生产 －运输 －销售的整个物流过程和 规划 －设 计 施 工 －运 行 维 修 整 个 生 命 周 期 中，对 于保障天 然 气 管 网 系 统 的 平 稳 运 行 具 有 重 大 意 义 。 ［３］ １ 天 然 气 管 网 系 统 可 靠 性 技 术 发 展 现 状
（６）
式 中 Ｔ——— 产 品 总 的 工 作 时 间 ，ｈ。
平均修复时间 ＭＴＴＲ为：
∞
∫ ＭＴＴＲ ＝Ｅ（η） ＝ ｔ·ｍ（ｔ）ｄｔ ０
第 ８期 张 鑫．天然气管网系统可靠性技术发展现状及趋势
５８３
天然气管网系统可靠性技术发展现状及趋势
张 鑫
（中 油 辽 河 工 程 有 限 公 司 ）
摘 要 通过介绍天然气管网系统可靠性评价指标、可靠性评价方法和目标可靠度的 确 定 方 法，阐 述 管 网 系 统 可 靠 性 技 术 的 研 究 现 状 ，预 测 了 管 网 系 统 可 靠 性 技 术 的 发 展 趋 势 。 关键词 天然气管网系统 可靠性技术 结构可靠性 供气可靠性 评价指标 评价方法 中图分类号 ＴＨ８６２ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００３９３２（２０１８）０８０５８３０５
天然气管道系统运行安全评估研究
天然气管道系统运行安全评估研究天然气管道系统是中国国家能源安全的基石之一，也是经济发展的重要支柱。
天然气产业已经成为我国能源发展的重要组成部分，越来越多的城市开始使用天然气作为供暖、工业生产等方面的能源。
但是，随着天然气使用量的不断增加，管道运行安全问题也越来越受到重视。
为了保障天然气管道系统的安全运行，需要开展针对管道系统的安全评估研究。
一、天然气管道系统的安全评估内容天然气管道系统的安全评估主要包括如下几个方面的内容：1.管道系统安全等级评估安全等级评估是对天然气管道系统的安全状况进行分级评定。
通过对管道系统的管径、压力、使用年限、管道材质等因素进行综合分析，可以对管道系统进行分级评定，以便制定有针对性的管道维护计划和管道安全管理措施。
2.管道系统完整性评估管道系统的完整性评估是对管道系统的技术状态进行评估，确定管道系统的腐蚀、裂纹、变形等缺陷，以便及时对管道系统进行修复和更新。
完整性评估可以采取人工检测、无损检测、设备检测等多种方法进行。
3.管道系统设备安全评估管道系统设备安全评估主要对管道系统周边的设施和设备进行评估，包括管道泄漏监测系统、紧急切断系统、防雷系统、接地装置等。
对设备和设施进行评估可以及时发现并排除安全隐患，确保管道系统的安全运行。
二、天然气管道系统的安全评估方法1.物理性质测试法物理性质测试法主要是通过测试天然气管道系统的管道材料、强度、耐腐蚀性、氧化稳定性等物理性质，对管道系统进行安全评估。
物理性质测试法可以使用一些常见的物理测试手段，如金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射衍射仪等，来对材料进行测试分析。
2.无损检测法无损检测法主要是通过对天然气管道系统中的缺陷进行检测，如腐蚀、裂纹、变形等，从而对管道系统的状态进行分析，判断气体管道设备的安全程度。
无损检测技术包含多项技术，其中常用的技术有超声波检测、磁粉检测、放射性检测等。
3.风险评估法风险评估法主要是通过对天然气管道系统运营风险进行评估，确定管道系统的推荐安全运行工艺和维护计划。
燃气管网的可靠性分析及优化设计研究
燃气管网的可靠性分析及优化设计研究研究问题及背景：燃气管网在现代城市中扮演着重要的角色，为居民提供了便利而可靠的能源供应。
然而，由于管网系统的复杂性和脆弱性，常常容易发生故障，导致燃气泄漏、爆炸等重大安全事件，给人民生命财产带来极大危害。
为了提高燃气管网系统的可靠性，减少事故的发生，需要开展相关研究。
研究方案方法：本研究旨在对燃气管网的可靠性进行分析，并提出优化设计方案。
主要采用以下四个步骤进行研究：1.收集相关数据：首先，我们将从相关部门和公司获取现有燃气管网的数据，包括管道布局、管道直径、连接方式、管道材料等信息。
此外，还将收集管道事故的统计数据，以了解事故发生的频率、类型及其对人民生命财产的影响。
2.建立可靠性分析模型：在本研究中，将采用系统可靠性理论，建立燃气管网的可靠性分析模型。
该模型将考虑管道的结构、材料、布局和运行条件等因素，以评估管道系统的可靠性，并预测管道事故的发生概率。
3.优化设计方案：结合可靠性分析结果，我们将提出相应的优化设计方案。
主要包括管道材料的选择、管道直径的确定、管道布局的调整等方面。
通过优化设计，可以提高管道系统的可靠性，减少事故的发生概率。
4.数据分析和结果呈现：基于收集到的数据和模型计算结果，我们将进行数据分析，并将结果以图表、统计分析等形式进行呈现。
通过数据分析，可以分析管道事故的原因、影响因素，为进一步改善管网系统提供参考。
结论与讨论：本研究对燃气管网的可靠性进行了分析，并提出了优化设计方案。
结果显示，在合理的管道材料选择、管道直径确定和管道布局调整的情况下，可以明显提高管网系统的可靠性，减少事故的发生概率。
此外，通过对事故发生原因的分析，我们还可以提出改进管网运维管理方面的建议，以减少事故的发生。
本研究的主要创新点是综合考虑了管道的结构、材料、布局和运行条件等因素，建立了管道系统的可靠性分析模型，并提出了基于该模型的优化设计方案。
这些成果对于提高燃气管网系统的可靠性，减少事故的发生具有重要的实际意义。
天然气管道可靠性评价技术
１４ 计算分析步骤（ ． 见图 １ ）
维普资讯
２０ ０ ６芷
第７ 期
宋 艾玲 ， 梁光川 ： 天然气管道可靠性评价技术
Ｒｔ （ 是设备使用时 间 ｔ ） 的连续 函数 ， 它具有 以下性质 ：
①当设备刚投入运行 或 某次修 复后 重新 开始使 用 时， ｔ Ｒ（）
系统可靠性的具体而有 效 的措施 ， 据 可靠性 分析 的结 果 确定 根 最优的设备备用系数 、 维修能力 、 物质 计划 和必要 的天然气 事故
储备量 ， 从而保证管道系统在要求的可靠度指标下 工作 。
１３ 研究方法 ． ２ 可靠性定量分析 指标
圉 １ 计 算 分 析 步 骤 图
在各种可靠性 分析 和 计算 中 ， 立 天然气 管 道可靠 性模 型 建 的方法主要有 ３种 ： （）涉及到断裂力学 和材料力 学基础 理论 的分析 研究 等方 １
维普资讯
总第 １ ３ ２ 期 ２ ０ 年第 ７ ０６ 期
西部探矿工程
Ｗ ＥＳ Ｔ— ＣＨＩ ＮＡ ＸＰ Ｅ ＬＯＲＡＴｌ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲｌ Ｎ（
ｓ ｒｅ ． ２ ｅ ｉｓＮｏ １ ３
Ｊ ｌ． ０ ６ ｕｙ ２ ０
文 章编 号 ：Ｏ４ ５１ （０６ ０—０ 】一 Ｏ １０— ７６ ２０ ）７ １０ ３
中图分 类号 ： Ｅ ４ 文 献标识 码 ： ６ Ｆ Ｂ
天 然 气 管遭 可 靠 性 评 价 技 术
宋艾玲 ， 光川 梁
（ 南石油学院， Ｉ成都 ６００） 西 四川 １５ ０
摘 要： 论述了天然气管道可靠性评价技术理论内客， 分析 了其研究思路、 主要任务、 研究方法及计算分析步骤。在此 基础上， 将可靠性定量分析指标与天然气管道可靠性分析相结合 ， 进一步探讨了天然气管道失效模式和寿命分布模型，
燃气管网系统供气可靠性评价方法研究
燃气管网系统供气可靠性评价方法研究本文主要从燃气管网系统工期可靠性评价的必要性出发，对于管网供气的可靠度进行了评价分析。
标签：燃气管网系统;供气;可靠性;评价随着我国社会经济的快速发展和现代技术的不断进步，“西气东输”、“川气东输”工程已完成，燃气输配系统建设不断，取得很大的成绩，但是当下我国燃气输配系统还存在一些问题：天然气供不应求。
随着我国城市化建设进程的不断深入，多个行业和人们生活对天然气的需求越来越大，整体来说当下开采出的天然气不能满足人们的需求。
燃气输配系统需进一步完善。
目前我国主要城市或城市中心燃气管道形成一定规模，但城市周边地区或农村还未完全建成，制约供气能力及可靠性。
一、燃气管网系统供气可靠性评价的必要性燃气输配系统是由大量的管道、阀门及有关附属设备、部件构成的管网系统。
为保证安全供气，管网系统一般建成环状，以便在管网个别部位发生故障需从系统隔离时，管网仍具有一定的供气能力。
管网在建成后需经过强度和气密性试验，并按国家标准验收合格才能投人运行，此时，管网具有很好的完整性，可以按设计规定的压力等级和供气量工作。
随着运行时间的持续，管网部件本身及施工的某些缺陷会暴露出来，局部管网或将被从系统中隔离开来，此时管网的供气会受到一定程度的影响。
在损坏部件经修复、故障被排除后，管网又恢复到完整的状态[1]。
可见管网系统是一种可修复的系统，并且是一种在个别管段或部件发生故障时系统仍有一定供气代偿能力的复杂系统，对这种系统需要研究其可靠性问题。
对燃气输配管网系统的可靠性评价，目的在于对已设计或建造的管网系统从其构成的部件和构成型式出发，由故障发生概率（和维修发生概率）计算出系统的故障或完好状态的概率，从而得出对管网系统工作能力可靠程度的评价。
由这种评价结果可以引导改善设计或改进已建成的系统。
二、管网供气可靠度燃气管网在运行中随时有可能因管段（或阀门等部件）发生故障使系统的完整性状态发生变化。
燃气输配管网的状态变化可以看为齐次马尔柯夫过程。
天然气管道系统的安全性与可靠性分析
天然气管道系统的安全性与可靠性分析第一章引言天然气作为一种清洁、高效、安全的能源，被广泛应用于工业、民用及交通领域。
然而，天然气的输送过程中存在一定的安全风险，如泄漏、爆炸等。
因此，对于天然气管道系统的安全性与可靠性进行分析与评估，具有重要的意义。
第二章天然气管道系统的安全性分析2.1 潜在威胁的评估天然气管道系统的安全性分析首先需要对系统可能面临的威胁进行评估。
这些威胁包括自然灾害、恶劣气候条件、人为破坏以及设备故障等。
通过对不同威胁的分析，可以量化潜在威胁的严重程度，为后续的安全措施提供依据。
2.2 管道材料与设计的安全性天然气管道系统的管道材料与设计对其安全性有着重要影响。
合适的管道材料和结构设计可以增加管道系统的耐久性和抗腐蚀能力，从而减少泄漏的风险。
同时，合理的设计还可以确保管道系统在不同温度、压力条件下的强度和稳定性。
2.3 监测与报警系统的完善性天然气管道系统的监测与报警系统对于及时发现潜在问题，采取及时的措施非常关键。
通过使用高精度的监测设备，可以对管道系统进行实时监测，及早发现泄漏等问题。
同时，完善的报警系统可以及时向相关人员发送警报，减少潜在的安全风险。
第三章天然气管道系统的可靠性分析3.1 可用性和可维护性评估天然气管道系统的可靠性分析需要考虑到其可用性和可维护性。
可用性是指系统能够在既定的时间内正常运行的概率，而可维护性则是指系统在发生故障时能够及时进行修复和维护的能力。
通过评估可用性和可维护性，可以为系统的优化设计和运维提供指导。
3.2 系统故障率与冗余设计系统故障率是衡量系统可靠性的重要指标之一。
通过分析管道系统中各个组成部分的故障率，并采取适当的冗余设计，可以提高系统的可靠性。
例如，通过增加备用设备和并行管道等措施，可以降低整个系统因单点故障而导致的安全风险。
3.3 维修计划与管理天然气管道系统的可靠性分析还需要考虑到维修计划和管理的重要性。
合理的维修计划可以确保系统的正常运行和可靠性，减少因设备故障而带来的安全风险。
城市燃气管网可靠性评价及优化研究
城市燃气管网可靠性评价及优化研究随着城市人口的增长和工业化进程的推进，城市燃气管网系统在日常生活中扮演着至关重要的角色。
燃气作为一种重要的能源供应形式，其燃气管网的可靠性对于城市能源供应的稳定与安全具有重要意义。
本文将对城市燃气管网的可靠性评价及优化进行详细论述。
1. 可靠性评价城市燃气管网的可靠性评价旨在衡量系统在特定条件下连续供应燃气的能力。
评价可靠性的关键指标包括故障率、平均修复时间、可用性和可靠性指数等。
其中，故障率指管道在单位时间内出现故障的次数，平均修复时间是指系统从发生故障到修复完成所需的平均时间，可用性是指系统在一定时间内处于正常工作状态的概率，可靠性指数综合考虑了上述指标。
根据这些指标，我们可以对管网系统的可靠性进行科学的评估。
2. 影响因素分析城市燃气管网的可靠性受到多个因素的影响，包括管道材料、设计标准、维护管理等。
首先，选用高质量的管道材料可以提高管网系统的可靠性，减少管道破裂的风险。
其次，科学合理的设计标准对于确保管道系统的可用性至关重要。
最后，良好的维护管理措施可以减少管道故障的发生，提高系统的可靠性。
通过对这些影响因素的分析，我们可以找出对管网系统可靠性的薄弱环节，并采取相应的措施进行改进。
3. 优化研究为了提高城市燃气管网系统的可靠性，我们可以进行一系列的优化研究。
首先，通过建立优化模型，可以确定系统的最佳配置方案，包括管道的敷设路径、长度以及直径等。
其次，可以采用可靠性增强技术，包括增加冗余设备、改进监控系统等，提高系统的可靠性水平。
此外，定期的维护保养和紧急处理预案的制定也是确保系统可靠性的重要手段。
通过以上优化研究措施，可以提高城市燃气管网系统的可靠性及其供应能力。
4. 持续监测和改进为了确保城市燃气管网系统的长期可靠性，持续监测和改进是必不可少的。
可以采用远程监测系统对管网运行情况进行实时监控，及早发现潜在问题并进行处理。
同时，建立完善的管网事故报告与分析机制，汇总并分析历史故障数据，找出故障的根本原因，为管网系统的改进提供依据。
天然气管道的运行可靠性评价技术
天然气管道的运行可靠性评价技术一、前言可靠性问题之所以受到重视，是因为系统、装置（机械或设备）或零件所承担的工作要求越来越高，结构更加复杂化。
因此，彼此相关的任何一部分失效而导致整个系统发生故障的机会有所增加，而整个系统的失效或故障将会使生产受到威胁，造成经济损失，甚至人的安全受到危害。
近年来，随着国民经济的迅速发展，人们对天然气的需求量不断增大。
对天然气管道而言，可靠性工程的应用更有其特殊、重要的意义。
天然气管输工艺流程虽不太复杂，但各种控制仪表和自动化装置的使用，机械设备运行的限制，新材料、新技术、新工艺的应用，以及易燃、易爆介质等，无论从生产系统或单元设备来衡量，都对可靠性问题提出了较高的要求。
一旦发生事故，很可能是灾难性的，不仅经济损失、环境污染，而且还会造成人员伤亡。
因此，天然气管道的可靠性关系到我国的经济发展速度。
二、天然气管网可靠性评价原理的内容与方法天然气管道是一个复杂的系统，在对其进行可靠性分析之前首先要把它划分成若干个子系统，划分的原则是保证对管道系统可靠性分析的完整性。
各国所用的方法及评价深度大不一样，有的是对管道线路部分或压气站单体组件（如管子、阀门、仪表及动力设备）进行分析及预测，比较深入的是对整个管道系统的可靠性进行分析。
在各种可靠性分析和计算中，建立管道系统的可靠性模型方法主要有以下三种：(1)涉及到断裂力学和材料力学基础理论的分析研究方法。
(2)利用一般的事故数据的可靠性综合方法。
(3)全尺寸的模型试验和对类似事物的历史事故数据的统计分析法。
根据天然气管网的自身特点，将天然气管网运行分为三个阶段．并对各个不同阶段分别采用不同的方法进行计算。
三、管网失效原因及评价指标天然气管网敷设方式复杂，主要有埋地、架空、穿跨越和地沟敷设等方式。
管道失效形式也多种多样，可分为以下三种情况：(1)管道自身破坏，如内外腐蚀、超压破坏、疲劳破坏及材料缺陷等。
(2)环境破坏，如风灾、水灾、雪灾及地震等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
天然气管网系统可靠性评价指标研究
发表时间：2019-09-22T01:20:04.140Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘亮[导读] 摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
贵州乌江新能源开发有限责任公司贵州省贵阳市 550002摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
天然气作为清洁的化石能源已经广泛应用于现代化建设当中，其需求量迅猛增长。
天然气管网作为连接上游气源和下游市场的生命线，在国民经济和能源安全领域具有重要作用和意义。
因此，确保供气管网系统安全可靠至关重要。
本文就天然气管网系统可靠性评价指标展开探讨。
关键词：天然气管网系统；可靠性指标；供气可靠性 1可靠性指标天然气管网系统可靠性指标是开展天然气管网系统可靠性评价的前提，也是后期实行可靠性管理的基础。
可靠性指标体系的应用对象分为系统和单元两方面，其中系统包括管网、管道、站场3个层级，单元则包括管段、压缩机组、阀门、工艺管道、储气库、LNG接收站、资源及市场等各级系统的主要组成要素。
结合天然气管道生产实际，管网系统的可靠性指标应至少包含以下3类：狭义的可靠性类，反映系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；健壮性类，反映系统抗干扰能力；维修性类，反映系统发生故障后通过修复，从而恢复正常工作能力。
可靠性指标体系的不同应用对象由于各自不同特点，可能适用上述3类指标中的2种或3种，如管网系统只涉及可靠性及健壮性两类指标，管道、站场系统以及一般设备单元泽可适用全部类别指标。
（图1）
图1 天然气管网系统可靠性指标分类示意图对每个对象的广义各类可靠性指标而言，考虑到其多项指标间的逻辑计算关系及管理的需要，需将每类指标划分为基本指标、中间指标、综合指标3个层次（图2）。
其中，基本指标为可在现场直接测量或能够利用基本参数简单计算而获得的指标；中间指标是能够反映对象某项特定性能，并能利用若干基本指标计算而获得的指标；综合指标则是狭义的可靠性类/维修性类/健壮性类的综合性能指标。
一般而言，基本指标和中间指标数量不限，而综合指标数量较少，一般为1。
此外，根据天然气管道管理需要，某些对象还可设置附属指标，其虽然不参与基本指标、中间指标及综合指标的计算，但可以从不同角度反映对象可靠性（狭义）、维修性及健壮性方面的能力，属于常用管理指标。
在确立天然气管网系统可靠性具体指标时，要遵循以下3个原则：①能够准确反映出对象的性能，指标具体含义精准、无异议；②尽量不使用需要现场打分或专家咨询等主观手段获取分值的指标；③确保指标计算所需基础数据能够通过统计或现场检测的方法获取，否则该指标不能有效使用。
图2 天然气管网系统可靠性（广义）指标分层示意图 2管网系统水力可靠性评价指标天然气管网水力可靠性是指系统在规定时间和条件下，完成规定的供气任务的能力，用于对系统的供气能力进行评价。
采用输出可用度AT、载流可用度Ao以及时刻t水平c的可用度Ac(t)等指标对油气生产运输系统的水力可靠性进行评价。
3供气可靠度供气可靠度指管网系统在规定条件和时间内，完成规定供气任务的概率。
系统平均供气不足时间SAIDI指在给定时间和规定条件下，管网系统因各类原因导致的不能满足供气任务的时间均值。
系统平均供气不足频率SAIFI指在给定时间和规定条件下，管网系统因各类原因造成下游用户缺气的平均次数。
具体表达式为:
4天然气管道行业的可靠性评价方法天然气管道的可靠性是指在规定时间内，系统按照规定运行条件完成规定输送任务的能力。
考虑到天然气管道的任务输量及最大承压等因素，相对原油管道，天然气管道系统的冗余度较小，且用户需求多样，管道的局部失效就可能引发大面积连锁事故的发生。
限于此，天然气管道系统对管体结构安全性和供气保障能力都有较高的要求。
中国工程院院士黄维和率先提出了天然气管道系统可靠性的概念，并对系统可靠性的评价方法和管理框架进行了初步设计。
对于单条天然气管道系统的可靠性分析，重点在于管体结构可靠，在统计学方法的基础上明确各管道之间的逻辑关系，为天然气管网系统的可靠性分析奠定基础。
而对于天然气管网系统的可靠性管理，需综合系统工程理论和现代物流理论的研究方法，统筹规划各子系统的可靠性历史结果，运用统计和概率的方法反映管网系统的可靠程度。
天然气管道系统可靠的基本要求为保障运行安全，因而对于可靠性的研究也应以满足需求侧的供应要求作为评价标准，在保障管体结构安全的前提下实现自身功能。
目前，可将天然气管道可靠性评价方法分为结构可靠性和供气可靠性两类，以实现“全方位、全生命周期”的科学管理，保障管道系统安全高效地运行。
结语
对于天然气管网系统可靠性的研究仍需从以下两大方面进行突破。
一是对管网系统可靠性计算所需要的数据库和知识库的建立，该知识库包括单元故障失效知识库、仿真知识库以及市场需求知识库等，其能为管网系统可靠性研究提供数据和知识支撑；另一方面就是管网系统水力和供气可靠性计算模型和算法的建立和完善。
油气管网是复杂、开放、大型系统，除受管道系统多因素、多单元可靠度影响外，用户在不同时间和任务条件下受介质流量、压力、温度等多因素耦合影响，使其可靠性计算成为难题。
此外，管网机械可靠性、水力可靠性以及供气可靠性均可以由多个评价指标进行表征，如何对这些指标进行综合考虑，或确定各指标的权重，以满足实际工程需求，也是需要攻克的难题之一。
参考文献
[1]黄维和.大型天然气管网系统可靠性[J].石油学报,2015.
[2]温凯.天然气管道可靠性的计算方法[J].油气储运,2016.。