基于可靠性的天然气管道水合物形成概率

随着海洋油气田开发逐步进入深海领域,深水流动安全保障将面临巨大的挑战,分析天然气管道水合物形成概率是保障管道安全流动的基础。基于可靠性的极限状态方法,综合考虑管道运行参数的不确定性,选择管道入口温度、压力及流量为随机变量,以热力学和动力学为基础,建立概率极限状态方程,并运用LHS-Monte Carlo方法、POD方法计算水合物的形成概率,实现了以概率形式定量描述天然气管道中水合物形成风险的目的。结果表明:管道水合物形成概率曲线达到稳定所需的样本总数随管道具体情况和随机变量参数而变化;水合物形成概率对不同随机影响因素的敏感性不同;临界过冷度对天然气管道水合物形成概率有较大的影响。合理选择或调整入口随机参数能够有效降低水合物形成概率,从而保障管道的安全运行。     

基于管网可靠度的天然气市场满意度评价

为了掌握天然气市场的供需态势,促进天然气行业发展,指导天然气管网建设规划,需要对天然气市场满意程度进行评价。天然气输送涉及基础设施设置、输送能力、安全性等,综合天然气管网供应能力和市场供需双方经济效益两方面因素,将管道供应可靠度与市场交易财务风险率相结合,构建了供需双方满意度评价方法:在一定供气量情况下,根据不同天然气用户的风险承受能力,按照用户用气优先保障顺序,分别对天然气用户和天然气管网系统的满意程度进行计算、对比,判断得出天然气市场的供需态势。运用基于管网可靠度的天然气市场满意度评价方法对某城市天然气市场进行满意度评价,结果表明:该方法是天然气市场有力的量化分析工具,能够量化供需双方的满意程度,进而掌握天然气市场的供需态势,为天然气销售、管网建设等提供决策依据。(图6,表4,参23)     

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系

中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系,建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。     

我国天然气管网系统可靠性评价技术现状

为了保障天然气管网系统的运行安全,可以采用可靠性方法从系统层面定量评价与分析天然气管网的物理安全水平及整体供气水平,然而,我国在此方面的研究尚处于起步阶段。总结了我国天然气管网系统可靠性评价技术研究现状,从生产安全和供气安全两方面阐述了管网系统常用可靠性指标的概念和算法,分别探讨了长输管道和站场两个系统单元及整个管网系统的结构可靠度评估方法,以及系统供应可靠度和目标可靠度的确定方法,指出了管网系统可靠性评价技术的重要作用及发展方向。     

基于风险理论的天然气管网脆弱性分析方法

天然气管网安全分析方法主要有风险评价法、可靠性分析法及脆弱性分析法。由于3种方法分析问题的角度不同,导致识别关键组件的结果有所不同。通过将风险理论与脆弱性分析方法相结合,提出了风险-脆弱度方法:主要从管道运行状态、传输性能、网络特征3个角度识别管网关键组件,采用风险偏好型效用函数计算指标的后果严重度,再乘以失效概率得到风险值;从脆弱性分析思想出发,建立组件重要度计算公式,将重要度与风险值相乘得到组件的脆弱度,利用脆弱度识别关键组件。将该方法运用于浙江省天然气管网的脆弱性分析,结果表明:新方法考虑了频发危险事件概率,同时不忽略失效概率低但产生后果严重的组件对管网供气能力的影响,可以更加全面、有效地识别天然气管网关键组件,为管网安全运行提供保障。(图3,参25)     

大型天然气管网可靠性评价方法研究进展

天然气管网是连接资源与市场的纽带,确保天然气管网安全运行与平稳供气是油气储运界的重要课题。当前,对天然气管网运行与供气可靠性的研究尚处于起步阶段,经典可靠性理论不能满足现实需要。论述了经典可靠性理论在天然气管网单元可靠性评价的适用性与在管网系统运行及其供气可靠性评价方面的局限,指出了天然气管网可靠性研究的关键问题,分析了国内外在该领域的研究现状和发展方向,总结了相近领域可供借鉴的研究成果。目前,评价天然气管网可靠性需要解决的主要问题包括:构造全方位、多维度的评价指标体系;整合现有理论与方法,将工程方法与经典理论相统一,建立完善的单元与系统可靠性评价方法;针对天然气管网的运行特点和用户需求构造基于可靠性的优化模型等。     

基于事故工况下的天然气干线管道供气可靠性评价

天然气干线管道向着大流量、高压力的趋势不断发展,对供气管道系统的安全、可靠运行提出了更高要求。借鉴巴西国家石油公司与挪威船级社天然气管网的供气可靠性评价方法,建立了基于事故工况下天然气干线管道的供气可靠性评价方法。利用工艺计算软件TGNET模拟事故工况,建立供气极限状态函数值的样本集;通过MATLAB编程进行抽样,确定样本服从的概率分布模型;结合天然气供应等级划分标准,求得天然气干线管道的供气可靠度。通过具体算例,验证了该方法的可行性,可为今后深入研究中国天然气管道系统可靠性提供指导。(图6,表2,参23)     

大型油气管网系统可靠性若干问题探讨

初步探讨了我国现阶段大型复杂油气管网开展系统可靠性管理的目的、意义、对象和方法,提出了一套针对管网前期规划、设计施工、运行管理等阶段实施系统可靠性管理的可行方法论。首先,通过弓I入压力、流量、温度3个变量来表述管网系统在一定范围内的“工作条件”和“功能状态”,提出了可拓展极限状态下的系统可靠性函数计算方法;其次,针对管网油气输送安全和保障市场平稳供应两方面,构建了可靠性函数分布式阶梯计算模型,该模型能够实现系统可靠性统一定量分析和评价。（参9）     

天然气地下储气库可靠性评价方法

根据系统可靠性理论,借鉴电力系统可靠性的研究成果,对天然气地下储气库可靠性评价进行了初步探索,从安全运行方面研究,确定了天然气地下储气库系统可靠性参数,包括故障率、可靠度、可用度,提出了相应的计算方法;从用户需求方面研究,建立了天然气地下储气库系统可靠性评价指标,包括缺气时间概率、缺气时间频率、缺气时间期望值、缺气平均持续时间、缺气量期望值、系统缺气量指标、停气影响严重性指标,形成了相应的计算方法。可以根据停气影响严重性指标划分天然气地下储气库系统的可靠性等级,为决策者提供制定方案的依据。     

天然气长输管网优化建模及求解研究进展

天然气管网优化对于降低管网运营成本、提升天然气供应可靠性具有重要意义。将天然气管网优化模型分为基于物理属性与基于经济属性两类，系统总结回顾了天然气长输管网优化建模及求解的研究进展。现有研究多集中于解决特定阶段下单一属性的管网优化问题，但要提高管网的经济性、可靠性及可持续性，需要综合考虑经济属性与物理属性，并系统统筹设计优化与运行优化。当前，中国在天然气管网优化建模方面的研究主要集中在基于物理属性的建模方法上，未来还需关注天然气市场均衡模型在管网优化中的应用。在模型求解方面，总结了多种启发式算法。从管道安全优化、非稳态优化及市场均衡建模3个方面，对未来天然气管网优化建模的发展趋势进行了展望。（图1，参71）     

成品油管网可靠性分析的研究进展

成品油管网作为连接上游炼厂与下游市场的重要中间环节,一旦发生事故,将会对油品供应造成严重影响。由于成品油管网运行工艺的复杂性,目前针对成品油管网可靠性分析的研究体系尚不完备。为此,从成品油管网系统设备单元可靠度计算、系统可靠性建模方法两个方面,总结了成品油管网可靠性分析的主要研究进展,并梳理了研究过程中所面临的难题。同时,对原油管网、天然气管网、城市供水管网、供热管网、供电管网的相关研究思路、评价方法、计算方法等进行了深入剖析,以期为成品油管网可靠性分析的进一步研究提供借鉴。(参62)     

天然气管道失效的定量风险分析

提高天然气管道安全失效定量分析的准确性,对管道的安全运行与管理具有十分重要的意义。贝叶斯网络具有强大的建模分析能力,能够合理运用各种信息处理现有概率安全评价方法在描述系统多态性、非确定性、动态性等方面存在的问题。概述了天然气长输管道破坏的主要影响因素,运用事故树向贝叶斯网络转化的算法,建立了长输天然气管道贝叶斯网络定量分析模型,确定了管道失效概率的计算方法。在此基础上,运用HUGIN贝叶斯网络软件对某长输管道进行了案例计算和失效分析,实现了对事故树分析难以描述的事件状态多态性和逻辑关系非确定性的修正。     

天然气管道可靠性的计算方法

基于可靠性的设计和评价方法（RBDA）是天然气管道设计技术的发展方向,国内外学术界针对该方法的应用展开广泛研究。针对天然气管道基于可靠性设计与评价方法所涉及的理论内容,研究了管道可靠性的分析过程,给出了极限状态方程蒙特卡罗仿真的通用算法,建立了管道可靠度计算软件框架,并以CSAZ662附录O中提供的无缺陷管道屈服和破裂极限状态函数为例对某输气管道进行可靠度计算和参数的敏感性分析。最后,根据分析结果,对管道的设计和管理提出可行性建议。提出的计算方法将方程与仿真计算分离,适合将更多的方程列入计算框架中,可以对管道的可靠性进行全面分析。     

干线天然气管道运行可靠性评价方法

干线天然气管道是我国重要的战略能源通道，其运行可靠性研究显得十分必要。基于国内外相关文献调研，结合干线天然气管道的工艺特点，对干线天然气管道运行可靠性的重点评价指标进行筛选，并给出计算方法；运用可靠性基本理论和统计学基本方法，提出一种针对管道单元及压气站单元的运行可靠性评价方法；运用可靠性框图，建立单元与系统之间的联系，运用故障树分析法确定系统的薄弱环节，最终提出干线天然气管道系统运行可靠性的评价方法。（图5，表2，参31）     

基于输送压力的腐蚀管道失效概率的预测

以腐蚀管道失效压力分析为基础,建立了腐蚀管道可靠性极限状态函数模型。以规则化的随机变量形式表示,采用改进的一次二阶矩法对腐蚀管道的失效概率进行了分析和计算。对一条输油管道进行了检测,并对其腐蚀缺陷数据、运行参数和管材性能参数进行了统计分析,运用提出的概率数学模型计算了管道全线的失效概率。与推荐的目标失效概率进行了比较,指出了对管道重点维修和监测的区段。     

天然气管网系统风险评估

为了更加客观地定量评估天然气管网系统风险,以北京市天然气管网系统为例,深入分析了引起管网事故的原因,对事故进行统计分析,建立了天然气管网系统风险评估指标体系.在对事故可能性的评估中,结合天然气管网本身参数设计和周围环境特点,通过对管道与管网的可靠性分析,实现对事故可能性的修正;在对后果严重程度的评估中,引入管网事故风险的承受能力和控制能力,对天然气管网脆弱性进行分析,实现了对后果严重程度的修正.对事故可能性和后果严重程度分级后,通过风险矩阵可以计算出天然气管网系统的风险等级.     

天然气管网可靠性评价方法研究现状

随着我国管道事业的蓬勃发展,以及清洁能源的不断推广,天然气的需求量及供气要求进一步提高,天然气管网的可靠性显得尤为重要。分析了现有管道完整性管理与管道可靠性的关系,总结了部分国家天然气管网可靠性评价的发展概况,对比了部分具有明确代表性的天然气长输管道可靠性设计方法及标准规范,评述了我国天然气管网可靠性评价的发展历程。结合当前主流天然气管网可靠性评价方法与原理,初步探讨了当前可用的天然气管网可靠性评价方法的可行性与难点,为深入开展天然气管网可靠性评价方法的理论研究和实践应用提供了参考。     

天然气管道的运行可靠性评价技术

论述了天然气管道运行可靠性评价技术理论内容和计算方法,给出了天然气管道系统中线路部分、压气站和整个系统可靠性指标的计算公式,分析了天然气管道的失效模式和寿命分布模型,提出了保证管道系统可靠性的措施,总结了近几年国内外天然气管道可靠性评价技术的发展趋势和今后的研究方向.     

天然气管道的运行可靠性评价技术

论述了天然气管道运行可靠性评价技术理论内容和计算方法，给出了天然气管道系统中线路部分、压气站和整个系统可靠性指标的计算公式，分析了天然气管道的失效模式和寿命分布模型，提出了保证管道系统可靠性的措施，总结了近几年国内外天然气管道可靠性评价技术的发展趋势和今后的研究方向。     

天然气管道弹性维修周期模型

天然气管道故障率随运行时间的增加而不断增加,传统的等周期预防性维修无法满足天然气管道失效特性,为提高天然气管道的安全性,开展对弹性维修周期模型的研究。既要提高系统的可靠性,又要控制维修成本,将天然气管道的可靠性和天然气管道维修的经济性结合起来,根据系统故障率的变化,运用预防性维修的相关理论,引入役龄回退因子建立系统可靠性-维修成本多目标优化模型。结合具体的工程实例,在Matlab平台下,应用多目标粒子群优化算法对模型的具体算例进行求解,得到以可靠性和经济性为目标的弹性预防性维修周期,为天然气管道的维修管理提供理论依据。