劉逸龍

（中油國際管道有限公司，北京 100029）

1 背景

中緬油氣管道是我國西南能源動脈，是“一帶一路”倡議在緬甸實(shí)施的“先導(dǎo)項(xiàng)目”。管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行，不僅是我國云南石化安全生產(chǎn)的保障，也是滿足云南、貴州、廣西三省用氣的需求。油氣管道（境外段）自南向北貫穿緬甸全境，起點(diǎn)位于緬甸西部港口皎漂，經(jīng)若開邦（西南部山區(qū)）、馬圭?。ㄖ胁科皆?、曼德勒省（中部平原）和撣邦（東北部山區(qū)），從中緬邊境南坎鎮(zhèn)進(jìn)入中國云南省瑞麗市。油氣管道共設(shè)有11 座工藝站場和59座線路截?cái)嚅y室，沿線大量設(shè)備處于室外環(huán)境中，設(shè)備的穩(wěn)定性受緬甸氣候影響較大。

緬甸位于熱帶和亞熱帶交界處，全年分為涼、熱、雨3 個(gè)季節(jié)，平均溫度為25 ℃，最高可達(dá)40 ℃以上；全年平均降水量1876 mm，最大可達(dá)4773 mm 以上；全年平均濕度72%，最高可達(dá)91%以上；全年紫外線平均指數(shù)為5，最高可達(dá)12 以上。此外，緬甸位于印度洋沿岸，受印度洋季風(fēng)影響，雨季期間海洋空氣吹向緬甸。室外設(shè)備長期在高溫、高濕、強(qiáng)紫外線以及海洋空氣的環(huán)境中運(yùn)行，設(shè)備老化速度較快、損壞率較高。如何提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長設(shè)備使用壽命，成為日常設(shè)備管理工作的重點(diǎn)。由于緬甸與國內(nèi)的氣候存在差異，所以無相關(guān)設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

自油氣管道運(yùn)營以來，經(jīng)過對設(shè)備故障進(jìn)行分類分析，探索創(chuàng)新設(shè)備管理制度和措施，完善應(yīng)急預(yù)案和人員培訓(xùn)，大幅提高外設(shè)備的使用壽命和可靠性，保障油氣管道安全平穩(wěn)運(yùn)行，確保中國西南能源通道暢通。

2 設(shè)備故障因素分析與典型案例

2.1 因素分析

2.1.1 高溫

露天設(shè)備經(jīng)過陽光直射后溫度會快速升高，且由于環(huán)境溫度較高，散熱效果一般較差。設(shè)備長時(shí)間在高溫環(huán)境中運(yùn)行，會導(dǎo)致設(shè)備電子元件部分過熱而降低設(shè)備性能和使用壽命；會導(dǎo)致設(shè)備密封性材料加速老化而降低設(shè)備密封效果。此外，由于白天和夜晚溫度差，會導(dǎo)致設(shè)備熱脹冷縮而發(fā)生變形或損壞。

2.1.2 高濕

進(jìn)入雨季后，緬甸空氣中的濕度較大，長期處于高濕度的環(huán)境中會導(dǎo)致：①設(shè)備表面的涂層受到損壞而發(fā)生腐蝕和銹蝕；②設(shè)備電子元件部分的電路板、線路和連接器銹蝕而發(fā)生中斷或短路；③設(shè)備的絕緣材料加速老化分解而失去絕緣效果；④一些精密測量設(shè)備和傳感器準(zhǔn)確性、可靠性受到影響。

2.1.3 暴雨與持續(xù)性雨季

進(jìn)入雨季后，緬甸部分地區(qū)的降雨最長可持續(xù)7 d 左右，部分地區(qū)短期會有暴雨。暴雨和持續(xù)性降雨不斷沖刷設(shè)備，密封材料老化的設(shè)備極容易受到雨水的侵蝕而發(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致設(shè)備短路損壞。

2.1.4 紫外線

緬甸全年紫外線平均指數(shù)較高，設(shè)備長期處在紫外線的照射下，不僅會加速材料老化和變色而導(dǎo)致設(shè)備失效或性能降低，還會導(dǎo)致設(shè)備電子元件和絕緣材料的損壞而發(fā)生短路，導(dǎo)致光學(xué)設(shè)備中的透鏡或反射鏡受損而降低設(shè)備性能。

2.1.5 海洋空氣

進(jìn)入雨季后，印度洋上的海洋空氣會吹向緬甸，長期處于含有鹽分的空氣中會導(dǎo)致：①設(shè)備容易發(fā)生腐蝕而縮短壽命；②使電氣設(shè)備容易發(fā)生腐蝕而短路或損壞；③腐蝕測量設(shè)備的傳感器響測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.2 典型案例

2.2.1 計(jì)量站流量計(jì)精度調(diào)整器損壞

原油計(jì)量站流量計(jì)處于露天環(huán)境，精度調(diào)整器和脈沖發(fā)射器位于現(xiàn)場流量計(jì)表頭與轉(zhuǎn)子鏈接部位。因?yàn)楦邷氐挠绊?，其密封性能降低，雨水易滲透到內(nèi)部從而產(chǎn)生積水，使精度調(diào)整器長期處于潮濕環(huán)境中而銹蝕，影響計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2.2 電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動器損壞

ESD（Electro-Static Discharge，靜電釋放）閥門和調(diào)壓閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電液執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其主板、驅(qū)動器等電子元件安裝在現(xiàn)場防爆箱內(nèi)，防爆等級較高。在運(yùn)行和維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動器因受潮損壞，導(dǎo)致閥門無法動作，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來巨大的安全隱患。

2.2.3 閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示屏老化

油氣管道大部分閥門裝配電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示屏的作用是觀察電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否報(bào)警、閥門開關(guān)狀態(tài)等。因?yàn)榇蟛糠珠y門處在露天的環(huán)境下，顯示屏由于陽光長期照射加速老化，顯示圖文（信息）逐漸模糊，加大了操作人員和巡檢人員的工作難度。

2.2.4 氣撬電伴熱帶終端盒著火

電伴熱帶終端盒位于電伴熱帶的末端，使電伴熱帶尾端與外界環(huán)境隔絕，起到絕緣、防水等作用。在運(yùn)行和維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，受高溫影響，終端盒密封性能失效，導(dǎo)致雨水進(jìn)入，引發(fā)電伴熱帶短路著火。因?yàn)闅馇藶镃AT 發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)提供燃料氣，氣撬電伴熱帶著火，氣撬供氣中斷，引發(fā)油氣管道緊急停輸。

2.2.5 安全閥失效

安全閥是保護(hù)站場設(shè)備運(yùn)行不超壓的安全裝置，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過安全閥的設(shè)定值時(shí)將自動泄放介質(zhì)出去來降低系統(tǒng)內(nèi)的壓力，防止發(fā)生爆炸或其他安全事故。中緬管道安全閥為彈簧式，壓縮彈簧受海洋空氣的影響更加容易腐蝕，當(dāng)壓縮彈簧腐蝕達(dá)到一定程度時(shí)其力會發(fā)生變化而使安全閥失效，影響油氣管道設(shè)備運(yùn)行安全。

2.2.6 連接法蘭螺栓銹蝕

油氣設(shè)備連接處除直接焊接外，基本上采用法蘭螺栓連接，螺栓在高溫、高濕、強(qiáng)紫外線以及海洋空氣的多重因素影響下極容易發(fā)生銹蝕。中緬管道的儀表法蘭連接螺栓曾出現(xiàn)過大范圍銹蝕，其強(qiáng)度無法滿足現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行壓力要求。由于部分儀表法蘭直接與主管道相連，更換螺栓的風(fēng)險(xiǎn)較高且極容易影響管道的正常輸油輸氣。

3 設(shè)備管理探索與創(chuàng)新

3.1 完善設(shè)備管理及檢查制度

通過完善設(shè)備管理以及檢查制度，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理存在問題的設(shè)備，降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備可靠性。在已有的年度設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)臺賬的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)的故障和問題，及時(shí)補(bǔ)充設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目和優(yōu)化保養(yǎng)流程；根據(jù)前一年設(shè)備故障和損壞情況，制定當(dāng)年設(shè)備備品配件采購清單；雨季前根據(jù)上一年設(shè)備防水、防潮檢查情況，編制當(dāng)年的檢查清單和周期；完善值班人員設(shè)備巡檢記錄，增加設(shè)備重點(diǎn)部位檢查項(xiàng)；優(yōu)化和規(guī)范設(shè)備檔案記錄，為設(shè)備管理提供依據(jù)和支撐。

3.2 智能化管理

通過智能化設(shè)備監(jiān)測，對環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。新增CAT 機(jī)組空冷器振動監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)測空冷器軸承X、Y、Z 軸的振動幅度為主，監(jiān)測空冷器運(yùn)行環(huán)境噪聲為輔，對空冷器軸承等元件的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷分析，提前預(yù)判軸承運(yùn)行工況，杜絕事故發(fā)生。PLC、UPS（Uninterruptible Power Supply，不間斷電源）、化驗(yàn)等房間新增除濕機(jī)，保持房間空氣的干燥，延長設(shè)備的使用壽命和精度。在閥室、站場新增雨量監(jiān)測系統(tǒng)，針對雨量的不同制定相應(yīng)的檢查計(jì)劃和巡檢點(diǎn)。

3.3 防護(hù)裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用典型案例

（1）CAT 發(fā)動機(jī)空冷器電機(jī)因進(jìn)水而損壞，經(jīng)分析電機(jī)進(jìn)水原因采取“導(dǎo)”的思路進(jìn)行防水設(shè)施的設(shè)計(jì)研制——在電機(jī)的頂部安裝導(dǎo)水板，通過導(dǎo)水板將空冷器頂部的冷凝水和雨水引流至地面，確保電機(jī)上方表面無積水存在（圖1）。

圖1 CAT 發(fā)動機(jī)空冷器電機(jī)防水設(shè)施

（2）流量計(jì)器差銹蝕導(dǎo)致計(jì)量精度降低，通過日常使用的遮陽傘和雨傘產(chǎn)生靈感，設(shè)計(jì)研制流量計(jì)表頭防水防曬傘（圖2）。經(jīng)過現(xiàn)場檢驗(yàn)，防水防曬效果明顯，保障流量計(jì)運(yùn)行的可靠性。

圖2 流量計(jì)表頭防水防曬設(shè)施

（3）室外電氣和儀表箱由于密封條老化而進(jìn)水，根據(jù)控制箱尺寸大小設(shè)計(jì)制作防水槽，使雨水順著防水槽外壁排出，箱內(nèi)部則不會因密封處滲水而產(chǎn)生積水（圖3）。

圖3 調(diào)壓閥控制箱防水設(shè)施

（4）閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示屏防曬設(shè)施不僅要避免顯示屏受到陽光直射，而且還要確保現(xiàn)場操作巡檢便捷。通過門窗折頁產(chǎn)生靈感，設(shè)計(jì)研制帶旋轉(zhuǎn)功能的遮陽板：遮陽板旋轉(zhuǎn)至與顯示屏平行位置時(shí)，可有效避免陽光直射顯示屏；遮陽板旋轉(zhuǎn)至與顯示屏垂直位置時(shí)，操作人員和巡檢人員即可觀察屏幕信息（圖4）。

圖4 閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示屏防曬設(shè)施

3.4 技術(shù)革新

3.4.1 直驅(qū)泵機(jī)組冷卻系統(tǒng)適應(yīng)性研究及應(yīng)用

CAT 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，夾套水溫度應(yīng)在85～90 ℃，首站機(jī)組雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)平均負(fù)載約80%，水溫已到90 ℃，并有隨負(fù)載增加和氣溫升高繼續(xù)上升趨勢。其中，機(jī)組在水聯(lián)運(yùn)期間夾套水水溫曾多次超過報(bào)警溫度94 ℃，接近高溫停機(jī)報(bào)警值97 ℃。為保障機(jī)組運(yùn)行安全可靠，根據(jù)對設(shè)備運(yùn)行工況和環(huán)境溫度以及目標(biāo)運(yùn)行溫度進(jìn)行研究，確定在散熱功率不足時(shí)，新增散熱功率的計(jì)算方法。

此外，確定冷卻系統(tǒng)快速改造的設(shè)備優(yōu)化布置和管道連接方法，通過閥門開關(guān)實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)在旱季高溫和雨季低溫環(huán)境中適應(yīng)性運(yùn)行的優(yōu)化配置方案。經(jīng)長期運(yùn)行測試驗(yàn)證，該冷卻系統(tǒng)能保證泵機(jī)組在旱季高溫和雨季低溫多雨環(huán)境下的運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)泵機(jī)組的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4.2 天然氣發(fā)電機(jī)組后冷卻系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新

馬德首站4 臺天然氣發(fā)電機(jī)組（功率為720 kW）在冷卻停機(jī)后，缸頭燃燒室的溫度仍然有200～300 ℃。由于外部環(huán)境溫度較高，機(jī)組散熱緩慢，持續(xù)高溫導(dǎo)致少量冷卻液氣化，蒸汽上行至冷卻循環(huán)管路的最上部溫度探頭位置，導(dǎo)致機(jī)組F 等級高溫停機(jī)報(bào)警而無法正常起機(jī)運(yùn)行。

通過對現(xiàn)場設(shè)備工況研究，增加高溫蒸汽排氣管路以及改造機(jī)組冷卻水泵和風(fēng)扇控制、供電系統(tǒng)，使機(jī)組停機(jī)后冷卻系統(tǒng)仍然能夠運(yùn)行10 min。通過測試驗(yàn)證，機(jī)組溫度能夠再降低20 ℃左右，保障機(jī)組處于熱備狀態(tài)，提高發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.5 完善風(fēng)險(xiǎn)評估和應(yīng)急處置操作

根據(jù)緬甸當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，增加高溫、高濕、強(qiáng)紫外線以及海洋空氣等危害因素的辨識，對設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評估。通過分析設(shè)備的損壞程度、損失成本、安全風(fēng)險(xiǎn)等因素，對設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評估。根據(jù)評估結(jié)果，確定設(shè)備管理的優(yōu)先級和重點(diǎn)，制定相應(yīng)的管理措施和應(yīng)急處置操作。

3.6 制定預(yù)防性維護(hù)維修方案

在設(shè)備管理中采用基于數(shù)據(jù)分析的維護(hù)策略，通過對設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃和維修方案。

首先，對設(shè)備進(jìn)行了全面的檢測和評估，確定設(shè)備的運(yùn)行狀況和維護(hù)需求。針對不同的設(shè)備類型和運(yùn)行情況，制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃和維修方案，包括定期檢查、預(yù)防性維護(hù)、故障排除等方面。

其次，建立完整的設(shè)備維護(hù)記錄和維修檔案，對設(shè)備維護(hù)和維修情況進(jìn)行記錄和跟蹤。

最后，通過分析維護(hù)和維修數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化維護(hù)方案和維修，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

3.7 建立實(shí)操實(shí)驗(yàn)室

在基層建立實(shí)操實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)聘請內(nèi)外部現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的人員開展專業(yè)培訓(xùn)。針對設(shè)備管理人員、巡檢人員、操作人員、維護(hù)維修人員等不同人員采用不同的培訓(xùn)內(nèi)容和方式。針對管理人員多偏向理論學(xué)習(xí)，針對維護(hù)維修人員多偏向?qū)嵅賹W(xué)習(xí)。每年制定相應(yīng)的培訓(xùn)計(jì)劃，分批分層次按計(jì)劃開展。通過開展多專業(yè)實(shí)操培訓(xùn)和交流學(xué)習(xí)，人員經(jīng)過實(shí)際動手拆卸、組裝各種零部件，更加直觀地了解設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理以及維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。

通過實(shí)操實(shí)驗(yàn)室集中學(xué)習(xí)和強(qiáng)化培訓(xùn)，使理論與實(shí)際結(jié)合，彌補(bǔ)人員經(jīng)驗(yàn)不足的短板，逐步提高人員的綜合能力，促進(jìn)人員綜合技能的提升，保障設(shè)備管理的有效實(shí)施。

4 結(jié)束語

通過設(shè)備運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)的積累，根據(jù)緬甸本土氣候特點(diǎn)，對設(shè)備發(fā)生的問題和故障采取分類分析法進(jìn)行總結(jié)分析，不斷完善設(shè)備管理制度和措施、風(fēng)險(xiǎn)識別和應(yīng)急處置操作以及人員培訓(xùn)等，使高溫、高濕、強(qiáng)紫外線以及海洋空氣等環(huán)境因素對設(shè)備運(yùn)行的影響降至最低。進(jìn)而延長設(shè)備使用壽命和降低管道運(yùn)維成本，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和降低設(shè)備故障率，保障油氣管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行，確保中國西南能源通道的暢通。