背景

蘭鄭長成品油管道咸陽至鄭州段為獨(dú)立水力系統(tǒng)，管道全長566.5 km，設(shè)計壓力10 MPa、設(shè)計年輸量1500×104 t，沿線共設(shè)5座工藝站場，設(shè)計瞬時輸量為2207 m3/h，2009年投產(chǎn)。由于管道輸量大，在發(fā)生閥門故障關(guān)斷、泵機(jī)組故障停機(jī)等異常工況時將引發(fā)較大的水擊波，為此，除使用進(jìn)出站泄壓保護(hù)、自動壓力越站等保護(hù)手段，還需依托SCADA系統(tǒng)配套建設(shè)ESD緊急停車系統(tǒng)以降低水擊壓力等風(fēng)險。

做法

（1）ESD系統(tǒng)安裝。在北京主控中心和河北廊坊備控中心分別各設(shè)一套全線運(yùn)行控制PLC，另在蘭州首站設(shè)置一套ESD系統(tǒng)PLC，這兩套系統(tǒng)分別獨(dú)立運(yùn)行，互不干涉。同時，ESD系統(tǒng)PLC保有控制權(quán)限的最高優(yōu)先級。

（2）典型事故工況。針對管道在不同輸量下的常見事故工況用仿真軟件模擬，找到事故工況發(fā)生后的危險管段和極限壓力分布，采取相應(yīng)措施消減水擊壓力波，保證管道安全受控。

①中間泵站甩泵。例如當(dāng)設(shè)計輸量下三門峽分輸泵站因停電突然發(fā)生泵機(jī)組全部停運(yùn)工況時， ESD系統(tǒng)接收到水擊觸發(fā)信號10 s內(nèi)將執(zhí)行水擊保護(hù)程序，并按照預(yù)設(shè)程序下發(fā)調(diào)度指令，上游程序執(zhí)行后停運(yùn)渭南站兩臺輸油泵機(jī)組、將咸陽站出站壓力設(shè)定為5.1 MPa，以預(yù)防進(jìn)站段管線超壓；下游站場程序執(zhí)行完畢后實(shí)現(xiàn)三門峽站壓力越站，咸陽至鄭州段全線輸量降為1223 m3/h。程序執(zhí)行過程中全線壓力最大值出現(xiàn)在三門峽站進(jìn)站端，最大壓力值約為7.8 MPa（左圖），保證管道不超壓。

②末站收油罐閥門誤關(guān)斷。管道末站低壓區(qū)流程關(guān)閉是管道典型事故工況之一，例如在設(shè)計輸量下，發(fā)生鄭州末站收油罐罐前閥誤關(guān)斷事故工況，進(jìn)站壓力調(diào)節(jié)閥后低壓區(qū)首先報警，聯(lián)鎖關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前后截斷閥離開全開位，觸發(fā)管道ESD水擊超前保護(hù)程序，下發(fā)管道全線所有輸油泵停輸命令（右圖），保障了管道安全。

（3）推廣應(yīng)用情況。2002年投產(chǎn)的蘭成渝管道首先使用ESD系統(tǒng), 但保護(hù)工況少、執(zhí)行步驟簡單。隨后，在西部成品油管道、港棗線、蘭鄭長管道相繼使用，可實(shí)現(xiàn)控制上線、下線，異常工況自動識別等智能化功能。目前ESD緊急停車系統(tǒng)已成為長輸管道標(biāo)配。

啟示

系統(tǒng)設(shè)計的安全化。ESD系統(tǒng)是管道發(fā)生異常工況后保護(hù)管道的最后一道防線，可選擇多種方式實(shí)現(xiàn)水擊壓力的消減。例如，當(dāng)站場發(fā)生火災(zāi)觸發(fā)ESD程序后，可選擇通過全開越站閥維持管道運(yùn)行；也可以選擇全線停輸。但是考慮到安全第一原則，系統(tǒng)功能設(shè)計選擇了全線停輸?shù)膱?zhí)行步驟。

系統(tǒng)功能的智能化。管道超前保護(hù)是一個系統(tǒng)工程，單一保護(hù)手段無法保證管道安全。面對水擊壓力等風(fēng)險，需要報警、安全閥泄放、泵關(guān)閉和越站保護(hù)等一系列操作，隨著管道自控水平不斷提高、SCADA系統(tǒng)發(fā)展以及管道仿真軟件應(yīng)用，管道超前保護(hù)勢必朝著全方位感知和系統(tǒng)化控制的智慧化方向邁進(jìn)。

系統(tǒng)操作的標(biāo)準(zhǔn)化。汲取近年來發(fā)生的ESD系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)不到位、出現(xiàn)誤操作等事件教訓(xùn)，站場操作崗位應(yīng)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理，確保各類報警、聯(lián)動閥等關(guān)鍵設(shè)備處于完好狀態(tài)，對人員開展安全教育和培訓(xùn)考核，提升現(xiàn)場應(yīng)急處置能力。

（撰稿人：國家管網(wǎng)集團(tuán)生產(chǎn)運(yùn)行部油氣調(diào)控中心劉超、付兆恩、高經(jīng)華）