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    城市燃气管道安全失效概率

    2018-11-13   来源:   点击数:39次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港宣传报道:燃气管道定量风险评估技术进展主要集中于管道的失效可能性研究。国外学者的研究成果较多,如Kiefner和Vieth所作的腐蚀缺陷定量评估最终被美国ASMEB31G所采纳,用于评价管道的单一腐蚀缺陷。之后,不少学者对其进行完善,由最初单一研究腐蚀引起的管道寿命预测,过渡到考虑管道周边环境多种因素共同作用下管道的可靠性预测。Cagno等提出了一种稳健的贝叶斯方法,可用于评估钢质管道构成的城市燃气低压配气管网的失效概率,并以此作为管道检修的依据。近年来,国内学者也开始进行燃气泄漏后果计算和风险分析方法的研究。潘家华对引起管道事故的第三方破坏、腐蚀、设计、操作等因素进行了较为深入的定量分析;王凯全等根据城市高压天然气管道特点,将适用于城市天然气管道风险分析的肯特评分法加以改进,并应用于实际工程,证明其是城市高压天然气管道风险评估的有效工具。目前,我国已经针对城市燃气管道风险提出了一系列实用的风险评价方法,并在管道的腐蚀剩余寿命、多因素影响下的管道可靠性、管道的定量风险评估等方面进行了卓有成效的研究。
      
      目前,我国大部分长输管道系统的电机均为工频定速电机,若输送流量达到设计输量,则工频定速电机优势明显,不仅结构简单、运行可靠、坚固耐用,而且工作效率高。近年来,管道低输量运行越来越普遍,工频定速电机出现“大马拉小车”的现象,输油泵通过出口节流阀做大量无用功,既浪费电能,又缩短了输油泵机组的维护周期和使用寿命。因此,需要针对异步定速电机进行节能改造。定速电机的改造方法较多,如选用切削输油泵叶轮、输油泵叶轮拆级及加装变频调速装置等。其中,切削叶轮具有不可恢复性,输油泵拆级调速范围较窄,而变频调速装置调速范围广、可恢复性好、对输油泵机组的机械损害小,故得到广泛应用。
      
      1节能原理根据离心泵0-W(流量-扬程)特性,工况调节主要是调节流量,最常用的方法有2种:调节泵出口阀开度和改变离心泵转速。调节泵出口阀开度操作相对简便,但是能源浪费较严重;改变离心泵转速通过改变离心泵的电机频率而改变电机转速,在降低电机耗电量的同时也降低了泵的扬程,减少了泵出口阀的节流损失,从而实现输油泵工况节能控制,满足现有工艺运行条件要求。
      
      假设长输管道系统中同一台离心泵输送同种流体,当转速n变化时,性能参数也随之变化,其变化规律为:由上式可知,当泵转速发生较小变化时,泵的轴功率将发生明显变化。因此,当来油量较小时,可以降低变频电机频率,使电机输出功率与泵的扬程满足泵的需要即可。离心泵变频节能原理:保持离心泵输送流量不变,使泵的扬程由W减小至弋,通过削减离心泵扬程达到节约能量的目的。
      
      2改造方案输油主泵增设1台变频调速装置并新建配套变频器间,对与之相关的仪表自控、消防、采暖、通风等配套设施也进行相应改造。同时,将现有电动机改造成电压源型无谐波高压变频调速,将新增的调速电机转速信号引入各站的站控系统。利用原有的进出站压力信号,由各站的站控系统控制调速电机的转速和出站调节阀的开度。
      
      3实例应用以某实际运行管道为例,测试加装高压变频器后输油泵机组(额定流量为2300m3/h)的节能效果。该输油管道全线均为工频定速电机带动输油泵,采用俄油与大庆油顺序输送的运行方式,平均年输量仅为设计输量的65%,输量较低的月份仅为设计输量的50%.由于受到各站进出站压力的限制,节流阀调节造成输油泵耗电量浪费极其严重。同时,由于俄油与大庆油粘度等性质存在较大差异,在运行过程中,需要通过频繁启停输油泵及调整泵组合降低摩阻差,潜在的运营风险较大。
      
      3.1测试方法测试仪器具有抗电磁干扰能力,且供电电压在额定电压±15%波动范围内,电源频率约50(1.0)Hz,电压总畸变率不超过8%%能够测试基波以及不少于20次谐波的电流、电压和有功功率等参数。
      
      变频器和电机测试方法:根据加装高压变频调速装置的测试点位置接入电参数测试仪,测试变频调速器输入端与输出端、电动机输出端的各项电参数,并同步测试其电压与电流。谐波含量和总谐波畸变率的测试方法和结果应符合GB/T1454993电能质量公用电网谐波的相关规定;定子电阻的测试方法应符合GB/T1032 2003S相异步电动机试验方法的相关规定;电机测试依照GB/T124972003三相异步电动机经济运行4执行。
      
      长输管道输油泵加装高压变频调速装置后测试点位置示意图类及液体输送系统节能监测方法5和GB/T13468 1993泵类系统电能平衡的测试与计算方法执行。
      
      另外,应增加输油泵机组加装变频系统前后的对比性能测试。
      
      3.2测试结果与评价依照SY/T64222008石油企业节能产品节能效果测定和SY/T6275 2007油田生产系统节能监测规范的要求,对比输油泵机组加装变频装置前后的节能效果(表1):加装变频装置前,机组效率和节流率不符合评价标准SY/T62752007中的限定值要求(机组效率不低于68%,节流率不高于10%),节流率过大,电能浪费严重;加装变频装置后,当输出流节流率、功率因数及机组效率均满足评价标准SY/T6275 2007中限定值和节能评价值的要求(机组效率不低于72%,节流率不高于10%),属于节能运行设备。
      
      某输油泵机组加装变频装置前后的测试结果技术改造前后工况分类运行工况/运行效率泵扬程/m电机功率因数泵效率机组效率节流率加装变频器前工况1工况2工况1加装变频器后工况2工况3依照SY/T64222008中的对比测试条件(流量波动不超过±5%)和计算方法,在工况1150m3/h条件下,投运变频器后的有功节电率、无功节电率和综合节电率分别为63.53%、41.73%和63.15%,节流率从33.92°%降为0;在工况1 210m3/h条件下,投运变频器后的有功节电率、无功节电率和综合节电率分别刘国豪等:变频技术在长输管道输油泵机组上的应用节能环保52.02%,节流率从32.64%降为0.根据2008-2009年每月累计的节流量数据计算,该管道年实际节电量382.03X104kW'h,按照2009年该公司平均电价0.797元/kW'h计算,年节省电费104元,说明加装高压变频调速装置后,经济效益显着。
      
      综上所述,高压变频改造在长输管道工业领域具有良好的应用效果,可以极大地降低输油企业的运行成本,同时减少输油泵机组的机械冲击、磨损和噪音,延长了输油泵机组的维护保养周期和使用寿命,经济效益显着。中国钢管信息港宣传报道
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