石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)現(xiàn)狀及展望

秦大龍

摘 要：為了有效防控石油及天然氣儲備庫的事故，維護(hù)公共生活安全性，我國不斷研究石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)，根據(jù)石油及天然氣儲備庫安全保障的工作需求，完善石油及天然氣儲備庫檢測檢驗(yàn)機(jī)制，優(yōu)化安全評定技術(shù)等，購進(jìn)石油及天然氣儲備庫安全保障體系，提升石油及天然氣儲備庫的安全管理水平。

關(guān)鍵詞：石油及天然氣;儲備庫;安全保障技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展展望

我國石油及天然氣儲備庫需要維護(hù)公共安全，根據(jù)事故預(yù)防開展工作，落實(shí)致災(zāi)機(jī)理和事故反演以及評價預(yù)警，發(fā)展石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)，滿足石油及天然氣儲備庫安全保障的需求，促進(jìn)我國石油及天然氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 概述石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)現(xiàn)狀

近些年我國各地出現(xiàn)了儲罐事故，引發(fā)重大的經(jīng)濟(jì)損失，造成嚴(yán)重的社會影響。我國石油及天然氣儲備庫通常是在沿江沿海的區(qū)域建設(shè)，如果發(fā)生了儲罐事故，將會威脅到當(dāng)?shù)氐墓舶踩：χ車纳鷳B(tài)環(huán)境。[1]

1.1 致災(zāi)機(jī)理和事故反演

我國當(dāng)前已經(jīng)構(gòu)建了石油及天然氣儲備庫安全管理體系，但是在評價事故災(zāi)害安全的過程中缺乏針對性的方法，還無法有序評價罐區(qū)致災(zāi)機(jī)理和安全性影響。沒有積極評價大型儲罐大變形非線性系統(tǒng)的安全性，同時也沒有全面認(rèn)識災(zāi)變機(jī)理，當(dāng)前還沒有建立儲庫事故反演模型，技術(shù)人員也沒有系統(tǒng)性的研究反演模型和逆向演繹推理機(jī)制。

1.2 本質(zhì)安全

我國不斷修訂完善大型石油及天然氣儲罐的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，液化天然氣接收站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，當(dāng)前還在不斷建設(shè)發(fā)展大型成套低溫儲罐工程技術(shù)，不斷落實(shí)主要設(shè)備和低溫材料國產(chǎn)化。當(dāng)前發(fā)達(dá)國家液化天然氣庫區(qū)具有較高的自動化水平，安全預(yù)警工作也獲得巨大的成果，而我國液化天然氣庫區(qū)安全智能化技術(shù)有待提升，相關(guān)管控技術(shù)還不夠成熟。

1.3 檢測檢驗(yàn)

國外發(fā)達(dá)國家石油及天然氣儲備設(shè)備檢測技術(shù)已經(jīng)獲得巨大的成果，針對儲罐存在的缺陷，發(fā)達(dá)國家逐漸完善了漏磁檢測系統(tǒng)。針對儲罐泄漏問題，美國研發(fā)了大型常壓金屬儲罐底板檢測專家系統(tǒng)。針對附屬動力設(shè)備，國外還研發(fā)了各類狀態(tài)監(jiān)測和智能診斷專家系統(tǒng)。針對在役儲罐的泄漏問題，國內(nèi)外還沒有設(shè)計泄漏高精度檢測和檢測機(jī)器人等技術(shù)，沒有結(jié)合無損檢測技術(shù)和狀態(tài)評估方法。[2]

1.4 風(fēng)險評價

針對原油儲罐設(shè)備，國外研究了各類常壓儲罐風(fēng)險評估軟件，而我國儲罐完整性管理和罐區(qū)設(shè)計制造風(fēng)險分析以及儲罐檢測技術(shù)等方面有待提升，無法達(dá)到國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展水平。針對液化天然氣終端，國外開發(fā)了各種軟件，可以模擬火災(zāi)爆炸后事故場景，但是我國對于液化天然氣的的研究還處于初期初級階段。

1.5 應(yīng)急技術(shù)與裝備

當(dāng)前國內(nèi)外重點(diǎn)研究無人機(jī)技術(shù)，但是高危環(huán)境應(yīng)急指揮還不夠完善。當(dāng)前還在研究壓縮空氣泡沫智能滅火系統(tǒng)，缺乏很熟的案例。此外大型液化天然氣儲備庫和附屬設(shè)施缺乏應(yīng)急搶修體系，現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)系統(tǒng)缺乏安全性和高效性，同時成本較高。現(xiàn)有的堵漏技術(shù)適用于常溫環(huán)境中，還在積極研究低溫條件的堵漏技術(shù)。

1.6 安全保障

當(dāng)前國外石油及天然氣儲備庫構(gòu)建了嚴(yán)密的安全控制系統(tǒng)，根據(jù)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建安全保障錫系統(tǒng)，但是我國石油及天然氣儲備庫安全管理系統(tǒng)當(dāng)前只能進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，和其他系統(tǒng)之間缺乏數(shù)據(jù)接口。在安全發(fā)內(nèi)心和決策支持階段，沒有評價研究物聯(lián)網(wǎng)采集和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，沒有集成運(yùn)用儲庫數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)。當(dāng)前我國石油及天然氣儲備庫沒有集成工業(yè)化和信息化，缺乏一體化的工作方案。

2 石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)研究內(nèi)容

我國石油及天然氣儲備安全保障技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目主要是根據(jù)天然氣儲備庫設(shè)施的致災(zāi)機(jī)理和設(shè)計建造以及檢測檢測等方面，構(gòu)建安全保障一體化平臺，完善安全保障技術(shù)體系，順利實(shí)現(xiàn)理論目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)等。在理論方案，需要預(yù)測大型儲罐災(zāi)變理論，研究地下儲氣庫地表沉陷理論，同時需要評價液化天然氣爆炸沖擊壓力和液化天然氣儲備庫的各類災(zāi)害，反演推理石油及天然氣儲備庫事故。在技術(shù)方面，需要針對石油及天然氣儲備庫和附屬管道以及輔助設(shè)施，研發(fā)檢驗(yàn)檢測技術(shù)和安全評價技術(shù)以及事故應(yīng)急處理技術(shù)等。針對裝備方面，針對石油及天然氣儲備庫和附屬管道等研究各類事故應(yīng)急裝備，主要包括消防滅油和溢油回收以及智能封堵等。針對技術(shù)平臺，構(gòu)建石油及天然氣儲備庫管理和安全保障的一體化平臺，此外需要在國家石油和天然氣儲備庫中示范應(yīng)用研究成果。

石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)研究主要包括理論研究和技術(shù)研究以及應(yīng)用研究三個方面。其中理論演技主要是針對石油及天然氣儲備庫致災(zāi)機(jī)理和演化規(guī)律等，同時需要落實(shí)事故反演工作，為技術(shù)演技工作提供可靠的理論數(shù)據(jù)。在技術(shù)研究過程中，主要是研究儲庫安全設(shè)計建造技術(shù)和儲罐檢測檢驗(yàn)技術(shù)以及安全評定風(fēng)險預(yù)警技術(shù)、應(yīng)急搶修技術(shù)等，進(jìn)一步完善石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)體系。在應(yīng)用研究過程中，構(gòu)建整個生命周期的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建儲備庫管理和安全技術(shù)一體化平臺，并且在我國石油及天然氣儲備庫基地中推廣利用這一平臺。

2.1 石油及天然氣儲備庫致災(zāi)機(jī)理和安全影響評價

專題1：石油及天然氣儲備災(zāi)害機(jī)理和安全影響評價。這項(xiàng)專題主要負(fù)責(zé)研究災(zāi)害耦合作用下石（下轉(zhuǎn)第12頁）（上接第10頁）油及天然氣儲備庫災(zāi)害機(jī)理和試驗(yàn)技術(shù)以及安全評估等，構(gòu)建構(gòu)建評估模型，負(fù)責(zé)評估儲罐地基沉降結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，優(yōu)化評估準(zhǔn)則，同時需要研究分析儲罐雷電靜電事故，明確事故引發(fā)機(jī)制，分析致災(zāi)機(jī)理，針對各類災(zāi)害提出安全影響評價技術(shù)。

專題2：液化天然氣災(zāi)害激勵和安全影響技術(shù)。主要是測量液化天然氣蒸發(fā)率，最終擴(kuò)散云軌跡，構(gòu)建潛在損失模型，提出針對性的評價方法，合理劃分災(zāi)害等級。

2.2 液化天然氣接收站和石油儲罐設(shè)計建造技術(shù)

專題1：基于安全的設(shè)計和建造技術(shù)。研究本質(zhì)安全技術(shù)，主要是研究罐底爆冷層結(jié)構(gòu)和錨帶結(jié)構(gòu)，同時需要研究儲罐鋼穹頂?shù)姆€(wěn)定性，研究儲罐抗震性和抗火性，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和工業(yè)化應(yīng)用。

專題2：研究液化天然氣裝卸安全管控，構(gòu)建液化天然氣庫區(qū)安全智能裝備，發(fā)展信息化管控技術(shù)，保障液化天然氣裝卸祖業(yè)的安全性和可靠性。

專題3：研究儲庫設(shè)施腐蝕控制技術(shù)。通過演化典型工況腐蝕問題，提出針對性的防控設(shè)施，建立陰極保護(hù)注重呢，發(fā)展先進(jìn)的檢測技術(shù)，控制庫區(qū)腐蝕問題。

專題4：研究儲罐設(shè)計和安全技術(shù)，形成安全結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計固定頂儲罐結(jié)構(gòu)和油氣空間，構(gòu)建完善的設(shè)計方法體系，維護(hù)儲罐的安全性。

3 石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)展望

通過全面研究，可以提高我國石油及天然氣儲備庫設(shè)計建造水平，提升功能整體綜合保障水平。推動智能油庫建設(shè)，有機(jī)結(jié)合數(shù)字生產(chǎn)和安全管控，部署安全可靠的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化通信通道，高效整合各項(xiàng)業(yè)務(wù)路程，使石油及天然氣儲備庫安全管理的智能化水平不斷提高。

鹽巖地層分布范圍十分廣泛，因此鹽巖層具有完整的構(gòu)造，同時具有隔水性和密封性等優(yōu)勢，有利于構(gòu)建大體積的鹽穴儲氣庫。因此在未來發(fā)展過程中需要加強(qiáng)發(fā)展含夾層的鹽穴儲氣庫技術(shù)，完善水溶建腔施工方法，優(yōu)化戰(zhàn)略儲備工作，實(shí)現(xiàn)科技節(jié)調(diào)峰工作。

針對灌區(qū)消防安全，在未來發(fā)展過程中需要發(fā)展固定式空氣壓縮泡沫消防系統(tǒng)，對比傳統(tǒng)的系統(tǒng)，這一系統(tǒng)具有高效性和環(huán)保性。在安全檢測方面，在儲罐底板部位經(jīng)常會出現(xiàn)腐蝕問題，如果工作人員定期開罐檢測，將會延長檢測時間，因此我國需要發(fā)展遠(yuǎn)距離罐底板檢測技術(shù)，利用傳感器定位罐底板的腐蝕情況，準(zhǔn)確的評估罐底的完整性和安全性。

4 結(jié)束語

石油及天然氣儲備庫安全保障技術(shù)未來的發(fā)展方向?yàn)橹悄芑投嘣?，相關(guān)企業(yè)需要積極融合行業(yè)優(yōu)勢，在探索工作中不斷創(chuàng)新安全保障技術(shù)，有效提升石油及天然氣儲備庫安全管理的水平，避免發(fā)生安全事故，為社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉珂涵.石油天然氣長輸管線安全管理現(xiàn)狀及存在問題[J].化工管理，2020（17）：93-94.

[2]張長里，孫婷.我國石油天然氣長輸管線安全管理現(xiàn)狀及存在問題分析[J].石化技術(shù)，2020，27（01）：175-176.