天然气站场电气自动化设备可靠性分析及优化

杜鸿健

摘 要：天然气是我国重要的民生战略物资，是保障居民生活与生产的根本。截至目前，我国具有世界最为庞大的天然气输送管道（含煤气）及其网络。由于天然气输送特性等因素决定其在管道自动化建设的过程中需要通过天然气站的建设来保障其系统运行。文章依此为基础，对其设备可能存在的问题与可靠性影响因素进行分析，并给出具体的优化意见。希望能够为后续的相关研究与实际工作奠定基础。

关键词：天然气站；电气设备；可靠性分析；优化策略

中图分类号：TE978 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0084-02

天然气是重要的民生物资，是保障人民生活与区域经济发展的根本。建国后，我国不断的推进天然气的使用，使之渐进的取代煤炭、煤气等传统污染型能源。随着自动化体系的不断深入，基于电气设备的自动化天然气站成为了一种主流。从实际的应用效果来看，电气设备的可靠性直接决定了天然气站的可靠性与安全。因此，基于可靠性的评价是相关设备选择与施工的关键。现有的研究现状也往往从设备可靠性分析方法、施工设计与设备选择、基于可靠性的维护管理体系建设等三个方面来进行。从针对现有研究现状的角度去分析，我们不难发现针对其影响要素而确立的可靠性分析及策略罕见报道。故而，本文以此为基本研究方向在系统总结其影响因素的基础上，提出具有针对性的保障措施，希望为后续的相关工作开展提供必要基础。

1 可靠性分析的必要性与基本原则

天然气站在经过了若干轮现代化技术改造之后，基本能够满足自动化与智能化体系要求。在该要求下，天然气站的全部工作均能够通过远程操控或者预设参数的方式来予以控制。此种现状为天然气站的标准化生产与运行提供了必要的依托，并形成了更大的效能。然而，我们不能忽略的是利用自动化设备对天然气站进行管理与运作容易产生由于设备异常而形成的各类问题。尤其是在设备运转不正常、操作不灵活的当下更是容易引发安全生产性事故。因此，我们在设计、建设、改造以及设备维护的过程中需要将更多的精力投入到设备可靠性分析方面。只有当其可靠性达到了一定的要求与水平，才能够为后续的实际运行提供更大的安全性保障。从现有的实践经验以及研究结果来看，针对可靠性的研究相对较多。但是针对其影响要素与治理方面的研究尚不深入，这一方面对实际的工作提出了挑战；另一方面也为本文的研究提供了基本方向。

从上述的必要性分析中我们不难看出，针对设备的可靠性分析势在必行，并将成为未来相关设施设计与应用的重要前置条件。而在实际的分析与评价过程中我们需要遵循如下三方面原则：一是需要遵循问题导向原则。即在实际的评价过程中要参考其问题的主要来源。只有如此才能使得可靠性分析切实可靠，并对实际的设备与工艺流程优化提供指导；二是需要遵循可控原则，即风险源的来源要存在可控指标，能够通过可靠性分析找到问题的关键，并利用相关的治理手段来予以规避；三是可替代性原则，即当问题出现或者风险发生时，现有的技术手段无法满足消除不可靠因素的方面，则可以采用其他技术、其他设备等相关手段与方法来进行技术替代，进而保障其可靠性。

2 可靠性来源及其影响要素

从实践的角度来看，设备可靠性的来源主要分为：设备质量、使用环境以及人为操作等三个方面，其具体内容如下：

第一，在电气设备质量问题方面。在天然气站场安装自动化设备无论是对于天然气站场来说，还是对于人们的日常生活来说，都是具有一定意义的。然而在天然气站场的自动化设备安装的过程中，很多电气设备都存在质量不过关的问题。电气设备的质量问题不仅关系着天然气站场的工作质量，更关乎这人们的生命财产安全。一旦电气设备发生故障，很容易发生安全事故，进而引发安全问题，给人们的正常生活带来严重的影响。

第二，在设备使用环境方面。设备的使用环境主要是指其暴露在外的环境要素，大致可以分为降水、风力等。气候影响除了电气设备本身质量会存在问题以外，有时候，气候也会影响电气设备自动化的可靠性，我国很多地区，尤其是南方地区，雨水比较多，且部分地区还会有台风，这些气候因素都会严重影响到电气设备自动化的可靠性。

第三，在认为操作方面。大部分电气设备均属于自动化设备，虽然在实际的使用过程中所涉及到的人工操作相对较少，但是包括远程监控、参数设定、人工安装等必要环节，对其可靠性的影响依旧很大。比如在设备安装过程中，设备布线以及整体布局的不合理容易造成电气设备散热异常，进而导致不必要的事故发生。而电气设备的使用运行依赖于其内部的参数设计。对于部分工程师而言，英语水平、机械工程水平等一系列专业知识均限制了其对于自动化设备参数设计的科学性，从而通过人为原因引入了一些不可靠因素。这也是相关设备可靠性分析的重点。

上述三个方面是本文通过长期的实践总结所获得的天然气站场自动化设备可靠性的来源与影响因素。除了上述原因之外天然气站场的总体布局、自动化设备使用的整体技术水平以及自动化设备自身所带来的系统性误差也有可能造成相关体系的不可靠。但是从比例来看，上述三个方面是形成设备可靠性不遵从的关键因素。

3 可靠性优化策略分析

通过上文的研究我们对天然气站场电气自动化设备可靠性分析的研究现状及其根本意义进行了总结。同时从设备质量、设备环境以及人工操作等三个维度，探究了其可靠性的根本来源与影响要素。结合相关理论与实践，本文认为做好上述三个方面的相关内容管控是提高天然气站场电气自动化设备可靠性的关键，同时也是未来天然气站场设备管理的核心方式之一。落实到具体的优化策略大致可以分为如下三个方面：

第一，提高自动化设备的质量，进而提高其整体可靠性。所谓的质量主要来源于两个方面：一方面是针对其设计质量进行有针对的规划。在具体施工过程中可以通过反复论证的方式来避免设计过程中的不遵从行为。另一方面则是针对具体的设备硬件质量的提升。在实际的施工过程中我们要做到如下三点：一是通过广泛的招标来确保设备参数与质量的合规。建立供应商档案，并将已经形成的设备案例作为底案来进行查询，对于存在不遵从行为的供货商要坚决予以剔除，从而从设备源头方面提升其整体质量；二是在设备进场前必须要经过逐一的排查，如存在批量设备应用的情况则可以采用比例抽查的方式来进行。通过此种模式客观上认证设备质量的有效性，避免不合格产品进入到后续的施工环节中去。尤其是对于设备元件的检测更应该做到"偏一避杂"，尽可能通过统一的厂家供货，避免各个设备软硬件之间的不兼容。并切实增加后续的维养水平。

第二，通过人工建设与加装保护装置的方式来改善周围环境，提升设备保护水平。在实际的工作中，我们无法改变气候条件，但是我们能做的是采取一定的保护措施，改善电气设备周围的环境，进而实现对于电气设备的保护作用。例如，对于雨水多的地区，我们可以在天然气站场的设备搭建一顶的挡雨设施，这样一来，既可以避免雨水对于天然气设备的腐蚀作用，又可以防止太阳对于设备的照射，进而提升设备的使用年限，同时，又可以提升设备的质量，保证设备的安全性。值得我们注意的是，环境的优化应该建立在完善的环境影响分析机制下。只有如此才能够在解决了设备由于使用环境恶劣而造成不可靠的基础上，避免工程成本的大量投入与浪费。必要时，可以通过引入第三方评价机构的方式来完成相应的设计工作，并做到与主体工程设备同时设计、同时施工。

第三，通过强化培训与管理来避免人为失误所带来的不可靠因素。在实际的施工过程中可以从培训与管理两个方面来进行。所谓的培训主要通过增加相关人员培训的频次、提高培训深度、合理规划培训内容等方面来构建相关人员的综合知识体系。必要時可以采用外聘第三方维护等形式来客观降低企业的人力资源成本并收到相应的效果；而在管理方面则需要建立对应的制度体系。一方面，通过宣传等方式使得员工建立人为不遵从对设备不可靠问题的影响，从根本上提高员工的自觉意识；一方面是通过责任体系与管理制度的落实形成有效的监督与检查制度，并在管理领域形成可供执行的范式；另一方面则是建立必要的标准，使得相关的工作人员在具体执行环节中能够做到有的放矢。

4 结束语

天然气站电气设备可靠性决定了使用安全与效能。通过本文的研究我们发现，在实际的建设过程中设备的质量、人为操作以及设备使用环境均会对其可靠性造成影响。同时本文基于上述三个方面提出了可靠性优化对策，希望能够指导后续的实际工作。

参考文献：

[1]沈勇，王维.如何加强天然气场站电气自动化设备的可靠性[J].石化技术，2017（01）：254.endprint