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当代化工研券
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百家争鸣
2016-10
基于多状态的天然气长输管道分输站
功能可靠性评价方法火张宗杰翔峰邱天杨坤刘季王一席（中国石油西气东输管道公司上海200122】
摘要：确保分输站功能可靠是保障天然气长输管道正常供气的基础，自前高术发现针对天然气长输管道分输站功能可事性的定义与评价方法，助前针对油气站场的可靠性方法一般基于“二态假设”，一定程度上与实际情况不持。基于此，本文根据实标情况，定义了天然气
长输管道分输站的功能可事性；应用多状态系统可靠性评价方法，提出了分输站的功能可事性评价方法，构建了其功能风险分析模型。关键调：分翁站；功能可靠性；多状态系统；风险分析
中图分类号：TE
文献标识码：A
Functionalreliabilityevaluationmethodforlongdistancetransmissionpipeline
ofnaturalgasbasedonmultistate
Zhang Zongjie, Ju Feng, Qiu Tian, Yang Kun, Liu Ji, Wang Yilian(China Petroleum west east gas pipeline company, Shanghai, 200122)
Abstract:To enstre reliable delivery stations is afoundation fo ensure rthe normal sapply of natural gas transmission pipeline, has nof jet been found for long distance gas pipeline station definition and ewalationt mezhod of functional reliability The oil station general reliability merhod based on the "wo state hypothesis", to a cerfain extenr inconsistenf with fhe acfuaf situation based on zhis, according fo the actual sitation, zhe definition oy natural gas distribuetion Station jfirnction reliability of pipeline; reliobility of multi state sysfem evaluartion merhod, pad forward the distributionfunctions method for reliability evaluation of starion, establishes rhe fionction model of risk analysis.
Key words: sub starion; fancrional reliability; malri state system; risk analysis
天然气长输管道由管道、分输站、压气站场等单元组成，每种单元在系统中承担不同的任务，共同实现管道的供气功能。分输站是连接干线管道与下游用户的枢纽，具有分离、计量、调压等功能，其平稳运行是确保天然气长输管道安全供气的重要前提。然而，受运行环境与人为因素影响，局部失效、性能退化、甚至站场失效等事件时有发生，对西气东输管道的平稳运行造成负面影响。分输站的运行安全性与功能可靠性的重要意义正逐渐凸显。
可靠性理论自20世纪50年代发源以来，得到了世界各地研究者的广泛关注，并在众多行业中被成功应用。然而，随若工程系统复杂程度的不断提高，传统可靠性理论与方法的实用价值受到了质暴。原因在于，具有先进功能的机械设备或基础设施往往属于复杂系统，这些复杂系统具有各自的物理过程和单元技术，且呈现出多状态特征，这对传统可靠性评价方法中的“二态假设”提出了挑战。所谓二态假设即“ 这种假设往往与实际情况不符。
本文建立了一个基于多状态的分输站运行可靠性评价模型，评价了天然气长输管道中某分输站的可靠性与安全性。该模型能够根据实际情况，考虑分输站系统的多状态特性，提高评价结果的准确性，能够更好地体现出评价结果的实际
工程意义。 1.研究现状
经过查阅大量国内、外文献，尚未发现针对天然气管道分输站的可靠性评价方法。在相近领域，研究者对油气管道站场及其相关配套设施的可靠性评价或风险分析开展了一些
万方数据
研究。为了满足不同需求，研究者在进行站场的可靠性评价或风险分析时，采用定性与定量两种方法。
定性分析的主要目的是分析站场失效的原因与后果之
间的复杂关系。如杨培风采用RCM方法，评估了西二线管道某天然气站场的失效模式，并进行了失效后果及其风险分析，得出了改站场中不同设备的风险等级。蒋宏业等采用SHEL模型和Reason模型，建立了适用于压气站的SHEL-Reason联合模型，用于分析人为因系对压气站失效事件的影响。定性分析能够比较清楚地反映失效因素、失效模式，失效后果间的逻辑关系，但是不能量化这种关系，也无法定量表征站场的可靠性水平。
目前，对油气站场可靠性或风险的定量评价一般基于经典可靠性理论中的“二态假设”。故障树是一种常用的站场可靠性定量评价方法，在故障树中，设备只有正常和故障两种状态。此外，其它方法中，“二态假设”被广泛接受。例如，基于风险的检验【RB）技术被应用于输气站场的设备风险评估，其失效概率计算模块的基础就是“二态假设”。
但是，基于“二态假设”的传统可靠性方法已不能满足天然气长输管道分输站的可靠性评价的需求。分输站系统及其组成单元在寿命周期内具有退化特性，其故障往往呈现多状态特征，“二态假设”难以准确描述这类系统故障规律。目前，尚未有研究者提出一种能够考虑这种多状态特征的天然气长输管道分输站可靠性评价方法。然而，在系统可靠性评价研究中，研究者已提出了若干适用于多状态系统可靠性分析方法。
2.基于多状态的天然气长输管道分输站可靠性评价方法