论文部分内容阅读
输油管道系统可靠性包含系统安全性和系统输送能力可靠性两方面。然而,国内外现有的油气管道可靠性研究主要集中在管道管体可靠度预测、管道站场及设备单元的可靠性评估上。这些研究主要针对设备可靠性,尚未对系统输送能力进行深入探讨。本研究基于经典可靠性和系统工程学理论,从输油管道系统安全性和输送能力可靠性两方面出发,建立了输油管道系统可靠性评价的指标体系,进而初步提出了输油管道系统可靠性评价的方法。该方法由基于多状态的输油管道泄漏风险评价、含蜡原油管道停输再启动安全性评价和输油管道系统输送能力评价三部分构成。主要工作如下:首先,建立了输油管道系统可靠性评价的指标体系。该指标体系分为安全性指标和可用性指标两部分。为了表征输油管道的泄漏风险,本文通过对比国际标准ISO16708与CSA Z662-2007中目标安全水平的确定准则,参考流动安全等级指数的概念提出了泄漏风险指数。泄漏风险指数和安全停输时间、最低输油温度一起组成输油管道系统安全性评价指标。引入了可靠性工程中可用性的概念,用可用度表征输油管道系统的输送能力。其次,提出了输油管道系统安全性评价方法,该方法包括输油管道泄漏风险评价和凝管评价两部分。通过引入多状态复杂系统可靠性模型,本文提出了基于多状态的输油管道泄漏风险评价方法,用于分析由于腐蚀导致的输油管道泄漏风险,弥补了现在广泛使用的二状态方法的局限性即不能反映管道随时间退化的特性。针对含蜡原油管道的凝管问题,已有研究提出基于可靠性的含蜡原油管道安全停输时间和最低输油温度的确定方法,本文在前人研究成果的基础上,通过建立输油管道凝管Petri网模型明确了造成输油管道凝管的基本事件及其之间的逻辑关系。最后,提出了基于贝叶斯网络的输油管道系统可用性评价方法,并结合案例说明了该方法的可行性。为了评价输油管道系统的输送能力,本研究引入了可靠性工程中可用性的概念,通过具体算例介绍了马尔可夫模型在评价输油管道系统可用性上的应用,并进一步分析了马尔可夫模型的局限性。鉴于贝叶斯网络具有强大的不确定性知识表达能力,提出了基于贝叶斯网络的输油管道系统可用性评价方法。该方法可以基于输油管道系统拓扑图中基事件的先验概率和各节点条件概率计算系统的可用度并识别系统的薄弱环节。综上所述,本研究从系统安全性和系统输送能力两方面建立了评价指标,并进一步对评价方法进行了阐述,为该领域进一步的深入研究提供了参考,对于输油管道系统的安全经济运行具有一定的参考价值。