一种储气库注采系统阀门错开诱发天然气意外放空损失的定量计算方法

1.本发明涉及储气库的资产完整性领域，尤其涉及一种阀门错开诱发天然气意外放空所造成经济损失的定量计算方法。


背景技术：

2.储气库是其基于上游供气与下游用气的实际状况，通过交替运行注气工艺流程与采气工艺流程，有效解决特定地区的天然气季节调峰与应急供气问题的重要设施。目前，很大一部分储气库采用注气站与采气站合并布置的形式，整合注、采气工艺流程，建立储气库的注采系统，以方便管理。由于储气库的功能性需求，使得注、采工艺流程的切换十分频繁，在冬季用气高峰时，注采气切换周期最快可达2
‑
3天。整合的注气工艺流程与采气工艺流程的切换需要通过阀门组的开关组合实现。考虑到输送介质的危险性与储气库现场自动化程度的普及性，目前，在部分储气库中，涉及到注采工艺流程切换的阀门都是通过现场的阀门操作员手动进行操作的。由于人为操作的不确定性，使得阀门的错开问题无法得到根本性的解决，而注采工艺流程切换的频繁性使得这一问题更加显著。
3.当阀门错开时，天然气进入错误的管道中，最终会通过安全泄放进行放空，天然气意外放空会造成天然气的浪费，产生相应的经济损失。储气库作为高风险场所，企业内部通常会设置有相应的安全功能来保障储气库的运行安全或限制储气库的失效后果。在手动操作阀门切换注采气流程的储气库中，涉及到阀门错开的安全功能通常会包括“中控室识别”与“现场人员纠正”，其作用的及时与否直接决定了错误工作时间的长短，也就对应了意外放空损失的大小。准确计算这一经济损失的大小，对于储气库现场的财产管理与安全运营均有着重要的意义。
4.但是，现有的天然气站场设备风险评价中，尚未包括该类型的经济损失计算方法，这将导致在储气库的资产完整性管理中存在缺口。因此，有必要建立储气库注采系统阀门错开诱发天然气意外放空损失的定量计算方法，对储气库的资产完整性管理进行完善。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种储气库注采系统阀门错开诱发天然气意外放空损失的定量计算方法，以解决人为操作的不确定性造成储气库注采系统产生特殊经济损失难以量化的问题。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.上述的一种储气库注采系统阀门错开诱发天然气意外放空损失的定量计算方法，包括以下步骤：(a)基于储气库现场运行数据，明确这一段时间内阀门错开发生的次数，收集天然气的体积流量、天然气基准价格、天然气的单位发热量等参数，定义每一种事件的错误工作时间；(b)建立阀门错开的事件树，明确阀门错开可能发生的全部事件；(c)将事件树转化为事件树
‑
控制屏障的形式；(d)计算每一种事件发生的概率；(e)计算每一种事件对应
的经济后果；(f)基于步骤(a)、步骤(d)与步骤(e)的结果，计算阀门错开诱发的天然气意外放空损失。
8.其中，所述步骤(d)中计算每一种事件发生概率的方法选用aramis方法；
9.其中，所述步骤(e)中计算每一种事件对应经济后果的计算公式，根据目前国内现有的两种天然气计量方法，依照公式(1)或公式(2)计算按体积流量计量的经济损失或按能量流量计量的经济损失；
10.fc
hum
‑
vol
＝q0·
t
wro
·
p0ꢀꢀ
(1)
11.式(1)中，fc
hum
‑
vol
指按体积流量计量的经济损失，单位为元；q0指天然气的体积流量，单位为m3/s；t
wro
指错误工作时间，单位为s；p0指国家规定的天然气基准价格，单位为元/m3。
12.fc
hum
‑
ener
＝q0·
h
·
t
wro
·
p
e
ꢀꢀ
(2)
13.式(2)中，fc
hum
‑
ener
指关于按能量流量计量的经济损失，单位为元；q0指天然气的体积流量，单位为m3/s；h指天然气的单位发热量，单位为mj/m3；t
wro
指错误工作时间，单位为s；p
e
指天然气单位能量价格，单位为元/mj。
14.其中，所述步骤(f)中计算阀门错开诱发天然气意外放空损失的计算公式为：
[0015][0016]
式(3)中，fc
hum
指阀门错开诱发的天然气意外放空损失，单位为元；p
j
指每一种事件发生的概率；fc
hum
‑
j
指每一种事件对应的经济损失，单位为元；m指全部可能的事件数。
[0017]
说明书附图
[0018]
图1为本发明储气库注采系统阀门错开诱发天然气意外放空损失定量计算方法的流程图
[0019]
图2为阀门错开的事件树
[0020]
图3为事件树
‑
控制屏障表示的阀门错开事件
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实例对本发明作进一步描述。
[0022]
实施例1
[0023]
某储气库注气注采流程中，涉及阀门错开的安全功能包括“中控室识别”与“现场人员纠正”，按照体积流量计算联结手动操作阀管道的人为因素附加的经济后果。
[0024]
步骤(a)收集阀门年误开次数为4次、天然气的体积流量为36.46m3/s、当前天然气的平均价格为3.09元，“中控室识别”与“现场人员纠正”的工作时间由单位现场经验给出，其具体定义为：“中控室识别成功”所产生的错误工作时间定义为40s、“中控室识别失败”所产生的错误工作时间定义为5400s、“现场人员纠正成功”所产生的错误工作时间定义为900s、“现场人员纠正失败”所产生的错误工作时间定义为2700s，则事件j1、j2与j3对应的错误工作时间分别为940s、2740s与5400s；
[0025]
步骤(b)建立阀门错开的事件树如图2所示；
[0026]
步骤(c)将事件树转化为事件树
‑
控制屏障的形式，转化结果如图3所示；
[0027]
步骤(d)基于aramis方法确定每一种事件发生的概率；
[0028]
其中，基于图3明确了每一种事件发生概率的公式见表1：
[0029]
表1每一种事件发生的概率公式
[0030]
事件p
j
j1(1
‑
10
‑
lcm
)
·
(1
‑
10
‑
lcn
)j2(1
‑
10
‑
lcm
)
·
10
‑
lcn
j310
‑
lcm
[0031]
其中，基于aramis方法评估得到“中控室识别”的置信度lcm为3，“现场人员纠正”的置信度lcn为2，带入到表1中的概率公式中，即可表示每一种事件发生的概率；
[0032]
步骤(e)基于公式(1)计算按体积流量计量的经济损失；
[0033]
其中，事件j1、j2与j3按体积流量计量的经济损失分别为：
[0034]
fc
hum
‑
vol
‑1＝36.46
×
940
×
3.09＝105901.72
[0035]
fc
hum
‑
vol
‑2＝36.46
×
2740
×
3.09＝308692.24
ꢀꢀ
(4)
[0036]
fc
hum
‑
vol
‑3＝36.46
×
5400
×
3.09＝608371.56
[0037]
步骤(f)基于公式(3)计算阀门错开诱发的天然气意外放空损失：
[0038]
fc
hum
＝f
hum
·
(p1·
fc
hum
‑
vol
‑1+p2·
fc
hum
‑
vol
‑2+p3·
fc
hum
‑
vol
‑3)
[0039]
＝4
×
[(1
‑
10
‑3)
×
(1
‑
10
‑2)
×
105901.72+(1
‑
10
‑3)
×
10
‑2×
308692.24+10
‑3×
608371.56]＝433720.3
ꢀꢀ
(5)
[0040][0041]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。