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      圖片

      解決方案

      SOLUTION

      工藝場站陰極保護
      Cathodic protection of process station
      長輸油氣管線的工藝場站通常包括首站、末站、增壓站、聯絡站、分輸站、計量站、清管站和線路閥室等。工藝場站是長輸油氣管線必不可少的組成部分,其安全運行是向管道下游平穩、安全、足量輸氣輸油的重要前提。

              工藝場站地下管線的腐蝕是場站安全運行最主要的威脅之一,因為長輸油氣管道是可燃氣體、石油或者成品油等危險流體的通道,管壁腐蝕會造成管壁強度降低,管道完整性受到破壞,導致危險氣體或者危險液體泄漏的可能性大大增加。若遇火源,則易引發火災爆炸事故,甚至導致人員傷亡、生態災難和重大財產損失。


              以沒有施加陰極保護的忠武線工藝場站為例,在服役僅僅1年后,場站埋地管道就發生了嚴重的腐蝕泄漏事故:岳陽分輸站在進行站內工藝巡檢時發現站內管道漏氣,經開挖后發現有4處腐蝕穿孔;黃石計量站在更換閥時發現進站管線管體表面有兩處麻點狀局部腐蝕,其中一處腐蝕深度達3mm。忠武輸氣管線全線21座工藝場站,有16座場站發生了埋地管道的腐蝕失效。


              對工藝場站地下管道等金屬結構物實施有效的陰極保護,是保證工藝場站安全運行的有效措施。與長輸管線的陰極保護技術相比,工藝場站的陰極保護在安全性和有效性方面提出了更高的技術要求。

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      場站區域陰極保護技術要求

              ? 工藝場站陰極保護系統在安裝與服役過程中必須具備防爆特征;

              ? 在設計壽命期內提供有效的陰極保護,包括在陰極保護電流屏蔽區也能得到良好的保護;

              ? 避免長輸管線陰極保護系統與場站陰極保護系統之間的相互干擾;

              ? 陰極保護系統對外部金屬結構不產生雜散電流干擾;

              ? 避免場站電力接地系統對陰極保護系統的影響;

              ? 避免陰極保護電流對場站內儀表通訊設施產生不必要的電噪音干擾;

              ? 外加電流陰極保護系統在地面產生的跨步電位≤5V/m。


      碧海云智場站陰極保護解決方案

              碧海云智針對工藝場站埋地金屬結構物所面臨的腐蝕和安全性問題,采用全新的思路和技術手段進行陰極保護系統的調研、設計、施工、調試和監測,對工藝場站埋地金屬結構物實施安全、有效、經濟的陰極保護。碧海云智對于工藝場站陰極保護解決方案的創新點主要包括:

       

              1.可測斷點的柔性陽極

              柔性陽極的出現解決了復雜區域陰極保護的難題,彌補了傳統陽極形式在區域陰極保護中的不足??蓽y斷點的柔性陽極不僅具有柔性陽極的技術優勢,而且在柔性陽極發生第三方破壞的時候,可以低成本、方便、迅速、準確地探測出埋設在地下的柔性陽極斷點,以保證陰極保護系統的完整性。

              2.外加電流和犧牲陽極聯合保護

              碧海云智采用以外加電流為主、犧牲陽極為輔的聯合保護方式,其中外加電流輔助陽極地床方式的選擇則根據場站內的具體情況具體分析,充分發揮柔性陽極地床、深井陽極地床、分布式陽極地床的優勢,以避免其局限性并保證陰極保護效果。優選可測斷點的柔性陽極技術。

              3.地下金屬結構物全方位保護

              碧海云智將工藝場站內的地下金屬結構物做為整體納入到陰極保護的范圍內,對埋地鋼質管道、鎧裝電纜、金屬接地系統進行全方位的保護,有效避免地下金屬結構物之間屏蔽和過保護難以協調以及相互之間的干擾問題。

              4.均壓線技術

              碧海云智采用均壓線技術解決雜散電流干擾和陰極保護電位不均勻的問題。利用電纜或鍍鋅扁鋼將同溝敷設、近距離平行或交叉走向的被保護管道,與非焊接連接的同一條被保護管道間電性連接起來,可以減小管道之間的電位差,確保陰極保護電位分布均勻,降低雜散電流干擾。

              5.去干擾技術

              碧海云智解決了區域陰極保護系統與干線陰極保護系統之間的干擾問題。在場站陰極保護設計時,通過輔助陽極地床的方式選擇以及輔助陽極地床的位置設計,避免區域陰極保護系統與長輸管線陰極保護系統之間的相互干擾。

              6.地理信息化技術

              碧海云智將地理信息技術應用到陰極保護系統中,自主研制和開發了一套“陰極保護數據遠程管理系統”,該系統主要包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據管理模塊和數據查詢模塊。系統可以采用有線、無線(GPRS或者Zigbee)通訊傳輸模式,可以實時監控陰極保護系統的工作狀態,將陰極保護納入完整性管理的范疇,大大提高了陰極保護的技術含量。


      場站陰極保護案例

              1.陜京線靈丘分輸站陰極保護工程

              中石油北京天然氣管道有限公司陜京線靈丘分輸站陰極保護工程采用外加電流陰極保護技術,保護的埋地管道包括:工藝裝置區埋地管網、工藝裝置區外埋地管線、放空管線、消防管網、排污管線及個別原壓縮機遺留埋地管道。

              靈丘場站內土壤電阻率較高(平均約為120Ω·m),為了獲得均勻的保護電位分布和較長的使用壽命,采用MMO/Ti柔性陽極技術對站內埋地管道進行保護。根據靈丘站內的管道分布特性,共設置23根柔性陽極。

              竣工調試及日常運行效果表明,該陰極保護系統對埋地管道實施了良好的保護,保護電位分布均勻,完全達到了設計要求。image.png

       

              2.陜京線榆林壓氣站陰極保護工程

              榆林壓氣站是陜京管線上的第一座壓氣站,也是亞洲總裝機容量最大的壓氣站。榆林壓氣站承接上游8個氣源的供氣,經過調配、增壓輸往陜京3條天然氣長輸管線,年設計輸氣能力350億立方米,被稱為陜京管線的“心臟”。

              對于榆林壓氣站地下金屬結構物實施的陰極保護采用“柔性陽極+分布式陽極+犧牲陽極”聯合保護的方式:

              ? 工藝區的埋地管道采用MMO/Ti柔性陽極地床陰極保護技術,站內敷設40根柔性陽極;

              ? 榆林壓氣站的接地網采用分布式陽極地床實施保護;

              ? 受到榆林壓氣站裝置地基的屏蔽影響,或者距離輔助陽極地床距離太遠而導致部分支線管道保護不足的現象,在榆林壓氣站埋設48支鎂陽極作為補充保護。

              竣工調試及日常運行效果表明,陰極保護系統對埋地管道和接地網等地下金屬結構物實施了良好的保護,保護電位分布均勻,完全達到了設計要求。 image.png

       

              3.海南LNG接收站陰極保護工程

              中海石油海南天然氣有限公司海南LNG站線項目包括接收站、港口及輸氣管線三個單項工程,其目標是建成海南LNG倉儲轉運中心。

              海南LNG項目接收站位于洋浦經濟開發區,陰極保護工程的保護范圍包括埋地消防管道、生活污水管道和含油污水管道。陰極保護應用強制電流技術,但是現場土壤電阻率很高,傳統輔助陽極系統無法達到陰極保護設計要求。該項目陰極保護系統的輔助陽極采用MMO/Ti柔性陽極,供電系統為太陽能恒電位儀。

       

              太陽能恒電位儀是解決偏遠地區、遠程站點陰極保護取電問題的最佳方法。碧海云智研制的太陽能恒電位儀特別適用于場站、儲罐的陰極保護系統,尤其推薦與柔性陽極配合應用。

              ? 恒電位控制電位調節范圍:-10V~10V

              ? 恒電流控制電流調節范圍:0A~30A

              ? 外殼:不銹鋼,防爆等級Exd II BT6,防護等級為IP66

              ? 保護性能:限定保護,防雷擊保護,參比抗干擾保護,三防(防潮、防鹽霧、防毒)

              ? 安全性能:絕緣電阻>50MΩ,介電強度2000V(輸入對輸出),噪音≤45db

              ? 顯示:彩色LCD觸摸顯示屏

              ? 備用電池:服役壽命不小于10年,沒有陽光的情況下工作5~7天

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      太陽能恒電位儀

       

              竣工調試及日常運行效果表明,陰極保護系統對埋地管道實施了良好的保護,保護電位分布均勻,完全達到了設計要求。

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