背景

蘭鄭長成品油管道咸陽至鄭州段為獨立水力系統，管道全長566.5 km，設計壓力10 MPa、設計年輸量1500×104 t，沿線共設5座工藝站場，設計瞬時輸量為2207 m3/h，2009年投產。由于管道輸量大，在發生閥門故障關斷、泵機組故障停機等異常工況時將引發較大的水擊波，為此，除使用進出站泄壓保護、自動壓力越站等保護手段，還需依托SCADA系統配套建設ESD緊急停車系統以降低水擊壓力等風險。

做法

（1）ESD系統安裝。在北京主控中心和河北廊坊備控中心分別各設一套全線運行控制PLC，另在蘭州首站設置一套ESD系統PLC，這兩套系統分別獨立運行，互不干涉。同時，ESD系統PLC保有控制權限的最高優先級。

（2）典型事故工況。針對管道在不同輸量下的常見事故工況用仿真軟件模擬，找到事故工況發生后的危險管段和極限壓力分布，采取相應措施消減水擊壓力波，保證管道安全受控。

①中間泵站甩泵。例如當設計輸量下三門峽分輸泵站因停電突然發生泵機組全部停運工況時， ESD系統接收到水擊觸發信號10 s內將執行水擊保護程序，并按照預設程序下發調度指令，上游程序執行后停運渭南站兩臺輸油泵機組、將咸陽站出站壓力設定為5.1 MPa，以預防進站段管線超壓；下游站場程序執行完畢后實現三門峽站壓力越站，咸陽至鄭州段全線輸量降為1223 m3/h。程序執行過程中全線壓力最大值出現在三門峽站進站端，最大壓力值約為7.8 MPa（左圖），保證管道不超壓。

②末站收油罐閥門誤關斷。管道末站低壓區流程關閉是管道典型事故工況之一，例如在設計輸量下，發生鄭州末站收油罐罐前閥誤關斷事故工況，進站壓力調節閥后低壓區首先報警，聯鎖關閉調節閥前后截斷閥離開全開位，觸發管道ESD水擊超前保護程序，下發管道全線所有輸油泵停輸命令（右圖），保障了管道安全。

（3）推廣應用情況。2002年投產的蘭成渝管道首先使用ESD系統, 但保護工況少、執行步驟簡單。隨后，在西部成品油管道、港棗線、蘭鄭長管道相繼使用，可實現控制上線、下線，異常工況自動識別等智能化功能。目前ESD緊急停車系統已成為長輸管道標配。

啟示

系統設計的安全化。ESD系統是管道發生異常工況后保護管道的最后一道防線，可選擇多種方式實現水擊壓力的消減。例如，當站場發生火災觸發ESD程序后，可選擇通過全開越站閥維持管道運行；也可以選擇全線停輸。但是考慮到安全第一原則，系統功能設計選擇了全線停輸的執行步驟。

系統功能的智能化。管道超前保護是一個系統工程，單一保護手段無法保證管道安全。面對水擊壓力等風險，需要報警、安全閥泄放、泵關閉和越站保護等一系列操作，隨著管道自控水平不斷提高、SCADA系統發展以及管道仿真軟件應用，管道超前保護勢必朝著全方位感知和系統化控制的智慧化方向邁進。

系統操作的標準化。汲取近年來發生的ESD系統設備維護不到位、出現誤操作等事件教訓，站場操作崗位應實行標準化、規范化管理，確保各類報警、聯動閥等關鍵設備處于完好狀態，對人員開展安全教育和培訓考核，提升現場應急處置能力。

（撰稿人：國家管網集團生產運行部油氣調控中心劉超、付兆恩、高經華）