● 摘要
天然气具有易燃、易爆和易挥发的特点，目前已成为人们日常生产、生活不可或缺的重要组成部分。管道是现阶段输送天然气的重要方式之一。天然气管道系统主要是由压气站、线路和控制系统组成的。因管道系统距离长，跨度大，用户范围广，所以整个系统的组成结构还是非常复杂庞大的。目前天然气管道系统的安全事故时有发生，所以对其进行可靠性分析变得十分重要，然而对其进行可靠性分析尚缺乏一个可靠性评价模型。鉴于以上问题，本文对可修天然气管道系统的可靠性模型建立方法展开了研究。
首先，在对管道输气系统的特点进行分析的基础之上，对传统可靠性建模方法进行了分析和总结，针对每种建模方法的优缺点分析其对复杂天然气管道系统进行建模的适用情况。接下来介绍了维修性的影响因素和可修系统常用的分析方法，最后确定了最适合于天然气管道系统的可靠性建模方法：用故障树及动态故障树模型建立系统的可靠性逻辑模型。针对考虑维修的管道系统采用动态故障树对其进行建模，用蒙特卡洛仿真方法对其进行模型的分析和解算。
其次，用故障树和动态故障树分层次、分情况建立了天然气管道系统的逻辑模型。建立了系统级可靠性模型，分为西二线全线停运和西二线全线降量输送两种情况；建立了站场级模型，包括过滤分离区、压缩机区、空冷区、空气压缩系统、燃料气处理系统、放空区和清管区等；建立了线路部分的可靠性模型。
然后，对管道系统中常见的结构N:K交叉贮备系统进行分析，用马尔可夫方法求得了简单的N:N-1交叉贮备系统型的可靠度、可用度及MTBF通式，并将N=3和N=4带入与3:2系统和4:3交叉冷贮备系统进行对比验证了该通式的正确性。在部件寿命和修理时间服从一般分布的情况下，用仿真方法对N:K交叉冷贮备系统进行了研究。
最后，在对站场组成部分燃料气处理子系统加热部分的故障模式进行分析的基础上，建立其故障树模型，分析了得到了最小割集；并针对余热换热器发生小漏故障模式后修理方式是立刻维修、延迟维修和不完全维修三种情况，分别对顶事件的可用度进行计算。