Магистральные трубопроводы для нефти, газа и нефтепродуктов. Трубопровод бензина


Технологические трубопроводы АЗС

Технологические трубопроводы на автозаправочных станциях служат для приема и отпуска нефтепродуктов, отвода паров, образующихся в процессе слива автоцистерн, а также для удаления подтоварной воды и шлама. Соответственно, различают линии наполнения, выдачи, деаэрации и обесшламливания.

Расположение технологического оборудования подземного резервуара АЗС:1 — сливная муфта; 2 — сливной трубопровод; 3 — сливной фильтр; 4 — задвижка; 5 — технологический отсек;6 — огнепреградитель; 7 — трубопровод наполнения; 8 — резервуар; 9 — замерный люк; 10 — угловой огнепреградитель; 11 — трубопровод деаэрации; 12— топливораздаточная колонка; 13— дыхательный клапан; 14— огнепреградитель; 15— кран; 16— задвижка; 17 — трубопровод выдачи топлива; 18 — горловина резервуара; 19— приемный (обратный) клапан

Линия наполнения — это комплекс оборудования, с помощью которого обеспечивается наполнение резервуара топливом при сливе автоцистерны. Эта линия включает сливную муфту 2, сливной трубопровод 2, сливной фильтр 3, задвижку 4, огнепреградитель 6 и трубопровод наполнения 7.

Сливная муфта предназначена для соединения подающего рукава автоцистерны и трубопровода наполнения резервуара. Ее конструкция постоянно совершенствуется. В настоящее время наиболее распространены сливные муфты типов МС-1 и МС-1М с крышкой и эксцентриковым зажимом гайки, оборудованные фильтром и маслобензостойким уплотнением. В настоящее время наиболее распространены муфты сливные типа МС-2

Муфта сливная МС-2:1 — гайка нажимная; 2 — крышка; 3 — патрубок; 4 — кольцо резиновое

Сливная муфта присоединяется к сливному устройству резервуара патрубком 3 (соединение резьбовое). При необходимости присоединение может осуществляться через переходник (на рисунке не показан), ввернутый в патрубок. В нерабочем положении горловина патрубка закрывается крышкой 2, которая предохраняет от попадания в резервуар пыли, грязи, осадков, а также от проливов нефтепродуктов. Крышка поджимается к патрубку нажимной гайкой 1. Герметичность прилегания крышки (или наконечника присоединяемого рукава) обеспечивается резиновым кольцом 4, установленным в патрубке. Для удобства обслуживания и во избежание утери крышки последняя прикреплена к корпусу гибким тросиком.

Сливная труба соединяет быстросъемную сливную муфту 1 со сливным фильтром 3, задвижкой 4, огнепреградителем 6 и трубопроводом наполнения 7, находящимся внутри резервуара.

Сливной фильтр:1 — фильтрующая сетка; 2 — стакан; 3 — корпус; 4 — крышка; 5 — винт; 6 — пружина; 7 — скоба; 8 — прокладка; 9 — кольцо

Сливной фильтр представляет собой сварной корпус 3, внутри которого расположен фильтрующий элемент 1. Сверху корпус снабжен крышкой 4 с прокладкой 8. Крышка прижата к фланцу корпуса 3 с помощью скобы 7 и винта 5. Для фиксации фильтрующего элемента по отношению к кольцу 9 корпуса служит пружина 6. В нижней части фильтра установлен стакан 2 для сбора отделенных частиц мехпримесей. Благодаря тому, что выходной патрубок находится выше входного, сливной фильтр постоянно заполнен топливом.

Трубопровод наполнения заканчивается на расстоянии не более 200 мм от днища резервуара. Для предотвращения попадания в него наружного воздуха торец сливного трубопровода располагают ниже приемного клапана 19 на трубопроводе выдачи топлива 17, что позволяет обходиться без специального гидрозатвора. Трубопровод наполнения прокладывается подземно.

Оборудование, устанавливаемое на трубопроводе наполнения (сливная муфта, сливной фильтр, задвижка), должно размещаться в приямке или колодце, находящемся у площадки для автоцистерны или на самой площадке. При этом должны быть приняты меры по предотвращению повреждения указанного оборудования в результате наезда транспортных средств.

Стенки приямка (колодца) должны быть выполнены из негорючих материалов. Допускается изготовление колодца из трудногорючих материалов при условии заполнения его свободного пространства негорючим материалом.

Линия выдачи — это комплекс оборудования, с помощью которого осуществляется подача топлива из резервуара 8 к топливораздаточной колонке 12. Эта линия включает: приемный клапан 19, трубопровод 17 выдачи топлива Ду50 с толщиной стенки не менее 3 мм, огнепреградитель и задвижку 16.

Устройство остального оборудования линии выдачи известно.

Линия деаэрации — это комплекс оборудования, с помощью которого обеспечивается пожаровзрывобезопасное сообщение газового пространства резервуара с атмосферой. Эта линия состоит из следующих элементов : дыхательного клапана 13, огнепреградители 14, крана 15 и 50-миллиметровош трубопровода деаэрации 11 с фланцем, которым он присоединяется к фланцу на крышке резервуара, размещенному в технологическом отсеке 5.

Дыхательный клапан 13 устанавливается на высоте около 2,5 м. Он срабатывает при избыточном давлении в газовом пространстве резервуара, равном 1400±50 Па, и вакууме 100-150 Па. Огнепреградитель 14 служит для предотвращения проникновения пламени внутрь резервуара при вероятном пожаре. Кран 15 на линии деаэрации предназначен для перекрытия трубопровода при работах по замене и обслуживанию дыхательного клапана, а также при испытаниях резервуара на герметичность.

Резервуары (и отдельные камеры в многокамерных резервуарах) рекомендуется оснащать раздельными системами деаэрации. Допускается для резервуаров (камер) с одинаковым видом топлива использовать газовую обвязку с общим дыхательным клапаном при условии установки огнепреградителей в местах врезки в нее отводов от резервуаров (камер).

Устройство совместной газовой обвязки резервуаров (камер) с бензином и дизельным топливом не допускается.

Линия обесшламливания  — это комплекс оборудования, с помощью которого обеспечивается удаление из резервуара подтоварной воды и частиц мехпримесей (шлама) закрытым способом. Данная линия используется также для опорожнения резервуара от остатков нефтепродукта (когда его уровень ниже обратного клапана) и при механизированной промывке резервуара закрытым способом.

Линия состоит из стационарной и мобильной частей. Стационарная часть представлена трубопроводом Ду40, который в резервуаре соединяется с коллектором для забора подтоварной воды, проходящего на расстоянии не более 10 мм от дна резервуара, а вне его заканчивается штуцером, герметично закрывающимся заглушкой. Мобильная часть состоит из ручного насоса, гибких рукавов и переносной емкости для сбора шлама.

При необходимости удаления шлама, остатков нефтепродукта, а также моющего раствора снимается заглушка со штуцера и к нему присоединяется гибкий рукав, ведущий к ручному насосу, а другой рукав соединяет насос с переносной емкостью для шлама.

Все трубопроводы для топлива и его паров, расположенные над землей или в свободном пространстве шахт резервуаров и технологических колодцев, должны быть металлическими и надежно соединены.

Соединение фланцев должно осуществляться по принципу «шип-паз». Они должны быть плотно затянуты на прокладках из бензостойкого материала.

Запорная и регулирующая арматура, установленная на трубопроводах, должна быть стальной и снабжена нумерацией, соответствующей технологической схеме. На всасывающих трубопроводах топливораздаточных колонок должны устанавливаться обратные клапаны для предотвращения перемещения жидкостей в обратном направлении. Задвижки, краны, вентили и другие запорные устройства должны содержаться в исправности и обеспечивать возможность надежного и быстрого перекрытия трубопровода. На них должны быть указатели крайних положений.

Одностенные подземные трубопроводы для топлива и его паров следует располагать на глубине не менее 0,4 м в заглубленных лотках, исключающих проникновение возможных утечек топлива за их пределы. Лотки следует заполнять (с уплотнением) негорючим материалом. При использовании двустенных трубопроводов типа «труба в трубе» с разъемными соединениями, обеспечивающими раздельную герметизацию внутреннего и внешнего трубопроводов, допускается строительство без лотков.

Запрещается прокладывать технологические трубопроводы в общих траншеях с газопроводами, пожарным водопроводом, тепловыми сетями, а также кабелями высокого и низкого напряжения.

Наземные участки технологических трубопроводов должны быть покрыты антикоррозийной изоляцией, а наземные — окрашены. 

ros-pipe.ru

трубопроводы....

Г Л А В А 5

ТРУБОПРОВОДЫ

ИТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА

5.1. Гидравлический расчет трубопроводов

Перед гидравлическим расчетом трубопроводов выполняют технологический план нефтебазы, по которому определяют от­ метки и плановое положение любого трубопровода и получают данные, необходимые для гидравлического расчета. Расчет ведут исходя из максимальных расходов приемо-раздаточныхустройств (нефтепричалов, железнодорожных эстакад и др.), заданной про­ изводительности (грузооборота), вязкости и плотности нефтепро­ дуктов и разности отметок основных технологических сооруже­ ний (резервуаров, насосных станций). В процессе гидравличе­ ского расчета трубопроводов определяют обычно оптимальный диаметр трубопроводов, исходя из обеспечения заданной произ­ водительности перекачки с учетом потерь напора, и производят подборнасосно-силовогооборудования. Кроме того, для всасы­ вающих линий насосов проводится проверка по наибольшему давлению насыщенных паров перекачиваемых нефтепродуктов, исходя из того, что остаточное давление в любой точке сливного трубопровода должно быть больше давления насыщенных паров (табл. 5.1.)

Таблица 5.1

Давление насыщенных паров нефтепродуктов, м вод. ст.

Расчет начинают с определения наибольшего расстояния пере­ качки и наибольшей высоты подачи нефтепродукта при заданной производительности для каждого сорта нефтепродуктов, а также наинизшей температуры перекачиваемого продукта для данной местности. Для обеспечения устойчивой работы насоса необхо­ димо, чтобы потери напора во всасывающей линии, сложенные с геометрической высотой всасывания, не превышали значения допустимой вакуумметрической высоты всасывания насоса. Вну­ тренний диаметр трубопровода, м,

где Q — производительность перекачки нефтепродуктов по трубо­ проводу, м3/ч; v—скоростьдвижения-нефтепродуктов,м/сек.

Внутренний диаметр рекомендуется принимать не менее 50 мм. Среднюю скорость движения нефтепродуктов по трубопроводам можно брать по табл. 5.2. Приведенные в ней значения скорости являются ориентировочными и окончательно принимаются после гидравлического расчета и технико-экономическогообоснования.

Таблица 5.2

Средняя скорость движения нефтепродуктов по трубопроводам в зависимости от вязкости

При определении максимальной скорости перекачки нефтепро­ дуктов по трубопроводам необходимо иметь в виду, что под влия­ нием трения* могут возникнуть опасные разряды статического электричества. «Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперераба­ тывающей промышленности», утвержденные М Х П и М Н Х и Н П 31 января 1972 г., предусматривают следующие ограничения ско­ рости перекачки нефтепродуктов по трубопроводам и их исте­ чения в резервуары, танкеры, железнодорожные вагоны-цистерныи другие емкости в зависимости от удельного электрического сопротивления нефтепродуктов:

а) при удельном объемном электрическом сопротивлении не более 105 о м - м — до 10 м/сек;

б) при удельном объемном электрическом сопротивлении не более 109 ом-м— до 5 м/сек;

в) при удельном объемном электрическом сопротивлении более 109 ом-мдопустимые скорости устанавливают отдельно для каж­ дой жидкости. При этом необходимо учитывать не только свой­ ства нефтепродуктов, но и длину, диаметр, внутреннюю шерохо­ ватость стенок трубопровода, размеры приемной емкости и др.

Предельно допустимая скорость транспортировки — это та­

кая скорость, при которой

(при данном диаметре трубопровода)

потенциал на

поверхности

жидкости в приемном резервуаре

не превышает

предельно допустимого потенциала для нефтепро-

дуктов, равного 4 — 8 кв. При начале заполнения порожнего резервуара нефтепродукты, имеющие удельное объемное электри­ ческое сопротивление более 105 ом-м,следует подавать со ско­ ростью не более 1 м/сек до момента затопления конца загрузочной трубы. Удельное объемное электрическое сопротивление определя­ ется поГОСТ-6581—75,а его значения для некоторых нефтепро­ дуктов приведены ниже.

Удельные объемные электрические сопротивления нефтепродуктов,

Бензин: Топливо:

 

 

 

А-66иБ-70

1011—1012

Т-1

108—1011 -

Б-95

1010—1011

ТС-1

1011—1014

Битумы

1011—1014

Масло:

 

Дизельное топливо

108—1010

конденсаторное

1012

Керосин

109—1011

трансформаторное

1011

По формуле (5.1) и соответствующим ГОСТ подбираются трубы и рукава по отдельным участкам трубопроводных коммуникаций.

Вязкость нефтепродуктов определяется в зависимости от сред­ ней температуры (рис. 5.1 и 5.2). По предварительно определенному диаметру трубопровода, скорости и вязкости нефтепродукта уста­ навливают число Рейнольдса, а затем определяют коэффициент гидравлического сопротивления и потерю напора на трение в тру­ бопроводе. Потери напора на трение по длине трубы и преодоле­ ние местных сопротивлений, м,

Рис. 5.1. Кинематическая

вязкость V,

см2/сек, легковоспламеняющихся

нефтепродуктов в зависимости от температуры.

1 — бензин; 2 — бензол;

3 — лигроин;

керосин: 4 — тракторный, 5 —

осветительный.

 

 

Рис. 5.2. Кинематическая вязкость V, см2/сек, нефти и нефтепродуктов в зависимости от температуры.

Керосин: 1 — 1 — тракторный, 2 — 2 — осветительный; 3—3— нефтьбиби-зйбатская;4—4— масло Л для высокоскоростных механизмов; нефть;5—5— пермская,6—6—ромашкинская; масло: 7 — 7 — соляровое, 8 — 8 — трансформаторное, 9 — 9 — веретен­ ное АУ, 10 — 10 — индустриальное 12, 11 — 11 — индустриальное 20, 12—И— для тихо­ ходных дизелей М; 13—13— дизельное топливоДТ-1;14 — 14 — масло индустриальное 30;15—15— дизельное топливоДТ-2;масло: 16 — 16 — для тихоходных дизелей Т, 17 — 17 — авиационноеМС-14, /8—18— индустриальное 45; 19—19— мазут флотский 12; масло:20—20— автотракторноеАК-15,21 — 21 — авиационноеМС-20,22—22— цилин­ дровое 11; 23 — 23 — мазут флотский 20; масло авиационное: 24 — 24 —МС-24,25 — 25 —МС-22;топливо нефтяное:25-26— 40, 27 — 27 - 60,28—28— 80,29—29— 100.

Т а б л и ц а 5.3 Коэффициент Я для стальных труб при турбулентном движении нефтепродуктов

П р о д о л ж е н и е табл. 5.3

В прилож. 2 приведены данные о скорости движения жидкости по трубам в зависимости от диаметра трубопровода и расхода, в прилож. 3— потери напора в трубопроводе при перекачке воды—•для ориентировочного определения потерь напора при перекачке нефтепродуктов, имеющих меньшую или большую вязкость, чем вода. Точный подсчет потерь напора при перекачке нефтепродук­ тов следует выполнять по формулам, приведенным выше.'

На основании результатов гидравлического расчета по требу­ емым подаче и напору подбирается насос, а затем по его характе­ ристикам определяется действительная подача для данного трубо­ провода. При расчете сложных систем трубопроводов, т. е. трубо­ проводов с ответвлениями при изменяющихся по длине диаметрах труб, исходят из следующего.

1. Потеря напора в трубопроводе, состоящем из ряда последо­ вательных участков с разными диаметрами труб, определяется как сумма потерь на всех участках трубопровода.

2. Потери напора для каждого участка системы трубопроводов, состоящей из нескольких параллельно включенных участков, по которым происходит перекачка нефтепродуктов, будут равны между собой, а подача по всей системе —•равна сумме подач по каждому трубопроводу.

studfiles.net

Трубопроводы для нефти и газа

Большинство людей ассоциируют  понятие «трубопровод» исключительно с  системой водоснабжения, которую они видят в своих домах. Кроме того, большинство из нас, видели также трубы, по которым  бытовой газ подводится к квартирам.

Но многие люди не знают, что существуют сотни и тысячи километров очень больших «трубопроводов», транспортирующих огромное количество сырой нефти, нефтепродуктов и газа. Не знают они этого потому, что большинство из них надежно скрыто от глаз человечества под землей или под водой.

Нефть, газ, и продукты их переработки  перевозятся между континентами в огромных танкерах, а на земле транспортируются по трубопроводам. Эти трубопроводы бывают просто огромными  (в России диаметр трубы может доходить до 1422 мм) и достигают более 1000 км в длину. 

Трубопроводы  являются основными рабочими «артериями»  в нефтяной и газовой промышленности. Подобно кровеносной системе, они работают 24 часа в день, семь дней в неделю, 365 дней в году, непрерывно обеспечивая наши энергетические потребности. Системы трубопроводов жизненно важны для экономики большинства стран мира.

Эти системы имеют долгую историю: первые трубопроводы использовались для транспортировки жидкостей и газов столетия и даже тысячелетия назад. Так, например, китайцы применяли бамбуковые трубки для передачи природного газа, который освещал их столицу Пекин,  еще в 400 г. до н.э.

При помощи трубопроводов нефть и газ транспортируются на огромные расстояния, и преобразуются в различные формы энергии, такие как бензин для наших автомобилей, и электричество для наших домов.

Нефть и газ обеспечивают большую часть мировых потребностей в  энергии, и топливе. Лучше всего это показывают цифры.  Согласно мировой статистике, нефть дает  34% от всего производства энергии в мире, уголь - 24%, 21% приходиться на газ, ядерная энергия составляет  7%, энергия воды - 2%, и всего 1% - это остальные энергетические мощности, такие как энергия солнца, ветра, и т.д

Сырая нефть – это нефть, только что полученная из подземного месторождения, не подвергшаяся обработке, и переработке в продукты, пригодные для дальнейшего использования, такие как бензин, мазут или керосин.

Газ бывает природным и искусственным.  Природный  газ – это в основном метан, полученный «естественным образом» из природных подземных «хранилищ»,  в отличие от  искусственного газ, который вырабатывается из каменного  угля.  Искусственный газ (его еще называют синтетическим) был основным видом топлива, которое использовали для освещения и обогрева до середины 20-го века.

Во второй половине этого столетия в качестве основного источника энергии стал выступать  уже природный газ.  Но газ мало просто добыть из-под земли, его надо еще каким-то образом доставить потребителю.  И вот тут в дело вступают  промышленные трубопроводы, без которых мы были бы не в состоянии удовлетворить огромные потребности всего человечества в энергии.

Почему же трубы, а не, например, автомобильные, или железнодорожные цистерны? Ответ прост. Основное достоинство трубопроводов  - это их безопасность. Трубопроводы в  40 раз безопаснее, чем железнодорожные цистерны, и в 100 раз безопаснее, чем автоцистерны, применяющиеся для транспортировки энергоносителей. 

Разливы нефти из нефтепроводов составляют около  1 галлона на миллион баррелей миль, в соответствии с данными американской  Ассоциации нефтепроводов. Один баррель, транспортируемый в одной миле (1609 метров), равен одному баррелю мили, а баррель составляет  42 галлона (159 литров).

С бытовой точки зрения, это меньше, чем одна чайная ложка нефти, пролитая за тысячу баррелей миль.

Магистральные трубопроводы транспортируют очень взрывоопасные продукты нефтедобычи под большим давлением. Следовательно, они спроектированы, изготовлены и работают с использованием  единых стандартов  безопасности.  

Кроме того, магистральные  трубопроводы должны удовлетворять нормам безопасности в большинстве стран, через чью территорию они проходят. Единые нормы, стандарты и правила  обеспечивают безопасную и стабильную работу трубопроводов.

Промышленные трубопроводы. Экскурс в историю.

Многие из трубопроводов, которые мы используем сегодня для транспортировки нефти и газа были построены много лет назад, и надо воздать должное их строителям и проектировщикам, за то,  что они продолжают работать исправно и бесперебойно, даже спустя длительное время.

Но для того, чтобы проследить этапы возникновения и развития трубопроводных систем, мы должны вернуться на целые тысячелетия вглубь истории.

Прообразы первых трубопроводов возникли в разных частях мира. Первые трубопроводы использовались в основном  для снабжения городов питьевой водой, а также для орошения земель в сельском хозяйстве. Трубы в те времена изготавливались или из обожженной глины, либо из полых стеблей бамбука.  

Древние китайцы использовали бамбуковые трубы для транспортировки воды. Есть данные о том, что древние  египтяне, использовали для той же цели медные трубы. Жители древнего Крита транспортировали воду при помощи глиняных труб, а вот греки использовали уже фаянсовые, свинцовые, и бронзовые трубы.

В ту эпоху, как мы понимаем, не было электросварки, и трубы из металлов стыковались между собой при помощи горячей ковки, в обычной кузнице, при помощи молота и наковальни. Металлическая труба известна с  500 г. до н.э., когда римляне стали использовать  свинцовые трубы, чтобы доставлять воду в крупные города.

Кстати, римские трубопроводы – акведуки, и сегодня можно наблюдать в разных частях Европы. Некоторые из них и по сей день исполняют свои функции по доставке воды, что не может не вызывать восхищения мастерством древних инженеров и строителей.

А вот первый опыт использовании трубы для транспортировки углеводорода принадлежит Китаю: уже около 2500 лет назад, китайцы использовали бамбуковые трубы для передачи природного газа из неглубоких скважин: они использовали его для кипячения морской воды в целях ее опреснения.

Также, как уже говорилось выше, в китайских источниках можно найти указания, что китайцы использовали бамбуковые трубы, смазанные воском для освещения своей столицы еще в 400 г. до н.э. 

Трубопроводы для нефти

Сегодняшние промышленные трубопроводы обязаны своим появлением развитию нефтяной промышленности. Нефть, и ее горючие свойства уже давно были известны человечеству, но промышленной добычи не было до 19 века  – ее лишь собирали в тех местах, где она выходила на поверхность естественным путем. 

В 19 веке нефть часто обнаруживали при бурении водяных скважин. Парадокс - в те времена наткнуться на нефть вместо воды считалось большой неприятностью.

Тем не менее, люди  быстро поняли, что это «земляное масло» может использоваться для смазки и освещения.  Первые нефтяные скважины были пробурены в Баку, в Азербайджане в 1848 году, и в Польше в 1854 году, но первый крупный опыт именно промышленной  эксплуатации скважин и широкого использования трубопроводов был получен более  150 лет назад в  США.

Он, этот опыт, как правило, связывается с именем «полковника» Эдвина Дрейка. («Полковник» в кавычках, потому что Э. Дрейк в армии никогда не служил, но носил мундир железнодорожного ведомства, и гордо именовал себя полковником. Так делали многие в то время)

В 1859 году Дрейк пробурил  две нефтяные скважины, в штате Пенсильвания  рядом с местом, где имелись естественные выходы нефти на поверхность земли.  Стоило это ему около 40 000 долларов. Скважины произвели 2000 баррелей  «сырой»  нефти,  но от сырой нефти было мало пользы до 1860 года, когда были введены в эксплуатацию первые нефтеперерабатывающие заводы.

На этих заводах происходило отделение легких фракций нефти  от  тяжелых. Впрочем, из всего спектра продуктов нефтепереработки в те времена использовался один лишь керосин.  Керосин был дешевой  заменой китового жира,  который применялся тогда для освящения, что и позволило нефти,  добытой Дрейком, быть проданной  по  цене 20 долларов за баррель.

Именно керосин лег в основу богатства компании «Standard Oil», основанной Д.Д.Рокфеллером, и являющейся далекой прародительницей таких современных монстров нефтегазовой индустрии, как «Chevron» и «Exxon Mobil». Эта преемственность компаний отражена в их символике и логотипах.

На заре нефтедобычи, бензин и другие продукты нефтепереработки просто выбрасывались за ненадобностью, поскольку для них в те времена не находили применения.  Изобретение в 1892 году, «безлошадных повозок» - первых автомобилей,  решило эту проблему,  так как их двигатели  требовали бензин в большом количестве.

От гужевого транспорта и бочек - к стальным магистралям

В начале 1860-х годов, нефть перевозили в бочках по рекам в баржах на конной тяге. Это было опасным  и трудным делом:  капризы природы и недостаток рабочих и лошадей могли сорвать всю транспортировку.  Железная дорога  тогда была не так совершенна, как сейчас. Трубопроводы были очевидным решением этой транспортной проблемы.  

Рабочие были давно знакомы с трубами: чугунные  и кованые железные трубы различных диаметров, а также все то, что впоследствии получило название «трубопроводная арматура» используется вокруг добывающих скважин с начала развития отрасли.  

В 1865 году первая линия промышленного нефтепровода диаметром  6 дюймов (152 мм) была построена в штате Пенсильвания. Она позволяла  транспортировать  7000 баррелей нефти в  день, от нефтяного месторождения до реки  Аллегейни, по которой добытую нефть перемещали  уже водным путем.

(Первый в России нефтепровод Балаханы – Черный город)

В других регионах мира трубопроводные системы также получили значительное распространение, особенно в тех частях света, где расстояния традиционно велики, например в России. В 1878 году, в Баку, братья Нобель построили  нефтепровод, длиной  10 км, и 76 мм в диаметре. Нефтепровод сразу позволил снизить транспортные расходов на 95%,  а полностью окупился уже  через год.  

«Длинные» трубопроводы  начали строить  еще  в начале 20-го века.  Например,  в 1906 был построен трубопровод  из Оклахомы в Техас. Длина его составляла  472 мили (755 км), а диаметр труб был 8 дюймов (203 мм). Нефтепровод  похожей  длины и диаметра  был построен  в Баку примерно  в  это же время. В 1912 году, за 86 дней был построен газопровод в Боу-Айленд, (Канада).  Длина его была  170 миль (272 км), а диаметр  - 16 дюймов (406 мм), что позволило ему войти в число самых длинных трубопроводов Северной Америки.  

Уже к концу 1920-х годов крупные нефтеперерабатывающие заводы  были способны обработать от 80 000 до 125 000 баррелей нефти в день, для того  чтобы удовлетворить  резко выросший спрос на бензин, образовавшийся в результате взрывного развития автомобильной промышленности. (С 1910 по 1920 г. количество легковых и грузовых автомобилей на американских дорогах выросло с менее чем  500 000 до более чем 9 млн.)  

В 1920е годы, движимая этим ростом автомобильной промышленности, общая длина  трубопроводов в США выросла  до более чем  115 000 миль (184 000 км).

 

 

Следующим  большим  изменением  в трубопроводном строительстве,  стало строительство трубопроводов большого диаметра. Такие трубопроводы впервые  были  построены  в США в 1940-х годах в связи с началом  Второй  мировой войны, и возросшими энергетическими потребностями промышленности.  

Вторая мировая война также вызвала к жизни инновационные для того времени технологии в строительстве трубопроводов:  в 1944 году был начато строительство  «Плутона» -  первого трубопровода, проходящего по дну океана.  В рамках этого проекта было задумано построить подводный нефтепровод  по дну пролива Ла-Манш между Англией и Францией,  для того, чтобы обеспечить  бесперебойные поставки  топлива из Британии  для союзных войск во Франции.

Длина этого трубопровода в конечном итоге  составила 500 миль (800 км), и с помощью него через пролив ежедневно перекачивалось 1 000 000 галлонов (4 000 000 литров) топлива.

В послевоенное время, в 1950 - 1960-х годов, на территории Соединенных Штатов,  были построены тысячи километров газопроводов, так как спрос на газ после войны увеличился.  И, поскольку,  война закончилась, были высвобождены значительные ресурсы,  для постройки еще более длинных нефте-и газопроводов, могущих перекачивать продукты нефтепереработки под значительным  давлением.

Трубопроводные системы сегодня.

Нефтегазовый сектор в сегодняшнем мире  постоянно демонстрирует тенденции к расширению. Об этом свидетельствуют следующие факторы.

Агентство энергетической информации США прогнозирует, что ископаемое топливо останется основным источником энергии и в будущем. При этом, спрос на энергию увеличится более чем на 90%.

Мировой спрос на нефть вырастет на 1,6% в год, С 75 миллионов баррелей нефти в день в 2000 году,  до 120 миллионов баррелей в день в 2030 г.

Спрос на природный газ будет расти сильнее,  чем на любой другой вид ископаемого топлива: первичное потребление газа удвоится до 2030 года. Это увеличение отразится также на  промышленности:  «Exxon Mobil», одна из крупнейших нефтяных компаний в США, в январе 2006 года, заявила о прибыли в 36 млрд. долларов, - крупнейшей за всю историю компании.

В феврале того же года компания «Shell» также объявила о рекордной прибыли: 23 миллиарда долларов. Эта прибыль, как ожидается, сохранится и в обозримом будущем , так как цены на нефть продолжают сохраняться  на рекордно высоком уровне.

Для поддержки такого роста спроса на электроэнергию, трубопроводная инфраструктура выросла почти в 100 раз примерно за 50 лет. Было подсчитано, что увеличение длины мирового трубопровода может составить до 7% в год в течение следующих 15 лет. Это означает,  что примерно по 8000 км  трубопроводной сети ежегодно будет прибавляться к существующей только в США.

На международном уровне, как ожидается, будут построены 32 000 км. новых трубопроводов;  50% из них придется на Северную и Южную Америку.  Кроме того,  в год строится свыше 8000 км морских трубопроводов, в Северо-Западной Европе,  Азиатско-Тихоокеанском регионе, и в Мексиканском заливе.

Общая протяженность  магистральных трубопроводов высокого давления по всему миру,  увеличится по оценкам на 3 500 000 км. Из них 64% будут составлять системы для  транспортировки газа, 19% - для перекачки нефтепродуктов,  и 17%  - для перевозки сырой нефти

Почему трубопроводы так важны для человечества?

Надежды на удовлетворение наших потребностей в энергии, мы возлагаем в основном на промышленные магистральные трубопроводы. Сегодня почти каждый человек в мире является потребителем газа и бензина, и поэтому так или иначе зависит от нефтепроводов и газопроводов. Причем, трубопроводы, так или иначе, соответствуют ожиданиям и требованиям самых различных групп.

Операторы и владельцы трубопроводных систем хотят получить от трубопроводов  в первую очередь надежность, оперативность  доставки и разумную прибыль.  

Широкий пласт потребителей  хотел бы  получить дешевый бензин, керосин и природный газ, поставки которых были бы своевременными и не требовали больших затрат, а также сопровождались минимальным нанесением ущерба окружающей среде. Производители  и транспортные компании  хотят обеспечить  дешевые и  надежные поставки и транспортировку  и также получить разумную прибыль.

Регуляторы правительства  хотят справедливого и конкурентного рынка.  Активисты экологических организаций хотят остановить загрязнение окружающей среды.

Все эти заинтересованные группы имеют большие разногласия и между собой, и внутри себя, но именно использование трубопроводов позволяет им прийти к консенсусу. 

Трубопроводные системы сегодня стали стратегическими транспортными инфраструктурами в большинстве стран. Например в США, Департаментом внутренней безопасности, газопроводы  определены как важнейшие объекты инфраструктуры, поскольку как они обеспечивают около двух третей энергетических потребностей Америки, и имеют важное значение для обеспечения жизнедеятельности населения, функционирования  обороны,  экономики и промышленности.

А для такой страны как Россия, с ее суровым климатом и гигантскими расстояниями, нефте- и газопроводы являются ключевым элементом в обеспечении внутренней и внешней безопасности.

Будущее трубопроводных систем представляется одновременно ярким и сложным. Они будут продолжать нести на себе основной груз по обеспечению растущего населения  энергией, но к требованиям надежности прибавятся все увеличивающиеся требования безопасности.

Разрастание международной угрозы делает трубопроводные системы идеальной мишенью для террористических групп, в их деле дестабилизации мира.  Инженеры и проектировщики  должны будут все больше работать с оглядкой на безопасность, чтобы защитить эти сложные, дорогостоящие и жизненно важные для человечества объекты от любой угрозы.

Фил Хопкинс.

Международный институт нефтегазовых технологий.

Трубопроводы для нефти и газа: PDF-версия страницы

rgk-palur.ru

Оборудование нефтеперерабатывающих заводов. Трубопроводы.

Жидкие и газообразные продукты транспортируются по территории НПЗ по трубопроводам, изготавливаемым, как правило, из углеродистых и легированных сталей. В таблице 1 приводятся рекомендации по выбору скорости движения продуктов по трубопроводам.

 

В таблице 2 содержатся данные о вместимости одного метра трубопроводов различных диаметров. Для определения диаметра трубопровода при заданном количестве перекачиваемой жидкости и скорости в трубопроводе можно воспользоваться таблицей 3.

 

К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы в пределах промышленных предприятий, по которым транспортируется сырье, полуфабрикаты и готовые продукты, пар, вода, топливо, реагенты и другие вещества, обеспечивающие ведение технологического процесса и эксплуатацию оборудования.

 

Прокладку трубопроводов на низких и высоких отдельно стоящих опорах или эстакадах можно применять при любом сочетании трубопроводов независимо от свойств и параметров транспортируемых веществ. При этом трубопроводы с веществами, несовместимыми друг с другом, следует располагать на максимальном удалении друг от друга.

 

При двух- и трехъярусной прокладке трубопроводов их следует располагать с учетом следующего:

  • трубопроводы кислот, щелочей и других агрессивных веществ - на самых нижних ярусах;
  • трубопроводы сжиженных горючих газов, а также веществ группы Б (а), Б (б) - на верхнем ярусе и, по возможности, у края эстакады;
  • трубопроводы с веществами, смешение которых может вызвать пожар или взрыв, - на максимальном удалении друг от друга.

 

Трубопроводы необходимо проектировать с уклонами, обеспечивающими опорожнение их при остановке. Уклоны трубопроводов следует принимать не менее:

для жидких легкоподвижных веществ - 0,002;

для газообразных веществ по ходу среды - 0.002;

для газообразных веществ против хода среды - 0,003;

для кислот и щелочей - 0,005.

 

Для трубопроводов с высоковязкими и застывающими веществами величины уклонов принимаются исходя из конкретных свойств и особенностей веществ, протяженности трубопроводов и условий их прокладки (в пределах до 0,02). В обоснованных случаях допускается прокладка трубопроводов с меньшим уклоном или без уклона, но при этом должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие их опорожнение.

 

Для трубопроводов групп А, Б прокладка должна быть надземной на несгораемых конструкциях, эстакадах, этажерках, стойках, опорах. Допускается прокладка этих трубопроводов на участках присоединения к насосам и компрессорам в непроходных каналах. В непроходных каналах допускается прокладка трубопроводов, транспортирующих вязкие, легкозастывающие и горючие жидкости группы Б(в) (мазут, масла и т.п.).

 

Для трубопроводов группы В помимо надземной прокладки допускается прокладка в каналах (закрытых или с засыпкой песком), тоннелях или в земле. При прокладке в земле рабочая температура трубопровода не должна превышать 150 °С. Применение низких опорных конструкций допускается в тех случаях, когда это не препятствует движению транспорта и средств пожаротушения.

 

При прокладке трубопроводов в тоннелях и проходных каналах необходимо руководствоваться СНиП 2.09.03-85 и отраслевыми противопожарными нормами и правилами безопасности.

 

При прокладке трубопроводов на низких опорах расстояние от поверхности земли до низа трубы и теплоизоляции следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-89-80.Для перехода через трубопроводы должны быть оборудованы пешеходные мостики. Допускается предусматривать укладку трубопроводов диаметром до 300 мм включительно в два и более яруса, при этом расстояние от поверхности земли до верха труб или теплоизоляции верхнего яруса должно быть, как правило, не более 1,5 м.

 

При прокладке трубопроводов пара и горячей воды совместно с другими трубопроводами необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».

 

При совместной прокладке трубопроводов и электрокабелей для определения расстояния между ними следует руководствоваться СНиП II-89-80, СНиП 2.09.03-85 и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

 

При выборе материалов и изделий для трубопроводов следует руководствоваться требованиями следующих документов:

-    «Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов» (ПБ 03-108-96):

«Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» (ПБ-03-75-94).

 

Таблица 1

Рекомендации по выбору скорости движения продуктов по трубопроводам

Условия транспортирования

Скорость, м/с

Жидкости:

движение самотеком

 

0,3—0,7

перекачивание насосом

при вязкости 1—5° ВУ

»             » 5—10° ВУ

»             » 10—60° ВУ

»             » >60° ВУ

сжиженные газы

 

1,0—1,3/1,8—2,0

1,0—3,2/1,3—1,5

0,8—1,0/1,0—1,1

0,7—0,8/0,8—1,0

1,0—1,2/2,0—3,0

жидкость при температуре кипе­ния

0,7—0,9/—

в трубопроводе подачи жидкости в кипятильник

0,6—1,0

Газы и пары:

в трубопроводе паров из ректифи­кационных колонн

 

 

 

   атмосферных

   вакуумных

15—18

 8—10

в трубопроводе паров из кипятиль­ника в колонну

10—15

 

   перекачивание газов компрессором

   центробежным

   поршневым

 

10—15/18—20

8—10/10—13

 в трубопроводе газа низкого дав­      ления (0.1—0,2 МПа)

10—20

 

в трубопроводе газа высокого   давления (>0,2 МПа)

20—35

            в трубопроводе пара насыщенного

         диаметром до 200 мм

                             выше 200 мм

 

До 35

До 60

           в трубопроводе пара перегретого

       диаметром до 200 мм

                           выше 200 мм

 

До 50

До 80

Примечание. В знаменателе — во всасывающем, в числителе — в нагнетательном трубопроводе.

 

 

Таблица 2

Вместимость одного метра трубопровода

Диаметр

Вместимость

Диаметр

Вместимость

дюйм

мм

м3

л

дюйм

мм

м3

л

1

25,4

0,000506

0,5

12

304,8

0,072966

73,0

2

50,8

0,002027

2,0

14

355,6

0,099315

99,3

3

76,2

0,004558

4,5

16

406,4

0,129717

129,7

4

101,6

0,008107

8,1

18

457,2

0,164174

164,2

6

152,4

0,018242

18,2

20

508,0

0,202683

202,7

8

203,2

0,032429

32,4

24

609,6

0,396019

396,0

10

254,0

0,050671

50,7

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Пропускная способность трубопроводов Q (в м3/ч)

 

 

Условный диаметр, мм

Значения Q при скорости движения продукта (в м/с)

0,1

0,5

0,8

1,0

1,2

1,6

2,0

2,5

5

10

20

30

50

25

0,18

0,88

1,41

1,77

2,12

2,8

3,5

4,4

8,8

18

35

53

88

50

0,71

3,53

5,65

7,06

8,48

11,2

14,1

17,7

35,3

71

141

212

353

80

1,81

9,04

14,47

18,09

27,70

28,9

36,2

45,2

90

181

362

543

904

100

2,83

14,13

22,61

28,26

33,91

45,2

56,5

70,6

141

283

565

848

1413

150

6,36

31,79

50,86

63,58

76,30

102

127

159

318

636

1272

1907

3179

200

11,30

56,52

90,43

113,0

135,7

181

226

283

565

1130

2261

3391

5652

250

17,66

88,31

141,3

176,6

211,9

283

353

442

883

1766

3532

5299

8831

300

25,43

127,2

203,5

254,3

305,2

407

509

636

1272

2543

5087

7630

12717

350

34,62

173,1

277,0

346,2

415,4

554

692

866

1731

3462

6924

10386

17310

400

45,22

226,1

361,8

452,2

542,6

724

904

1130

2261

4522

9044

13566

22610

450

57,23

286,1

457,8

572,3

686,8

916

1133

1431

2862

5723

11 446

17169

28615

500

70,65

353,3

565,2

706,5

847,8

1130

1413

1766

3432

7065

14 130

21 195

35325

600

102

508

814

1017

1220

1627

2034

2542

5085

10 170

20 340

30 510

50 850

700

138

692

1108

1385

1662

2216

2770

3462

6925

13 850

27 700

41 550

69 250

800

181

904

1447

1809

2171

2894

3618

4522

9050

18 090

36 180

54 270

90 450

1000

283

1413

2261

2826

3391

4522

5652

7065

14 130

28 260

56 520

84 780

141 300

1200

407

2034

3255

4069

4883

6510

8138

10 172

20 340

40 690

81 380

122 100

203 400

1400

554

2770

4431

5539

6647

8862

11 078

13 848

27 690

55 390

110 800

166 200

276 900

2000

1130

5652

9043

11 304

13 565

18 086

22 608

28 260

56 520

113 000

226 100

339 100

565 200

 

 

additive.spb.ru


Смотрите также