книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

В настоящее время создана Единая автоматизированная система газоснабжения страны, в которой определяющее место занимает создание и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами на магистральных газо-, нефте- и продуктопроводах.

Недостатком трубопроводного транспорта является все же высокая пока стоимость строительства трубопроводов, слож­ ности прокладки в труднопроходимых районах, экологическая опасность, особенно при эксплуатации подводных переходов (дюкеров).

трубопроводного транспорта в России

Развитие трубопроводного транспорта в России тесно связано с историей развития нефтяной промышленности. Промышленная добыча нефти началась более ста лет назад. В России в 1825 году она уже составляла 3 500 тонн, а в 1859 г. поднялась до 5000 тонн. В 1901 году мировая добыча нефти достигла 23 млн. тонн, причем первое место по добыче нефти занимала Россия (11,7 млн. т).

Первый нефтепровод местного значения длиной шесть кило­ метров был сооружен в США в 1865 году, а в России — в 1878 году (от промыслов Баку до нефтеперерабатывающих заводов). В до­ революционное время на территории России было построено 1147 км магистральных трубопроводов.

Первый м агистральны й продуктопровод диаметром Dy= 200 мм, длиной 831 км с 13насосными станциями был постро­ ен на рубеже XX столетия (1896—1906). В то время это был самый крупный трубопровод мира. Он предназначался для перекачки экспортного керосина из Баку в Батуми. Инициатива строитель­ ства этого трубопровода принадлежит Д. И. Менделееву, который еще в 1877 году доказывал необходимость и целесообразность строительства трубопроводов.

До Великой Отечественной войны основные нефтяные ресур­ сы в бывшем СССР сосредоточивались на Кавказе (Баку, Грозный, Майкоп). В этих условиях основной поток нефтегрузов прихо­ дился на транспортные артерии Каспия, Волжского бассейна, Северного Кавказа и Закавказья.

Для уменьшения загрузки железных дорог Кавказа, а также для удешевления транспорта нефти к портам Черного моря уже к 1925 году возникла необходимость в сооружении магистральных нефтепроводов. Были построены нефтепроводы Грозный — Ту­ апсе длиной 649 км, диаметром 273 мм, первенец Второго Баку

42

неф-тепровод Ишимбай — Уфа длиной 169 км и диаметром 300 мм, а также продуктопроводы Усть-Балык — Альметьевск, Ман­ гышлак — Куйбышев (ныне Самара).

К 1941 году в промышленной эксплуатации находились ма­ гистральные нефте- и продуктопроводы общей протяженностью около 4100 км. Максимальный диаметр составлял 300 мм. Во время Великой Отечественной войны были построены нефтепроводы Оха — Софийское — Комсомольск-на-Амуре; Астрахань — Са­ ратов. В период обороны Ленинграда большую роль сыграл не­ большой подводный бензопровод, уложенный через Ладожское озеро.

В послевоенные годы строительство нефтепроводов опреде­ лялось бурным развитием нефтедобывающей промышленности в Волго-Уральском бассейне и строительством нефтеперерабатыва­ ющих заводов на Урале и Поволжье. Вэтот период были построены магистральные трубопроводы больших диаметров (до 1200 мм) и значительной протяженности для подачи нефти месторождений Татарии, Тюменской области, Башкирии на нефтеперерабатываю­ щие заводы Урала, Сибири, а также в центральные и западные районы нашей страны. С освоением нефтяных месторождений Сибири и со строительством нефтепровода Сургут — Полоцк за­ падносибирская нефть получила выход в центральные районы России, Белоруссию и Прибалтику. С вводом в действие нефтя­ ных магистралей Грозный — Баку, Павлодар — Чимкент и второй нитки нефтепровода Красноярск — Иркутск были прекращены железнодорожные перевозки на расстояние 3,5 тыс. км.

Газовая промышленность Российской Федерации — самая молодая отрасль топливной промышленности. В дореволюцион­ ной России природный газ недобывался. Магистральных газопро­ водов вдореволюционной России не было. Газоснабжение городов (кроме Баку и Грозного) осуществлялось за счет производства (на месте) искусственного, так называемого светильного газа. Для бытовых и промышленных целей газ почти не применялся. В Мо­ скве, Петербурге и других городах существовали газовые заводы для получения газа, который использовался для бытовых целей и освещения улиц, из угля.

Попутный нефтяной газ как промышленное и бытовое то­ пливо начали использовать в Баку в 1880—1890 гг. В третьем де­ сятилетии XX века в СССР использование попутного нефтяного газа возросло. Если в Баку до революции в год потреблялось лишь 33 млн. м3 попутного газа, то в 1927—1928 гг. было добыто и ис­ пользовано в Баку и Грозном 270 млн. м3 газа.

43

В развитии трубопроводного транспорта газа в советское время было три этапа:

1- й этап (1917—1940 гг.) — транспорт попутного газа по тру бопроводам небольшого диаметра (до 300 мм) на короткие рас­ стояния.

2- й этап (1941—1955 гг.) — развитие дальнего транспорта газ по трубопроводам длиной до 1400 км и диаметром до 700 мм, что позволило увеличить долю газового топлива втопливном балансе страны.

3- й этап (с 1956 года) — создание крупных систем маги стральных газопроводов в Европейской части России и развитие Единой системы газопроводов страны. В этом периоде диаметр магистральных трубопроводов вырос до 1420 мм.

В настоящее время сеть газопроводов в Российской Федера­ ции развивается по двум основным направлениям: внутри стра­ ны — в соответствии с Программой газификации регионов и за пределами страны — международными договорами на экспортные поставки газа. В первом 10-летии XXI века дополнительно к про­ ложенным в Западную Европу через Украину и Белоруссию газо­ проводам будут проложены газопроводы через Балтийское море и из Туркмении вдоль Восточного побережья Каспийского моря и через Южные регионы России и Черное море на Балканы.

Поданным Госкомстата РФ, в 2003 г. протяженность газопро­ водов России составляла 156тыс. км, нефтепроводов —47 тыс. км и продуктопроводов — 15 тыс. км. В период 2000—2002 гг. Пра­ вительство РФ приняло ряд решений, определивших программу развития трубопроводных сетей страны на период до 2010 г. Важ­ нейшими объектами определены: строительство нефтепроводов Россия — Китай, Котово — Ярославль — Кириши — Приморск протяженностью 1197 км, а также трубопровода Сызрань — Но­ вороссийск протяженностью 1600 км. Большое внимание уделе­ но газификации российских регионов. Прирост протяженности газопроводных сетей в 2010 г. должен составить 75...80 тыс. км, из которых 75% должно приходиться на сельскую местность

1.5.3. Классификация трубопроводов

По своему назначению трубопроводы делятся на местные, региональные и магистральные.

Внутренние трубопроводы — соединяют различные объекты и установки на промыслах, нефтеперерабатывающих заводах и газохранилищах.

Местные или региональные трубопроводы — по сравнению с внутренними имеют большую протяженность (до нескольких

44

десятков километров). Обычно соединяют нефтепромыслы с го­ ловной станцией магистрального нефтепровода или с пунктами налива нефти (нефтебазами) на железнодорожный или водный транспорты.

Магистральныетрубопроводы — более 50 км идиаметром более Dy-200 мм. Характеризуются большой протяженностью (сотни и тысячи километров) диаметром до Dy-1400 мм и выше, на которых перекачка ведется не одной, а несколькими станциями, располо­ женными по трассе.

Магистральным нефтепроводом называется трубопровод, предназначенный для перекачки нефти.

Магистральным продуктопроводом называется трубопровод, предназначенный для перекачки нефтепродуктов.

В зависимости от вида перекачиваемого нефтепродукта тру­ бопровод называют также бензопроводом, керосинопроводом, мазутопроводом и т.д.

Режим работы магистральных трубопроводов — непрерыв­ ный (кратковременные остановки носят аварийный характер или связаны с ремонтом).

Согласно СНиП 2.05.06—85 магистральные нефтепроводы и продуктопроводы подразделяются на четыре класса взависимости от условного диаметра труб:

I — Z>y-(1000+1200) мм; II — Z>y-(500 + 1000) мм; III - Я у-(300+500) мм; IV — Dyменее 300 мм.

Магистральным газопроводом называется трубопровод, пред­ назначенный для транспортировки газа из района добычи или производства в район его потребления, или трубопровод, соеди­ няющий отдельные газовые месторождения. Ответвлением от магистрального газопровода называется трубопровод, присоеди­ ненный непосредственно к магистральному газопроводу и пред­ назначенный для отвода части транспортируемого газа к отдель­ ным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

Магистральные газопроводы, в соответствии со СНиП 2.05.06—85, в зависимости от рабочего давления в трубопроводе подразделяются на два класса:

I - Рраб = (2,5+10) МПа, (25-100 кг/см2);

II - Рраб = (1,2+2,5) МПа (12-25 кг/см2).

Пропускная способность действующих однониточных ма­ гистральных газопроводов зависит от диаметра трубопровода и составляет 10—50 млрд, м3 газа в год.

45

1.5.4.Состав сооружений, магистральных нефтепроводов

игазопроводов

Состав сооружений нефтепровода

Всостав магистральных нефтепроводов и продуктопроводов (далее нефтепроводы) входят линейные сооружения и насосные перекачивающие станции с комплексом зданий и сооружений жилыми поселками.

Влинейную часть нефтепровода входят: полоса отвода земли; трубопровод с запорными отсекающими задвижками; лупинги (параллельные участки трубопровода); дюкеры (водные перехо­ ды трубопровода); переходы под железными и автомобильными дорогами; системы противокоррозионной защиты с катодными

идренажными станциями; линии связи, управления и КИПиА; автомобильные дороги; усадьбы путевых обходчиков; головная и промежуточные насосные станции и другие сооружения.

При перекачке высоковязких нефти и нефтепродуктов в со­ став линейной части входят тепловые станции.

Всостав НПС входят здания и сооружения: здания, здание насосной станции с насосными агрегатами, технологические трубопроводы, манифольды и градирни; резервуарный парк с очистными сооружениями; административные и санитарно­ бытовые здания; вспомогательные цеха; жилые поселки и другие сооружения.

Вначале нефтепровода находится головная насосная стан­ ция (НПС), которая располагается вблизи нефтяного промысла или в конце подводящих трубопроводов, если магистральный нефтепровод обслуживают несколько промыслов или один про­ мысел, разбросанный на большой территории. Головная насосная станция отличается от промежуточных наличием резервуарного парка объемом, равным трехсуточной пропускной способности нефтепровода.

Промежуточные насосные станции на границах участков должны располагать резервуарным парком объемом, равным 0,3—1,5 суточной пропускной способности трубопровода и объемом одного перегона трубопровода на случай аварийного освобождения трубопровода от нефти. Все станции оборудуются подпорными насосами.

Насосные перекачивающие станции (НПС) на нефтепрово­ дах и продуктопроводах располагаются с интервалом 50—150 км. Оборудуются современные НПС, как правило, центробежными насосами с электрическим приводом, производительность ко­ торых достигает 12000 м3 в час. При осутствии государственных

46

линий электропередач в качестве приводов применяются дизель­ ные двигатели.

Конечным пунктом нефтепровода является, как правило, сырьевой пункт НПЗ. Конечными пунктами магистрального трубопровода могут быть перевалочные нефтебазы, с которых нефть различными видами транспорта отгружается на НПЗ на переработку или на экспорт.

П ри м ечан и е: Более подробное описание состава сооружений трубопровода приводится в разделе 3 учебника.

Состав сооружений магистральных газопроводов

Состав магистральных газопроводов в линейной части мало отличается от нефтепроводов. В них могут дополнительно включаться газораспределительные станции (ГРС) и газовые регулирующие пункты (ГРП), комплексы по очистке, осушке

иодоризации газа. Вместо насосных станций строятся комп­ рессорные станции. Вместо резервуарных парков на конечных станциях строится буферное газохранилище для кохмпенсации неравномерности в потреблении газа в течение суток или зимнего

илетнего периодов.

Для удовлетворения потребностей в нефтепродуктах и газе населенных пунктов, находящихся вблизи трасс продуктопроводов и газопроводов, от них прокладывают отводы или ответ­ вления из труб сравнительно малого диаметра, по которым часть нефтепродуктов (периодически) и газа (непрерывно) отводится в эти населенные пункты. Линейная запорная арматура (краны или задвижки) на газопроводе устанавливается с интервалом 10— 30 км, в зависимости от рельефа трассы. Предназначена запорная арматура для перекрытия участков в случае аварии или ремонта. С обеих сторон линейного крана на газопроводе имеются свечи для выпуска газа в атмосферу при авариях.

Вдоль трассы газопровода проходит линия связи (телефон­ ная, радиорелейная), которая, в основном, имеет диспетчерское назначение. Ее можно использоватьдля передачи сигналов телеиз­ мерения и телеуправления. Располагаемые вдоль трассы станции катодной и дренажной защиты, а также протекторы защищают трубопровод от наружной коррозии, являясь дополнением к про­ тивокоррозионному изоляционному покрытию трубопровода.

Компрессорные станции (КС) газопроводов располагают с интервалом 100—200 км и оборудуют поршневыми или центро­ бежными компрессорами с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин и электродвигателей. Мощность одного агрегата в настоящее время достигает 25 МВт.

47

Обычно центробежные нагнетатели работают группами по два или три последовательно, и несколько групп могут быть включены на параллельную работу. Подача одного агрегата может достигать 50 млн. м3/сут, а давление на выходе станции — 10 МПа.

При высоком пластовом давлении газа в первый период экс­ плуатации месторождения газопровод может работать без голов­ ной компрессорной станции. На всех компрессорных станциях газ очищается от пыли и механических примесей в специальных ци­ клонах. Кроме того, на головной КС при необходимости осущест­ вляется осушка газа, очистка от сероводорода и одоризация.

Компрессорные станции, также как и насосные, имеют вспомогательные сооружения: котельные, системы охлаждения, электроснабжения, канализации и другие.

Магистральный газопровод подает газ к газораспределитель­ ным станциям и контрольно-распределительным пунктам, где проводится его очистка от механических примесей, конденсата, влаги, замер количества, снижается давление и осуществляется одоризация, затем газ поступает потребителям.

П рим ечание: Более подробное описание состава сооружений трубопровода приводится в разделе 3.3 учебника.

Контрольные вопросы для закрепления знаний

1.Преимущества и недостатки трубопроводного транспорта.

2.Состав сооружений линейной части магистрального нефте­ провода.

3.Состав сооружений линейной части магистрального газо­ провода.

4.Состав сооружений НПС нефтепровода и продуктопровода.

5.Состав сооружений КС магистрального газопровода.

6.Какой интервал устанавливается между НПС и КС нефтепро­

вода и газопровода?

1.6. Автомобильный транспорт нефтепродуктов и газа

1.6.1. Общаяхарактеристика автомобильного транспорта нефтепродуктов и газа

Автомобильные перевозки нефтепродуктов в Российской Фе­ дерации в первой половине прошлого столетия по удельному весу были незначительными. Автотранспортом в основном завозились

48

нефтепродукты на короткие расстояния с распределительных нефтебаз на склады ГСМ предприятий, совхозов и колхозов. Транспорт при этом использовался ведомственный и небольшой грузоподъемности — от 1,8 до 3,5 тонн.

В1960-х годах с началом строительства широкой сети автоза­ правочных станций (АЗС) объем автоперевозок нефтепродуктов стал ежегодно увеличиваться. Были построены государственные специализированные автотранспортные предприятия по центра­ лизованному завозу нефтепродуктов с нефтебаз непосредственно потребителям. Это в свою очередь способствовало совершенство­ ванию конструкции автоцистерн, увеличению их грузоподъем­ ности. Однако рост грузоподъемности цистерн ограничился выпуском автоцистерн емкостью от 5 до 10 тонн. С большой гру­ зоподъемностью (до 20 т) в основном выпускались только топли­ возаправщики для заправки авиалайнеров на аэродромах.

В90-х годах с возрождением в стране рыночных экономи­ ческих отношений распределительные нефтебазы для нефтяных компаний, как убыточные звенья, стали закрываться, что увели­ чило объем автоперевозок нефтепродуктов, так как их завоз стал осуществляться с перевалочных нефтебаз.

Одновременно стал увеличиваться объем межрегиональных перевозок, все это потребовало увеличения грузоподъемности ав­ тоцистерн. Промышленностью стали выпускаться автоцистерны грузоподъемностью 20, 30,40 и более тонн.

Одновременно с совершенствованием автоцистерн традици­ онных классических конструкций были разработаны и внедрены

идругие способы автоперевозок нефтепродуктов. Стали приме­ няться перевозки нефтепродуктов в грузовых автомобилях с уста­ новкой в них специальных эластичных (складных) резервуаров из синтетических материалов, которые после разгрузки сворачи­ вались в рулоны. Тем самым освобождался кузов, и появлялась возможность принять другой вид попутного груза. Это позволило сократить порожние автопробеги и повысить коэффициент ис­

пользования автотранспорта.

Для перевозки жидкого топлива были разработаны и при­ меняются шины-резервуары, которые монтируют на оси попарно и прицепляют к буксирному приспособлению грузового автомо­ биля. Автомобиль может буксировать несколько пар таких шин.

Росту объемов перевозок нефтепродуктов автомобильным транспортом способствовали его преимущества перед другими видами транспорта:

— возможность доставки нефтепродуктов в самые отдален­ ные районы в условиях отсутствия дорог с твердым покрытием по грунтовым дорогам;

49

— отсутствие необходимости проводить перегрузку (пере­ валку) груза с одного вида транспорта на другой, то есть груз до­ ставляется от пункта погрузки до места потребления.

Недостатком автоперевозок является их высокая стоимость, потребность в большой численности водительского состава, не­ обходимость строительства не только ремонтных мастерских на автотранспортных предприятиях, но и станций технического обслуживания и кемпингов на автомагистралях.

1.6.2. Автотранспортные средства для перевозки нефтепродуктов

Как было сказано в предыдущих разделах учебника, уве­ личение объема межрегиональных перевозок нефтепродуктов автомобильным транспортом потребовало увеличения грузо­ подъемности автоцистерн. Промышленностью стали выпускаться автоцистерны грузоподъемностью 20, 30, 40 и более тонн.

Автомобильная промышленность в настоящее время вы­ пускает большое число моделей автомобильных цистерн для перевозки жидкого топлива. Конструкции цистерн определя­ ются, в основном, родом перевозимых жидкостей и своим на­ значением.

Вавтомобильных цистернах перевозят главным образом жид­ кое топливо, масла, а также пищевые и химические продукты.

Взависимости от назначения автоцистерны подразделяются на транспортные и топливораздаточные. Транспортные деляться на цистерны и контейнеровозы. Топливозаправочные цистерны в свою очередь делятся на: топливозаправщики (ТЗ), маслозаправщики (М3) и передвижные АЗС (ПАЗС). Цистерны изготовляют на шасси автомобилей, прицепов и полуприцепов различной

Рис. 1.17,Автоцистерна для перевозки жидкого топлива на шасси автомобиля

50

грузоподъемности. На рис 1.17 показан вид автоцистерны на шасси автомобиля ЗиЛ-130. В табл. 1.7 приведены технические характеристики наиболее распространенных цистерн средней грузоподъемности.

Т абли ца 1,7

Техническая характеристика цистерн на шасси автомобилей ЗИЛ-130

иЗИЛ-131

Показатели	АЦ-4,2-130 ТСВ-6		АЦЗ-4,3-131 Д-642
Номинальная вмести­	4200	6000	4300	7000
мость, л
Габаритные размеры,
мм:
— длина	6570	6566	6856	9080
— ширина	2360	2395	2500	2550
— высота	2560	2425	2480	6540
Насос (механичес­
кий):
— тип	СВН-80	СВН-80	СВН-80	РЗ-ЗО
— производитель­	400	500	400	500
ность, л/мин
Тип счетчика			СВШ-40
Внутренний диаметр	65	65	75
рукава, мм

Всельском хозяйстве автоцистерны применяют нетолько для перевозок нефтепродуктов с нефтебазы на собственные склады ГСМ, но также для снабжения топливом и маслами полевых хра­ нилищ нефтепродуктов, обслуживающих тракторные бригады, а в отдельных случаях — для заправки автомашин, тракторов и комбайнов непосредственно в борозде.

Передвижные АЗС (ПАЗС) применяются для заправки авто­ мобилей и других машин на автомагистралях в местах, где отсут­ ствуют стационарные АЗС, а также для заправки автомобилей и другой техники по линии МЧС и Гражданской обороны в чрез­ вычайных ситуациях.

ПАЗС выпускаются двух моделей: 3152 на шасси автомоби­ ля ЗИЛ-130 и 3137 на прицепе ИАПЗ-7548. ПАЗС оборудуются топливораздаточным оборудованием и счетчиком. Привод топ­ ливораздаточной колонки — от электродвигателя. Питание электродвигателя топливного насоса осуществляется от съемного унифицированного электрогенератора АБ-1-Т/230 или от внеш­ ней сети 220 В. Техническая характеристика ПАЗС приведена в таблице 1.8.

51