дыдущего перегона между станциями является сечением всасывания следующей перекачивающей станции. При такой схеме перегоны
нефтепровода |
между |
последовательно |
расположенными |
перекачивающими станциями оказываются в гидравлическом |
|||
отношении жестко связанными друг с другом – всякое изменение в |
|||
С |
|
|
|
режиме работы одного перегона сказывается на режиме работы всего нефтепровода.
При перекачке с подключенными резервуарами предусматривается пр ем нефти с предыдущего перегона в резервуары
независпредыдущем перегоне может произойти авария, а последующие перегоны будут ра отать за счет запасов нефти в резервуарах парков промежуточных станц й [2].
промежуточной станц и, и только затем закачка полученной нефти
из резервуаров в нефтепровод следующего перегона. При такой схеме
перегоны нефтепровода между последовательно расположенными
перекач вающ ми станциями являются в гидравлическом отношении мыми ( ли почти независимыми) друг от друга – на
Как прав ло, на нефтепроводах эти схемы чередуются друг с другом: несколько участков, работающих по схеме из насоса – в
насос, |
в один эксплуатационный участок, а |
|
объединяются |
|
А |
эксплуатационные участки соединяются друг с другом через подключенные резервуары. Это позволяет сочетать достоинства
|
Д |
перекачки по схеме из насоса – в насос (простоту и удобство |
|
эксплуатации) с преимуществами перекачки через подключенные |
|
резервуары (гидравлическая независимость работы, более высокая |
|
степень надежности). |
И |
|
|
Рис. 5.4. Схема нефтепровода с промежуточными станциями, работающими по схеме из насоса – в насос
61
5.4. Согласование работы участков нефтепровода с промежуточными перекачивающими станциями, работающими
станциями, работающими по схеме из насоса – в насос
При перекачке нефтей с различающимися свойствами (прежде всего по вязкости) в нефтепроводе с промежуточными станциями, работающими по схеме из насоса – в насос, происходит постепенное замещен е одной нефти другой, вследствие чего характеристики отдельных участков нефтепровода плавно изменяются. В частности,
при замещен |
|
менее вязкой нефти более вязкой подпоры на |
|||||
промежуточных станц ях уменьшаются и могут достичь недопустимо |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
||
малого значен |
я. Поскольку при работе по схеме из насоса – в насос все |
||||||
|
нефтепровода гидравлически связаны друг с другом, то |
||||||
недопуст мое сн жен е подпора может привести к аварийной |
|||||||
ситуац |
остановки тру опровода. |
Отсюда следует, что |
при |
||||
проект рован |
|
нефтепроводов для перекачки нефтей с сильно |
|||||
участки |
необходимо |
предусмотреть |
|||||
разнящ |
м ся |
|
свойствами, |
||||
регул рован |
е ра оты перекачивающих станций [1]. |
|
|||||
|
бА |
|
|
||||
Рис. 5.5. Замещение менее вязкой нефти (№1) более вязкой (№2) в нефтепроводе |
|||||||
|
|
|
с промежуточной станцией |
|
|
||
|
|
|
|
Д |
|
||
Уменьшение подпора перед промежуточной станцией опасно, так |
|||||||
как подпор может достичь минимально возможного значения, после |
|||||||
чего произойдет аварийное отключение |
станции. |
ля того, |
чтобы |
||||
|
|
|
|
|
И |
||
предотвратить аварийное отключение станции применяют различные системы автоматизированного регулирования (САР) давления. Одним из способов такого регулирования является дросселирование. Для этого на промежуточной станции частично прикрывают задвижку, вводя в
поток нефти дополнительное сопротивление. От этого (Q-H)-харак- теристика второго участка становится круче. Значение подпора перед станцией при этом увеличивается. После прохождения через станцию границы контакта нефтей задвижку опять открывают.
62
Аналогичные процессы возникают в нефтепроводах при сосредоточенных отборах нефти. После включения отбора подпор на промежуточной станции падает и для его поддержания также необходимо регулирование.
Дросселирование помогает согласовать работу участков нефтепровода, однако его применение крайне неэкономично, ибо связано с большими непроизводительными затратами энергии. Прогресс вным методом регулирования является использование приводов с переменным числом оборотов, позволяющих плавно
изменять в |
нужную сторону характеристики |
перекачивающих |
|
станц й. |
|
|
|
С |
|
|
|
5.5. Вы ор оптимальных параметров нефтепровода |
|||
5.5.1 |
о щие принципы оптимизации проектных |
||
Задачи |
решений |
|
|
Вопрос |
о вы оре |
параметров системы |
трубопроводного |
транспорта нефти, т.е. вопрос о том, какими должны быть диаметр |
|||
нефтепровода (в случае однотру ного варианта) или нефтепроводов (в |
|||
случае многотру ного варианта), толщина стенки трубопроводов, |
|||
число перекачивающих станций, объем резервуарного парка, рабочее |
|||
бА |
|
||
давление на станциях и др.) не решаетсяДв рамках лишь технического подхода к проблеме. Оказывается, что достичь конечного результата, т.е. перекачать заданное количество нефти на заданное расстояние, можно не одним, а несколькими способами, с помощью трубопроводных систем, различающихся между собой параметрами. Так, например, можно соорудить нефтепроводИбольшого диаметра, но с малым числом перекачивающих станций, или трубопровод малого диаметра, но с большим числом перекачивающих станций. Можно работать с невысоким уровнем максимального давления за счет увеличения числа перекачивающих станций или, наоборот, с высоким уровнем максимального давления при уменьшенном числе перекачивающих станций. Можно вообще проложить не один, а несколько параллельных трубопроводов с диаметрами меньшими, чем в конкурирующем однотрубном варианте [1].
Вопрос о том, какими должны быть параметры проектируемой нефтепроводной системы, решается на основе технико-экономических соображений. Это означает, что выбор параметров трубопроводной
63
системы для транспорта нефти осуществляется на базе сопоставления различных вариантов технически возможных решений и выявления из их совокупности одного, оптимального по экономическим показате-
лям. Процесс этот называется оптимизацией проектных решений.
Общий принцип оптимизации проектных решений состоит в следующем:
сначала формируется множество технически возможных вариантов с стемы трубопроводного транспорта нефти. В него
включаются |
вар анты |
сооружения |
трубопроводов с |
различным |
||
, с разным числом перекачивающих станций, с различным |
||||||
уровнем давлен я |
т.д., а также |
с разным числом |
ниток (т.е. |
|||
С |
|
|
|
|
||
параллельных тру опроводов); |
|
|
||||
затем каждый |
з вариантов подвергают экономической оценке. |
|||||
Для этого рассч |
тывают капитальные затраты на его реализацию и |
|||||
эксплуатац онные расходы при дальнейшей эксплуатации системы в |
||||||
выбранном вар анте |
сполнения; |
|
|
|||
диаметром |
|
|
||||
далее в зав с мости от конъюнктуры рынка вводят специальный |
||||||
коэфф ц ент |
– |
так |
называемую |
процентную ставку кредита |
||
(ежегодный процент платы за предоставленный кредит), |
||||||
бА |
|
|||||
позволяющую перевести капитальные вложения в ежегодные затраты на поддержание тру опроводной системы. С помощью этого коэффициента строится оптимизируемый показатель – приведенные затраты; Д
вариант, для которого приведенные затраты окажутся наименьшими, может быть принят в качестве оптимального [1].
Специально подчеркнем, что оптимизация параметров трубопроводной системы по критерию приведенных затрат может служить лишь для выбора одного из возможныхИтехнических решений, но не больше; вопрос о том, следует ли сооружать тот или иной нефтепровод должен решаться в более широком контексте, с учетом целого спектра экономических и конъюнктурных факторов.
5.5.2.Расчет укрупненных экономических показателей
Поскольку основные параметры выбранного варианта нефтепровода найдены, молено перейти к оценке стоимости каждого из них. В процессе оптимизации эта оценка осуществляется с помощью так называемых укрупненных экономических показателей.
Капитальные вложения в линейную часть нефтепровода
64
составляют основную долю суммарных капитальных вложений, поскольку именно на линейную часть приходится наибольшее
количество технологического и вспомогательного оборудования. К вложениям в линейную часть относят стоимость труб, стоимость линейной запорной и регулирующей аппаратуры, затраты на Ссооружение линий электропередач и связи, прокладку подъездных
дорог, на строительство сооружений катодной и электрохимической защиты, затраты на объекты линейной службы эксплуатации и значительную часть материальных и денежных затрат, связанных с величпрокладкой трубопровода.
Кап тальные вложения Кл в линейную часть нефтепровода в общем случае представляют формулой Кл = kL, в которой k –
удельные кап тальные вложения, рассчитанные на 1 км трубопроводабА; L – протяженность нефтепровода, км.
Удельные кап тальные вложения k не являются постоянной ной, а зав сят от параметров сооружаемого нефтепровода, климат ческого района, в котором он прокладывается, от особенностей соответствующих территорий и т.п. При некотором отвлечении от деталей коэффициент k можно представить в виде функции k = k(D, δ) для однотру ных нефтепроводов и в виде функции k = k(D1, D2, δ1, δ2) для двухтру ных систем. Численные значения этой
функции меняются в зависимости от рыночной конъюнктуры.
Капитальные вложения в сооружение перекачивающих станций рассчитывают с помощью усредненных данных, полученных при составлении смет предыдущего строительства нефтепроводов с различными диаметрами и грузопотоками. Поэтому аналитическое
перекачивающей станции представляетсяДв виде функции двух аргументов (диаметр D и грузопотока G трубопровода): КПС = K(D, G).
выражение для капитальных вложений КПС в сооружение одной И
Для расчета капитальных вложений в сооружение перекачивающих станций на двухтрубных нефтепроводах обычно принимаются следующие допущения:
каждая перекачивающая станция обслуживает сразу оба параллельных трубопровода, и отличие ее от станции однотрубного нефтепровода состоит только в том, что она включает в себя комплекс оборудования для перекачки по второй трубе;
к стоимости станции, которая определяется по диаметру и грузопотоку той нитки, где эти параметры больше, добавляется
65