книги / Трубопроводный транспорт нефти и газа
..pdfперекачке, с указанием числа каждого сорта; характеристики всех нефтей и нефтепродуктов; направление трубопровода (начальный, конечный, а в случае необходимости и промежуточные пункты); пе речень пунктов путевого сброса или подкачки продуктов с указанием количеств по сортам; сроки начала и окончания строительства по очередям; сроки представления технической документации по стадиям проектирования; наименование проектировщика и генерального под рядчика. Кроме того, в задании на проектирование иногда указывают, на трубы какого диаметра, из какой стали, а также на какое обору дование должны рассчитывать проектировщики.
Задание на проектирование является основным исходным доку ментом при проектировании трубопровода, и все положения в нем должны получить отражение в проекте. Проектирующая организа ция, принимая задание как основной обязательный для нее документ, должна тщательно изучить все исходные данные. Отклонения от за дания должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами
исогласованы с организацией, выдавшей задание. Проектирование трубопровода ведется, как правило, в две стадии: технический проект
ирабочие чертежи.
На стадии технического проекта производятся все необходимые изыскания, принимаются основные технические решения по проекти руемым объектам, определяются общая стоимость строительства и ос новные технико-экономические показатели. Цель этого этапа проекти рования заключается в следующем:
производство технических и экономических изысканий по различ ным вариантам трассы и площадок перекачивающих станций с выбо ром оптимального варианта;
изучение геологических запасов нефти и газа, обеспечивающих трубопровод сырьем на длительный срок эксплуатации;
составление технологической части проекта, включая гидравли ческие и тепловые расчеты;
выбор .наивыгоднейших параметров трубопровода (диаметр трубо провода, число и мощность перекачивающих станций и т. п );
рассмотрение вопросов жилищного строительства, снабжения стан ций водой, энергией, топливом, решение вопросов канализации, со гласование этих решений со снабжающими организациями и местными Советами народных депутатов;
разработка плана строительства и календарных сроков готовности отдельных основных объектов, расчет объема основных строительных и монтажных работ по всему строительству, выбор и описание способов ведения работ, разработка строительного генерального плана с ука занием способов ведения работ, сооружений (подсобных предприятий, складов строительных материалов, временных дорог и др.);
составление калькуляций себестоимости транспорта продукта по трубопроводу;
определение стоимости всех объектов и всего строительства, для
чего составляют |
сметно-финансовые |
расчеты на |
отдельные объекты |
и сводную смету. |
проект состоит из |
следующих |
частей и разделов: |
Технический |
21
Часть I. Технико-экономическая. Часть И. .Технологическая.
Раздел 1. Выбор диаметра магистрального трубопровода, расста новка и режим работы насосных и компрессорных станции.
Раздел 2. Оборудование насосных и компрессорных станций, ре зервуары, механические мастерские.
Раздел 3. Автоматика и телемеханика.
Раздел 4. Электроснабжение (внешнее и на площадках). Часть III. Строительно-монтажная.
Раздел 1. Линейные сооружения.
Раздел 2. Электрическая защита трубопровода от коррозии. Раздел 3. Связь.
Раздел 4. Генеральные планы площадок, здания и сооружения. Раздел 5. Водоснабжение и канализация.
Раздел 6. Теплоснабжение и вентиляция. Часть IV. Организация строительства.
Часть V. |
Сметная |
документация. |
|
|
Раздел 1. |
Сводная |
смета. |
|
|
Раздел 2. Сметно-финансовые расчеты и сметы. |
||||
Часть VI. Изыскания. |
|
|||
Раздел 1. |
Трасса магистрального трубопровода. |
|||
Раздел 2. |
Площадки насосных и компрессорных станций. |
|||
Входящая |
в |
состав технического |
проекта сводная смета состоит |
|
из следующих |
глав. |
|
строительства. |
|
Глава I. Подготовка территории |
1.Отвод земель под трубопровод и перекачивающие станции (снос строений, расходы на переселение, на возмещение затрат по порче посевов и др.).
2.Расчистка трассы и площадок (рубка леса и кустарника, кор чевка пней, осушка болот и т. д.).
3.Дорожные работы.
Глава 2. Объекты производственного назначения.
1.Линейные работы по укладке трубопровода (земляные работы, приобретение труб и фитингов и их доставка с завода па трассу, сварка трубопровода, противокоррозионная изоляция, укладка труб в тран шею, опрессовка, засыпка трубопровода).
2.Искусственные сооружения (переходы через реки и болота, пересечение железнодорожных путей, автомобильных и шоссейных дорог, мосты и эстакады).
3.Насосные и компрессорные станции (здания, приобретение пе рекачивающих агрегатов, их доставка в монтаж, резервуары, пыле
уловители, внутристанционные трубопроводные коммуникации и т. д.).
Глава 3. Объекты подсобного производственного и обслужи вающего назначения (контора, мастерские, пожарное депо, лабора тории).
Глава 4. Объекты энергетического хозяйства (электрогенераторы, трансформаторные подстанции, котельные, градирни, теплообмен ники и т. д.).
22
Глава 5. Объекты транспортного хозяйства и связи (гаражи, те лефонная связь).
Глава 6. Водопровод, канализация, очистные сооружения, тепло фикация, газификация.
Глава 7. Благоустройство площадок перекачивающих станций. Глава 8. Временные здания и сооружения.
Глава 9. Прочие работы и затраты.
Глава 10. Содержание дирекции строящегося предприятия, вклю чая технический надзор.
Глава 11. Расходы на подготовку эксплуатационных кадров. Глава 12. Проектно-изыскательские работы.
[В конце сметы указываются суммы, резервируемые на непредви денные работы и затраты — 10 % от сметной стоимости строительства при двухстадийном проектировании (при одностадийном — 5 %).
После рассмотрения технического проекта и сводной сметы эксперт ной комиссией при Совете Министров СССР или союзной республики (к работе могут привлекаться компетентные в этой области специа листы из промышленности и научно-исследовательских организаций) и их утверждения проектная организация приступает к составлению рабочих чертежей. Заказчик учреждает дирекцию строящегося пред приятия, которая размещает заказы на оборудование и материалы, заключает договоры со строительными организациями на производство работ.
Рабочие чертежи составляют в строгом соответствии с утвержден ным техническим проектом. В них уточняются и детализируются при нятые в техническом проекте решения в такой степени, чтобы по этим чертежам можно было выполнять соответствующие строительные и монтажные работы. Иногда допускаются незначительные отступления от проекта, направленные на улучшение отдельных его решений (за мена устаревшего оборудования новым, использование более эффек тивных методов работы и т. д.).
Трубопроводы малой протяженности и пропускной способности проектируют без предварительного ТЭО, а в некоторых случаях в одну стадию — технорабочий проект.
1.3. МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Существующее противоречие между увеличивающейся сложностью трубопроводных систем и сокращением сроков, отводимых на их про ектирование, связано с недостатками технологии разработки проек тов. Автоматизация проектирования является одним из важнейших средств ускорения технического прогресса. Разработки систем авто матизированного проектирования (САПР) стали возможными благо даря развитию вычислительной техники, совершенствованию спосо бов общения человека с ЭВМ, решению задач в режиме неоднократ ного обращения к ЭВМ, т. е. в режиме диалога, без которого решение сложных задач проектирования невозможно.
Активно участвуя в процессе решения, проектировщик объединяет
23
в комплексы различные элементы, выбирает структуру решения, производит глобальные изменения в процедуре принятия решения и анализирует его. В процессе решения задач проектирования он вно сит опыт проектирования трубопроводных систем, учитывает допол нительные ограничения и делает соответствующие изменения.
Для современных трубопроводных систем характерно объединение многих технологических процессов перекачки (например, для газа: компримирование, очистка от механических примесей, охлаждение, очистка внутренне!"! полости трубопровода и т. д.), распределенных на громадных пространствах, в единый комплекс, что требует согласо ванного управления всеми материальными и энергетическими пото ками, определяющими параметры отдельных технологических про цессов. Поэтому трубопроводную систему необходимо рассматривать как сложную систему, состоящую из большого числа взаимосвязан ных и взаимозависимых подсистем, подчиняющихся единой цели — поставке жидких и газообразных энергоносителей и сырья их потре бителям.
Проект любой трубопроводной системы основан на совокупности научно-технических достижений в машиностроении, химической тех нологии, гидро- и термодинамике и т. д. Для принятия проектных ре шений необходимо огромное количество информации в виде практи ческих рекомендаций по результатам научно-исследовательских ра бот, графического материала, таблиц, пояснительных записок, норм и правил. Процесс проектирования трубопроводной системы имеет свои особенности, которые должны учитываться при создании и раз витии САПР:
значительный накопленный опыт сооружения и эксплуатации тру бопроводных систем, большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, экспериментальных исследований, использование уникального оборудования и аппаратуры;
необходимость выявления и учета предельных условий работы трубопроводов, особенно в условиях Крайнего Севера и Сибири, и прогнозирования их изменения в течение всего периода эксплуатации трубопроводной системы;
разнообразие проектных решений при сооружении новых трубо проводных магистралей, что дает большие области допустимых реше ний при выборе конструктивных вариантов, синтеза структуры и со става оборудования трубопроводной системы.
новизна проектных решений, рост энерговооруженности и освое ние мощного оборудования, отсутствие в ряде случаев прототипов и возможности применения отработанных методик проектирования, вследствие чего отдельные проектные решения приходится совершенст вовать в процессе проектирования;
обеспечение высокой надежности в разнообрзн ых условиях ра боты, в том числе в нештатных ситуациях, требуаетпроведения работ по резервированию, секционированию и кольцеванию трубопроводных систем;
сложный состав и взаимодействие перекачивающих станций с раз личными типами перекачивающих агрегатов требуют выбора наилуч
24
ших их сочетаний в различных вариантах работы трубопроводной системы;
значительное влияние внешней среды па режим работы трубопро водных систем, что приводит к необходимости учитывать возможность адаптации технологического оборудования к изменяющимся внешним условиям работы трубопроводов;
необходимость унификации и стандартизации типовых элементов и подсистем; обоснованный выбор рациональных рядов стандартиза ции элементов возможен лишь при автоматизированном проектиро вании;
сложность производственного процесса трубопроводного тран спорта, требующая от проектных организаций разнообразной, жестко регламентируемой и постоянно корректируемой технической доку ментации;
для достижения высоких технико-экономических показателей не обходимо широко применять новые материалы, оборудование, аппа ратуру, технологию сооружения и технологические процессы пере качки, что увеличивает технический риск при проектировании и тре бует разработки мероприятий по их уменьшению;
неточность некоторых данных, приводящая к разбросу значений проектных характеристик, что обусловливает неопределенность при выборе проектных решений;
многокритериальность проектных решений, компромисс между отдельными критериями лежат в основе выбора структуры и кон структивных решений трубопроводных систем, достижение оптималь ных параметров обусловливается технологическими ограничениями на технологический процесс трубопроводного транспорта;
организационно-техническое взаимодействие большого числа спе циалистов различных направлений, что предопределяет автоматизи рованное управление коллективным взаимодействием с контролем работы различных подразделений и служб проектирования.
^Основные задачи в области автоматизированного проектирования трубопроводных систем могут быть сформулированы следующим обра зом: исследования трубопроводных систем как объекта автоматизи рованного проектирования; разработка информационной базы САПР; исследования элементов трубопроводных систем с целью создания технико-экономических моделей для САПР; выбор рациональных ма тематических моделей и алгоритмов автоматизированного проектиро вания трубопроводных систем; создание пакета прикладных программ по анализу и синтезу режимов работы трубопроводных систем; раз работка проблемно-ориентированных программ внешних связей, на дежности снабжения энергоресурсами и сырьем в народном хозяйстве; обоснование и анализ экономической эффективности трубопроводных систем и др.
Таким образом, автоматизация проектирования — это искусство использования вычислительных машин для оказания помощи проекти ровщику в формировании контроля и записи проектной документации. Цель автоматизации проектирования состоит в том, чтобы механизи ровать различные по содержанию поисковые, вычислительные и. чер
25
тежные операции, сопровождающие процесс проектирования трубо проводной системы, и объединить их в автоматизированный управляе мый процесс в соответствии с имеющимся опытом проектирования ана логичных систем.
Основными принципами построения подсистем САПР являются: ориентация на сложившиеся производственные способы взаимо действия служб, подразделений и специалистов в проектных организа циях; отсюда вытекают особые требования к терминологии подсистем САПР, условиям обеспечения доступности и наглядности методов,
алгоритмов и процедур машинной графики; внедрение передовых технологий, методов сооружения трубопрово
дов, приемов монтажа оборудования; адаптирование новых методов поиска и выбора проектных решений,
а также новых способов обработки информации и выпуска документа ции с учетом существующих производственных связей;
гибкость структуры процесса проектирования, математического и программного обеспечения, необходимость модульного построе ния программного обеспечения, позволяющего независимо друг от друга производить доработку и ввод в действие отдельных подпро грамм;
принцип этапности и развертывания подсистем САПР, т. е. вна чале используют подсистемы этапа эскизного проектирования, далее проектирование отдельных элементов и узлов и, наконец, подсистемы управления процессом проектирования трубопроводной системы;
распределение функций и ответственности между проектировщи ками подсистем; именно они формируют задачи выполнения проект ного задания и отвечают за результативность автоматизированного проектирования.
Развитая САПР представляет собой соединение технических, ин формационных и математических средств для автоматизации опера ций процесса проектирования трубопроводной системы. Технические средства включают в себя различные сети ЭВМ с устройствами хране ния, обработки, ввода — вывода данных, включая терминальные пункты и персональные ЭВМ и средства для работы с графической и текстовой информацией.
Под информационными средствами понимаются исходные данные на проектирование, документация на оборудование, сведения о нор мативных документах, выполненные проекты трубопроводных систем, типовые конструкторские решения. Сюда же относится регламентация правил и стандартов, определяющих порядок выполнения проектных работ, условия взаимодействия проектных подразделений друг с дру гом, правила обработки документации.
Математические средства определяют методы, алгоритмы и про граммы, реализующие проверочные и проектные расчеты, процедуры поиска предельных и оптимальных вариантов, отображения и исполь зования графической и цифровой информации.
Они оснащаются общесистемным и прикладным программным обеспечением, трансляторами с проблемно-ориентированных языков. Обычно различают универсальную часть программного обеспечения
26
и специализированную часть, разрабатываемую для данного конкрет ного трубопровода.
Разработка и внедрение САПР позволяют:
повысить качество проектирования благодаря расширению числа рассматриваемых проектных решений, более детальному и всесторон нему анализу вариантов проекциях решении, возможности выбирать принципиально новый подход к проектированию сложных систем на основе моделирования на ЭВМ комплекса технологических режимов функционировании трубопроводной системы, обеспечения проекти ровщика новыми методами принятия проектных решений и техниче скими средствами, расширяющими возможности творческого процесса проектирования;
сократить сроки проектировании вследствие совершенствования и ускорения рутинных операций по переработке графической и тек стовой информации, быстрого обмена информационными потоками между отдельными подразделениями проектных организаций, меха низации операций выпуска чертежной документации, оперативного контроля выполнения проекта;
уменьшить стоимость разработки проекта за счет снижения затрат на переделку н исправление проектов вследствие уменьшения отбра кованных вариантов на начальном этапе проектирования; снижение числа специалистов, занятых в сфере обеспечения и управления про цессом проектирования, высвобождения для творческой работы спе циалистов, занятых операциями при вспомогательных вычислениях и графической переработке информации, замены значительной части натурных экспериментов и исследований ситуационным моделирова нием на ЭВМ:
стимулировать развитие методологии проектных работ благодаря созданию и совершенствованию методов формализации проектно-по исковых проработок, позволяющих принимать технически обоснован ные решения в условиях недостатка исходной информации о внешних связях и условиях эксплуатации трубопроводных систем, оптималь ной регламентации выпуска и прохождения технической документа
ции, повышению уровня информативности работников |
проектных |
и технических служб, расширению и укреплению связей |
проектных |
институтов с научно-исследовательскими институтами и производст венными объединениями по автоматизации т и п о в е я х и специальных наиболее трудоемких и сложных задач проектирования.
В ЮжНЙИгипрогазе разработана, функционирует и совершенст вуется система автоматизированного проектирования магистральных газопроводов, которую будем рассматривать как конкретную реали зацию об1цих принципов САПР трубопроводных систем. Она реали зуется в виде наборов технологических линий проектирования (ТЛГ1) (рис. 1.2). Для САПР магистральных газопроводов приняты следую щие тлп, соответствующие разделам проекта: синтез структуры и со ставление моделей, выбор трассы и основных технологических пара метров, инженерные изыскания, проектирование линейной части, проектирование компрессорных станций, проектирование вспомога тельных сооружений, расчет и выпуск смет. Кроме этого, используется
27
Б 1 Подсхема |
B 2 J Подсхема |
В 3 Подсхема |
з а д а н и е |
АНАЛОГ |
СЕТЬ |
г. |
Ьанк данных |
|
Рис. 1.2. Функциональная схема процесса проектирования магистрального га зопровода
28
Инженерные изы скании ~^ f |
Проек t ирон.шие пингииои ч-к. i и |
Б 4 Подсхема |
Б 5 Подсхема |
Б 6 Подсхем,! |
МЕСТНОСТЬ |
ОБОРУДОВАНИЕ |
ЭКОНОМИКА |
Б |
банк данных |
|
29
Б 1 ] Подсхема |
Ь В | Подсхема |
Б 9 [ Подсхема |
МАТЕРИАЛЫ |
СПРАВКА |
ТИПОВОЙ |
|
|
|
р; ( |
Банк данных |
|
30