книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

скопление над палубой взрывоопасных смесей паров нефти с воз­ духом. Суммарная производительность дыхательных клапанов должна быть не менее (на 25% больше) максимальной произво­ дительности основных грузовых операций.

Система путевого подогрева нефти. Танкеры , предна­ значенные для перевозки высокопарафиновой нефти и вы­ соковязких неф тепродуктов, оборудую тся стационарны ­ ми системами путевого подогрева — паровыми трубчаты ­ ми подогревателями. Пар давлением от 0,4 до 1,2 Мпа (от 6 до 12 кгс/см2) для подогревателей вырабатывается паровыми котла­ ми или котлами-утилизаторами. Подогреватели выполняются из стальных, чугунных или медных труб диаметром, соответствен­ но, 50, 90 и 40 мм. Площадь подогревателей принимается для бортовых танков из расчета 1 м2 на 30 м3 танка, средних — на 35-40 м3.

Насосные агрегаты. Производительность грузовых насосов речных, озерных танкеров принимается в зависимости от их гру­ зоподъемности и бывает в пределах от 100 до 1000 м3/час. Произ­ водительность морских танкеров увеличивается с ростом дедвейта судов и доходит до 5000 м3/час.

В табл. 1.3 приведена техническая характеристика насосного оборудования танкеров некоторых типов.

Т аб л и ц а 1.4

Т ехнические характеристики насосного оборудования танкеров

Погрузка танкеров нефтью и нефтепродуктами осуществ­ ляется береговыми стационарными или плавучими насосными станциями нефтебаз.

32

Для выгрузки и погрузки барж в последние годы широко применяются плавучие насосные станции типа «Малютка» с цен­ тробежными насосами погружного типа, производительностью от 600 до 1200 м3/час.

Нормы выгрузки и погрузки наливных судов устанавлива­ ются соответственно ежегодных договоров, которые заключаются между владельцами флота и нефтебаз, то есть между Министер­ ствами речного и Морского флота и нефтяными компаниями Нормы погрузки-выгрузки нефтегрузов приведены в табл. 1.5.

Т абли ца 1.5

Нормы погрузки и выгрузки нефтегрузов в речные баржи

ИТАНКЕРЫ

Контрольные вопросы для закрепления знаний

1.История возникновения транспортировки нефти гужевым транспортом.

2.Преимущества и недостатки гужевого транспорта.

3.Роль гужевого транспорта на современном этапе развития экономики страны.

4.Применение авиатранспорта при транспортировке нефте­ продуктов.

5.Достоинства и недостатки водного транспорта при транс­ портировке нефти и газа.

6.Принципиальные различия в конструкции наливных барж и танкеров газа.

7.Принципиальное различие вконструкции наливныхтанкеров

инефтерудовозов.

8.Назначение рейдового наливного флота.

9.Виды и назначение технологических коммуникаций на на­ ливных баржах.

10.Виды и назначение технологических коммуникаций на тан­

керах.

11.Бункеровочные станции для маломерного флота, их устрой­ ство и назначение.

33

1.4.Перевозка нефти, нефтепродуктов

игаза железнодорожным транспортом

1.4.1.Общие вопросы перевозки нефтегрузов железнодорожным транспортом

В России железнодорожные перевозки нефти и нефтяных то­ плив практически осуществляются с организацией строительства железных дорог. Первые железнодорожные перевозки нефти и не­ фтяных топлив осуществлялись в центральные районы страны, а затем, с развитием железнодорожной сети, практически во все регионы. С увеличением объемов добычи нефти росли и объемы железнодорожных перевозок, постоянно совершенствовались железнодорожные транспортные средства.

Росту объемов железнодорожных перевозок, безусловно, способствовал ряд преимуществ железнодорожного транспорта перед водным транспортом:

—независимость перевозок от времени года и климатиче­ ских условий;

—возможность перевозить нефтегрузы в любом агрегатном состоянии;

—возможность перевозить нефть и нефтепродукты в любом количестве (малыми и большими партиями, одиночными цистер­ нами и маршрутами грузоподъемностью до 3 200 тонн);

—возможность перевозить нефтепродукты в любом виде —

вналивом, в расфасованном (в таре), в бункерах (битум);

—возможность перевозить грузы на большие расстояния в пределах железнодорожной сети.

К недостаткам перевозок по железной дороге можно отнести:

—недостаточную ритмичность перевозок по причине про­ стоев в пунктах формирования составов. Коэффициент неравно­ мерности железнодорожных перевозок в расчетах принимается

Ян р - 1 , 3 + 1,4;

—ограниченность перевозок в пределах железнодорож­ ной сети, что вызывает необходимость перевалки нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой;

—для слива и налива цистерн требуется строительство зна­ чительной протяженности тупиков и специальных сооружений (стояков, эстакад);

—в холодное время года требуется проводить разогрев за­ стывших в цистернах высоковязких нефти и нефтепродуктов и, соответственно, строительство энергетических установок (паровых котельных установок, систем электрического подогрева) и другое.

По экономическим затратам в XX столетии железнодорожные перевозки находились на втором месте после водных перевозок.

34

Уровень Septa гзнайки peotca

1-— ms

Рис. 1.13. Габариты приближения железнодорожныхсооружений

Однако, несмотря на недостатки, перевозки нефтегрузов железно­ дорожным транспортом всегда занимали и занимают в экономике внутреннего рынка России определяющее место.

1.4.2. Устройство железнодорожныхпутей на наливных пунктах

Наливные пункты и нефтебазы (далее только нефтебазы), на которые доставляются нефтегрузы по железной дороге, должны иметь подъездные ветки. На самой территории нефтебазы стро­ ятся сливо-наливные пути, преимущественно тупикового типа. Длина подъездной ветки зависит от местных условий и зависит от расстояния нефтебазы до железнодорожной станции. Длина и число сливо-наливных путей (тупиков) на нефтебазе зависит от длины принимаемых составов, грузооборота нефтебазы и ассор­ тимента принимаемых и отгружаемых нефтепродуктов.

Устройство и эксплуатация подъездных и сливных путей (тупиков) ведутся в соответствии с существующими нормами и

35

правилами строительства и эксплуатации железных дорог. Все сливо-наливные сооружения должны устраиваться с учетом габаритов приближения, установленных Министерством путей сообщения (см. рис. 1.13).

Грузоподъемность железнодорожных маршрутов для разных дорог различна, от 3 200 до 3 600 тонн. Состав вагонов-цистерн по их общей грузоподъемности в маршруте устанавливается при со­ гласовании с органами Министерства путей сообщения.

1.4.3. Железнодорожный подвижной состав перевозки нефтегрузов

Во второй половине 20-го столетия в России была проведена модернизация железнодорожного подвижного состава. Врезульта­ те модернизации было значительно сокращено число мелких же­ лезнодорожных цистерн, прекращен выпуск двухосных цистерн, созданы новые типы специальных цистерн грузоподъемностью до 120 тонн и более. В цистернах современного типа снижен ко­ эффициент тары до 0,4% за счет внедрения высококачественных низколегированных сталей, замены изоляции котлов пароподо­ гревательными устройствами (рубашками), а также за счет вне­ дрения штампов более совершенных очертаний.

В последнее время при строительстве цистерн широко при­ меняется двухслойная сталь. Это позволило сократить толщину стенок котлов, уменьшить расход металла и снизить коэффициент использования тары. Устройство современной железнодорожной цистерны показано на рис. 1.14.

Для перевозки высоковязких нефтепродуктов применяются специальные конструкции цистерн: для масел и мазута цистерны

Рис. 1.14. Цистерна грузоподъемностью 60тс паровойрубашкой:

1— котел; 2 —наливной люк; 3 — парообогревательная рубашка

36

с паровыми рубашками, для битумов — четырехосные бункерные полувагоны грузоподъемностью 40 т. В таблице 1.6. приводится характеристика некоторых современных железнодорожных ци­ стерн.

Т абли ц а 1.6

Характерной особенностью новых цистерн по сравнению с цистернами вместимостью 50 м3 является отсутствие большого колпака, предназначенного для компенсации расширения гру­ за при повышении температуры, его отсутствие компенсирует­ ся недоливом котла на 2% емкости. Уровень заполнения прово­ дится до обечайки люка котла. К нижней кромке обечайки люка приварены две сегментные планки: первая указывает уровень предельного налива, вторая сигнализирует о необходимости за­ медления подачи в котел. Для удобства обслуживания цистерн на них имеются двухсторонняя лестница и площадки с периль­ ными ограждениями. Продольные площадки имеют дополни­ тельное ограждение.

37

Люк котла имеет штам­ пованно-сварную крыш ку, закрепляемую восемью от­ кидными болтами. На опор­ ное кольцо горловины лю ­ ка ставится уплотнительное кольцо из резины стойкой к воздействию нефтепродуктов и низкой температуры. Такими люками оборудуются все ци­ стерны, предназначенные для перевозки нефти и нефтепро­ дуктов и некоторые цистерны специального назначения (сер­ нокислотные и др.).

Вблизи люка расположен предохранительный клапан, рассчитанный на избыточ­ ное давление Ризб = 0,15 МПа (1,5 кг/см 2) и вакуум Р„ак = = 0,02 МПа (0,2 кг/см2) для

выпуска паров нефтепро-дуктов из цистерны и впуска воздуха (см. рис. 1.15.).

На котле цистерны также устанавливается заземляющее устройство для заземления цистерны перед проведением сливо­ наливных операций.

Внутри котла цистерны устанавливается лестница-стре­ мянка и клапан сливного прибора, привод которого (шток) выве­ ден влюк цистерны, на штоке крепится откидной ключ-маховик для открытия клапана.

Наружная часть сливного прибора оснащается заглушкой, которая крепится на откидной стремянке и закрывается натяж­ ным винтом. Сливной патрубок имеет специальный фасонный буртик для подсоединения головки сливного многоколенного трубопровода (сливных приборов типа СЛ-9, АСН-76 и др.) Диа­ метр патрубка современных цистерн увеличен с £>у= 160 мм до Dy=200 мм.

Цистерны с паровой рубашкой. Отличительной особенностью современных цистерн для перевозки высоковязких нефтепродук­ тов является наличие паровой рубашки для быстрого разогрева и слива продукта, входящей в комплект котла. Раньше для пере­ возки вязких грузов применялись цистерны с теплоизоляцией котла, оборудованные внутри змеевиками. Такие цистерны не оправдали своего назначения, так как змеевики часто повреж­

38

дались, забивались продуктом. Кроме того, змеевики занимали значительную часть объема цистерн, теплоизоляция на котле не сохраняла перевозимый продукт в жидкотекучем состоянии при транспортировке на значительные расстояния.

Паровая же рубашка дает значительный эффект как при про­ цессе подогрева нефтепродуктов, таки при увеличении полезного объема цистерны.

Конструкция паровой рубашки обхватывает нижнюю часть котла, состоящую из приваренного к котлу каркаса из уголков и прикрепленного к нему стального листа толщиной 3 мм. Толщи­ на рубашки (расстояние между поверхностью котла и листом) 36 мм. Пространство, образованное паровой рубашкой и ниж­ ней частью котла, сообщается с парообогревательным кожухом сливного прибора. Пар в рубашку подается через штуцер кожуха сливного прибора, а конденсат выходит через два патрубка, рас­ положенных по концам котла в нижней части паровой рубашки. Общая поверхность обогрева котла цистерн грузоподъемностью 60 т составляет 40 м2.

Паровая рубашка цистерны по нормативудолжна быть окра­ шена в черный цвет, а оголенная часть котла — в красный. Ведом­ ственные цистерны на торцах котладолжны иметь отличительные знаки — круг зеленого цвета с белой кольцевой каймой.

Внастоящее время выпускаются цистерны с изоляцией котла из пенополеуретана, которые зарекомендовали себя с положи­ тельной стороны.

Как было сказано выше, одним из недостатков железнодо­ рожных перевозок всегда была их высокая стоимость. Серийный выпуск и применение большегрузных восьмиосных цистерн гру­ зоподъемностью до 120 т для перевозки нефти и бензина значи­ тельно снизил себестоимость железнодорожных перевозок.

Серийная восьмиосная цистерна грузоподъемностью 120 т име­ ет два сливных прибора и два люка для налива. Поступление в эксплуатацию восьмиосных цистерн потребовало проведения модернизации сливно-наливных устройств на нефтебазах, про­ мывочных эстакад, а также соответствующего переоборудования деповских обустройств. Однако экономическая эффективность от внедрения таких цистерн в целом в железнодорожных перевоз­ ках весьма значительна. Использование восьмиосных цистерн позволяет реализовывать более высокую нагрузку на 1 км желез­ нодорожного пути и формирование на станционных путях соста­ вов одной и той же длины массой почти на 30% большей массы составов, сформированных из четырехосных вагонов, сократить удельные затраты.

39

Бункерные полувагоны предназначены для перевозки жидкого битума. Они состоят из вагонной рамы, имеющей рейки, на ко­ торые при помощи секторов опираются три или четыре бункера. Для их закрепления в поднятом положении служат специальные крюки, захваты и затяжки. Сверху каждый бункер закрывается створчатой крышкой. Бункеры имеютдвойные стенки излистовой стали, приваренные к каркасу, который изготовлен из швеллеров и угольников.

Битум перед выгрузкой разогревается паром, который пода­ ется в межстенное пространство через штуцер, расположенный на боковой стенке бункера. При этом разогревается не вся масса битума, а только пограничный слой, прилегающий к внутренней стенке бункера. Для стока конденсата в нижней части его имеется дренажное устройство.

Центр тяжести груженого бункера находится выше точек опор, поэтому при освобождении захватов он легко опрокиды­ вается, и битум вываливается в виде глыбы в прирельсовое хра­ нилище.

Для предохранения корпуса бункера от повреждений от уда­ ров при опрокидывании на раме устанавливаются специальные амортизаторы. После выгрузки бункеры легко возвращаются в вертикальное положение, так как центр тяжести порожнего бун­ кера находится ниже точек.опор.

Грузоподъемность вагона (постройки до 1973 г.) с четырьмя бункерами равна 40 т при объеме каждого бункера 11,4 м3, бун­ керного полувагона облегченной конструкции — также 40 т при объеме каждого бункера 11,8 м3, а бункерного полувагона с тремя бункерами — 50 т при объеме каждого бункера 19,7 м3.

Контрольные вопросы для закрепления знаний

1.Достоинства и недостатки ж.-д. транспорта при перевозке нефтегрузов.

2.Требования, предъявляемые к устройству ж.-д. тупиков для сливо-наливных операций с нефтью и нефтепродуктами.

3.Устройство типовой четырехосной ж.-д. цистерны грузоподъ­ емностью 50—60 тонн.

4.Устройство типовой восьмиосной ж.-д. цистерны грузоподъ­ емностью 120 тонн.

5.Виды оборудование, устанавливаемое на ж.-д. цистернах. Его назначение и устройство.

6.Устройство типовой ж.-д. цистерны для перевозки высоко­ вязких нефти и нефтепродуктов.

7.Устройство вагонов-бункеров для перевозки битума.

40

1.5. Трубопроводный транспорт нефти и газа

1.5.1. Общая характеристика трубопроводного транспорта нефти и газа

Трубопроводный транспорт в нашей стране получил интен­ сивное развитие во второй половине XX столетия и в настоящее время по удельному весу и объему грузопотоков неуклонно вытес­ няет и водный, и железнодорожный транспорт, благодаря своим неоспоримым перед ними преимуществам. Это:

—дальность перекачки, высокая ритмичность, практически бесперебойная работа в течение всего года с различной пропуск­ ной способностью и минимальными потерями;

—возможность перекачки нефти и нефтепродуктов с вязко­ стью в довольно широких пределах;

—возможность работы в различных климатических усло­

виях;

—возможность прокладки трубопроводов на большие рас­ стояния и в любых регионах и климатических условиях;

—высокий уровень механизации строительно-монтажных работ при строительстве трубопроводов;

—возможностьвнедрения автоматизированных системуправ­ ления всеми основными технологическими процессами и т.д.

Именно эти преимущества позволяют с развитием сети тру­ бопроводного транспорта стабильно снижать стоимость транспор­ тирования нефти, нефтепродуктов и газа и послужили принятию основных направлений экономического и социального развития Российской Федерации начиная со второй половины XXстолетия по всемерному развитию трубопроводного транспорта.

Развитию сети трубопроводного транспорта послужило освоение новых месторождений и обстоятельство, связанное с удаленностью месторождений от мест переработки и потребле­ ния нефти и газа. Выросли не только объемы перекачек, но и длина трубопроводов, их диаметр, мощность и рабочее давление перекачивающего оборудования. В настоящее время почти вся добываемая нефть и природный газ транспортируются по маги­ стральным трубопроводам, а также большая часть продуктов их нефтепереработки.

Трубопроводы диаметром более 1000 мм занимают ведущее

место, средняя дальность перекачки нефти и газа превыша­ ет 1000 км, длина отдельных трубопроводов достигает 4000— 5 000 км.

Газовая промышленность также является неразрывной ча­ стью единой энергетической системы.

41