1 Основные понятия и определения надежности. Стандарты и нтд в области обеспечения надежности и безопасности

Современные технологические объекты добычи, транспорта и переработки нефти и газа представляют собой сложные технологические комплексы, состоящие из различных видов оборудования, к которым относятся как основное технологическое оборудование (насосы, трубопроводы, емкости, теплообменники, нагревательные печи и т.д.), так и большое количество вспомогательного оборудования (системы энергообеспечения, системы КИП и А и т.д.) [1]. Каждая единица технологического оборудования, в свою очередь, состоит из составляющих элементов, отказ которых может привести к отказу элемента технологической системы, что в большинстве своем ведет к отказу всей системы. Надежность технологической системы во многом определяется научно-техническим уровнем и технической грамотностью решений, заложенных в проект. Кроме этого, надежность системы в процессе эксплуатации определяется культурой эксплуатации системы, коррозионностью технологической среды, условиями эксплуатации и т.д.

Представленная на рисунке 1.1 принципиальная схема установки комплексной подготовки нефти отражает основные технологические процессы, которые происходят на установке, и оборудование, в котором оно реализуется. Процесс подготовки нефти многостадийный: на первой стадии происходит предварительный нагрев (поз.2), на следующих – обезвоживание (поз.3 и 4), дегазация нефти (поз.6), осушка газа (поз.7 и 8) и т.д. Принципиальная схема установки включает только основное оборудование и не отражает всей сложности технических систем, которые необходимы для функционирования данной установки. В то же время данная схема показывает, насколько сложен процесс, и то, что отказ любого элемента данной системы может привести к отказу всей системы.

1, 9, 11, 12 – насосы; 2, 5 – теплообменники; 3 – отстойник; 4 – электродегидратор; 6 –стабилизационная колонна; 7 – конденсатор-холодильник; 8 – емкость орошения; 10 – печь

I – холодная «сырая» нефть; II - подогретая «сырая» нефть; III – дренажная вода; IV – частично обезвоженная нефть; V – пресная вода; VI – обезвоженная и обессоленная нефть; VII – пары легких углеводородов; VIII – несконденсировавшиеся пары; IX – широкая фракция (несконденсировавшиеся пары); X – стабильная нефть

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема установки комплексной подготовки нефти

На первый взгляд, системы транспорта нефти по магистральным трубопроводам относительно просты (рисунки 1.2 и 1.3). Процессы в них заключаются в поддержании требуемого давления перекачиваемой среды насосными станциями (поз.2 и 3) в магистральном трубопроводе (поз.5) и подачи нефти на конечный пункт (поз.4). Обеспечение нормального функционирования системы осложняется тем, что протяженность магистральных трубопроводов между насосными станциями достигает нескольких сотен километров и пересекает большое количество естественных и искусственных преград (поз.7,8,9 и 10).

1 – подводящий трубопровод; 2 – головная нефтеперекачивающая станция; 3 – промежуточная нефтеперекачивающая станция; 4 – конечный пункт; 5 – линейная часть; 6 – линейная задвижка; 7 – дюкер; 8 – надземный переход; 9 – переход под автодорогой; 10 – переход под железной дорогой; 11 – станция катодной защиты; 12 – дренажная установка; 13 – доля обходчика; 14 – линия связи; 15 – вертолетная площадка; 16 – вдольтрассовая дорога

Рисунок 1.2 – Состав сооружения магистрального нефтепровода

В соответствии с существующим законодательством предприятия нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности относятся к опасным производственным объектам. Это связано с тем, что технологические среды, обращаемые в оборудовании предприятий этих отраслей, относятся к потенциально опасным веществам.

Обеспечение надежности и безопасности этих предприятий и производств – одно из приоритетных направлений обеспечения безаварийной и эффективной работы предприятий данной отрасли. Проблема безаварийности связана с решением задач обеспечения требуемого уровня надежности сложных технологических систем при их проектировании, разработки автоматизированных систем диагностики нарушений и прогнозирования состояний функционирования оборудования, создания отказоустойчивых систем защиты от аварий.

Современные технические системы отличаются большой разветвленностью технологических подсистем, большим числом и разнотипностью оборудования, сложностью алгоритмов управления.

1 – подпорная насосная; 2 – площадка фильтров и счетчиков; 3 – основная насосная; 4 – площадка регуляторов; 5 – площадка пуска скребков; 6 – резервуарный парк

Рисунок 1.3 – Технологическая схема головной перекачивающей станции