Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

при ней; комплекс сооружений по водоотведению бытовых и про­ мышленно-ливневых стоков; котельную с тепловыми сетями; ин­ женерно лабораторный корпус; пожарное депо; узел связи; меха­ нические мастерские; мастерские контрольно-измерительных приборов (КИП) и автоматики; гараж; административно-хозяй­ ственный блок с проходной; складские помещения для оборудова­ ния и ГСМ и т. д.

Головные НПС являются наиболее ответственной частью всего комплекса магистрального трубопровода и во многом опре­ деляют его работу в целом. На них выполняют следующие основ­ ные технологические операции: прием и учет нефти или нефте­ продуктов, закачку их в резервуарный парк для краткосрочного хранения, откачку нефти или нефтепродуктов в трубопровод; прием, запуск очистных, разделительных и диагностических уст­ ройств. Кроме того, производят внутристанционные перекачки (перекачку из резервуара в резервуар, перекачку при зачистке ре­ зервуаров и т. д.). На головных станциях можно производить под­ качку нефти или нефтепродуктов с других источников поступле­ ния, например с других трубопроводов.

Промежуточные НПС предназначены для повышения давле­ ния перекачиваемой жидкости в трубопроводе, и их размещают по трассе согласно гидравлическому расчету. Они имеют в своем составе в основном те же объекты, что головные перекачивающие станции, но вместимость их резервуаров значительно ниже, либо они отсутствуют (в зависимости от принятой схемы перекачки). Отсутствуют на промежуточных НПС узлы учета, подпорная на­ сосная (при отсутствии резервуарного парка).

Строительство НПС магистральных трубопроводов отличает­ ся большой трудоемкостью, необходимостью выполнять различ­ ные по объему и характеру строительные, монтажные и специаль­ ные работы в разных природно-климатических зонах. Значитель­ ный объем работ требует привлечения больших материальных затрат и трудовых ресурсов. Привлечение трудовых ресурсов при строительстве НПС в отдельных районах затруднено из-за отсут­ ствия социальной инфраструктуры. В связи с этим большое значе­ ние имеют снижение капитальных, эксплуатационных затрат при строительстве и эксплуатации НПС, сокращение сроков их строи­

тельства.

Это достигается путем использования блочно-комплектных, блочно-модульных НПС и станций открытого типа. Основное от-

41

2- 3 - 1 6 4

личие этих НПС от НПС традиционного (стационарного) типа за­ ключается в отсутствии на территории капитальных зданий, со­ оруженных из кирпича, бетона, железобетона. Все оборудование, технологические коммуникации, КИП и автоматика входят в со­ став функциональных блоков, скомпонованных в виде транспор­ табельных монтажных блоков, блок-боксов и блок-контейнеров.

Монтажные блоки — технологическое оборудование, со­ бранное вместе с трубопроводами, КИП и автоматикой на общей раме.

Блок-боксы — транспортабельные здания, внутри которых размещаются технологические установки и инвентарное оборудо­ вание.

Блок-контейнеры — технологические установки с индивиду­ альными укрытиями, внутри которых создается микроклимат, не­ обходимый для нормальной работы оборудования.

Монтажные блоки, блок-боксы и блок-контейнеры собирают на сборочно-комплектовочных базах или заводах, где происходит их испытание, и в полностью собранном виде их доставляют на строительную площадку.

Блочно-комплектные НПС включают в себя набор отдельно стоящих блоков и блок-боксов технологического, энергетического и вспомогательно-функционального назначения, а также общее укрытие для магистральных насосных агрегатов с технологиче­ скими трубопроводами и вспомогательными системами.

Блочно-модульные НПС представляют собой дальнейшее раз­ витие блочно-комплектных насосных станций. На НПС этого типа все оборудование группируют по функциональным признакам в блок-модули. Блок-модули всех типов изготавливают только в за­ водских условиях. На блочно-модульных НПС отказались от мон­ тажа отдельно стоящих блоков с индивидуальными системами жизнеобеспечения, и вместо них применяют общие отапливае­ мые инвентарные укрытия требуемой площади.

На НПС открытого типа насосные агрегаты вместе со всеми вспомогательными системами размещают под навесом на откры­ том воздухе. От воздействия окружающей среды насосные агрега­ ты защищают индивидуальными металлическими кожухами. Внутри кожухов размещены автономные системы вентиляции с калориферами для охлаждения электродвигателей при нормаль­ ной работе и подогреве их во время вывода агрегатов в резерв в холодное время года. Эти НПС работают нормально при темпе­

42

ратуре окружающей среды от —40 °С до + 50 °С.

На основе разработанных проектов могут быть сооружены унифицированные блочно-комплектные НПС с различной про­ пускной способностью. Нормальный ряд предусматривает четыре типа унифицированных НПС: БКНС-1,25; БКНС-2,5; БКНС-3,6; БКНС-12,5. Численные значения в маркировке означают пропуск­ ную способность перекачивающей станции в тыс. м3/ч. Сравнив НПС традиционного типа и блочно-комплектные НПС, приняв производственные показатели первого типа за 100 % приведем по­ казатели для НПС второго типа: относительная стоимость строи­ тельства — 68 — 90 %; относительная стоимость строительно-мон­ тажных работ — 40 —60 %; относительная площадь станции — 20 — 60 %; относительная продолжительность строительства — 17—76 %. Наличие диапазона в показателях объясняется размещением ос­ новного оборудования на воздухе, в блок-контейнерах, в легком общем здании. Компактное размещение блок-боксов значительно уменьшает протяженность инженерных сетей. Эксплуатацион­ ные затраты на блочно-комплектных НПС ниже затрат на эксплу­ атацию НПС традиционного типа за счет эксплуатации инженер­ ных сетей меньшей протяженности, меньшего числа сооруже­ ний и оборудования, а также высокой надежности работы основного и вспомогательного оборудования, смонтированного в блок-контейнерах и блок-боксах непосредственно на заводе-из- готовителе. При капитальном ремонте предусматривается замена блок-бокса в сборе.

2.2.3. Генеральный план НПС

Генеральный план представляет собой определенное располо­ жение различных объектов на территории, отведенной для строи­ тельства, при правильном решение которого снижается стоимость сооружения НПС, сокращаются эксплуатационные расходы, по­ вышается пожарная безопасность объектов.

Генеральный план НПС (рис. 2.9) содержит комплексное ре­ шение планировки и благоустройства территории, размещения зданий и сооружений, транспортных коммуникаций и инженер­ ных сетей в соответствии с существующими нормами проектиро­ вания и конкретными климатическими, геологическими, гидрогео­ логическими условиями и рельефом местности.

При выборе мест расположения НПС учитывают необходи-

43

мость рационального и комплексного использования энергетиче­ ских ресурсов, систем тепло- и водоснабжения, канализационных

иочистных сооружений, общественного строительства района. Площадку под НПС выбирают в соответствии с проектом плани­ ровки и застройки района строительства, сравнивая технико-эко­ номические данные различных вариантов размещения станции на других площадках района. Площадка должна быть приближена к существующим транспортным коммуникациям (автодороги, же­ лезные дороги и т. д.). Требования, которые предъявляют к буду­ щей площадке перекачивающей станции, заключаются в следую­ щем:

1)рельеф должен быть пологим с явно выраженным уклоном для удобства отвода поверхностных вод, создания благоприятных условий работы системы самотечного водоотведения и возможно­ сти проведения самотечных технологических операций;

2)грунты на площадке должны обладать достаточной несущей способностью. Породы, принятые за естественное основание, дол­ жны быть прочными иустойчивыми. Геологическое строение пло­ щадки должно допускать возведение всех сооружений станции без создания искусственных оснований;

3)грунт площадки должен быть сухим, с низким горизонтом грунтовых вод. Не допускается выбирать под площадки для строи­ тельства заболоченные и заливные участки, а также участки, под­ верженные оползневым и карстовым явлениям. Перекачивающие станции нельзя располагать в зонах санитарной охраны источни­ ков водоснабжения. При размещении станций у рек или водоемов отметки планировки их территории принимают не менее чем на 0,5 м выше расчетного горизонта высоких вод с учетом подпора

иуклона водостока. За расчетный горизонт воды следует прини­ мать наивысший ее уровень с вероятностью повторения раз в 100 лет.

НПС по отношению к ближайшим населенным пунктам раз­ мещают ниже по течению рек. Размеры площадки следует прини­ мать максимально необходимыми с учетом рациональной плотно­ сти застройки без излишних резервных площадей и увеличения разрыва между зданиями. Конфигурация площадки должна обес­ печивать расположение зданий и сооружений в соответствии с производственным процессом. При выборе площадки следует учитывать возможное расширение станции.

Общая площадь территории НПС может быть определена по

45

2 -4 -1 6 4

формуле

где ^ F j — сумма всех застраиваемых площадей (под всеми со­ оружениями и зданиями);

к3— коэффициент застройки; для перекачивающих стан­ ций &3 = 0,10-5-0,3.

Генеральный план НПС должен обеспечивать наиболее эконо­ мичный производственный процесс на минимальной территории с учетом размещения во всех возможных случаях технологическо­ го оборудования на открытых площадках. При разработках гене­ рального плана обеспечивают наиболее рациональное размеще­ ние зданий и сооружений НПС, а также благоприятные и безопас­ ные условия труда работающих:

здания административно-хозяйственного назначения распо­ лагают со стороны наибольшего движения автотранспорта;

здания и сооружения с производствами повышенной пожар­ ной опасности, в том числе котельную, располагают с подветрен­ ной стороны по отношению к другим зданиям;

здания вспомогательного производства размещают по сосед­ ству с основными зданиями и сооружениями;

здания бытовых помещений располагают ближе к проходным; энергообъекты приближают к основным потребителям, чтобы уменьшить протяженность тепло-, газо- и паропроводов и элект­ ролиний;

открытые подстанции размещают на самостоятельныхучастках; производственные сооружения с большими статическими на­ грузками (например, резервуарные парки) размещают на участ­ ках с однородными грунтами, допускающими наибольшие нагруз­

ки на основания фундаментов.

Резервную площадь не следует занимать под здания, сооруже­ ния и коммуникации, кроме временных сооружений, необходи­ мых для производства строительных работ.

Разрабатывая генеральные планы, предусматривают возмож­ ность выполнения строительных и монтажных работ современны­ ми методами с применением строительных машин новых конст­ рукций.

46

Застройка территории должна быть компактной. Открытые распределительные подстанции, узлы подключения и камеры пе­ реключения, площадки фильтров и другие сооружения размеща­ ют на открытых площадках, применяя в необходимых случаях ме­ стные укрытия.

При размещении зданий и сооружений учитывают стороны света и преобладающее направление ветров, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для естественного освещения, проветривания помещений, борьбы со снежными заносами. Длин­ ные стороны градирен (устройств воздушного охлаждения цирку­ ляционной воды) располагают перпендикулярно к преобладающе­ му направлению ветров. Места для забора наружного воздуха сис­ темами приточной вентиляции выбирают в зонах наименьшего его загрязнения. Желательно, чтобы разбивочные оси соседних зданий и сооружений по возможности совпадали. Ограждение предусматривают только там, где оно необходимо.

Для НПС с территорией более 5 га предусматривают не менее двух въездов, включая резервный. Проезды на территории долж­ ны обеспечивать удобное и кратчайшее сообщение между соору­ жениями, а также свободный подъезд пожарных автомашин к зда­ ниям насосных и резервуарному парку. От края проезжей части для подъезда пожарных машин до стены здания должно быть не более 25 м.

К водоемам-источникам противопожарного водоснабжения подводят тупиковые дороги с петлевыми объездами или площадка­ ми для разворота машин (в соответствии с требованиями строи­ тельных норм и правил. Размеры площадок должны быть не менее 12 х 12 м.

При глинистых и пылеватых грунтах подъезды для пожарных машин проектируют с твердым покрытием и уклоном, обеспечи­ вающим естественный отвод поверхностных вод (1,5 —5%).

Разрывы между зданиями и сооружениями проектируют ми­ нимальными для устройства дорог, тротуаров, прокладки инже­ нерных сетей и коммуникаций с учетом санитарных и противопо­ жарных требований. Разрывы между аппаратами и сооружениями открытых установок, как правило, не должны превышать мини­ мальных противопожарных разрывов.

Разрывы проектируют согласно строительным нормам и пра­ вилам: "Противопожарные требования", "Производственные зда­ ния промышленных предприятий. Нормы проектирования", "Пла­

47

нировка и застройка населенных мест. Нормы проектирования", "Генпланы промышленных предприятий".

Большое значение имеет унификация генеральных планов НПС с применением зонирования объектов, где вся площадь стан­ ции разделена на две зоны — производственную и служебно-вспо­ могательную. В производственной зоне располагают оборудова­ ние и объекты, непосредственно связанные с перекачкой нефти и нефтепродуктов (насосные, резервуарный парк, блок регулято­ ров давления, блок приточно-вытяжной вентиляции и т. д.).

В служебно-вспомогательной зоне располагают объекты, об­ служивающие насосную станцию в целом (административно-хо­ зяйственный блок, сооружения и блок-боксы водоснабжения и во­ доотведения, блок-бокс пожаротушения, склады и т. д.).

Топографической основой для составления генерального пла­ на является ситуационный план района расположения площадки НС, выполненный в масштабе М 1:10000 или М 1:50000, на кото­ рый нанесены близкорасположенные объекты (дороги, промыш­ ленные предприятия и т. д.), а также топографический план пло­ щадки НС. С помощью ситуационного плана транспортные и тех­ нологические магистрали увязывают с соответствующими техно­ логическими коммуникациями района.

Генеральный план выполняют в масштабе М 1:1000 или М 1:5000.

Для облегчения размещения отдельных объектов на топогра­ фический план площадки наносят "розу ветров" и координатную сетку со сторонами 100 х 100 м или 50 х 50 м, которая должна быть увязана с существующей топографической сетью страны.

Линии сетки обозначают в горизонтальном направлении бук­ вой А, в вертикальном — буквой Б, перед которыми записывают расстояние в метрах, кратное шагу сетки до начала координат (за такое расстояние принимается существующая реперная точка).

Сетка служит основой для разбивки на местности всех зданий и сооружений. Разбивкой называют определение проектного по­ ложения зданий и закрепление его на местности. Горизонтальная разбивка определяет расположение зданий в плане, вертикаль­ ная — высотное положение. На генеральном плане должны быть указаны габаритные размеры и координаты углов зданий и соору­ жений.

Здания привязывают по двум противоположным углам, объек­ ты цилиндрической формы — по центру.

48

2.2.4. Технологическая схема НПС

Принципиальная схема коммуникаций, в которой предусмот­ рено проведение всех необходимых производственных операций по перекачке, называется технологической. Технологическая схе­ ма представляет собой безмасштабную схему трубопроводных коммуникаций (с оборудованием), при помощи которых обеспе­ чивается весь комплекс операций по приему, откачке и внутристанционным перекачкам нефти или нефтепродуктов.

Для составления технологической схемы НПС необходимо иметь данные по объему перекачки; одновременности проведения технологических операций, а также о перспективах развития станции. Для нефтепродуктопроводов необходимо дополнительно иметь разбивку годового грузооборота по отдельным группам нефтепродуктов.

Главное требование при разработке технологических схем — их простота, возможность выполнения всех предусматриваемых проектом технологических операций при минимальном количе­ стве монтируемой запорной и регулирующей арматуры и соеди­ нительных деталей, а также обеспечения минимальной протяжен­ ности технологических трубопроводов. Длина трубопроводов обусловливается допустимыми минимальными разрывами между соединяемыми объектами. Наиболее часто используют принципи­ альные (полные) схемы и схемы соединений (монтажные).

На принципиальных схемах изображают все гидравлические элементы или устройства, необходимые для осуществления техно­ логических процессов и контроля за ними, а также все гидравли­ ческие связи между ними (рис. 2.10).

В зависимости от схемы соединения насосов и резервуаров можно выделить следующие системы перекачки нефти и нефте­ продуктов: постанционную, с подключенным резервуаром, из на­ соса в насос, через резервуар (рис. 2.11).

При постанционной системе перекачки нефть принимают по­ очередно в один из резервуаров станции, для закачки же в трубо­ провод в это время используют нефть из другого резервуара. При этой системе перекачки возможен порезервуарный учет количе­ ства перекачанной нефти, но она сопровождается значительными потерями нефти от "больших дыханий" резервуаров. Постанционная система перекачки характерна для головных НПС магистраль­ ного нефтепровода и его эксплуатационных участков.

49