shammazov_ONGD

13.Трубопроводный транспорт нефтепродуктов

13.1.Развитие нефтепродуктопроводного транспорта в России

В развитии нефтепродуктопроводного транспорта России также можно выделить традиционные 5 периодов: дореволюционный, довоенный, военный, до распада СССР и современный.

Первыми нефтепродуктопроводами на территории нашей страны были первые в мире «горячие» трубопроводы для перекачки предварительно подогретых нефтяных остатков, построенные в 1879—1880 гг. по инициативе В. Г. Шухова в Баку, Москве, Туле и Нижнем Новгороде.

Традиционно нефтепереработка в России была сосредоточена в Баку. Вырабатываемый здесь керосин, в частности, по Закавказской железной дороге транспортировался в Батуми. Однако к концу 80-х годов прошлого века ее пропускная способность стала недостаточной и было принято решение о строительстве керосинопровода производительностью миллион тонн в год. Проект трубопровода был разработан под руководством профессора Петербургского технологического института Н. Л. Щукина.

Керосинопровод Баку—Батуми протяженностью 835 км и диаметром 203 мм, с 16 перекачивающими станциями строился в течение 10 лет— с 1897 по 1906 г.—и вводился в эксплуатацию поэтапно. Сначала, в 1900 г., начал действовать наиболее сложный для железнодорожных перевозок участок Михайлово—Батуми длиной 228 км—через Сурамский перевал. В 1904 г. был открыт участок керосинопровода Аг-Тагля—Михайлово, а в 1906 г.—Баку—Аг-Тагля.

Строительно-монтажные работы велись вручную. Трубы соединялись с помощью резьбовых муфт и покрывались антикоррозионной изоляцией — окрашивались свинцовым суриком на олифе, обматывались джутовой тканью и вновь окрашивались свинцовым суриком. Вдоль трассы была сооружена телефонная связь. Перекачивающие станции были

оборудованы поршневыми насосами с приводом от паровых или дизельных двигателей.

Керосинопровод Баку—Батуми был оборудован по последнему слову техники своего времени и являлся одним из крупнейших в мире. С 1927 г. он стал работать как нефтепровод.

Довоенный период В 1928—1932 гг. был построен крупный нефтепродуктопровод Армавир—Трудовая диаметром 300 мм, протяженностью 486 км, с двумя перекачивающими станция-

ми. Впервые в мировой практике на этом строительстве была применена электродуговая сварка. В остальном техника строительства была прежней. Трубы зачищали вручную металлическими щетками и затем с помощью квачей и полотенец покрывали каменноугольным пеком и битумом. Опускали трубопровод в траншею при помощи талей, подвешенных на треногах, и ваг.

В 1932 г. этот нефтепродуктопровод был подключен к нефтепроводу Грозный—Туапсе, переведенному к этому времени на перекачку тракторного керосина. С учетом подключенного участка общая длина нефтепродуктопровода составила 880 км.

Ввод в действие нефтепродуктопровода Грозный — Армавир — Трудовая позволил значительно разгрузить Северо-Кавказскую железную дорогу от транспорта светлых нефтепродуктов и обеспечить горючим сельское хозяйство восточной части Украины и Дона.

Период Великой В годы Великой Отечественной войны в на- Отечественной войны шей стране было переработано около 30 млн т нефти, 2,6 млн т нефтепродуктов было поставлено из США. Полученное горючее помогло в 1942—начале 1943 гг. из-

менить ход войны в благоприятную для нашей страны сторону. А в 1944— 1945 гг.—обеспечило возможность проведения мощных наступательных операций Красной Армии. Большую роль в снабжении войск горючим сыграли трубопроводы.

Немецко-фашистские войска блокировали Ленинград с осени 1941 г., перерезав все железные и шоссейные дороги. Запасы горючего на блокированной территории быстро истощались. Поэтому была организована их доставка в Ленинград летом—на баржах по Ладожскому озеру, а зи- мой—по льду на автомашинах. Все это делалось под постоянными налетами вражеских самолетов.

Весной 1942 г. в снабжении войск Ленинградского фронта горючим сложилось угрожающее положение: лед на «дороге жизни» подтаял и пе-

рестал выдерживать автомобили, в то же время навигация еще не была открыта. Поэтому было принято решение соединить восточный и западный берега Ладоги подводным бензопроводом.

Несмотря на чрезвычайность ситуации, строительство трубопровода велось по всем правилам. В невероятно короткий срок—2 недели—был выполнен и утвержден проект. Параллельно был начат и к 5 мая закончен завоз труб диаметром 100 мм и с толщиной стенки 7—8 мм, предназначавшихся в мирное время для насосной эксплуатации скважин. Трубы с помощью муфт соединялись в плети, покрывались антикоррозионной битумной изоляцией и после укладки подвергались гидравлическим испытаниям с помощью керосина. 17 июня 1942 (менее чем через 50 дней после начала строительства) бензопровод вступил в эксплуатацию. Его общая длина составила 29 км, из них 21 км—по дну озера на глубине 35 м. Каждые сутки по бензопроводу, который просуществовал два с половиной года, в осажденный город поступало до 660 т горючего.

После разгрома немецко-фашистских войск под Сталинградом в 1943 г. всего за 8 месяцев был построен керосинопровод Астрахань—Саратов диаметром 250 мм и протяженностью 655 км. Поскольку «лишнего» металла в стране не было, для этого была полностью демонтирована вторая нитка нефтепровода Баку—Батуми.

В ходе Великой Отечественной войны для снабжения войск горючим применялись и сборно-разборные полевые трубопроводы.

Период до распада СССР Строительство нефтепродуктопроводов после войны началось в первой половине 50 х годов—был введен в эксплуатацию продуктопровод Уфа—Омск (пер-

вая нитка) диаметром 350 мм, протяженностью 1177 км. По нему светлые нефтепродукты с Башкирских НПЗ стали подаваться в районы Урала

иСибири.

В1957 г. введена в эксплуатацию первая нитка нефтепродуктопровода Уфа—Новосибирск диаметром 377…529 мм, протяженностью 1869 км

с16 перекачивающими станциями, а в 1959 г.—построена вторая нитка трубопровода Уфа—Омск диаметром 530 мм и протяженностью 1083 км. Затем были введены в эксплуатацию продуктопроводы Уфа—Калтасы

иИшимбай—Уфа. В 1963 г. начата перекачка по нефтепродуктопроводу Куйбышев—Брянск диаметром 530 мм и протяженностью 748 км.

В1976—1980 гг. продолжалось строительство мощных систем трубопроводного транспорта различных продуктов. Всего за эти годы было построено 3,5 тыс. км магистральных трубопроводов. Среди них нефтепродуктопроводы Уфа—Западное направление, Грозный—Ростов-на-Дону, продуктопровод широкой фракции легких углеводородов Тобольск —

Южный Балык, этиленопровод Нижнекамск—Казань, аммиакопровод Тольятти—Одесса, конденсатопровод Оренбург—Салават и другие.

До начала 80-х годов развитие сети нефтепродуктопроводов в нашей стране осуществлялось относительно медленно. За год сооружалось 400…800 км линейной части и в среднем 3 перекачивающие станции. Всего имелось 22 пункта налива, через которые осуществлялась перевалка моторного топлива на железнодорожный транспорт.

Начиная с 1980 г. начался новый этап в развитии нефтепродуктопроводного транспорта—интенсивное строительство разветвленной сети трубопроводов. Если в 1975 г. доля отводов в общей протяженности сети составляла 5,8 %, то в 1985 г.—10,6 %, а в 1990 г.—20,4 %. Это привело к тому, что средний диаметр нефтепродуктопроводов уменьшился с 416 мм сначала до 391 мм, а затем до 359 мм. Число же нефтебаз, подключенных отводами к магистральным нефтепродуктопроводам, в этот период возросло с 64 в 1975 г. до 168 в 1985 г. и далее до 317 в 1990 г.

В период с 1981 по 1985 гг. прирост сети продуктопроводов составил 5,8 тыс. км. В их числе нефтепродуктопроводы Синеглазово—Свердловск, Новки—Рязань—Тула—Орел, Никольское—Воронеж, Воронеж—Бел­ город, Травники—Кустанай—Аманкарагай, Пенза—Саранск и другие.

Указанные особенности развития сети отечественных нефтепродуктопроводов существенно изменили ее структуру. Действующая широтная магистральная нефтепродуктопроводная система, проходящая от Уфы на восток до Новосибирска и на запад до Вентспилса, Бреста и Ужгорода, оставаясь основным каркасом сети, пополнилась целым рядом линий меридионального направления. Это позволило создать в отдельных районах закольцованные системы нефтепродуктопроводов, повысив надежность нефтепродуктообеспечения.

Сведения о динамике изменения протяженности нефтепродуктопроводов в послевоенный период приведены в табл. 13.1.

Таблица 13.1 — Динамика изменения протяженности

нефтепродуктопроводов в послевоенные годы

Современный период Эксплуатацию сети нефтепродуктопроводов России (рис. 13.1) в настоящее время осуществляет акционерная компания «Транснефтепродукт», учрежденная Поста­

новлением Правительства Российской Федерации № 871 от 30.08.1993 г.

Рис. 13.1. Схема трубопроводов АК «Транснефтепродукт»

В состав компании входит 8 производственных предприятий:

•Мостранснефтепродукт (г. Москва);

•Петербургтранснефтепродукт (г. С.-Петербург);

•Рязаньтранснефтепродукт (г. Рязань);

•Северо-Кавказский Транснефтепродукт (г. Армавир);

•Сибтранснефтепродукт (г. Омск);

•Средне-Волжский Транснефтепродукт (г. Казань);

•Уралтранснефтепродукт (г. Уфа);

•Юго-Запад Транснефтепродукт (г. Самара);

атакже институт «Нефтепродуктпроект» (г. Волгоград), предприятие «Под­ водспецтранснефтепродукт» и предприятие производственной связи «Теле­ комнефтепродукт».

Основными видами деятельности Компании являются:

•координация и управление транспортировкой нефтепродуктов по магистральным трубопроводам;

•поставка нефтепродуктов потребителям, подключенным к МНПП (в том числе на экспорт);

•координация деятельности предприятий трубопроводного транспорта нефтепродуктов с целью уменьшения транспортных расходов;

•формирование единой стратегии в области инвестиций с целью технического перевооружения и развития производственной и социальной инфраструктуры МНПП России.

На 1 января 2003 года протяженность системы нефтепродуктопроводов АК «Транснефтепродукт» составляла 20,02 тыс. км, в том числе: магистральных нефтепродуктопроводов — 14,96 тыс. км, отводов — 5,06 тыс. км. К системе нефтепродуктопроводов подключены Омский, четыреБашкирских,триСамарских,Нижнекамский,Нижегородский,Рязан­ ский, Московский, Киришский, Мозырьский и Полоцкий НПЗ, 11 пунктов налива нефтепродуктов в железнодорожные и 53 пункта налива в автомобильные цистерны, около 250 нефтебаз, расположенных как на территории России, так и в странах ближнего зарубежья (Украина, Беларусь, Латвия, Казахстан).

Более 100 перекачивающих и наливных станций, оборудованных системами автоматики и телемеханики, резервуарными парками общей вместимостью 4,8 млн м3, обеспечивают надежное перемещение нефтепродуктов по всей системе МНПП и доставку их практически во все регионы России, а также в страны ближнего и дальнего зарубежья.

На деятельность Компании влияет общая неблагоприятная обстановка в стране (продолжающийся спад производства и потребления нефтепродуктов, снижение платежеспособного спроса), а также жесткая конкуренция на рынке транспортных услуг, увеличение степени распыленнос­ ти грузопотоков и несовпадение их с направлениями действующих неф­ тепродуктопроводов. Тем не менее, общий объем транспорта нефтепродуктов в 2003 г. составил 26,9 млн т, в том числе на экспорт—16,7 млн т.

Перспективы развития нефтепродуктопроводного транспорта Рос­ сии связаны со строительством трубопроводов Сызрань—Саратов—Вол­ гоград—Новороссийск (проект «Юг»), и Кстово—Ярославль—Кириши— Приморск (проект «Север»).

Вновь создаваемый магистральный нефтепродуктопровод Сызрань— Саратов—Волгоград—Новороссийск протяженностью около 1500 км будет оказывать услуги по транспортировке нефтепродуктов на экспорт в количестве до 10 млн т/год и на внутренний рынок—до 2,3 млн т/год.

Реализация проекта «Север» должна обеспечить поставки нефтепро­ дуктов на экспорт, минуя территорию сопредельных государств. Нефте­ продуктопровод Кстово—Ярославль—Кириши—Приморск протяженнос­ тью около 1200 км будет иметь производительность: первая очередь— 10 млн т/год, а после полного развития—24 млн т/год.

В целом итогом полной реализации проектов «Юг» и «Север» станет увеличение общей протяженности трубопроводов АК «Транснеф­ тепродукт» к 2010 г. до 22,1 тыс. км, подключение к ней еще трех НПЗ (Волгоградского, Саратовского, Ярославского) и увеличение объема транспортируемых нефтепродуктов до 36,3 млн т/год.

Распределение объемов транспортировки нефтепродуктов между производственными предприятиями таково (%): Юго-Запад Транснеф­ тепродукт—38, Уралтранснефтепродукт—23, Рязаньтранснефтепродукт— 14, Мостранснефтепродукт—13, Сибтранснефтепродукт—9, Петербург­ транснефтепродукт и Средне-Волжский Транснефтепродукт —менее 2. Как видно, 50 % объемов перекачки выполняют предприятия Юго-Запад Транснефтепродукт и Уралтранснефтепродукт.

13.2.Свойства нефтепродуктов, влияющие на технологию их транспорта

По нефтепродуктопроводам перекачивают следующие светлые нефтепродукты: автомобильные бензины, дизельные топлива, керосин, топливо для реактивных двигателей, топливо печное бытовое.

Плотность светлых нефтепродуктов при 20 °С находится в пределах 725…860 кг/м3 (табл. 13.2). С увеличением температуры она уменьшается.

Вязкость светлых нефтепродуктов при 20 °С до 8 раз может превосходить вязкость воды. Она уменьшается при увеличении температуры.

Испаряемость нефтепродуктов находится в прямо пропорциональной зависимости от их давления насыщенных паров, под которым понимают давление, создаваемое парами нефтепродукта в газовой фазе, соответствующее моменту прекращения испарения.

Наибольшей испаряемостью обладают бензины. В результате их потери от испарения в одинаковых условиях больше, чем нефтей. Дизельные топлива, керосины, топливо печное бытовое относятся к малоиспаряющимся жидкостям. Это учитывают при выборе оборудования резервуаров. С целью уменьшения потерь нефтепродуктов резервуары с дизельным топливом, керосином, топливом печным бытовым достаточно оснас­ тить дыхательной арматурой, а резервуары с бензином должны быть оборудованы понтонами или плавающими крышами.

Таблица 13.2 — Основные физические свойства нефтепродуктов,

перекачиваемых по трубопроводам

13.3. Краткая характеристика нефтепродуктопроводов

Нефтепродуктопроводом (НПП) называется трубопровод, предназначенный для перекачки нефтепродуктов.

До 1970 г. нефтепродуктопроводы строились для транзитной перекачки нефтепродуктов из одного пункта в другой. С 1970 г. для обеспечения все возрастающего числа потребителей от нефтепродуктопроводов стали строить отводы к попутным нефтебазам. А с 1980 г. началось строительство разветвленных нефтепродуктопроводов.

Современные нефтепродуктопроводы представляют собой сложную разветвленную систему (рис. 13.2), которая в общем случае состоит из магистральной части, подводящих и распределительных трубопроводов, сложных и простых отводов, головной и промежуточных перекачивающих станций (ПС), наливных и конечных пунктов.

Подводящие трубопроводы соединяют нефтеперерабатывающие заводы с головной ПС разветвленного нефтепродуктопровода (РНПП).

Головная перекачивающая станция (ГПС)—это комплекс сооруже-

ний, оборудования и устройств в начальной точке разветвленного нефтепродуктопровода, обеспечивающих прием, накопление, учет и закачку нефтепродуктов в трубопровод.

Рис. 13.2. Схема разветвленного нефтепродуктопровода:

1—головная перекачивающая станция; 2—нефтебаза; 3—промежуточная перекачивающая станция; 4—промежуточный железнодорожный

наливной пункт; 5—автоналивной пункт; 6—конечный пункт; 7—подводящие трубопроводы; 8—распределительный трубопровод; 9—сложный отвод; 10—отвод однотрубный; 11—отвод двухтрубный;

12—магистральная часть

Промежуточная перекачивающая станция (ППС)—это комплекс со-

оружений, оборудования и устройств, расположенных в промежуточной точке РНПП и обеспечивающий дальнейшую перекачку нефтепродуктов.

Наливные и конечные пункты являются пунктами сдачи нефтепродуктов. Различают пункты налива железнодорожных и автомобильных цистерн. Роль конечных пунктов выполняют нефтебазы.

Магистральная часть НПП —это часть разветвленного нефтепродуктопровода, имеющая ГПС, в резервуары которой нефтепродукты поступают, как правило, по подводящим трубопроводам непосредственно

сНПЗ. Магистральная часть отличается тем, что:

1)имеет в начале резервуарный парк, рассчитанный на полную пропускную способность РНПП;

2)работает более продолжительное время, чем другие элементы линейной части РНПП;

3)к ней подключены распределительные трубопроводы и отводы.

Распределительные трубопроводы предназначены для поставки нефтепродуктов от магистрали к нефтебазам или наливным пунктам.

В начале их предусматривается соответствующая резервуарная емкость и собственная головная перекачивающая станция. На распределительном трубопроводе большой протяженности может быть несколько перекачивающих станций.

Отводом называют часть разветвленного нефтепродуктопровода, предназначенную для подачи нефтепродуктов непосредственно потребителям. На отводе перекачивающая станция отсутствует, а в его начале резервуарная емкость не предусматривается. Для отвода характерны перио­ дичность работы и относительно небольшая протяженность.

По количеству труб различают однотрубный и многотрубный отводы, а по конфигурации—сложный и простой отводы.

Однотрубный отвод—это отвод, состоящий из одного трубопровода. Многотрубный отвод состоит из двух и более параллельных трубо-

проводов.

Сложный отвод в отличие от простого имеет разветвленную структуру. Состав сооружений линейной части нефтепродуктопроводов, их классификация по диаметру и категории отдельных участков такие же,

как у нефтепроводов.

На перекачивающих станциях НПП также устанавливаются основные и подпорные центробежные насосы. Из основных насосов типа НМ на неф­ тепродуктопроводах наибольшее распространение получили насосы НМ 360-460, НМ 500-300, НМ 1250-260. Кроме того, находятся в эксплуатации многоступенчатые насосы НПС 200-700, консольные насосы НК 560/300, а также насосы прошлых лет выпуска: 10Н8×4, 14Н12×2. Подпорные насосы представлены типами 8НДвН, 12НДсН, 14НДсН. Основные характерис­ тики применяемых насосов представлены в табл. 13.3.

В качестве привода насосов используются синхронные и асинхронные электродвигатели в обычном и взрывобезопасном исполнении.

Таблица 13.3 — Техническая характеристика

насосных агрегатов нефтепродуктопроводов