Обеспечение безопасной эксплуатации объектов трубопроводного транспорта

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Учебно-методическое пособие

Издание 2-е















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 621.644.07
ББК 39.7
     0-13


Авторы:
Буклешев Д. О., Бузуев И. И., Сумарченкова И. А., Яговкин Н. Г.

Рецензент:
доктор химических наук, доцент Е. Л. Красных






0-13      Обеспечение безопасной эксплуатации объектов трубопроводно-
     го транспорта : учебно-методическое пособие / [Буклешев Д. 0. и др.]. -2-е изд. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 128 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-1438-8

           Рассмотрены основные вопросы обеспечения безопасности при эксплуатации линейной части магистральных трубопроводов опасных производственных объектов.
           Может быть использовано при обучении по направлениям подготовки «Техносферная безопасность», «Проектирование, сооружение, эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ», а также специалистами указанных направлений.


                                                                            УДК 621.644.07
                                                                            ББК 39.7












ISBN 978-5-9729-1438-8

     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
     © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

                ПРЕДИСЛОВИЕ





     Важнейшей составной частью энергетического комплекса Российской федерации являются магистральные трубопроводы (МТ). Основное их назначение состоит в обеспечении бесперебойного и безопасного транзита углеводородов. Они являются объектами повышенной опасности, аварии на которых могут привести к невосполнимым потерям транспортируемого продукта, повреждению труб трубопроводов, арматуры и оборудования, уничтожению сельхозугодий, лесных массивов вследствие пожаров и взрывов, поражение людей тепловым излучением и избыточным давлением воздушной ударной волны. Магистральные трубопроводы - ответственное сооружение, имеющее важное народнохозяйственное значение. Для обеспечения эксплуатационной надежности и безопасности, законченные строительством МТ должны соответствовать требованиям законодательства РФ, проектным нормам и техническим регламентам безопасной эксплуатации, разработанным и утвержденным эксплуатирующей организацией.

3

                ВВЕДЕНИЕ





     Важнейшей составной частью энергетического комплекса Российской федерации являются трубопроводные системы. Основное их назначение состоит в обеспечении бесперебойного и безопасного транзита нефти и газа от стран-поставщиков в страны импортеров и обеспечение ими отечественных потребителей. Магистральные трубопроводы (МТ) являются наиболее экономичным видом транспорта углеводородов. Общая их протяженность в России составляет более 200 тыс. км. Они являются объектами повышенной опасности (ОПО), аварии на которых могут привести к невосполнимым потерям транспортируемого продукта, повреждению трубопроводов, арматуры и оборудования, уничтожению сельхозугодий, лесных массивов вследствие пожаров и взрывов на газопроводах, поражение людей тепловым излучением и избыточным давлением воздушной ударной волны. Опасность возникновения аварий определяется наличием факторов, сопровождающих процесс перекачки и опасных свойств перекачиваемой среды. Опасными производственными факторами являются: разрушение трубопровода или его элементов, сопровождающееся разлетом осколков металла и грунта; возгорание продукта при разрушении магистрального трубопровода, открытый огонь и термическое воздействие пожара; взрыв газовоздушной смеси; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; пониженная концентрация кислорода; наличие дыма, токсичность выбросов составляющих элементов продукции. В связи с вышесказанным актуальной задачей является обеспечение безопасности персонала эксплуатирующей трубопровод организации.
     В результате изучения представленного в пособии материала у читателей формируется ряд компетенций, связанных с:
     - знанием:
         •  действующей системы нормативно-правовых актов в области техносферной безопасности;
         •  системы управления безопасностью в техносфере.

4

     - умением:
         •  оценивать факторы, влияющие на безопасность технологических процессов и потенциально опасных производств;
         •  работать с нормативной документацией в области техно-сферной безопасности;
         •  владеть законодательными и правовыми актами в области техносферной безопасности;
         •  определять причины аварийности при эксплуатации магистральных трубопроводов;
         •  владеть требованиями безопасности при эксплуатации магистральных трубопроводов и иных опасных производственных объектов трубопроводного транспорта.

5

                1.       СООРУЖЕНИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К МАГИСТРАЛЬНОМУ ТРУБОПРОВОДНОМУ ТРАНСПОРТУ




     К магистральному трубопроводному транспорту относится единый производственно-технологический комплекс трубопроводов углеводородного сырья с подземными, подводными, наземными и надземными сооружениями, предназначенный для транспортировки продукции от пунктов приемки от грузоотправителей до пунктов сдачи ее грузополучателям, технологического хранения или перевалки на другой вид транспорта [11, 12, 13, 14].
     В состав магистральных трубопроводов входят:
     • трубопровод (от места выхода с промысла подготовленной к дальнему транспорту товарной продукции) с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения НПС, КС, ПС, УЗРГ, ПРГ, узлами пуска и приема очистных устройств, конденсатосборниками и устройствами для ввода метанола;
     • установки электрохимической защиты трубопроводов от коррозии, линии и сооружения технологической связи, средства автоматики и телемеханики;
     • линии электропередачи, предназначенные для обслуживания трубопроводов и устройства электроснабжения и дистанционного управления запорной арматурой и установками электрохимической защиты трубопроводов, сети связи;
     • противопожарные средства, противоэрозионные и защитные сооружения трубопроводов;
     • емкости для хранения и разгазирования конденсата, земляные амбары для аварийного выпуска нефти, нефтепродуктов, конденсата и сжиженных углеводородов;
     • здания и сооружения линейной службы эксплуатации трубопроводов;

6

     •  вдольтрассовые проезды и вертолетные площадки, расположенные вдоль трассы трубопровода, и подъезды к ним, опознавательные и сигнальные знаки местонахождения трубопроводов;
     •  головные и промежуточные НПС, ПС и наливные станции, НС, резервуарные парки, КС и ГРС; СПХГ; пункты подогрева нефти и нефтепродуктов;
     •  указатели и предупредительные знаки.

     Состав сооружений магистральных нефтепроводов

     В состав магистральных нефтепроводов (МН) входят: линейные сооружения, головные и промежуточные перекачивающие насосные станции, резервуарные парки. В состав линейных сооружений входят следующие элементы: трубопровод (представляет собой сваренные в непрерывную нитку трубы; толщина стенок труб определяется проектным давлением, которое может достигать 10 МПа) дальнего транспорта нефти с ответвлениями и лупингами (участок трубопровода, прокладываемый параллельно основному трубопроводу; подключается для увеличения пропускной способности последнего) запорная арматура, переходы через естественные и искусственные препятствия; узлы подключения нефтеперекачивающих станций (НПС); узлы пуска и приема очистных и диагностических устройств; установки электрохимической защиты от коррозии; линии электропередачи и линии связи; средства телемеханики и устройства дистанционного управления запорной арматурой: земляные амбары для аварийного выпуска нефти: пункты подогрева нефти; противопожарные средства; постоянные дороги и указатели.
     Состав сооружений МН имеет в своем составе головную нефтеперекачивающую станцию (НПС) и промежуточные НПС. Головная НПС предназначена для приема нефти с установок ее подготовки на промысле и закачки в МН. Промежуточные НПС обеспечивают поддержание в трубе напора, достаточного для дальнейшей перекачки нефти. Объекты в составе НПС подразделяются на две группы: основного (технологического) и вспомогательного назначения. К объектам первой группы относятся: резервуарный парк; подпорная насосная; узел учета нефти с фильтрами; магистральная насосная; узел регулирования давления и предохранительные устройства; камеры пуска и приема очистных и диагностиче

7

ских устройств; технологические трубопроводы с запорной арматурой. К объектам второй группы относятся: понижающая электрическая подстанция с распределительными устройствами; комплекс водоснабжения; комплекс по отводу промышленных стоков; котельная с тепловыми сетями; узел связи: лабораторный корпус; мастерские; пожарное депо; склад и т. д.
     На головных НПС осуществляются следующие технологические операции: прием и учет нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционные перекачки нефти; закачка нефти в МТ; запуск в полость трубопровода очистных и диагностических устройств.
     На промежуточных НПС осуществляется увеличение напора транспортируемой нефти. При работе НПС в режиме «из насоса в насос» (конец предыдущего участка трубы МН подключен к линии всасывания насосов) промежуточные НПС не имеют резервуарных парков. В других случаях резервуарные парки имеются. На промежуточных НПС устанавливаются также системы сглаживания волн давления и защиты от гидравлических ударов.
     МН разбиваются на эксплуатационные участки протяженностью до 800 км, которые соединяются друг с другом через резервуарные парки, поэтому в течение некоторого времени каждый участок может вести перекачку независимо от соседних участков. Эксплуатационные участки, в свою очередь, состоят из 3-5 более коротких участков, разделенных промежуточными НПС, которые работают в режиме «из насоса в насос» и гидравлически связаны друг с другом. Для снижения затрат на сооружение НПС используется метод их блочно-модульного исполнения. Все оборудование станции входит в состав функциональных блоков, монтируется и испытывается на заводе. При этом блочно-модульные НПС могут быть открытого типа, когда насосные агрегаты размещаются под навесом на открытом воздухе. Важным элементом НПС является узел учета нефти на потоке, который размещают на пути движения нефти из резервуара к нефтепроводу между подпорной и магистральной насосными. Типичным элементом схемы НПС является узел приема-пуска средств очистки и диагностики внутренней полости нефтепровода. На головных НПС размещаются только камеры пуска, на промежуточных - камеры пуска и камеры приема, на конечных - только камеры приема. Каждое из средств очистки обладает своими преимуществами и недостатками. Например, эластичный шаровой разделитель обладает повышенной прохо


8

димостью, способен преодолевать сужения трубы и крутые повороты, но обладает худшими очистными свойствами по сравнению со скребками. Для приема разделителей с предыдущего участка используют специальную камеру, в которую разделитель поступает вместе с потоком нефти. Для пуска разделителей используется другая камера, из которой разделители вместе с потоком нефти уходят на следующий участок нефтепровода.

     Состав сооружений магистральных газопроводов

     В состав сооружений магистрального газопровода (МГ) входят следующие основные объекты: головные сооружения; компрессорные станции (КС); газораспределительные станции (ГРС); подземные хранилища газа (ПХГ); линейные сооружения.
     Головные сооружения предназначены для подготовки добываемого газа к транспортировке. Компрессорные станции (КС) предназначены для перекачки газа от месторождений или подземных хранилищ до потребителя. Кроме того, на КС производится очистка газа от жидких и твердых примесей, а также его осушка. Объекты КС проектируются в блочно-модульном исполнении и оборудуются центробежными нагнетателями с приводом от газотурбинных установок или электродвигателей. Газотурбинным приводом оснащено более 80 % всех КС, а электроприводом - около 20 %.
     Газораспределительные станции (ГРС) сооружают в конце каждого МГ или отвода от него. Высоконапорный газ не может быть непосредственно подан потребителям. На ГРС осуществляется понижение давления газа до требуемого уровня, очистка от механических частиц и конденсата, одоризация и измерение расхода.
     К линейным сооружениям относятся собственно трубопроводы, линейные запорные устройства, узлы очистки газопровода, переходы через препятствия, станции противокоррозионной защиты, линии технологической связи, отводы от МГ и сооружения линейной эксплуатационной службы.
     Подземные хранилища газа (ПХГ) служат для компенсации неравномерности газопотребления. Использование подземных структур для хранения газа позволяет существенно уменьшить капиталовложения в хранилища.


9

     Основные требования к трассе трубопровода

     Выбор трассы трубопроводов проводится на основе вариантной оценки экономической целесообразности и экологической допустимости из нескольких возможных вариантов с учетом природных особенностей территории, расположения населенных мест, залегания торфяников, а также транспортных путей и коммуникаций, которые могут оказать негативное влияние на магистральный трубопровод.
     Земельные участки для строительства трубопроводов выбирают в соответствии с требованиями, предусмотренными действующим законодательством РФ.
     Для проезда к трубопроводам максимально используются существующие дороги общей сети. Необходимость строительства дополнительных дорог определяется в задании на проектирование.
     При выборе трассы трубопровода учитывается перспективное развитие городов и других населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, других объектов и проектируемого трубопровода на ближайшие 20 лет, а также учитываются условия строительства и обслуживания трубопровода в период его эксплуатации, выполняется, при необходимости, прогнозирование изменений природных условий в процессе строительства и эксплуатации МТ.
     Не допускается:
     -  предусматривать прокладку МТ в тоннелях железных и автомобильных дорог, а также в тоннелях совместно с электрическими кабелями и кабелями связи и трубопроводами иного назначения, принадлежащими другим организациям - собственникам коммуникаций и сооружений;
     -  прокладка трубопроводов по мостам железных и автомобильных дорог всех категорий и в одной траншее с электрическими кабелями, кабелями связи и другими трубопроводами, за исключением случаев, предусмотренных дополнительными требованиями нормативно-технической документации.

10