Трубопроводный транспорт, его особенности и проблемы развития

К трубопроводному транспорту обычно относят газопроводы и нефтепродуктопроводы. Прообразы трубопроводов — водоводы по бамбуковым трубам — известны с древнейших времен. Пер­вые нефтепроводы были построены в середине XIX в. в Америке. В России первые нефтепроводы были сооружены в районе Баку и Северного Кавказа в 1870—90-х годах по проекту русского ин­женера В. Г. Шухова. Их диаметр составлял 100—200 мм, а про­тяженность свыше 1 тыс. км.

Строительство газопроводов начато в основном в 1920—30-е годы. В нашей стране широкая промышленная добыча и пере­качка природного газа началась после Великой Отечественной войны. Газопровод является практически единственным видом магистрального и местного транспорта этого специфического ви­да груза.

Широкое строительство и использование трубопроводного транспорта в последние 50 лет обусловлено значительными изме­нениями в топливно-энергетическом балансе страны, повыше­нием в нем доли нефти и газа до 70—75%. Особенно высокими темпами идет рост добычи и потребления природного газа. Себе­стоимость добычи газа (по тепловому эквиваленту) примерно в 13 раз ниже угля и в 3 раза ниже нефти.

Ввиду того что основные месторождения нефти и газа в Рос­сии находятся в весьма отдаленных от потребителей районах Се­вера и Сибири, значение трубопроводного транспорта очень ве­лико.

Трубопроводный транспорт делится на нефте- и продуктопро- воды магистральные, подводящие и промысловые и газопрово­ды магистральные и местные.

Основными экспортными трубопроводными системами, по­строенными на территории бывшего Советского Союза, являют­ся: крупнейший нефтепровод мира "Дружба" длиной 5116 км, ко­торый из района Самары идет в Белоруссию, на Украину и в страны Восточной Европы; трансконтинентальный газопровод Уренгой—Помары—Ужгород длиной 4450 км; транссибирский нефтепровод Туймазы—Иркутск длиной 3700 км; "Союз" (от Оренбурга до западной границы страны) общей длиной 2750 км;

Средняя Азия—Центр длиной около 3000 км; Ямбург—западная граница длиной около 4605 км, построенный на компенсацион­ной основе для Германии, Франции, Австрии, Швейцарии и других стран; мощный нефтепровод длиной 2500 км с подогре­вом парафинистой нефти на всем протяжении до 50°С проложен из Мангышлака через Поволжье на Украину. На территории России создана крупная трубопроводная сеть для отечественных потребителей нефти и газа. Строятся новые трубопроводные ли­нии Западная Сибирь—Центр, Ямал—Запад и др.

Трубопроводный транспорт эффективен на любых расстояни­ях. Он используется преимущественно для газообразных и жид­ких грузов и для твердых грузов узкой номенклатуры. По трубо­проводам транспортируется более 2/3 добываемого топлива, око­ло 95% сырой нефти, весь природный газ. Характерной особен­ностью работы трубопроводного транспорта является непрерыв­ность транспортного процесса.

К основным технико-экономическим особенностям и пре­имуществам трубопроводного транспорта относят: возможность повсеместной прокладки трубопроводов; массовость размеров перекачки; самую низкую себестоимость транспортировки (если принять среднюю себестоимость перевозок на транспорте за 100%, то на трубопроводном транспорте она составит 30%, на железнодорожном — 80%, на автомобильном — 1600%); полную герметизацию, что дает абсолютную сохранность качества и ко­личества грузов; полную автоматизацию операций по наливу, сливу и перекачке; меньшие капитальные первоначальные вло­жения; независимость от климатических условий, а также отсут­ствие отрицательного воздействия на окружающую среду при со­ответствующей изоляции и малочисленность обслуживающего персонала. Основной недостаток — узкая специализация по ви­дам грузов.

Главной проблемой в развитии трубопроводного транспорта следует считать дальнейшее увеличение сети трубопроводов для увеличения размеров перекачки и возможности переключения грузопотоков с других видов транспорта.

Одной из основных технических проблем является проблема повышения провозной способности трубопроводов. Зависимость провозной способности нефтепровода от диаметра трубы.

Повысить провозную способность можно, увеличив давление в трубах, но для этого требуются многослойные трубы, что удо­рожает их стоимость. Увеличение провозной способности может достигаться также прокладкой вторых линий. Производитель­ность транспортировки газа в сжиженном состоянии повышается в 3—4 раза, но из-за повышения его химической активности тре­буются легированные стали для изготовления труб. Природный газ из скважин имеет температуру около 40°С, и его необходимо охлаждать до температуры грунта. Разрабатывается метод охлаж­дения газа до температуры минус 70—75°С с теплоизоляцией труб, что также повысит пропускную способность газопроводов. Производительность может быть повышена при ликвидации тур­булентности, снижающей скорость транспортировки. Для этого применяют искусственные "водоросли", разбивающие поток жидкого груза.

На 1 км газопровода диаметром 1420 мм идет примерно 700 т труб. Перед металлургами стоит задача создания особо прочных и тонкостенных труб. Острой является проблема внешней и внутренней коррозии труб из-за химической активности транс­портируемого груза. Изоляция внутренних поверхностей повы­шает пропускную способность на 5—8%, но удорожает общую стоимость труб. В крупных городах проблема коррозии усугубля­ется блуждающими токами. В стране ежегодно из-за коррозии теряется до 15 млн т стали.

Трубы от коррозии защищаются различными методами, в ча­стности, битумно-бумажным покрытием, полимерными пленка­ми с защитными обертками, эпоксидными и лакокрасочными пленками, пенополиуретаном и др. Самым надежным является эмалирование, но в связи с его дороговизной применяется до­вольно ограниченно, в основном в городах. За рубежом приме­няют полиэтиленовые покрытия на предварительно нанесенной клеевой состав из бутилкаучука или покрытия на основе эпок­сидных смол, обладающих высокой адгезионной прочностью и стойкостью к повышению температуры, а также многослойные покрытия из полиэтиленовых и поливинилхлоридных лент на бутилкаучуковой грунтовке. Для внутренней изоляции приме­няют лакокрасочные покрытия на основе эпоксидных полиуре- тановых смол и цементно-песчаные покрытия.

Трубопроводы в зависимости от природно-климатических ус­ловий региона укладываются непосредственно на землю, на спе­циальные эстакады или закладываются в землю (наиболее рас­пространенный способ для городских трубопроводов). При пере­сечении водных преград трубопровод проводят по дну. В связи с этим возникают проблемы, особенно в зонах вечной мерзлоты, пустынно-степных и др., так как при перекачке грузов трубопро­вод нагревается, и меняется тепловой режим почвы. Мерзлота подтаивает, что приводит к отрыву трубопроводов. В зонах с низкими температурами обычные марки стали становятся хруп­кими. Для районов, характеризующихся лавинообразованием, изготавливаются многослойные трубы, что позволяет поднимать рабочее давление до 15 МПа. Лазерная спайка и сварка повыша­ет качество швов.

Для уменьшения металлоемкости, массы, коррозии приме­няются пластмассовые трубы. Опыт США, Канады, Германии и других стран показал рентабельность этого материала —1т пла­стмассовых труб заменяет 7,5 т стальных и 12 т чугунных труб. Некоторые пластики при диаметре до 70 мм выдерживают давле­ние до 25 МПа, что позволяет увеличивать провозную способ­ность трубопровода в 1,5 раза. Однако прочность и термостой­кость пластиков еще недостаточны.

Для улучшения экологической обстановки в районе пролега­ния трубопроводов необходимо наладить наиболее быстрый по­иск неисправностей. Разработан метод дистанционного обнару­жения повреждений лазерным анализатором, установленным на самолете.

Остается сложной проблема уменьшения количества персона­ла, работающего, как правило, вахтовым методом на промежу­точных компрессорных станциях. Для этого продолжаются ис­следования по широкому внедрению средств автоматизации управления работой трубопроводов. Такие системы позволяют обеспечить оптимальное функционирование трубопровода по за­данным параметрам, а также вести учет и анализ производствен­ной и экономической деятельности.

Решение части проблем на трубопроводном транспорте позво­лило за последние годы снизить себестоимость перекачки нефти на 15-20%.

Поиск по сайту: