Тема 1.1 Ресурсосберегающие технологии при сооружении объектов

Транспорта, хранения и распределения газа, нефти и нефтепродуктов

С т у д е н т д о л ж е н:

знать: пути сокращения сроков строительства трубопроводов;

ресурсосберегающие технологии при сооружении объектов БКНС

и БККС.

Система автоматизированного проектирования (САПР) трубопроводов и хранилищ. Сокращение сроков строительства линейной части трубопроводов. Индустриализация строительного производства. Сооружение блочно-комплектных насосных и компрессорных станций.

Литература: [28], с. 23-33.

Методические указания

Существующее противоречие между увеличивающейся сложностью трубопроводных систем и сокращением сроков, отводимых на их про­ектирование, связано с недостатками технологии разработки проек­тов. Автоматизация проектирования является одним из важнейших средств ускорения технического прогресса. Разработки систем авто­матизированного проектирования (САПР) стали возможными благо­даря развитию вычислительной техники, совершенствованию спосо­бов общения человека с ЭВМ, решению задач в режиме неоднократ­ного обращения к ЭВМ, т. е. в режиме диалога, без которого решение сложных задач проектирования невозможно.

Активно участвуя в процессе решения, проектировщик объединяет в комплексы различные элементы, выбирает структуру решения, производит глобальные изменения в процедуре принятия решения и анализирует его. В процессе решения задач проектирования он вно­сит опыт проектирования трубопроводных систем, учитывает допол­нительные ограничения и делает соответствующие изменения.

Для современных трубопроводных систем характерно объединение многих технологических процессов перекачки (например, для газа: компримирование, очистка от механических примесей, охлаждение, очистка внутренней полости трубопровода и т. д.), распределенных на громадных пространствах, в единый комплекс, что требует согласо­ванного управления всеми материальными и энергетическими пото­ками, определяющими параметры отдельных технологических про­цессов. Поэтому трубопроводную систему необходимо рассматривать как сложную систему, состоящую из большого числа взаимосвязан­ных и взаимозависимых подсистем, подчиняющихся единой цели - поставке жидких и газообразных энергоносителей и сырья их потре­бителям.

Проект любой трубопроводной системы основан на совокупности научно-технических достижений в машиностроении, химической тех­нологии, гидро- и термодинамике и т. д. Для принятия проектных ре­шений необходимо огромное количество информации в виде практи­ческих рекомендаций по результатам научно-исследовательских ра­бот, графического материала, таблиц, пояснительных записок, норм и правил. Процесс проектирования трубопроводной системы имеет свои особенности, которые должны учитываться при создании и раз­витии САПР:

значительный накопленный опыт сооружения и эксплуатации тру­бопроводных систем, большой объем научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ, экспериментальных исследований, использование уникального оборудования и аппаратуры;

необходимость выявления и учета предельных условий работы трубопроводов, особенно в условиях Крайнего Севера и Сибири, и прогнозирования их изменения в течение всего периода эксплуатации трубопроводной системы;

разнообразие проектных решений при сооружении новых трубо­проводных магистралей, что дает большие области допустимых реше­ний при выборе конструктивных вариантов, синтеза структуры и со­става оборудования трубопроводной системы;

новизна проектных решений, рост энерговооруженности и освое­ние мощного оборудования, отсутствие в ряде случаев прототипов и возможности применения отработанных методик проектирования, вследствие чего отдельные проектные решения приходится совершенст­вовать в процессе проектирования;

обеспечение высокой надежности в разнообразных условиях ра­боты, в том числе в нештатных ситуациях, требует проведения работ по резервированию, секционированию и кольцеванию трубопроводных систем;

сложный состав и взаимодействие перекачивающих станций с раз­личными типами перекачивающих агрегатов требуют выбора наилуч­ших их сочетаний в различных вариантах работы трубопроводной системы;

значительное влияние внешней среды на режим работы трубопро­водных систем, что приводит к необходимости учитывать возможность адаптации технологического оборудования к изменяющимся внешним условиям работы трубопроводов;

необходимость унификации и стандартизации типовых элементов и подсистем; обоснованный выбор рациональных рядов стандартиза­ции элементов возможен лишь при автоматизированном проектиро­вании;

сложность производственного процесса трубопроводного тран­спорта, требующая от проектных организаций разнообразной, жестко регламентируемой и постоянно корректируемой технической доку­ментации;

для достижения высоких технико-экономических показателей не­обходимо широко применять новые материалы, оборудование, аппа­ратуру, технологию сооружения и технологические процессы пере­качки, что увеличивает технический риск при проектировании и тре­бует разработки мероприятий по их уменьшению;

неточность некоторых данных, приводящая к разбросу значений проектных характеристик, что обусловливает неопределенность при выборе проектных решений;

многокритериальность проектных решений, компромисс между отдельными критериями лежат в основе выбора структуры и кон­структивных решений трубопроводных систем, достижение оптималь­ных параметров обусловливается технологическими ограничениями на технологический процесс трубопроводного транспорта;

организационно-техническое взаимодействие большого числа спе­циалистов различных направлений, что предопределяет автоматизи­рованное управление коллективным взаимодействием с контролем работы различных подразделений и служб проектирования.

Основные задачи в области автоматизированного проектирования трубопроводных систем могут быть сформулированы следующим обра­зом: исследования трубопроводных систем как объекта автоматизи­рованного проектирования; разработка информационной базы САПР;

исследования элементов трубопроводных систем с целью создания технико-экономических моделей для САПР;

выбор рациональных ма­тематических моделей и алгоритмов автоматизированного проектиро­вания трубопроводных систем;

создание пакета прикладных программ по анализу и синтезу режимов работы трубопроводных систем;

раз­работка проблемно-ориентированных программ внешних связей, на­дежности снабжения энергоресурсами и сырьем в народном хозяйстве;

обоснование и анализ экономической эффективности трубопроводных систем и др.

Таким образом, автоматизация проектирования - это искусство использования вычислительных машин для оказания помощи проекти­ровщику в формировании контроля и записи проектной документации. Цель автоматизации проектирования состоит в том, чтобы механизи­ровать различные по содержанию поисковые, вычислительные и чертежные операции, сопровождающие процесс проектирования трубо­проводной системы, и объединить их в автоматизированный управляе­мый процесс в соответствии с имеющимся опытом проектирования ана­логичных систем.

Эффективность применения САПР обеспе­чивается за счет совершенствования технико-экономического обосно­вания и качества проектов, выбора рациональных вариантов из более широкого диапазона возможных к реализации, сокращения сроков проектирования, повышения производительности труда проектиров­щиков.

Продолжительность строительства линейной части магистральных трубо­проводов определяется СНиП 1.04.03-85. Нормы продолжительности строи­тельства трубопроводов охватывают пе­риод от даты начала выполнения вдольтрассовых подготовительных ра­бот (оформляется актом, составлен­ным заказчиком и подрядчиком на основе первичной документации бух­галтерского учета) до даты оформле­ния акта о сдаче - приемке построен­ного трубопровода (или его участки) в эксплуатацию. Табличные значения норм продолжительности строительства трубопроводов и норм задела по квар­талам приводятся в таблицах. В таблицах норм помимо общей продолжительно­сти строительства указаны порядковые месяцы начала и окончания их строительства; продолжительность монтажа оборудо­вания, порядковые меся­цы начала и окончания его выпол­нения.

При строительстве трубопроводов в специфических районах нормы продол­жительности увеличиваются путем вве­дения поправочных коэффициентов.

В случаях строительства трубопро­водов в арктических и других районах, не охватываемых приведенными коэф­фициентами продолжительность их сооружения устанавливается проектами организации строительства.

Нормы продолжительности строи­тельства линейной части магистральных трубопроводов установлены для орга­низационно единых объектов, каждый из которых имеет единый проект еди­ного заказчика, источник финансирова­ния, единый срок ввода в действие и возможность приемки в эксплуатацию после завершения на нем линейных и пуско-наладочных работ. Если пусковой комплекс магистрального трубопро­вода состоит из двух или нескольких организационно единых объектов, то нормативная продолжительность опре­деляется для каждого из них.

В нормы продолжительности строи­тельства входит время, необходимое на проведение испытаний трубопроводов гидравлическим или пневматическим (сжатым воздухом или газом) спосо­бом, на заполнение трубопроводов нефтью.

Нормы продолжительности строи­тельства переходов не включают период паводков и ледостава, а также пере­рывы, устанавливаемые органами рыб­надзора и другими организациями, ответственными по контролю за сохран­ностью окружающей среды.

Нормы строительства промысловых трубопроводов распространяются на трубопроводы всех видов и назначений, сооружаемых на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях.

Строительство в инженерном понимании этого слова - одна из важнейших отраслей материального производства по созданию основных фондов страны. В настоящее время сложилась вполне определенная отраслевая специализация строительства, харак­теризующаяся четким выделением промышленного, энергети­ческого, транспортного, гражданского, сельскохозяйственного, гидромелиоративного и специального строительства.

Строительство объектов нефтяной и газовой промышленно­сти, в том числе магистральных газонефтепроводов, относится к транспортному строительству, которому присущи следующие черты индустриализации: использование современных техноло­гий и блочно-комплектных устройств (БКУ); поточность веде­ния работ; применение современных методов управления произ­водственными процессами.

Если не рассматривать экономический аспект, строительство определяется четырьмя показателями:

техника строительства;

технология строительства;

организация строительства;

управление строительством.

Основная форма организации строительного производства - поточность, которая является непременным условием выполне­ния всех видов строительно-монтажных и специальных работ применительно к конструктивным решениям, технологии соору­жения объектов, административно-управленческой структуре производственных организаций и их подразделений, а также к природно-климатическим условиям строительства. Поточность строительства характеризуется непрерывностью производствен­ных процессов, максимально достижимой равномерностью вы­пуска конечной продукции (элементов зданий, сооружений, отдельных объектов). При этом производственный процесс рас­членяется предельно глубоко (вплоть до рабочих операций, от­дельных приемов и движений).

С точки зрения организации строительства каждый магист­ральный трубопровод следует рассматривать как промышленно-транспортный комплекс, включающий собственно трубопровод (линейно-протяженный объект - линейную часть) и наземные (сосредоточенные, площадочные) объекты - КС или НС, газо­распределительные станции (ГРС), аварийно-ремонтные пункты (АРП) и др. Очевидно, что сооружения этого комплекса необ­ходимо осуществлять комплексным строительным потоком.

Линейную часть газонефтепроводов сооружают крупные трубопроводостроительные подразделения - комплексные техноло­гические потоки (КТП), которые выполняют весь комплекс линейных работ (от подготовительных до испытания и сдачи тру­бопровода в эксплуатацию). КТП входят в состав строительно-монтажных трестов (крупных строительно-монтажных управле­ний), а тресты - в состав главных управлений или объединений. Переходы магистральных трубопроводов через крупные водные преграды выполняют отряды подводно-технических работ управ­лений подводно-технических работ (УПТР), через малые естественные и искусственные преграды - пере­движные механизированные колонны (ПМК). Наземные сосредоточенные (площадочные) объекты сооружают участки строительных, строительно-монтажных и специализированных управлений, входящие в состав соответствую­щих трестов, которые, в свою очередь, включены в состав объе­динений или главных управлений. Все организа­ции, выполняющие перечисленные работы входят в состав Миннефтегазстроя, которое является министерством-подрядчиком.

По строительству магистральных газопроводов основным за­казчиком является Министерство газовой промышленности, ма­гистральных нефтепроводов - Министерство нефтяной промыш­ленности, магистральных нефтепродуктопроводов - Государ­ственный комитет по снабжению нефтепродуктами (Госкомнефтепродукт РФ).

Таким образом, при организации строительства магистраль­ных газонефтепроводов необходимо обеспечить планомерное ведение строительно-монтажных и специальных работ прогрес­сивными методами, ввод в эксплуатацию трубопроводов в пла­новые или директивные сроки, выполнение подрядными строи­тельно-монтажными и специализированными организациями и их подразделениями плановых заданий по росту производитель­ности труда и снижению себестоимости работ при их высоком качестве, созданий необходимых условий для достижения про­ектной производительности в установленные сроки.

Магистральные газонефтепроводы должны сооружаться по­точно - скоростными и поточными методами в полном соответст­вии с утвержденными рабочими чертежами по директивным и рабочим графикам и при обязательном соблюдении общесоюз­ных строительных норм и правил (СНиП), государственных стандартов и других нормативных документов. Особое внимание должно уделяться предусмотренным проектом требованиям ох­раны труда, пожаро- и взрывобезопасности и охраны окружаю­щей среды.

Строительство магистральных газонефтепроводов должно вестись круглогодично (за исключением районов со сложными и специфическими природно-климатическими условиями). Весь комплекс работ по их строительству должен выполняться строи­тельно-монтажными и специализированными организациями, их подразделениями, оснащенными комплектами общестроительных и специальных машин, механизмов и оборудования, транспор­том, связью, ремонтными средствами, а также средствами комму­нально-бытового, социально-культурного, торгового и медицин­ского обеспечения.

В последние годы в строительстве нефтеперекачивающих станций широко используют новые конструктивно-компановочные решения – блочно-комплектные (БКНС) и блочно-модульные (БМНС) насосные станции. Главное отличие станций в блочном исполнении заключается в том, что на территории станции нет ни одного капитального здания: все оборудова­ние, технологические установки и аппаратура, входящие в со­став функциональных блоков, скомпонованы в виде транспор­табельных монтажных блоков, блок-боксов и блок-контейне­ров.

Вопросы для самоконтроля

1. Система автоматизированного проектирования (САПР) трубопроводов и хранилищ.

2. Сокращение сроков строительства линейной части трубопроводов.

3. Индустриализация строительного производства.

4. Сооружение блочно-комплектных насосных и компрессорных станций.

5. Конструктивные решения блоков для строительства НПС и КС.