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.