ТПУ. стр 96. Коррозионная защита магистральных трубопроводов в грунтах с различной коррозионной активностью
 Скачать 3.15 Mb.
|
|
6. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ Определить оптимальные параметры катодной защиты магистрального трубопровода диаметром 820 мм, длиной 1200 км, имеющего толщину стенки, равную 9 мм. Трубопровод прокладывается по местности, участки которой имеют следующие значения удельного электросопротивления грунта: Доля длины трубопровода, l/L 0,1 0,1 0,2 0,1 0,2 0,3 Удельное электросопротивление, Ом·м 170 180 70 40 20 10 Дренажная линия – воздушная с подвеской алюминиевого провода на деревянных столбах с железобетонными приставками. Начальное переходное сопротивление «трубопровод – грунт» равно 9000 Ом·м 2 . Средняя стоимость электроэнергии – 0,02 руб/кВт·ч показатель скорости старения покрытия – 0,125 1/год. Анодное заземление выполнено из электродов длиной 1,4 м, диаметром 0,03 м, массой 10 кг, устанавливаемых непосредственно в грунт. Стоимость одного электрода – 20 руб, электрохимический эквивалент материала электродов – 0,2 кг. Решение 1. Определяем среднее значение удельного электросопротивления грунта вдоль трассы трубопровода. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 96 «Коррозионная защита магистральных трубопроводов в грунтах с различной коррозионной активностью» Разраб . Магомедов Руковод. Саруев А.Л Консульт. Рук-ль ООП Брусник О.В. А.В. В. Расчет оптимальных параметров катодной защиты Лит. Листов 140 ТПУ гр. 2Б6А 2. Продольное сопротивление единицы длины трубопровода 3. Сопротивление единицы длины изоляции к концу нормативного срока службы СКЗ 4. То же в среднем за нормативный срок службы CКЗ 5. Среднее значение входного сопротивления трубопровода за нормативный срок эксплуатации катодных установок 6. То же к концу нормативного срока эксплуатации 7. Постоянная распределения токов и потенциалов вдоль трубопровода к концу нормативного срока эксплуатации катодных установок 8. Задаем удаление анодного заземления от трубопровода У=350 м и определяем параметр Θ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 97 Расчет оптимальных параметров катодной защиты 9. Коэффициент взаимного влияния CКЗ 10. Протяженность зоны защиты трубопровода одной CКЗ к концу нормативного срока эксплуатации 11. Среднее значение силы тока нагрузки CКЗ 12. Примем, что глубина заложения середины электродов анодного заземления h равна 2,2 м, а расстояние между ними равно 7 м. Тогда сопротивление растеканию с одиночного вертикального электрода 13. Примем число электродов анодного заземления n=5 и по формулам (3.229) вычислим коэффициенты Аi и Бi/ Расчет коэффициентов представим таблицей: Таблица 8 i 1 2 3 4 Аi 0,63 0,31 0,21 0,16 Бi 0,1 0,06 0,033 0,025 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 98 Расчет оптимальных параметров катодной защиты 14. Сопротивление растеканию с центрального электрода заземления 15. Сопротивление растеканию с крайнего электрода анодного заземления 16. Коэффициент экранирования электродов анодного заземления 17. Оптимальное число электродов анодного заземления т.е. принятое и расчетное число электродов совпадают. 18. Сопротивление растеканию тока с анодного заземления Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 99 Расчет оптимальных параметров катодной защиты 19. Оптимальное сечение дренажного провода По табл.3.52 выбираем большее сечение серийно выпускаемых проводов, которое равно Sпр=16 мм 2 (провод А-16). 20. Сопротивление дренажной линии по формуле 21. Среднее значение напряжения на выходных контактах СКЗ 22. Средняя величина мощности, потребляемой CКЗ 23. В соответствии с найденными значениями Iдр.ср, ∆Еср и Рскз по табл. 3.50 выбираем тип катодной станции – КСТ (КСК)-500 с параметрами: мощность -0,5 кВт; напряжение на контактах – 10, 50 В; ток – 10 А; стоимость – 122 руб. 24. Выполняем расчет экономических показателей катодной защиты при принятом удалении анодного заземления от трубопровод -стоимость одного заземления -стоимость опор воздушной линии Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 100 Расчет оптимальных параметров катодной защиты -стоимость провода воздушной линии -капитальные затраты на одну СКЗ -стоимость электроэнергии, потребляемой одной СКЗ -удельные приведенные затраты на катодную защиту 25. Задавая другие значения удаления анодного заземления от трубопровода, аналогично вычисляем удельные приведенные затраты на катодную защиту и для них. Результаты расчетов представим таблицей. Таблица 9 26. По результатам расчета строим график в координатах «П/lскз-У» (рис.3.49). Откуда видно, что оптимальным удалением анодного заземления является У=350 м. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 101 Расчет оптимальных параметров катодной защиты 27. Для варианта, когда удельные приведенные затраты на катодную защиту минимальны, т.е. У=350 м, определяем необходимое число СКЗ для защиты всего трубопровода 28. Срок службы анодного заземления, установленного в грунт Рис.19. Зависимость удельных приведенных затрат П/lскз от удаления анодного заземления от трубопровода У Поскольку срок службы анодного заземления превышает 10 лет, то, следовательно, катодная защита трубопровода обеспечена. В противном случае необходимо было бы увеличить число электродов анодного заземления. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 102 Расчет оптимальных параметров катодной защиты 7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В настоящее время трубопроводный транспорт углеводородов — одна из важнейших составных частей производственной инфраструктуры, ее устойчивое развитие – вчисле приоритетных задач в российской и мировой системе поставок углеводородов. При транспортировке нефти и газа особое внимание следует уделять целостности трубопровода. При разрыве трубопровода причиняется огромный ущерб окружающей среде и материальным потерям на ликвидацию аварии. Поэтому, повышение эффективности эксплуатации трубопровода напрямую зависит от его целостности. Таким образом, целью данного раздела является анализ ресурсоэффективности и ресурсосбережения технологий и разработок для определения наиболее эффективного способа нанесения изоляционных покрытий. 7.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции рсурсоэффективностии ресурсосбережения 7.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования Изоляцию катушек, мест ремонта МТ, мест заварки стыков следует производить после получения заключения о качестве сварки, оформления разрешения на изоляцию и до заполнения МТ. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 103 «Коррозионная защита магистральных трубопроводов в грунтах с различной коррозионной активностью» Разраб . Ф.И.О. студ. Руковод. Крец В.Г. Консульт. Рук-ль ООП Брусник О.В. А.В. В. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Лит. Листов 140 ТПУ гр. 2Б6А Производство работ по изоляции катушки, соединительной детали, запорной арматуры должно выполняться по нарядам-допускам и требованиям, указанным в ППР. 7.1.2 Анализ конкурентных технических решений Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения позволяет провести оценку сравнительной эффективности научной разработки и определить направления для ее будущего повышения. Для сравнения взяты 2 способа изоляции трубопровода: термоусаживающаяся полимерная лента рулонно битумно-полимерный материал При оценке качества используется два типа критериев: технические и экономические. Веса показателей в сумме составляют 1. Баллы по каждому показателю оцениваются по пятибалльной шкале. Конкурентоспособность конкурента К: ∑ где – вес показателя (в долях единицы); – балл i-го показателя. Проводим анализ с помощью оценочной карты (таблица 10). Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 104 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Расчетная часть Таблица 10 Оценочная карта для сравнения конкурентных технических решений. Критерии оценки Вес критерия Баллы Конкуренто- способность Б ф Б к1 К ф К к1 1 2 3 4 6 7 Технические критерии оценки ресурсоэффективности 1.Повышение производительности труда пользователя 0,2 5 3 1,1 0,9 2.Удобство в эксплуатации 0,1 4 3 0,4 0,4 3.Энергоэкономичность 0,05 3 4 0,13 0,18 4.Надѐжность 0,15 4 2 0,5 0,3 5.Безопасность 0,1 4 3 0,3 0,4 6.Простота эксплуатации 0,1 5 3 0,4 0,4 Экономические критерии оценки эффективности 1.Конкурентоспособность продукта 0,05 5 3 0,16 0,16 2.Цена 0,1 3 5 0,2 0,3 3.Предполагаемый срок эксплуатации 0,1 3 4 0,6 0,4 4.Финансирование научной разработки 0,05 4 3 0,15 0,13 Итого 1 40 34 3,94 3,57 К ф - Применение термоусаживающей полимерной ленты; К б1 -рулонно битумно-полимерный материал; Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что конкурентоспособность применениятермоусаживающей полимерной ленты Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 105 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение составляет 3,94, в то время как показатели другого способа 3,57. Уязвимость конкурента обусловлена низкими показателями надѐжности, сроком эксплуатации, а также незначительными показателями повышения производительности труда пользователя. 7.1.3 SWOT-анализ SWOT-анализ представляет собой комплексный анализ научно- исследовательского проекта, заключающийся в выявлении факторов внешней и внутренней среды, оказывающих влияние на реализацию проекта. Факторы делятся на четыре категории: сильные стороны, слабые стороны, возможности и угрозы. Сильные стороны – это факторы, характеризующие конкурентоспособную сторону научно-исследовательского проекта. Слабые стороны – это недостатки, упущения или ограничения научно- исследовательского проекта, которые препятствуют достижению его целей. Возможности включают в себя любую предпочтительную ситуацию, возникающую в условиях окружающей среды проекта, которая поддерживает спрос на результаты проекта. Угрозы – это нежелательные ситуации, тенденции или изменение в условиях окружающей среды проекта, которые имеют угрожающий характер для его конкурентоспособности в настоящем или будущем. Результаты SWOT-анализа исследования, проведенного в рамках данной выпускной квалификационной работы, представлены в таблице 11. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 106 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Таблица 11 Матрица SWOT Сильные стороны проекта: С1. Высокая эффективность технологии С2. Разнообразные технологические решения в технологии эксплуатации. С3. Нефтепродуктопровод пользуется массовым спросом Слабые стороны проекта: Сл1. Высокая стоимость материалов и оборудования Сл2. Труднодоступность большого количества материалов Возможности: В1. Использование инновационной структуры ТПУ В2. Появление потенциального спроса на новые разработки Использована более свежая информация, которая была использована для разработки технологии может уменьшить конкурентоспособность других Применение опыта работы компаний-партнеров Повышение уровня сотрудничества с компаниями другого профиля Угрозы: У1. Возможность отказа заказчика от данной работы из-за высокой стоимости У2. Истощение запасов месторождений Постоянное отслеживание изменений в законодательстве Повышенная качественная характеристика материалов Создание универсального алгоритма подбора технологического оборудования Переквалификация сотрудников предприятия Результаты анализа учитываются при разработке структуры работ, выполняемых в рамках научно-исследовательского проекта. Анализируя результаты SWOT-анализа, можно утверждать, что реализация представленных возможностей позволяет выгодно реализовать сильные стороны и уменьшить влияние слабых. 7.2 Планирование исследовательской работы в рамках ВКР Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 107 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Планирование комплекса предполагаемых работ осуществляется в следующем порядке: определение структуры работ в рамках проводимого исследования; определение участников каждой работы; установление продолжительности работ; построение графика проведения исследований и разработки проектной документации 7.2.1 Структура работ в рамках проводимого исследования В рамках планирования научного проекта необходимо построить календарный график проведения научно-исследовательских работ. Для построения графика необходимо составить план выполнения проекта с указанием вида работа, длительности их исполнения и участников, ответственных за исполнение каждого пункта плана. План производства работ по реализации научно-исследовательского проекта представлен в таблице 12. Таблица 12 Перечень этапов, работ и распределение исполнителей Основные этапы № работ Содержание работ Должность исполнителя Разработка технического задания 1 Составление и утверждение технического задания Руководитель Выбор направления исследования 2 Разработка общей методики проведения исследований Руководитель, студент 3 Подбор и изучение материалов по теме Студент 4 Календарное планирование работ Руководитель 5 Определение объѐма и частей Студент Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 108 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Продолжение таблицы 12 7.2.2 Определения трудоѐмкости работ Трудовые затраты являются основной частью стоимости исследования. Трудоемкость выполнения проекта оценивается в человеко-днях и носит вероятностный характер. Среднее (ожидаемое) значение трудоемкости: где – ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы, чел.-дн.; – минимально возможная трудоемкость выполнения заданной i- ой работы, чел.-дн.; – максимально возможная трудоемкость выполнения заданной i- ой работы, чел.-дн.. Теоретическое исследование 6 Проведение теоретического исследования темы Студент 7 Проведение расчѐтов Студент 8 Разработка части «финансовый менеджмент» Студент 9 Разработка части «социальная ответственность» Студент Обобщение и анализ результатов 10 Оценка эффективности проделанных работ Студент Оформление отчѐта 11 Составление пояснительной записки Студент 12 Разработка презентации Студент Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 109 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение После определения ожидаемой трудоемкости работ необходимо рассчитать продолжительность каждой из работ в рабочих днях Т р . Величина Т р учитывает параллельность выполнения этих работ несколькими исполнителями. где – ожидаемая трудоемкость выполнения одной работы, чел.-дн.; – численность исполнителей, выполняющих одновременно одну и ту же работу на данном этапе, чел. Результаты расчета приведены в таблице 4 . 7.2.3 Разработка графика проведения исследовательскойработы Диаграмма Ганта представляет собой горизонтальный ленточный график, на котором работы по разрабатываемому проекту представляются протяженными во времени отрезками, характеризующимися датами начала и окончания выполнения данных работ. Длительность каждого этапа работ из всех рабочих дней могут быть переведены в календарные дни с помощью следующей формулы: где – продолжительность выполнения i-й работы в календарных днях; – продолжительность выполнения i-й работы в рабочих днях; – коэффициент календарности. где – количество календарных дней в году; – количество выходных дней в году; - количество праздничных дней в году. Рассчитанные значения в календарных днях по каждой работе округляем до целого числа. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 110 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Предполагается что и руководитель, и студент работают по 6-дневной рабочей неделе. По производственному календарю на 2020 год суммарное количество календарных составляет 366 дней, выходных и праздничных дней при шестидневной рабочей неделе составляет – 66 дней. Рассчитанные значения в календарных днях по каждой работе округляются до целого числа (таблица 13). Таблица 13 Название работы Трудоѐмкость работ Длительност ь работ в рабочих днях, Длительност ь работ в календарных днях, чел– дни чел– дни чел– дни Ру ко во ди те ль Ст уд ен т Ру ко во ди те ль Ст уд ен т Ру ко во ди те ль Ст уд ен т Ру ко во ди те ль Ст уд ен т Ру ко во ди те ль Ст уд ен т Составление и утверждение технического задания 1 3 1,8 0 1,8 0 3 0 Разработка общей методики проведения исследований 1 1 2 2 1,4 1,6 1,4 0,6 2 1 Подбор и изучение материалов по теме 4 4 0 3,4 0 3,4 0 6 Календарное планирование работ 1 2 1,4 0 1,4 0 2 0 Определение объѐма и частей 1 0 1,3 0 1,5 0 3 Проведение теоретического исследования темы 9 14 0 10,9 0 11,4 0 18 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 111 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Продолжение таблицы 13 Проведение расчѐтов 8 9 0 8,1 0 7,7 0 12 Разработка части «финансовый менеджмент» 5 7 7,1 0 6,5 0 7 Разработка части «социальная ответственность» 5 6 0 4,5 0 4,9 0 6 Оценка эффективности проделанных работ 4 6 0 5,3 0 5,7 0 4 Составление пояснительной записки 3 7 0 4,2 0 4,5 0 3 Разработка презентации 5 5 0 2,9 0 2,9 0 5 Итого 3 45 7 60 4,6 49,3 4,6 49,1 7 65 На основе таблицы 13 строим план график, представленный в таблице 14. Таблица 14 Календарный план график проведения НИР по теме № работы Вид работ Испо лните ли кал.д н. Продолжительность выполнения работ март апрель май 1 2 3 1 2 3 1 2 1 Составление и утверждение технического задания Руков одите ль 3 2 Разработка общей методики проведения исследований Руков одите ль, студе нт 2 3 Подбор и изучение материалов по теме Студе нт 6 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 112 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Продолжение таблицы 14 4 Календарное планирование работ Руков одите ль 2 5 Определение объѐма и частей Студе нт 3 6 Проведение теоретического исследования темы Студе нт 18 7 Проведение расчѐтов Студе нт 12 8 Разработка части «финансовый менеджмент» Студе нт 6 9 Разработка части «социальная ответственность» Студе нт 5 10 Оценка эффективности проделанных работ Студе нт 3 11 Составление пояснительной записки Студе нт 3 12 Разработка презентации Студе нт 5 - студент - руководитель |