курсовая по азс. Курсовой проект по дисциплине Эксплуатация нефтебаз и азс

• Название: Курсовой проект по дисциплине Эксплуатация нефтебаз и азс
• Анкор: курсовая по азс
• Дата: 09.11.2022
• Размер: 1.14 Mb.
• Имя файла: 3_PZ_nps.docx
• Тип: Курсовой проект; #778360
• страница: 2 из 6

Введение

Целью данного курсового проекта является изучение состава, назначения и технологических характеристик работы резервуарного парка НПС и методик расчета потерь углеводородов от испарения, а также непосредственно расчет потерь нефти от испарения из резервуаров, находящихся в резервуарном парке на НПС «Калейкино», анализ полученных данных и определение мероприятий по сокращению потерь углеводородов.

Существуют головные и промежуточные нефтеперекачивающие станции. На головных перекачивающих станциях резервуарные парки предназначаются для создания определенного резерва нефти и нефтепродуктов, а на промежуточных перекачивающих станциях они предназначаются для компенсации неравномерности подачи двух соседних перекачивающих станций, а также являются буферными ёмкостями.

Одной из основных проблем транспортировке нефтепродуктов являются его потери. Потери от смешения и утечек при трубопроводном транспорте, из резервуаров, от неполного слива железнодорожных и автомобильных цистерн, обводнения, зачистки, а также вследствие аварий, разливов, разбрызгивания и испарения наносят огромный ущерб экономике страны, приводят к затратам общественного труда и снижению эффективности производства. Стоит отметить, что такие потери нефти и нефтепродуктов загрязняют почву, грунтовые воды и водоёмы. Многократные перевалки нефтепродуктов и хранение нефти и нефтепродуктов в резервуарах ведут к потерям от испарения- вследствие чего, в атмосферу уходят миллионы тонн углеводородов. Испаряются главным образом лёгкие фракции. Испаряясь в атмосфере, углеводороды отравляют обслуживающий персонал и жителей близлежащих жилых комплексов.

Существует такая статистика, по которой можно утверждать, что потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке значительно превышают потери при их хранении. Распределение потерь зависит от характеристики продукта, вида объекта, а также характера перевалки нефти и нефтепродуктов. Поэтому одной из основных является проблема разработки и внедрения средств, сокращающих потери нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении.

1. Общие сведения

1.1. Назначение и состав нефтеперекачивающих станций

Для создания и поддержания в трубопроводе напора, достаточного для обеспечения транспортировки нефти, необходимы нефтеперекачивающие станции. Основное назначение каждой нефтеперекачивающей станции состоит в том, чтобы забрать нефть из сечения трубопровода с низким напором, с помощью насосов увеличить этот напор и затем ввести нефть в сечение трубопровода с высоким напором. Основными элементами НПС являются насосные агрегаты, резервуары, системы подводящих и распределительных трубопроводов, узлы учета, устройства приема и пуска очистных устройств и поточных средств диагностики, а также системы смазки, вентиляции, отопления, энергоснабжения, водоснабжения, автоматики, телемеханики и т.п.

Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная нефтеперекачивающая станция предназначена для приема нефти с установок ее подготовки на промысле или из других источников и последующей закачки нефти в магистральный нефтепровод. Промежуточные станции обеспечивают поддержание в трубопроводе напора, достаточного для дальнейшей перекачки.

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно подразделить на две группы:

1. 
   Объекты основного (технологического) назначения, к которым относятся:
   

• 
  резервуарный парк;
  
• 
  подпорная насосная;
  
• 
  узел учета нефти с фильтрами;
  
• 
  магистральная насосная;
  
• 
  узел регулирования давления и узлы с предохранительными устройствами;
  
• 
  камеры пуска и приема очистных устройств;
  
• 
  технологические трубопроводы с запорной арматурой.
  

2. 
   Объекты вспомогательного и нодсобно-хозяйственного назначения, к которым относятся:
   

• 
  понижающая электроподстанция с распределительными устройствами;
  
• 
  комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции;
  
• 
  комплекс сооружений по отводу промыхпленных и бытовых стоков;
  
• 
  котельная с тепловыми сетями;
  
• 
  инженерно-лабораторный корпус;
  
• 
  пожарное депо;
  
• 
  узел связи;
  
• 
  механические мастерские;
  
• 
  мастерские ремонта и наладки котрольно-измерительных приборов (КИП);
  
• 
  гараж;
  
• 
  складские помещения;
  
• 
  административно-хозяйственный блок и т.д.
  

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции:

• 
  прием и учет нефти;
  
• 
  краткосрочное хранение нефти в резервуарах;
  
• 
  внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар);
  
• 
  закачка нефти в магистральный трубопровод;
  
• 
  пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств.
  

На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

На промежуточных нефтеперекачивающих станциях происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения ее дальнейшей перекачки. При работе ПНПС в режиме “из насоса в насос" (т.е. режиме, при котором конец предыдущего участка нефтепровода подключен непосредственно к линии всасывания насосов следующей НПС) промежуточные НПС не имеют резервуарных парков: в других случаях, когда перекачка ведется через резервуары или с подключенными резервуарами такие парки на ПНПС имеются. На ПНПС устанавливаются также системы сглаживания волн давления и защиты от гидравлических ударов . [6]

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью 400 — 600 км, состоящие из 3 — 5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме "из насоса в насос", и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуаров.

1.2. Сооружение нефтеперекачивающей станции

Для снижения затрат на сооружение НПС используется метод блочно-комплектного или блочно-модульного их исполнения. Главное преимущество этого метода достигается тем, что на территории станхщй практически отсутствуют сооружения из кирпича, бетона или железобетона. Все оборудование станции, включая автоматику, входит в состав функциональных блоков, монтируется и испытывается на заводе, затем в транспортабельном виде доставляется на строительную площадку. При этом блочно-модульные НПС могут быть открытого типа, т.е. насосные агрегаты вместе со всеми вспомогательными системами могут размещаться под навесом на открытом воздухе. От воздействия погодных условий насосные агрегаты защищаются индивидуальными металлическими кожухами с автономными системами вентиляции и подогрева. Такие станции работают при температуре окружающего воздуха от — 40 до +50^OС. При капитальном ремонте предусматривается замена всего блок-бокса в сборе.

Площадку под сооружение НПС выбирают с учетом выполнения некоторых обязательных требований:

рельеф местности должен быть пологим с явно выраженным уклоном для удобства самотечного отвода поверхностных вод;

грунты на площадке должны обладать достаточно высокой несущей способностью;

геологические условия района площадки должны допускать возведение всех сооружений станции без создания искусственных оснований;

грунты на площадке должны быть сухими с возможно более глубоким уровнем грунтовых вод.

Не допускается сооружение НПС на заболоченных и заливных участках, участках подверженных оползневым и карстовым явлениям, а также в зонах санитарной охраны источников водоснабжения. При размещении станций у рек или водоемов высотные отметки площадки должны быть не менее чем на 0,5 м выше расчетного горизонта высоких вод; за расчетный горизонт воды принимают наивысший ее уровень за 100 лет. Нефтеперекачивающие станции, сооружаемые вблизи рек, размещают ниже ближайших населенных пунктов.

При разработке генерального плана НПС обеспечивают наиболее рациональное размещение зданий и сооружений станции, а также благоприятные и безопасные условия труда ее работников. Для этого:

• 
  дания административно-хозяйственного назначения располагают со стороны наиболее интенсивного движения автотранспорта;
  
• 
  здания и сооружения с производствами повышенной пожарной опасности, в том числе котельную, располагают с подветренной стороны к другим зданиям;
  
• 
  здания вспомогательного производства размещают по соседству с основными зданиями и сооружениями;
  
• 
  здания бытовых помещений располагают ближе к проходной; энергообъекты приближают к основным потребителям, чтобы уменьшить протяженность тепло-, газо- и паропроводов и линий электропередач;
  
• 
  открытые подстанции размещают на самостоятельных участках;
  
• 
  производственные объекты с большой нагрузкой на грунт (например, резервуарные парки) размещают на участках с однородными хорошо сцементированными грунтами, способными обеспечить устойчивость фундаментов.
  

При размещении зданий и сооружений НПС учитывают стороны света и преобладающие направления ветров. Длинные стороны градирен (устройств для воздушного охлаждения циркуляционной воды) располагают перпендикулярно к преобладающему направлению ветров. Места для забора наружного воздуха системами приточной вентиляции выбирают в зонах наименьшего его загрязнения. Для станций с территорией более 5 га предусматривают не менее двух выездов, включая резервный. Проезды на территории НПС должны обеспечивать свободное движение в обоих направлениях, а также легкий подъезд пожарных машин к каждому зданию. Расстояние от края проезжей части до стены здания должно быть не более 25 м. [7]

1.3. Схема работы НПС

Оборудование ГНПС предназначено для выполнения следующих операций: нефть выкачивается из резервуарного парка (с помощью подпорных насосов) и проходит через сеть узлов учета. При прохождении через них определяется оптимальное количество нефти, которое должно попасть в магистраль, чтобы процесс перекачивания не был нарушен. При выходе из насосной станции нефть следует очистить от различного рода загрязнений. Для этого предназначен такой элемент как фильтры-грязеуловители.

После очистки нефть оказывается в узле предохранительных устройств. По сути, это заключительный этап перед ее попаданием непосредственно в магистраль. Проходя через этот узел, определяются показатели давления, если они выше предельно допустимых значений, то излишки нефти возвращаются обратно в резервуары, а нужное количество отправляется по магистрали.

Повышение давления потока нефти в магистральном нефтепроводе, для дальнейшей транспортировки осуществляется на промежуточных нефтеперекачивающих станциях (ППС). В состав промежуточных НПС может входить резервуарный парк или станция может быть без РП. Есть разные способы работы нефтеперекачивающих станций, выбор режима работы зависит от наличия в составе НПС резервуаров.

1. 
   Если нефтеперекачивающая станция не имеет в своем составе резервуарного парка, то такой режим работы называется «из насоса — в насос» (т.е. предыдущий участок нефтепровода своим концом входит (подключается) напрямую во всасывающую линию насоса следующей станции);
   
2. 
   Если в составе станции есть резервуарный парк, то перекачка жидкости производится через резервуары.
   

На НПС также устанавливаются камеры приема и пуска средств очистки и диагностики, которые используются для запуска и извлечения средств очистки стен трубопровода от загрязнений (парафиновых отложений), а также диагностических приборов, которые выявляю дефекты трубы. Система регулирования давления при избыточном давлении сбрасывает излишки нефти в специальный накопительный коллектор. ССВД (системы сглаживания волн давления), назначение этой системы — защита нефтепровода от гидравлических ударов, которые могут возникнуть во время аварийных остановок.



Рисунок 1 – Технологическая схема НПС

1.4. Резервуары и их классификация

Резервуарные парки нефтебаз играют очень важную роль. Основное их назначение — выполнение роли буфера между поставщиком и получателем, компенсирующего неравномерности поставок и потребления нефтепродуктов. К числу других функций резервуарных парков относятся: создание запасов на случай возникновения сбоев в транспортной цепи, доведение качества нефтепродуктов до требуемого уровня, их учет.

Резервуары для хранения нефтепродуктов бывают подземными и наземными. К подземным относят резервуары, наивысший уровень жидкости в которых не менее чем на 0,2 м ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей территории (в пределах 3 м от стенки резервуара или от стен здания или сооружения). Остальные резервуары считаются наземными. 

На нефтебазах применяются следующие типы резервуаров:

– вертикальные стальные;

– горизонтальные стальные;

– железобетонные. [4]

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей (типа РВС) являются наиболее распространенными. Они представляют собой цилиндрический корпус 1, сваренный из стальных листов размером 1,5 × 6 м, толщиной 4-25 мм, со щитовой конической или сферической кровлей. При изготовлении корпуса длинная сторона листов располагается горизонтально. Один горизонтальный ряд сваренных между собой листов называется поясом резервуара. Пояса резервуара соединяются между собой ступенчато, телескопически или встык.



Рисунок 2 – Вертикальный цилиндрический резервуар объёмом 5000 м³ со щитовой кровлей

1 — корпус; 2 — щитовая кровля; 3 — центральная стойка;4 — шахтная лестница; 5 — днище

Щитовая кровля 2 опирается на фермы и (у резервуаров большой емкости) на центральную стойку 3.

Днище резервуара 5 сварное, располагается на песчаной подушке, обработанной с целью предотвращения коррозии битумом и имеет уклон от центра к периферии. Этим обеспечивается более полное удаление подтоварной воды.

Резервуары типа РВС сооружаются объемом от 100 до 100 000 . Они рассчитаны на избыточное давление около 2000 Па и вакуум около 200 Па. [2]

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары с понтоном (типа РВСП) — это резервуары, по конструкции аналогичные резервуарам типа РВС (имеют стационарную крышу), но снабженные плавающим на поверхности бензина понтоном. Понтоны перемещаются по двум направляющим трубам, одна из которых одновременно используется для ручного отбора проб (4), а другая служит кожухом пробоотборника (5), снабжены уплотняющим затвором 3, тщательно заземлены.

Для сокращения потерь нефтепродуктов от испарения вертикальные цилиндрические резервуары оснащаются понтонами и плавающими крышами. Понтоны бывают металлические и синтетические.



Рисунок 3 – Резервуар с металлическим понтоном

1 — настил понтона; 2 — металлические короба-сегменты; 3 — уплотняющие затворы металлического понтона и направляющих; 4 — труба для ручного отбора проб; 5 — кожух пробоотборника ПСМ; 6 — опорные стойки. [2]

Вертикальный стальной цилиндрический резервуар с плавающей крышей (типа РВСПК). Стенка 4 резервуара укреплена кольцами жесткости 3, а также кольцевой площадкой жесткости 5, которые обеспечивают общую устойчивость сооружения.

Плавающая крыша состоит из плоской центральной части и периферийного кольцевого понтона 16 с герметичными коробами. Каждый короб сверху имеет люк размером 600 мм, закрываемый съемной крышкой, который позволяет контролировать герметичность сварных швов во время эксплуатации резервуара.

В крайнем нижнем положении плавающая крыша опирается на опорные стойки 8 (у резервуара РВСПК 50000 их 152 шт. диаметром 89 мм). Стойки закреплены на плавающей крыше и перемещаются вместе с ней. Высота стоек (1,8…2 м) обеспечивает возможность ведения работ в резервуаре под плавающей крышей.

Для предотвращения ее поворота при движении имеется две диаметрально расположенные трубчатые направляющие из труб диаметром 530 мм.



Рисунок 4 – Резервуар с плавающей крышей

1 — приемо-раздаточный патрубок с хлопушкой; 2 — запасной трос хлопушки; 3 — кольца жесткости;4 — стенка резервуара; 5 — кольцевая площадка жесткости; 6 — огневой предохранитель; 7 — трубопровод раствора пены; 8 — опорные стойки плавающей крыши; 9 — водоприемник атмосферных осадков; 10 — сухопровод орошения стенки резервуара; 11 — плавающая крыша; 12 — опорная ферма; 13 — катучая лестница; 14 — бортик удерживания пены; 15 — опорная ферма; 16 — периферийный кольцевой понтон плавающей крыши; 17 — уплотнитель (затвор) плавающей крыши; 18 — переходная площадка; 19 — шахтная лестница; 20 — трубчатая направляющая плавающей крыши; 21 — дренажная система; 22 — днище резервуара. [2]

Горизонтальные цилиндрические резервуары (типа РГС) представляют собой горизонтально расположенный цилиндр с плоским или коническим днищем. Корпус резервуара сооружают на заводе из стальных листов шириной от 1000 до 2000 мм. Они устанавливаются либо подземно (в сухих грунтах с заглублением на 1,2 м до верхней образующей), либо надземно (на опорах из сборного железобетона высотой 0,8…3 м и шириной 0,3…0,4 м).

Резервуары типа РГС изготавливаются объемом от 3 до 100 м3и рассчитаны на избыточное давление от 40 000 (для резервуаров с плоским днищем) до 70 000 Па (для резервуаров с коническим днищем) и на вакуум до 1000 Па. [1]

Железобетонные резервуары (типа ЖБР) бывают цилиндрические и прямоугольные. Первые более распространены, поскольку экономичнее, хотя прямоугольные резервуары более простыв изготовлении.

Железобетонные резервуары изготавливают, как правило, из предварительно напряженных железобетонных панелей, швы между которыми замоноличивают бетоном. Плиты перекрытия опираются на стены, а в ряде случаев — и на балки. Днище, в основном, изготавливается монолитным бетонным, толщиной 50 см.

Цилиндрические резервуары типа ЖБР сооружают объемом от 100 до 40 000 м³. Они рассчитаны на избыточное давление около200 Па и вакуум около 100 Па.

Резервуары типа ЖБР требуют меньших металлозатрат, чем стальные. Однако в процессе их эксплуатации выявился ряд недостатков. Прежде всего, существующие конструкции перекрытия железобетонных резервуаров не обладают достаточной герметичностью и не предотвращают проникновение паров нефти из резервуара в атмосферу. Другая проблема — борьба со всплыванием резервуаров при высоком уровне грунтовых вод. Наконец, существуют трудности с ремонтом внутреннего оборудования железобетонных резервуаров.

В силу перечисленных и ряда других причин резервуары типа ЖБР в настоящее время не сооружаются.

Резервуары типов РВСП и РВСПК используются только для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов, типа РВС — как для светлых, так и для темных нефтепродуктов, а типа ЖБР (существующие) — только для темных. [4]