Проектирование насосных станций
 Скачать 87.76 Kb.
|
Проектирование насосных станцийСостав и структура сооружений нефтепроводов и нефтепродуктопроводов (при системе перекачке «из насоса в насос») Головная перекачивающая станция располагается в начале магистрального т/п и предназначается для приема, хранения и откачки нефти в магистральный т/п. V=Q(2-3)/350; Промежуточная станция предназначена для поддержания энергии потока для обеспечения прокачки жидкости до конечного пункта. СНЛУ – станция начала линейного участка. V=0.5-1.5 Vсут КП – конечный пункт. Функции: прием, хранение и передача нефти заказчику. Классификация насосных станций: По месту расположения (головная, промежуточная,) По варианту исполнения: Стационарные – это комплекс объектов, необходимых для перекачки нефти или нефтепродуктов в выполненных в виде стационарных зданий; Блочно-комплектные НС – состоят из 3 типов элементов: монтажных блоков (на одной раме – насос + двигатель + остальные системы), блок-боксов и блок-контейнеров. Блочно-модульные НС – собирают на завод 3 элемента и перевозят модуль; НС открытого типа – нет зданий. Объекты насосных станцийК объектам основной технологии относятся: узел подключения станции к т/п, блок отчистки нефти или нефтепродуктов от воды, узел учета и контроля качества, резервуарный парк, основная и подпорная насосная, узел регуляторов давления. К объектам вспомогательного оборудования относится: система теплоэнергоснабжения, система водоснабжения, система водоотведения и водоочистки, лаборатория, мастерские, пожарное депо, гараж, склады и хранилища. Составление технологической схемыТехнологической называется схема выполнения технологических коммуникаций, обеспечивающих прием, хранение и откачку нефти. Основные требования к ТС – т/п должны быть минимальной протяженности, на них должно присутствовать минимальное количество запорной и прочей арматуры, и они должны обеспечивать выполнение всех технологических операций на НС. Технологическая схема формируется исходя их существующих систем перекачки. 1.Постанционная схема перекачки  2. С подключенным резервуаром  3. Схема перекачки «Через резервуар»  4. Схема перекачки «Из насоса в насос»   где 1 – узел подключения, 2 – узел предохранительных устройств; 3 – узел фильтров-грязеуловителей;4 - узел учета (а – приемная линия, б – отпускная линия); 5 - резервуарный парк; 6 – подпорная насосная; 7 – основная насосная; 8 – узел регуляторов давления. На промежуточной станции присутствуют следующие объекты: 1,2,3,7,8. Узел подключения:  где 1 – задвижка, 2 – обводная линия; 3 – резервуар для сбора грязе-асфальто-смоло-парафиновых отложений; 4 – заглушки для приема и запасовки очистных и диагностических устройств; 5 – датчики прохождения очистных и диагностических устройств по т/п; 6 – манометр. Подобный узел подключения к т/п монтируется на всех станциях подключения к т/п. Узел подключения монтируется в непосредственной близости к линейной части. Подобная конструкция камер очистных и диагностических устройств встречается на переходах через водные препятствия. Узел предохранительных устройств. Узел фильтров-грязеуловителей, где стоят фильтры грубой отчистки и дальнейшем поступлении нефти на узел учета. Резервуарный парк определяет тип емкости для хранения. Это самый взрывопожароопасный объект. Есть 3 варианта обвязки резервуаров: однопроводная обвязка;  двухпроводная обвязка;  многопроводная обвязка.  «Идеальный» резервуар: РВС собранный методом полистовой сборки с купольной алюминиевой крышей с алюминиевым понтоном, установленный на свайное основание с системой подслойного пожаротушения (оптимальный с точки зрения хранение нефтепродуктов – цена – качество). Чаще всего применяются насосы марки НМ, и подпорные насосы НМП, НПВ. И  сходя из прочностных характеристик насосы могут быть установлены последовательно или параллельно.  где 1 – центробежный насос, 2 – привод, 3 – соединительный элемент, 4 – задвижки с электроприводом, 5 – обратный клапан, 6 – брандмауэрная стенка (стенка из огнестойких материалов: кирпич, ж/б, и т.д.), 7 – блок системы маслоснабжения, 8 – коллектор, в котором проложена система технологических т/п (для подачи и отвода масла, для сбора утечек, для системы уплотнений) для нормальной работы насосов, I – зал электродвигателей, II –подсобно-вспомогательное помещение, III – зал насосов.  где 1- приемный коллектор, 2 – всасывающий коллектор, 3 – насос, 4 – задвижка с приводом. Здание насосного цеха изготавливается из огнестойких материалов и в основном бывает каркасного типа. Как насосный цех, так и зал электродвигателей должны иметь обязательно 2 входа-выхода. Один из которых должен иметь размер, превышающий размер максимально установленного оборудования, установленного в цехе. Окна и двери должны открываться наружу. Для обеспечения естественной вентиляции применяются дефлекторы на крыши здания. Внутри каждого зала монтируются мостовые краны: в зале электродвигателей грузоподъемностью 20 т, в зале – 10 т. Вспомогательные системы насосного цеха Система смазки подшипников насосов и электродвигателей (централизованное, принудительное, закрытого типа); Система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений (см. стр.65); Система сбора утечек от торцевых уплотнений (см. стр. 79); Система подачи воды или воздуха для охлаждения масла и электродвигателей (см. стр.70); Система подачи и подготовки сжатого воздуха (см. стр.83); Средства контроля и защиты насосного агрегата (см. стр.80). Система маслоснабжения  где 1 – резервуар для чистого масла располагается вне помещения насосной и оснащается подогревателем; 2 – насос для закачки в систему маслоснабжения чистого масла; 3 – емкости системы маслоснабжения; 4 – шестеренчатые насосы; 5 – емкость для частичного сброса из системы загрязненного ; 6 – фильтры тонкой очистки масла; 7 – маслоохлодители; 8 – аккумулирующий бак необходим для подачи масла к подшипникам при отключении масляных насосов; 9 – коллектор подачи масла к подшипникам; 10 – коллектор отвода масла от подшипников. Для насосов (4 шт.) НМ-10000-210 масло система включаем следующие элементы: маслобаки V = 1.1 м3, оснащаются датчиками уровня масла и специальными смотровыми окнами для определения верхнего положения уровня масла, имеют штуцеры для слива масла и люк для осмотра и контроля за состоянием бака. Это сварные конструкции; насосы Ш 40-6-18/4 P=0.4 МПа, Q=18 м3/ч с электродвигателем ВАО 51/6 N=5.5 кВт, n=970 об/мин (может применяться РЗ 30); фильтры с поверхностью фильтрации не менее 0,3 м2; маслоохладители с поверхностью охлаждения не менее 8 м2, теплообменники с использованием в качестве охладителя воды, а также АВО, где охлаждающим агентом является воздух (АВО-масла); т/п испытываются на давление нагнетательные до 0,5 МПа, всасывающие до 0,2 МПа. При запуске основных насосных агрегатов давление в системе смазки должно достигнуть величины 0,07 МПа. При давлении в системе 0,03 МПа происходит аварийное отключение основных насосных агрегатов. Применяемые масла в системе смазки и их основные характеристики В системах смазки насосных агрегатов применяются следующие масла: турбинные, авиационные и машинное. Выбираются по: температура застывания должна быть ниже 0; вязкость масла от температуры должна быть пологопадающей; температура вспышки; температура воспламенения; кислотное число выражается в мгм на 1 гр. масла и показывает сколько миллиграммов KOH необходимо для нейтрализации масла; содержание воды; содержание механических примесей; содержание коксов; Масло считается непригодным для использования если содержание механических примесей превышает 1,5 %, содержание воды превышает 0,25%, кислотное число более 1,5 мгм КОН на 1 гр масла, температура вспышки снижена до 150 градусов, содержание кокса более 3%. Средства контроля и защиты насосных агрегатов При работе насосных агрегатов контролируются следующие показатели: давление на входе и выходе; электрические параметры электродвигателя – напряжение, сила тока, мощность; температура корпуса насоса и электродвигателя; давление в системе смазки; температура подшипников насосов и электродвигателей; контроль избыточного давления в корпусе электродвигателя (в однозальном варианте) или контроль избыточного давления в месте прохождения соединительного вала со стороны зала электродвигателей (при двухзальном исполнении); герметичность торцевых уплотнений; температура воздуха в корпусе электродвигателя (в однозальном варианте); давление в линии разгрузки; контроль уровня вибраций; контроль часов работы агрегатов. Узел учета Ведется оперативный и коммерческий учет. Оперативный учет для контроля работы насосной станции. Коммерческий учет, по которому осуществляется оплата по существующему тарифу. Учет может быть по поступлению, наличию и откачки из резервуара и на коммерческих узлах учета и контроля качества, оснащенных различными видами счетчиков (см. стр.117). Обычно узел учета совмещается с узлом контроля качества нефтепродукта в блочном варианте на специальных заводах.  где 1 – фильтр тонкой очистки; 2 – струевыпрямитель; 3 – счетчик (турбинный); 4 – манометр; 5 – термодатчик; 6 – отвод к контрольному счетчику или пруверу; 7 – кран для спуска воздуха. Диаметр трубок внутри струевыпрямитля не более 0,1 условного диаметра самого выпрямителя, число трубок не менее 4, длина струевыпрямителя 2-3 Dу. При установке струевыпрямителя длина прямолинейного участка может быть уменьшена до 10 Dу. Поверка – это определение фактической погрешности счетчика на данный момент времени. Для поверки может использоваться либо контрольный счетчик, погрешность которого известна и ниже погрешности рабочего счетчика в 3 раза, или трубопоршневая установка (прувер).  где 1 – труба, имеющая строго вымеренный объем, 2 – устройство для запуска разделителя, 3 – устройство для приема разделителя. При поверке должны выполняться следующие требования: погрешность средств поверки не должна превышать 1/3 погрешности, требуемой от рабочих счетчиков; определение погрешности должно осуществляться на рабочей жидкости; при поверке необходимо обеспечить расходы во всем поверяемом диапазоне измерений; проведение поверки должно производиться не менее 3 раз при одной производительности; при проведении поверки должна обеспечиваться стабильность расхода жидкости, а именно температура должна изменяться в пределах ± 0,5°, давление ± 0,1 МПа. Методы измерения количества нефти и нефтепродуктов (стр. 106) Средства измерения количества нефти на НПС, конструктивные особенности и области применения (стр. 117) Системы измерения количества и качества нефти (стр. 140) Радиолокационные системы измерения количества нефти в резервуарах (стр. 154) Проектирование и эксплуатация компрессорных станций Состав сооружений магистрального газопровода  где 1 – месторождение газа; 2 – дожимная компрессорная станция; 3,4 – промежуточные компрессорные станции; 5 – газораспределительные станции (ГРС); 6 – подземное хранилище газа; 7 – концевой участок газопровода; 8 – газоперерабатывающий комплекс (может быть 5,6). Классификация компрессорных станций Все газопровод делятся на 3 категории: газопроводы высокого давления P>2,5 МПа; газопроводы среднего давления P=1,2-2,5 МПа; газопроводы низкого давления P<1,2 МПа. Компрессорные станции предназначаются для сжатия транспортируемого газа до давления, обеспечивающего его подачу от месторождения до потребителя. Основными параметрами любой компрессорной станции являются: количество сжимаемого газа; давление на входе и на выходе станции; температура на входе и на выходе станции; По месторасположению компрессорные станции делятся на: головные (старая классификация, в настоящее время все операции по подготовке перенесены с головной станции на промысел); дожимные компрессорные станции; промежуточные компрессорные станции. По типу применяемых на компрессорных станциях газоперекачивающих агрегатов (ГПА) компрессорные станции делятся на: станции с поршневыми компрессорами, имеющими газомоторный привод (газомотокомпрессор); станции с центробежными нагнетателями с газотурбинным приводом; станции с центробежными нагнетателями с электроприводом; станции с центробежными нагнетателями с приводом от авиационных и судовых турбин. По варианту исполнения компрессорные станции делятся на: стационарные компрессорные станции; компрессорные станции, выполненные в блочно-модульном варианте; компрессорные станции открытого типа. Генеральный план компрессорный станции См. Практика (все то же что и насосная станция за исключением резервуарного парка) Технологическая схема компрессорной станции Общие вопросы эксплуатации НС и КС Трубопроводная арматура Вся трубопроводная арматура подразделяется на запорную арматуру, предохранительную, предохранительно-запорную и регулирующую. Запорная арматура. Задвижки - применяются для перекрытия потока жидкости в трубах на насосных станциях магистральных нефтепроводов. Могут быть клиновые (с неупругим клином, упругим клином и самовосстанавливающимся клином (рис 4.3)) и параллельные (рис 4.2, 4.4, 4.5). По форме задвижки: могут быть плоскими, овальными или круглыми. По материалу, из которого изготавливаются: стальные (литые и кованные), чугунные. Для эксплуатации на трубопроводах, перекачивающих высоковязкие жидкости, задвижки оборудованы теплоизоляцией или подогревом. Могут быть выполнены как с приводом, так и без него. Привод может быть гидравлически, электрический и пневматический привод. Основные характеристики задвижки – это Dу и Ру, рабочая среда (главной характеристикой которой является содержание серы), рабочая температура. Краны применяются для перекрытия потока жидкости и газа на насосных и компрессорных станциях; Могут быть пробковые и шаровые. Конструкция представлена на рис 4.6, 4.7. В основном делаются чугунные или стальные. При работе на жидкостях используют электрические двигатели, а при работе с газом – пневматический. Основные характеристики кранов – это Dу и Ру, рабочая среда (главной характеристикой которой является содержание серы), рабочая температура. Вентили применяются для перекрытия потока жидкости на вспомогательных системах насосных и компрессорных станциях. Работают на малых давлениях и диаметрах (до 50 мм). Привод запорной арматуры представлены на стр. 333. Вся запорная арматура должна иметь разрешение на эксплуатацию, выданное ГосГорТехНадзором и ГосСтандартом РФ. Предохранительная арматура Предназначается для защиты технологического оборудования при возникновении повышенного давления в линии. К ней относятся предохранительные клапаны (более подробно рассмотрены на стр. 339). Предохранительно-запорная арматура К ней относятся обратные клапаны. По принципу работы они могут быть подъемные и поворотные (См. стр. 334). Обратный клапан нужен для предотвращения обратного потока в трубе. Регулирующая арматура Есть 2 типа – регуляторы расхода и регуляторы давления (стр.346, рис. 4.15). Вибрация насосно-силового и газоперекачивающего оборудования С точки зрения надежности, работы оборудования вибрации занимают особое место. При вибрации отдельные узлы и детали испытывают воздействие знако-переменных нагрузок. Это приводит к возникновению повышенных напряжений, в результате которых снижается их прочность и может произойти их полное разрушение. Вибрации свидетельствуют о не нормальной работе какого-либо узла или о его неисправности. Вибрация приводит к тому, что происходит разрушение наиболее ответственных узлов и деталей, опорно-упорные подшипники, редуктора, соединительной муфты, в сравнительно короткий период ее возникновения. Вибрация может привести к расслаблению крепления агрегатов и разрушения фундаментов. Вибрация оказывает воздействие на человека (заболевания нервной системы) Пропустил Метод 2: Изменение частот собственных колебаний элементов оборудования за счет изменения массы и жесткости крепления элементов оборудования: Изменение жесткости характеристик опор; Установка динамических виброгасителей, представляющих собой дополнительную массу, присоединяемую в сечении максимальных колебаний; Установка колец жесткости в сечении максимальных колебаний; Установка дополнительных масс. При использовании перового принципа борьбы с резонансными вибрациями его реализация любым методом не исключает возможности возникновения резонансных вибраций в новых условиях на других частотах. Это обуславливается сложностью гармонического состава возмущающих сил и высокой насыщенностью насосных и компрессорных цехов различного оборудования. Второй принцип уменьшения резонансных вибраций также может быть реализован 2 методами: введение в узлы вибрирующих элементов сосредоточенного дополнительного демпфирование - используется при помощи демпфирующих прокладок и оптимального с точки зрения демпфирования и прочности узла условий крепления. В качестве прокладок используется резина с толщиной 5, 10, 15 мм; введение в узлы вибрирующих элементов распределенного демпфирования - это нанесение демпфирующих покрытий на вибрирующие поверхности. В качестве демпфирующих покрытий могут быть использованы битумные мастики, бризол. Демпфирование – это есть использование приспособлений для успокоения механических колебаний путем поглощения части энергии системы. Преимущество второго принципа перед первым является широкополосность действия, т.е. при изменении резонирующих частот в довольно широком частотном диапазоне эффект снижения вибраций не изменяется. Надежность работы оборудования насосных и компрессорных станций Надежность работы оборудования НС и КС характеризуют следующие показатели: Долговечность – выражается через суммарную, максимально-возможную наработку агрегата до конца срока его службы (для ГПА от 20000 до 76000 часов); безотказность; ремонтопригодность. Пропустил Система планово-предупредительных ремонтов Все мероприятия по обеспечению надежности оборудования можно подразделить на 2 части: межремонтное обслуживание и ремонт. Межремонтное обслуживание – это система профилактических мероприятий. Она включает в себя надзор за правильной эксплуатацией оборудования в соответствии с правилами его эксплуатации. Все необходимые работы, выполняемые на данном этапе выполняются не по причине отказа оборудования. Межпрофилактическое обслуживание можно регулировать и проводить в плановом порядке во время профилактических остановок трубопровода. Ремонт отличается от межпрофилактического обслуживания тем, что все работы производятся по причине отказа. На протяжении всего срока работы оборудования оно может входить в состояние отказа неоднократно. Исходя из динамики износа деталей интенсивность отказа может быть определена по формуле:  ,где  - интенсивность отказа оборудования, возникающая вследствие износа,  - интенсивность внезапных отказов. Система планово-предупредительных ремонтов нацелена на предупреждение отказов и поддержание оборудования в рабочем состоянии. Система ППР и её организация При разработке системы ППР используются следующие понятия и определения: Ремонтный цикл – это время работы оборудования между двумя плановыми капитальными ремонтами (для работающего оборудования) или время работы от начала эксплуатации до первого капитального ремонта (новое оборудование). Межремонтный период - это время работы оборудования между двумя любыми очередными плановыми ремонтами. Структура ремонтного цикла – это порядок чередования всех ремонтных и профилактических работ в ремонтном цикле (период между двумя капитальными ремонтами). Система ППР предусматривает разработку следующих основных показателей: определение видов ремонтных работ и их содержание; установление межремонтных периодов и структура межремонтного цикла; определение категории сложности ремонта; расчет простоя оборудования в ремонте; расчет норм расхода основных материалов на выполнение ремонта. Все плановые ремонты проводимые на НС и КС можно подразделить на 3 категории: Текущий ремонт – плановый минимальный по объему вид ремонта, при котором замена или восстановление быстроизнашивающихся частей или деталей оборудования устранением дефектов и регулированием механизмов обеспечивается нормальная эксплуатация оборудования до очередного планового ремонта. Текущий ремонт выполняется силами персонала НС или КС в процессе его проведения выявляется необходимость проведения среднего или капитального ремонта. Вся проведенная работа по выполнению текущего ремонта, как и при других ремонтах, фиксируется в специальных журналах. Средний ремонт – это такой вид планового ремонта, при котором путем капитального ремонта отдельных узлов, заменой и восстановлением значительного числа изношенны деталей, агрегату или оборудованию возвращается состояние, предусмотренное техническими условиями (первоначальные характеристики). Во время проведения среднего ремонта производятся также все работы, предусмотренные текущим ремонтом. Капитальный ремонт – это наибольший по объему плановый ремонт, при котором оборудование для детального выяснения его состояния подвергают разборке, в том числе и полной, и производят ремонт и замену всех без исключения изношенных деталей и узлов. Результатом капитального ремонта является полное восстановление первоначальных характеристик оборудования. В процессе капитального ремонта выполняются работы по среднему или текущему ремонту. Определение долговечности деталей, узлов и оборудования в целом Основной задачей ППР является оценка физической и оптимальной долговечности деталей, узлов и оборудования. Физическая долговечность определяется сроком службы оборудования до его предельного износа и характеризует межремонтный срок службы. Физическая долговечность регламентируется сроком службы быстроизнашивающихся деталей (Так наиболее общей характеристикой износа вала в подшипнике может служить максимально допустимый зазор в месте наибольшей выработки). Межремонтный срок службы с учетом физического износа приработанного оборудования (в случае равномерного износа сопряженной пары) определится по формуле:  где  - зазор после приработки,  - величина характеризующая скорость изнашивания в процессе эксплуатации, устанавливается опытным путем, т.к. эта величина зависит от первоначального зазора, качества поверхности деталей, условий эксплуатации и т.д. Долговечность деталей может быть определена в процессе эксплуатации. Исходными данными для этого являются записи в журналах обо всех проведенных ремонтах и обо всех замененных деталях. За срок службы детали принимается ее средняя долговечность. Среднестатистические характеристики долговечности дают возможность рассчитать срок их службы, для того чтобы определить оптимальные сроки их профилактических замен и потребность в запасных частях. Максимальная долговечность с учетом физического износа может быть также установлена путем анализа возможных закономерностей изменения затрат на техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт. В этом случае затраты на запасные части за весь срок работы оборудования можно выразить:
где K – усредненная цена каждой новой группы запасных частей, применяемых при очередном ремонте, j – порядковый номер ремонта, t –срок службы оборудования. Подставим j в формулу (1) получим:
Полные удельные затраты, изменяющиеся с увеличение срока оборудования будут представлять собой сумму затрат на запасные части и амортизационные отчисления.
где СН – цена нового оборудования за вычетом средств, полученных от ликвидации старого оборудования. Для определения оптимальной долговечности с учетом физического износа диффиринцируют выражение (3) по времени и получаем:
Из выражения (4) видно, что оптимальная долговечность зависит от физической долговечности  , затрат на приобретение оборудования и прироста затрат на запасные части при каждом ремонте. Проиллюстрируем, как меняются различные составляющие затрат.  где 1 – затраты на запасные части и ремонт; 2 – затраты на амортизационные отчисления; 3 – суммарные затраты Число необходимых капитальных ремонтов:
Защита от шума в насосных и компрессорных цехах Шум, в общем смысле, есть совокупность посторонних звуком, мешающих нормальной работе. Шум может быть слышимый и не слышимый. Мерой силу слухового ощущения является громкость звука. Порогом слышимости называется наименьшая интенсивность звука, при которой звук воспринимается органами слуха, зависит от частоты звука. Порогом болевого ощущения называется наибольшая интенсивность звука, при которой восприятие звука органами слуха еще не вызывает болевых ощущений, зависит от частоты звука. К шумному оборудованию относятся, прежде всего, газотурбинные ГПА и насосные агрегаты. Основными источниками шума в них являются: Входной тракт осевого компрессора; Выходной тракт турбины; Корпус ГТУ и камера сгорания; Нагнетатель, насос; Воздушные охладители газа и масла (АВО); Вентиляторы; Масляные шестеренчатые насосы; Для всего этого оборудования характерен широкополосный шум. Тональный шум характерен для 1 и 4. Высокочастотный шум возникает при утечках газа и воздуха. Низкочастотный шум характерен при возникновении вибрации оборудования. Высокочастотный шум устраняется путем ликвидации утечек, низкочастотный шум – путем снижения уровня вибрации, применением демпфирующих прокладок и покрытий, широкополосный шум - с помощью применения звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов, а также применением индивидуальных средств защиты. К звукопоглощающим покрытиям относятся пористые и волокнистые материалы, защищенные сетками и переформированными материалами. Для обеспечения акустической прозрачности защищающие сетки и листы, пористые материалы должны иметь отверстия общей площадью не менее 30% от площади самого листа (коэффициент перфорации 0.3), отверстия выполняются диаметром 3-5 мм. Вспомогательные системы Нс и КС Система водоснабжения насосных и компрессорных станций На НС и КС вода используется в 3 направлениях: Хозяйственно-питьевые нужды; Производственные нужды; Противопожарное водоснабжение. Система водоснабжения для НС и КС разрабатывается на основе существующих СНИПов и ГОСТов на потребляемую воду. На НС и КС в зависимости от качества и прочих требований к воде, необходимых напоров и расходов устраиваются следующие системы: Отдельные (производственные, хозяйственно-питьевые и хозяйственные); Комбинированные, когда несколько т/п, имеющих разное назначение, объединяются в один (хозяйственно-питьевой + производственный, противопожарный + производственный); Объединенная система. На действующих НС и КС для обеспечения их водой применяются комбинированный системы. Сейчас стали применять объединенные системы водоснабжения. Производственные системы водоснабжения могут быть: прямоточные системы – использованная вода сбрасывается на очистные сооружения, после которых идет непосредственно в водоем; системы с повторным использованием - использованная один раз в цикле вода направляется на другой вид использования; оборотные системы – вода используется в одном цикле многократно. Достоинство - экономия воды и снижения загрязнения окружающей среды. Особенностью системой водоснабжения является то, что при проектировании системы водоснабжения необходимо учитывать, что НС и КС расположены вдали от населенных пунктов и имеет свой жилой поселок, для которого требуется своя система. В общем случае система водоснабжения система водоснабжения для НС и КС имеет вид:  где 1 – водоприемные сооружения; 2 – насосная станция первого подъема; 3 – очистные сооружения, сооружения по подготовке воды; 4 – резервуары для создания запаса воды; 5 –насосная станция второго подъема; 6 – водоводы; 7 – водонапорная башня; 8 –водопроводные сети. Водоприемные сооружения (водозабор) предназначен для набора воды из надземного или подземного источника. Насосная первого подъема (2) может быть совмещена с водозабором (1), может находиться на некотором удалении от него, и нужна для перекачки воды от водозабора до очистных сооружений (3) и далее до резервуаров чистой воды (4). Насосная второго подъема (5) предназначена для забора воды из резервуара (4) и подачи ее в водораспределительную сеть (8). Водонапорная башня (7) предназначается для компенсации неравномерного потребления воды в течении суток и является одним из видов напорно-регулирующих устройств. В качестве регулирующих устройств кроме водонапорной башни могут быть использованы установки, но из использование ограничено ввиду высоких эксплутационных затрат и их применение рекомендуется при малых расходах воды (до 10 м3/ч). Конструкция водонапорной башни и ее схема работы приведены на стр. 351, рис 5.2. Также см. 5.3-5.5. Для хранения воды на перекачивающих станциях (противопожарной запас, запас хозяйственно-питьевой воды) применяются в основном стальные резервуары типа РВС. Для подержания температурного режима внутри резервуара он покрывается светоотражающий краской или исполняется в полуподземном состоянии. Источники водоснабжения Основной источник водоснабжения – скважины, в которых используются специальные трубы, внутри которых монтируется насосная система. Также эту роль могут выполнять артезианские скважины. Источником водоснабжения может быть река, водоем, озеро. Все источники водоснабжения должны быть в обязательном порядке санитарной охраной, создается так называемая санитарная зона охраны. Её делят на 3 части (пояса): Зона строгого режима с обязательным ограждением и охраной; Зона ограничений; Зона наблюдений. В качестве источника воды скважины должно быть не менее 2 скважин, каждая из которых должна обеспечивать 100% расход воды. В том случае если расход воды на хозяйственно-питьевые нужды не превышает 10 м3/ч можно применять одну скважину, но в этом случае в резервуаре для противопожарного водоснабжения должен существовать аварийный запас, рассчитанный на 6 часовую подачу и иметься один запасной насос (на складе). Если забор воды ведется из мелкозернистых или пылеватых пород должно быть предусмотрено к установке не менее 2 скважин. Для забора воды с поверхностных источников используют береговые водозаборные сооружения раздельного или совмещенного типа. При этом санитарная зона, указанная выше, сохраняется. Источник выбирается из технико-экономических показателей. Водопроводы, водопроводные сети Выбор материала для водопроводных сетей осуществляется на основании расчета, а также исходя из гидрогеологических санитарных и рабочих условий трубопровода. Исходя из этого, для труб водоводов могут быть применены следующие материалы: сталь, чугун и различные неметаллические материалы. Глубина закладки трубопровода в грунт устанавливается из условии промерзания и должна быть на 0.5 м. ниже среднего промерзания грунта. В случае тупикоых водопроводных сетей должны быть учтены следующие моменты: допускается перерыв водоснабжения; Диаметр труб не более 100 мм; Длина не более 200 м; В основном применяется для производственных нужд. Гидравлический расчет тупиковых трубопроводов производится исходя из предназначения (см. практику). Для обеспечения тушения пожаров на пожарных водоводах предусматривается установка пожарных гидрантов (пожарных колонок) – см. стр. 359, рис 5.9-5.10. Пожарные гидранты и колонки на противопожарном водопроводе располагаются не далее 2.5 м от края дороги, не ближе 5 м. от стен зданий и на расстоянии друг от друга не более 150 м. Свободный напор в сети противопожарного низкого давления должен быть не менее 10 м. на уровне поверхности земли. В сети высокого давления из расчета обеспечения компактной струй не менее 10 м. при расположении ствола на уровне самого высокого здания. В хозяйственно-питьевом водопроводе гидростатический напор у потребителей должен приниматься по технологическим характеристикам применяемого оборудования. При оснащении водонасосных применяются обычно центробежные насосы консольного типа, с двусторонним подводом воды, многоступенчатые. Применяются глубинные насосы с верхним или нижним забором воды, артезианские с глубинным двигателем. Насосные станции проектируются согласно нормам и правилам и по надежности подразделяются на 3 класса, по предназначению делятся на хозяйственно-питьевые насосные, насосные производственного водоснабжения, циркуляционные (в системе охлаждения), противопожарные. В резервуарных парках НПС на отдельно-стоящих резервуарах для нефтепродуктов для компрессорных станциях в зданиях и сооружениях, содержащих углеводороды предусматриваются системы пенного пожаротушения и водяного охлаждения. Пожаротушение в резервуарах осуществляется высокократной механической пеной, получаемых с помощью пеногенераторов средней и низкой кратности (см. стр. 358, рис. 5.8). Противопожарные трубопроводы в резервуарном парке подразделяются на растворопроводы для подачи раствора и пены в пенообразователи и водопроводы для охлаждения соседних резервуаров. Эти трубопроводы должны быть кольцевые. Система подслойного пожаротушения в резервуарах – это совокупность специального оборудования, пенообразователя и технологии, позволяющей генерировать, транспортировать и вводить низкократную пену непосредственно в слой горючего или под товарную воду , обеспечивая быстрое тушение пожара. Эта система позволяет ликвидировать горение нефти в резервуаре, несмотря на разрушение верхнего пояса и закрытых сверху участков поверхности горения. Эффективность тушащего действия практически не зависит от времени действия пожара, поскольку пена вводится в нижний холодный слой нефтепродукт. В состав системы подслойного пожаротушения входит высоконапорные пеногенераторы с соединительными фланцами, система задвижек до и после обвалования, обратный клапан, пакет с калиброванной разрывной мембраной внутри или снаружи резервуара, внутренняя разводка пенопровода с пенными насадками. Система водоотведения В результате производственной деятельности, атмосферных осадков на территории НС и КС образуется загрязненная вода, которая после очистки сбрасывается по специальным системам в водоемы. Эти воды называются сточными. Различаются следующие виды сточных вод: Производственные – образующиеся при промывке резервуаров, из систем охлаждения, из насосных цехов, из гаражей, из лабораторий и т.д. Дождевые (атмосферные) с территории площадок НС и КС, воды образующиеся при таянии снега. Бытовые сточные воды – от хозяйственных помещений. Производственные воды включают в себя несколько разновидностей нефтесодержащих стоков – подтоварная вода из резервуаров, вода, образующаяся при очистке резервуаров. Под системой водоотведения понимается комплекс сооружений, предназначенный для приема, очистки перед утилизацией или сбросом водоема. Систему водоотведения на НС и КС разделяют на следующие состовляющие: Производственно-дождевую; Бытовая; Специальная – для отвода сточных вод, содержащих химические вещества и этилированный бензин. Если в сточной воде содержится до 10 м3/сутки химических реагентов или бензина, специальную канализацию можно не сооружать. Эту воду собирают в специальный сборник с последующим выводом на утилизацию. При наличии в смене менее 25 человек применяется принцип вывоза бытовой канализации и бытового водоотведения. Отведение производственно-дождевых вод должно осуществляться по трубопроводам, изготовленным из негорючих материалов. На КС наиболее часто применяют так называемое циркуляционное использование сточных вод. Расчет водоводов в системе водоотведения производится исходя из максимального расхода сточной воды со всех объектов. Оборудование систем водоотведения Включает в себя: Устройство по приему сточных вод (дождевые колодцы), трапы; Трубопроводы. В зависимости от того, какая сеть применяется (самотечная или напорная) трубы могут быть изготовлены из следующих материалов: железобетон, бетон, керамика, асбестоцемент, чугун, сталь и пластмасса. Для напорных трубопроводов предпочтительнее – сталь. В обязательном порядке чугунные или стальные трубы в системе применяются в труднодоступных местах, в вечномерзлых грунтах, при переходах через автодороги и ж/д, при пересечении с системами водоснабжения. По форме могут быть: круглые, эллиптические, лотковые. Для нормальной эксплуатации водоотводящих сетей (недопущение загрязнений) по длине сети устраиваются колодцы следующих типов: Линейные колодцы – размещаются по трассе (трубе) на определенном расстоянии друг от друга. Узловые – в местах соединения 3 труб. Поворотные – в местах, где труба изменяет направление. Перепадные – для соединения водоотводящих водоводов, проложенных на разной высоте. С гидравлическим затвором – для противопожарных целей для разделение т/п на отдельные участки. Особенности проектирования и эксплуатации водоотводящих т/п См. 5.2.3 стр.367 Очистка нефтесодержащих сточных вод Осуществляется с целью удаления из воды нефтяных и механических частиц, солей, щелочи, тяжелых металлов, ПАВ веществ и т.д. Основными методами отчистки являются: механический – для отделения грубо-дисперстных (всплывающих) нефтяных частиц, а также осаждающихся минеральных примесей. Таким образом этот метод использует фильтрации и отстаивания, для ускорения может быть применена центрифуга. Этот метод реализуется с помощью пескомойки, нефтеловушки, буферных емкостей, прудов дополнительного отстаивания, фильтров и гидроциклонов. При наличии большого количества нефтяных загрязнений механическая очистка служит только первой ступенью очистки, т.к. она не обеспечивает извлечение эмульгированных частиц, растворенных нефтяных частиц, коллоидных загрязнителей и других органических соединений. Для очистки воды от вышеперечисленных загрязнителей используется следующий метод. физико-химический – применение процессов флотации, коагуляции, флокуляции и т.д. Эти методы реализуются на контактных емкостях (флотаторах). Это вторая ступень очистки и если по выходу из них вода имеет характеристики для сброса в водоем, то на это вся очистка заканчивается, если не соответствует, то вода идет на следующую ступень очистки. биохимический (биологический) – основывается на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, являющихся источником питания для микроорганизмов. Эта очистка обеспечивает более полное удаление растворенных нефтепродуктов и других органических веществ. Очистка реализуется на биологических прудах, аэротенках, полях орошения. Если и теперь недостигнута необходимая степень очистки используется следующие методы химический – озонирование и хлорирование – для отчистки от тетраэтилсвинца. На КС в основном применяют компактные системы биологической очистки. В качестве традиционных источников тепла, используемых на НС и КС относятся: Котельные установки с паровыми и водогрельными котлами; Электроустановка; Утилизационные установки тепла отходящих газов на КС; Установки с использованием солнечной энергии; Установки с использованием энергии ветра. Отопление зданий и сооружений Отопление зданий и сооружений НС и КС см. стр. 379, 5.3.6. Энергоснабжение Все существующие в нефтяной промышленности объекты (потребители) электроэнергии делятся на 3 категории: обеспечение электроэнергией производится от 2 взаимнонезависимых источников питания. К этим объектам относятся: головные станции магистральных нефтепроводов и КС. Насосные промежуточные станции, компрессорные станции на СПХГ, которые обеспечиваются электроэнергией как и потребители первой категории, но при нарушении электроснабжения от одного из источников электропитания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания. Объекты, где допускаются перерывы. К ним относятся неответственные потребители. Внутри станции также происходит подразделение на 3 категории потребителей: Электроустановки, обеспечивающие технологический процесс (электропривод, электропривод вспомогательных систем) Электропотребители (электроустановки) на которых перерыв подачи электроэнергии вызывает ограничения выходных показателей станции (ограничители давления); Неответственные потребители. Для обеспечения электроэнергией НС и КС используются линии электропередач, с напряжением 110-220 кВ. К НС и КС подводятся 2 линии электропередач, расположенные на отдельных опорах и питающиеся от разных, независящих друг от друга секций распределительного устройства. Потребители получают от понизительной подстанции. Подстанции могут быть 2 типов: подстанция тупиковая и районная. Тупиковая для снабжения НС или КС и осуживается их персоналом. Подстанции районного типа обеспечивает не только КС, но и др. потребителей и обслуживается. Понизительная подстанция состоит из 2 частей: 1) открытое – на котором устанавливается не менее двух трансформаторов (6-10 кВ) которые должны обеспечивать номинальную нагрузку КС + 100% резерва. Такая схема позволяет переводить питание КС без отключения с одной линии на другую через любой трансформатор. 2) закрытое распределительные устройства низшего напряжения С подачей 6-10 кВ, постпающая электроэнергия на трансформаторы, понижающие напряжение до величины, используемой на станции для различных целей. Рис 5.23. Для обеспечения подачи потребителям первой категории предусматриваются дизельгенераторы с автоматическим запуском при исчезновении напряжения. В случае прекращения подачи напряжения вспомогартельное оборудование получает питание от аккумуляторных батарей. |
