Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 [ 172 ] 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Это демонстрирует второй результат:

Для участков, расположенных последовательно, оптимальная структура такова, что квадратичные потери давления каждого участка пропорциональны коэффициенту В, которые их характеризуют.

6.1.7.5. Трубопровод с расходом газа ПО пути с компремированием в начале

Проблема решается заменой последовательности участков одним эквивалентным участком в соответствии с методикой в § 6.1.7.4. Затем по формуле § 6.1.7.2 рассчитывают давление нагнетания компрессора, расположенного в начале эквивалентного участка.

Определяют серию диаметров

кхв,

сВу< где:

Рг-давление нагнетания; Р„-давление в конце сети.

6.1.7.6. Разветвленная сеть и метод Комбета

6.1.7.6.1. Промежуточный результат для сети в виде звезды

Рассмотрим сначала сеть, все участки которой выходят из одной точки и в конце которых давление одинаковое (идентичное):

Участок.!диаштрои длиной Ц транспортирует расход О/.

Находится один участок диаметром D и длиной L, транспортирующий расход Q = х/ таким образом, чтобы давление в начале и конце было бы Ро и Р, соответственно и так, что составляющая, зависящая от диаметра в капитальных вложениях, была бы равна сумме составляющих, зависящих от диа-

метра в капитальных вложениях каждого участка Эти два условия могут формулироваться также:

bDL = хО/Ц

PP? = KLg = KLyg

для всех /. Откуда

*5пТ

Принимая А = и ♦ 5Q2<rf5 отсюда находим следующий третий результат:

число л участков в звезде, все концы которых имеют такие же давление, падение давления и капитальные вложения (составляющая, независимая от диаметра), как и один участок, коэф<1>ициент А которого равен сумме коэффициентов А каждого отрезка.

Кроме того,

А = L 5Q5 =

(равенство 1),

6.1.7.6.2. Метод Комбета

Метод Комбета применяется к случаю разветвленной сети, имеющей один источник, известное давление и одинаковое давление на конце всех участков.

Сеть состоит из участков, соединенных последовательно или звездой известной длины, транспортирующих известный расход, и на конце каждого может быть отбор газа. Проблема состоит в том, чтобы найти диаметр каждого участка таким образом, чтобы получить минимальные капитальные вложения (т.е. капитальные вложения, зависящие от диаметра, т.к. капитальные вложения, независимые от диаметра, постоянны, независимы от выбранного решения, известных длин участков).

Решение проблемы опирается на три результата, показанных в § 6.1.7.4 и 6.1.7.6.1. Применяемая

Участок 1

Каждый участок имеет длину Ц и диаметр О/.

методика может быть обобщена на основе простого примера, приведенного ниже.

Участок BDE, эквивалентный с точки зрения оптимизации капитальных вложений одного трубо-

Звезда ВС, BE эквивалентна с точки зрения капитальных вложений одному участку, коэффициент А которого равен Aj + Аз (по третьему результату), где As - коэффициент, характеризующий участок, эквивалентный ВДЕ.

As = (Вз-нВ)

(ИЗ равенства 1)

Звезда ВС-ВЕ имеет таким образом В, равным

Вв= {А + А)*. Для оптимальной структуры имеем:

(РА-РВ) В, (РА-РЕ) " В,-нВв = на основе второго результата, это позволяет опре-

делить РВ. Также

(РВ)

(РВ-РЕ) (Вз + В,)

что позволяет определить PD. Таким образом имеется экономическое условие давление в каждой точке и отсюда находится оптимальный с экономической точки зрения диаметр трубопровода для обеспечения нужного расхода.

Простота метода Комбета объясняет его успешное применение в первом приближении в многочисленных проектах, несмотря на то, что условия применения не всегда точно соблюдались.

6.2. Строительство трубопроводов

6.2.1. Изучение трассы транспортных трубопроводов

Проект трассы для трубопроводов транспорта газа высокого давления включает прежде всего:

- предпроектные проработки, позволяющие начать административные действия;

- более детальный проект, необходимый для реализации работ.

6.2.1.1. Предпроект

Предпроект должен дать все необходимые документы для коридора шириной 6 км.

Коридор, в принципе, - ось трассы, нанесенной на карту в масштабе 1 :50000. Он сопровождается текстом, точно определяющим работы по строительству на местности. Проект коридора должен учитывать:

- зоны, которые должны быть исключены, такие как леса, зоны с опасным рельефом, зоны очевидно каменистые, зоны с высокой плотностью населения, зоны болотистые, зоны песков и т.д.;

- зоны, через которые необходимо пройти, такие как точки газоснабжения, натуральные просеки в лесу, проходы в крутых склонах, сужение водных потоков или реки и т.д.;

- сети шоссейных и железных дорог, линии электропередач высокого и сверх высокого напряжения и т.д.

6.2.1.2. Административные процедуры

Административные процедуры зависят от правил, действующих на дату представления проекта (см. раздел. 6.10. Правила).

6.2.1.3. Детальный проект

Детальный проект должен позволить установить, с одной стороны, ограничивающие условия, а с другой стороны, - определить трассу с максимальным указанием наилучшего проведения работ.

Прежде всего необходимо выполнить план трассы в масштабе 1:25000, называемым "полигональным" , устанавливающим трассу с высокой точностью. Этот документ позволяет установить пикетаж и выполнить план в масштабе 1:2000. В ходе этой фазы работ составляется список предпринимателей и эксплуатационников, причастных к этому проекту.

Наконец, чтобы дополнить документацию могут быть проведены особые исследования, такие как изучение грунта, возможность присоединений различных вставок.

6.2.1.4. Заключение договоров

Французское законодательство позволяет транспортеру, сооружающему трубопроводы, заключать договор между ним и хозяином частного владения в случае его пересечения. Эти соглашения ограничивают частные права и заставляют, в принципе, частного владельца не проводить значительных работ в районе газопровода, могущих по-

влиять на его безопасность. В том случае, если владелец препятствует прохождению трубопровода по владению, применяется законная процедура разрешения на пересечение. Эта процедура требует проведения опроса и заканчивается публикацией принятого решения префектурой.

6.2.2. Характеристика

используемых труб

NFA 49-400И GDF521-30.

6.2.2.1. Изготовление труб

Для строительства газопроводов используются только трубы из стали, которые могут быть изготовлены либо без сварки путем горячей протяжки, либо из листов или обручной стали, сваренной электричеством с или без вноса металла. В настоящее время используется практически только второй метод. Трубы могут свариваться продольным швом с наносом металла, или встык, или сваривается спиральным швом. Трубы заказываются в соответствии с нормами или спецификацией, которые часто различаются для разных стран.

Рассмотрим французские и американские нормы, как наиболее часто встречающиеся:

- нормы французские F А 49 - 00;

- нормы Американского нефтяного института A.P.I.5L

Все нормы могут быть модифицированы или дополнены особой спецификацией самого конструктора, например, для Саз de France техническая спецификация следующая:

- G.D.F. 521 - 20 - относящиеся к трубам, сваренным продольным швом наружным диаметром от 406,4 мм до 1220 мм;

- G.D.F. 521 - 30 - относящиеся к трубам, сваренным встык продольным швом диаметром наружным от 21,3 мм до 406,4 мм;

- G.D.F 521 - 40 - относящиеся к трубам, сваренным спиральным швом диаметром от 219,1 мм до 1625 мм.

Заметим, что для трубопроводов, построенных за границей, клиенты требуют более четко соблюдать нормы.

6.2.2.2. Характеристика труб

Химический состав труб зависит прежде всего от применяемых норм, к которым они относятся. Основные механические свойства различных сталей приводятся в таблице.

В таблице Rp = 0,2 - минимальный предел упругости, составляющий 0,2% остаточного удлинения в МПа (или декабар);

R„ - сопротивление разрыву при растяжении (min и max) в МПа (или декабар);

А - удлинение минимальное в %.

GDF521-20m GDF521-40.

Другие характеристики приводятся в нормах и спецификациях, например, такие, как сопротивление при ударе.

6.2.2.3. Расчет труб

Расчет толщины труб зависит от применяемых правил. Во Франции транспорт горючего газа подчиняется правилам безопасности от 11 мая 1970 г. и изменениям к этим правилам.

Эти правила дают базовую формулу для расчета трубопровода:

Ре - предельное безопасное давление в МПа;

е -минимальная оговоренная толшина; учитывающая точность изготовления (в мм);

О. - минимальный наружный диаметр (в мм);

t - максимальное допустимое поперечное напряжение трубопровода.

Установлены три типа зон в зависимости от их урбанизации:

- для зоны типа "А", соответствующей сельской зоне

f=0,73R,2;

- для зоны типа "В", соответствующей зоне средней урбанизации в приравненной к области общественной

f=0,6RpO,2;