Помощь студентам в учебе
Управление перекачкой товарной нефти по участку магистрального нефтепровода «Нефтеперекачивающая станция
|
Введение 9
1. Oil transportation via main pipelines 12
1.1. Modern problems of oil transportation by main pipelines 12
1.2. Classification of commercial oil 16
1.3. Main objects and construction of main oil pipelines 19
1.4. Technological transfer schemes 21
1.5. Equipment of pumping stations 24
2. Анализ способов управления приемом, поставкой нефти и ее
перекачкой по МН 27
2.1. Рациональные режимы работы МН при изменении параметров 31
НПС
2.1.1. Методы «дискретного» регулирования при постоянной частоте
вращения ротора насоса 31
2.1.1.1. Обточка (обрезка) рабочих колёс насосов по диаметру 31
2.1.1.2. Обточка (обрезка) рабочих колёс насосов по лопаткам 33
2.1.1.3. Изменение угла установки лопаток рабочего колеса насоса 34
2.1.1.4. Использование сменных рабочих колес насосов 35
2.1.1.5. Изменение числа и схемы соединения насосов 36
2.1.2. Методы «плавного» регулирования при постоянной частоте
вращения ротора насоса 37
2.1.2.1. Дросселирование потока 37
2.1.2.2. Перепуск потока нефти (байпассирование) 40
2.1.2.3. Комбинирование насосных агрегатов 41
2.1.3. Методы «плавного» регулирования при переменной частоте 42
вращения ротора насоса
2.1.3.1. Использование двигателя с изменяемой частотой вращения 45
2.1.3.2. Использование специальных регулирующих муфт 46
2.1.3.3. Использование ПЧ питающего переменного тока 52
2.2. Рациональные режимы работы МН при изменении параметров 53 ЛЧ
2.2.1. Метод «дискретного» регулирования 53
2.2.1.1. Отключение участков МН 53
2.2.2. Метод «плавного» регулирования 54
2.2.2.1. Применение ПТП 54
3. Диспетчерская служба для управления ТП транспорта товарной
нефти в системе магистральных трубопроводов 56
3.1. Структура и функции диспетчерской службы 56
3.2. Корректировка карт технологических режимов работы МН 59
4. Технологический расчет 60
4.1. Выбор рациональных режимов эксплуатации МН 60
4.2. Расчет рациональных режимов работы эксплуатационного 65
участка НПС-1 - НПС-3 нефтепровода МН при постоянной
частоте вращения ротора насоса
4.3. Расчет рациональных режимов работы эксплуатационного 70
участка НПС-1 - НПС-3 нефтепровода МН при переменной частоте вращения ротора насоса
4.3.1. Алгоритм решения задачи оптимизации режимов перекачки 70
товарной нефти по МН с НПС, оборудованными ЧРП
4.3.2. Решение задачи оптимизации режимов перекачки товарной 73
нефти по конкретному МН с НПС, оборудованными ЧРП
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 77
ресурсосбережение
5.1. Оценка коммерческого потенциала, перспективности применения
ПТП с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 77
5.2. Экономический анализ применения ПТП 78
5.2.1. Экономическая эффективность ТП перекачки нефти с ПТП при
увеличении пропускной способности магистрального 78
трубопровода
5.2.2. Экономическая эффективность ТП перекачки нефти с ПТП при постоянном объеме перекачки нефти со снижением рабочего давления
5.3. Расчет экономической эффективности применения ПТП
5.4. SWOT - анализ
6. Социальная ответственность в акционерном при управлении перекачкой товарной нефти по магистральному нефтепроводу
6.1. Профессиональная социальная безопасность
6.1.1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды
6.1.2. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной среды
6.2. Экологическая безопасность
6.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях
6.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности Заключение
Список используемых источников Приложение А Приложение Б
1. Oil transportation via main pipelines 12
1.1. Modern problems of oil transportation by main pipelines 12
1.2. Classification of commercial oil 16
1.3. Main objects and construction of main oil pipelines 19
1.4. Technological transfer schemes 21
1.5. Equipment of pumping stations 24
2. Анализ способов управления приемом, поставкой нефти и ее
перекачкой по МН 27
2.1. Рациональные режимы работы МН при изменении параметров 31
НПС
2.1.1. Методы «дискретного» регулирования при постоянной частоте
вращения ротора насоса 31
2.1.1.1. Обточка (обрезка) рабочих колёс насосов по диаметру 31
2.1.1.2. Обточка (обрезка) рабочих колёс насосов по лопаткам 33
2.1.1.3. Изменение угла установки лопаток рабочего колеса насоса 34
2.1.1.4. Использование сменных рабочих колес насосов 35
2.1.1.5. Изменение числа и схемы соединения насосов 36
2.1.2. Методы «плавного» регулирования при постоянной частоте
вращения ротора насоса 37
2.1.2.1. Дросселирование потока 37
2.1.2.2. Перепуск потока нефти (байпассирование) 40
2.1.2.3. Комбинирование насосных агрегатов 41
2.1.3. Методы «плавного» регулирования при переменной частоте 42
вращения ротора насоса
2.1.3.1. Использование двигателя с изменяемой частотой вращения 45
2.1.3.2. Использование специальных регулирующих муфт 46
2.1.3.3. Использование ПЧ питающего переменного тока 52
2.2. Рациональные режимы работы МН при изменении параметров 53 ЛЧ
2.2.1. Метод «дискретного» регулирования 53
2.2.1.1. Отключение участков МН 53
2.2.2. Метод «плавного» регулирования 54
2.2.2.1. Применение ПТП 54
3. Диспетчерская служба для управления ТП транспорта товарной
нефти в системе магистральных трубопроводов 56
3.1. Структура и функции диспетчерской службы 56
3.2. Корректировка карт технологических режимов работы МН 59
4. Технологический расчет 60
4.1. Выбор рациональных режимов эксплуатации МН 60
4.2. Расчет рациональных режимов работы эксплуатационного 65
участка НПС-1 - НПС-3 нефтепровода МН при постоянной
частоте вращения ротора насоса
4.3. Расчет рациональных режимов работы эксплуатационного 70
участка НПС-1 - НПС-3 нефтепровода МН при переменной частоте вращения ротора насоса
4.3.1. Алгоритм решения задачи оптимизации режимов перекачки 70
товарной нефти по МН с НПС, оборудованными ЧРП
4.3.2. Решение задачи оптимизации режимов перекачки товарной 73
нефти по конкретному МН с НПС, оборудованными ЧРП
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 77
ресурсосбережение
5.1. Оценка коммерческого потенциала, перспективности применения
ПТП с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 77
5.2. Экономический анализ применения ПТП 78
5.2.1. Экономическая эффективность ТП перекачки нефти с ПТП при
увеличении пропускной способности магистрального 78
трубопровода
5.2.2. Экономическая эффективность ТП перекачки нефти с ПТП при постоянном объеме перекачки нефти со снижением рабочего давления
5.3. Расчет экономической эффективности применения ПТП
5.4. SWOT - анализ
6. Социальная ответственность в акционерном при управлении перекачкой товарной нефти по магистральному нефтепроводу
6.1. Профессиональная социальная безопасность
6.1.1. Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды
6.1.2. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной среды
6.2. Экологическая безопасность
6.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях
6.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности Заключение
Список используемых источников Приложение А Приложение Б
Магистральные нефтепроводы предназначены для транспортировки нефти из районов ее добычи до потребителей. Мощности, потребляемые современными магистральными трубопроводами, стали соизмеримы с мощностью электростанций средних размеров. Даже незначительное уменьшение пропускной способности магистрального трубопровода приводит к значительным затратам или к нарушению ритмичной работы поставщиков и потребителей. Поэтому резко возросло значение учета и диспетчерского управления трубопроводами.
Сущность управления магистральным нефтепроводом, как и любым другим производством, заключается в принятии решений в процессе эксплуатации трубопроводного, резервуарного, энергетического и другого хозяйства, входящего в комплекс трубопроводного транспорта нефти.
Только при наличии достоверной и своевременно полученной в полном объеме информации об управляемом магистральном нефтепроводе может быть принято правильное решение. Полнота информации оказывает большое влияние на эффективность принимаемого решения, так как она позволяет найти рациональный вариант решения исходя из анализа конкретной производственной обстановки и накопленного опыта.
Основной задачей оперативно-диспетчерского персонала, управляющего магистральными нефтепроводами, является выполнение плановых объемов приема и сдачи нефти на основании графика транспортировки с обеспечением максимально-безопасной работы объектов магистральных нефтепроводов, соблюдением технологических регламентов по
их эксплуатации , а также снижением энергетических затрат на транспорт нефти.Объект исследования. Процесс перекачки нефти по магистральным нефтепроводам.
Предмет исследования. Способы управления приемом, поставкой нефти и ее перекачкой по магистральным нефтепроводам, что является актуальным вопросом любого трубопроводного транспорта для обеспечения необходимого объема транспортируемой среды грузополучателю.
Цель работы. Выбор оптимальных режимов перекачки нефти по участку магистрального нефтепровода с тремя нефтеперекачивающими станциями разной производительности.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проанализировать современные проблемы транспортировки нефти и пути их решения;
2) проанализировать существующие способы управления приемом, поставкой нефти и ее перекачкой по магистральным нефтепроводам;
3) провести технологический расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбрать оптимальные для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода.
Новизна и практическая значимость. С помощью программного комплекса ЦЦнЦ был произведен расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбор оптимальных для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода, что, помимо снижения энергозатрат на транспорт нефти, также позволит увеличить надежность и устойчивость работы нефтеперекачивающих станций и магистрального нефтепровода в целом.
Апробация выпускной квалификационной работы магистра.
Раздел ВКР по расчету и выбору оптимальных режимов перекачки был представлен в виде доклада на XIX Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых.
Раздел ВКР по обоснованию экономической эффективности применения противотурбулентных присадок в трубопроводном транспорте был представлен в виде доклада на VIII Международной научно-практической конференции молодых учёных.
Раздел ВКР по анализу способов управления перекачкой товарной нефти по магистральным нефтепроводам был представлен в виде доклада на XVIII Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых.
По результатам работы были опубликованы следующие статьи:
- Чаплин И.Е., Комлев И.М. Современные методы повышения пропускной способности трубопроводного транспорта // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVIII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, Томск, 7-11 апреля 2014. - Томск: Изд-во ТПУ, 2014 - Т. 2 - С. 521-522.
- Чаплин И.Е. Определение экономической эффективности применения противотурбулентных присадок в трубопроводном транспорте нефти // Актуальные проблемы науки и техники: материалы VIII Международной научно-практической конференции молодых учёных: в 3 т., Уфа, 16-18 ноября 2015. - Уфа: УГНТУ, 2015 - Т. 1 - С. 114-116.
- Чаплин И.Е. Оптимизация режимов перекачки углеводородной среды с учетом различных условий эксплуатации основного и вспомогательного технологического оборудования магистральных нефтепроводов при соблюдении оптимизации энергопотребления (В печати) // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XIX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, Томск, 4-8 апреля 2016. - Томск: Изд-во ТПУ, 2016.
Сущность управления магистральным нефтепроводом, как и любым другим производством, заключается в принятии решений в процессе эксплуатации трубопроводного, резервуарного, энергетического и другого хозяйства, входящего в комплекс трубопроводного транспорта нефти.
Только при наличии достоверной и своевременно полученной в полном объеме информации об управляемом магистральном нефтепроводе может быть принято правильное решение. Полнота информации оказывает большое влияние на эффективность принимаемого решения, так как она позволяет найти рациональный вариант решения исходя из анализа конкретной производственной обстановки и накопленного опыта.
Основной задачей оперативно-диспетчерского персонала, управляющего магистральными нефтепроводами, является выполнение плановых объемов приема и сдачи нефти на основании графика транспортировки с обеспечением максимально-безопасной работы объектов магистральных нефтепроводов, соблюдением технологических регламентов по
их эксплуатации , а также снижением энергетических затрат на транспорт нефти.Объект исследования. Процесс перекачки нефти по магистральным нефтепроводам.
Предмет исследования. Способы управления приемом, поставкой нефти и ее перекачкой по магистральным нефтепроводам, что является актуальным вопросом любого трубопроводного транспорта для обеспечения необходимого объема транспортируемой среды грузополучателю.
Цель работы. Выбор оптимальных режимов перекачки нефти по участку магистрального нефтепровода с тремя нефтеперекачивающими станциями разной производительности.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проанализировать современные проблемы транспортировки нефти и пути их решения;
2) проанализировать существующие способы управления приемом, поставкой нефти и ее перекачкой по магистральным нефтепроводам;
3) провести технологический расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбрать оптимальные для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода.
Новизна и практическая значимость. С помощью программного комплекса ЦЦнЦ был произведен расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбор оптимальных для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода, что, помимо снижения энергозатрат на транспорт нефти, также позволит увеличить надежность и устойчивость работы нефтеперекачивающих станций и магистрального нефтепровода в целом.
Апробация выпускной квалификационной работы магистра.
Раздел ВКР по расчету и выбору оптимальных режимов перекачки был представлен в виде доклада на XIX Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых.
Раздел ВКР по обоснованию экономической эффективности применения противотурбулентных присадок в трубопроводном транспорте был представлен в виде доклада на VIII Международной научно-практической конференции молодых учёных.
Раздел ВКР по анализу способов управления перекачкой товарной нефти по магистральным нефтепроводам был представлен в виде доклада на XVIII Международном симпозиуме имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых.
По результатам работы были опубликованы следующие статьи:
- Чаплин И.Е., Комлев И.М. Современные методы повышения пропускной способности трубопроводного транспорта // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVIII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, Томск, 7-11 апреля 2014. - Томск: Изд-во ТПУ, 2014 - Т. 2 - С. 521-522.
- Чаплин И.Е. Определение экономической эффективности применения противотурбулентных присадок в трубопроводном транспорте нефти // Актуальные проблемы науки и техники: материалы VIII Международной научно-практической конференции молодых учёных: в 3 т., Уфа, 16-18 ноября 2015. - Уфа: УГНТУ, 2015 - Т. 1 - С. 114-116.
- Чаплин И.Е. Оптимизация режимов перекачки углеводородной среды с учетом различных условий эксплуатации основного и вспомогательного технологического оборудования магистральных нефтепроводов при соблюдении оптимизации энергопотребления (В печати) // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XIX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, Томск, 4-8 апреля 2016. - Томск: Изд-во ТПУ, 2016.
В выпускной квалификационной работе рассмотрены и проанализированы все возможные способы управления приемом, поставкой нефти и ее перекачкой по магистральным нефтепроводам.
Был произведен расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбор оптимальных для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода, что, помимо снижения потребления электроэнергии при соблюдении поставок нефти, также позволит снизить износ оборудования ввиду плавного пуска электродвигателя магистрального насосного агрегата и минимального подпора перед нефтеперекачивающей станцией. Данная задача реализована с помощью программного комплекса ЦЦЦ, который доказал свою эффективность на объектах, занимающихся планированием и управлением перекачкой нефти по магистральным нефтепроводам.
Проанализировав карты технологических режимов действующего магистрального нефтепровода был сделан вывод, что содержащиеся в них режимы перекачки можно реализовать с меньшими затратами электроэнергии путем использования частотно-регулируемого привода, который способен заменить собой комбинацию из методов регулирования, применяемых в настоящее время, таких как отключение/включение насосов и изменение параметров рабочего колеса, которые всегда применяются совместно с дросселированием. Используя частотно-регулируемый привод количество возможных режимов перекачки нефти по магистральному увеличивается в десятки раз.
Был произведен расчет режимов перекачки при постоянной и переменной частоте вращения ротора насоса и выбор оптимальных для конкретного эксплуатационного участка магистрального нефтепровода, что, помимо снижения потребления электроэнергии при соблюдении поставок нефти, также позволит снизить износ оборудования ввиду плавного пуска электродвигателя магистрального насосного агрегата и минимального подпора перед нефтеперекачивающей станцией. Данная задача реализована с помощью программного комплекса ЦЦЦ, который доказал свою эффективность на объектах, занимающихся планированием и управлением перекачкой нефти по магистральным нефтепроводам.
Проанализировав карты технологических режимов действующего магистрального нефтепровода был сделан вывод, что содержащиеся в них режимы перекачки можно реализовать с меньшими затратами электроэнергии путем использования частотно-регулируемого привода, который способен заменить собой комбинацию из методов регулирования, применяемых в настоящее время, таких как отключение/включение насосов и изменение параметров рабочего колеса, которые всегда применяются совместно с дросселированием. Используя частотно-регулируемый привод количество возможных режимов перекачки нефти по магистральному увеличивается в десятки раз.