ïîêàçàòåëÿì ìèíèìàëüíûõ ïðèâåäåííûõ çàòðàò íà òåïëîèçîëÿöèþ, ïîäîãðåâ è ïåðåêà÷êó íåôòè. Êðèòè÷åñêèìè ó÷àñòêàìè íåôòåïðî-

изоляция теория
Îïòèìèçàöèÿ ïàðàìåòðîâ
òåïëîâîé èçîëÿöèè
ìàãèñòðàëüíûõ íåôòåïðîâîäîâ
íàäçåìíîé ïðîêëàäêè
Надземная прокладка магистральных нефтепроводов
(МН) допускается в тех случаях, когда применение подземного способа прокладки может ухудшить показатели
надежности безаварийной работы нефтепровода, оказать
негативное влияние на экологию в районе прокладки или
ухудшить экономические показатели транспортировки
нефти с учетом всех факторов, связанных со строительством и эксплуатацией нефтепровода.
В.Б. Ковалевский
Кандидат технических
наук, заведующий
Лабораторией теплоизоляции и неорганических покрытий ОАО
ВНИИСТ, Москва
Ñîãëàñíî ÑÍèÏ 2.05.06-85* «Ìàãèñòðàëüíûå òðóáîïðîâîäû», ïðèìåíåíèå íàäçåìíîãî ñïîñîáà ïðîêëàäêè íà
îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ ìàãèñòðàëüíîãî
íåôòåïðîâîäà äîëæíî ïîäòâåðæäàòüñÿ
îáÿçàòåëüíûì òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèì
îáîñíîâàíèåì.
Ñïåöèôèêà ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäîâ íàäçåìíîé ïðîêëàäêè ñâÿçàíà ñ
òåì, ÷òî íà âñåé òåððèòîðèè Ðîññèéñêîé
Ôåäåðàöèè â çèìíèé ïåðèîä íàáëþäàþòñÿ äîñòàòî÷íî íèçêèå òåìïåðàòóðû
âîçäóõà, êîòîðûå ìîãóò ïðèâîäèòü ïðè
îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ê çàñòûâàíèþ
íåôòè â íåôòåïðîâîäå.  ïåðâóþ î÷åðåäü, ýòî îòíîñèòñÿ ê íåôòåïðîâîäàì, ïî
êîòîðûì òðàíñïîðòèðóþòñÿ òàê íàçûâàåìûå âûñîêîâÿçêèå íåôòè, çàñòûâàþùèå
ïðè ïîëîæèòåëüíûõ òåìïåðàòóðàõ. Äëÿ
òðàíñïîðòèðîâêè òàêèõ íåôòåé ïî òðóáîïðîâîäàì, êàê ïðàâèëî, ïðèìåíÿþò
êîìïëåêñ ìåðîïðèÿòèé, íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ñðåäè êîòîðûõ ïîëó÷èëè:
ïîäîãðåâ íåôòè íà ïóíêòàõ ïîäîãðåâà íåôòè (ÏÏÍ) ïåðåä ïîäà÷åé åå â
ìàãèñòðàëüíûé íåôòåïðîâîä;
òåïëîèçîëÿöèÿ ìàãèñòðàëüíîãî íåôòåïðîâîäà;
îáðàáîòêà íåôòè äåïðåññîðíûìè
ïðèñàäêàìè, óëó÷øàþùèìè ðåîëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà è ïîíèæàþùèìè
òåìïåðàòóðó çàñòûâàíèÿ íåôòè.
 íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ èñïîëüçóþò ïóòåâûå ïîäîãðåâàòåëè — ýëåêòðè÷åñêèé
ïîäîãðåâ ïðîòÿæåííûìè íàãðåâàòåëü12
íûìè ýëåìåíòàìè ñ öåëüþ êîìïåíñàöèè
ëèíåéíûõ òåïëîïîòåðü ñ ïîâåðõíîñòè
íåôòåïðîâîäà â îêðóæàþùóþ ñðåäó è
ïðèìåíåíèÿ âîçìîæíîãî ñòàðòîâîãî
ðàçîãðåâà íåôòè â íåôòåïðîâîäå ïîñëå
îñòàíîâêè ïåðåêà÷êè. Ýôôåêòèâíîñòü
ïîäîãðåâà íåôòè íà ÏÏÍ è ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ïóòåâîãî ïîäîãðåâà çàâèñèò îò ïàðàìåòðîâ òåïëîâîé èçîëÿöèè ìàãèñòðàëüíîãî íåôòåïðîâîäà.
Òåïëîâàÿ èçîëÿöèÿ íà ìàãèñòðàëüíîì òðóáîïðîâîäå ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ
ñíèæåíèÿ òåïëîâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
ìåæäó íåôòüþ â ÌÍ è îêðóæàþùåé
ñðåäîé â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ñóùåñòâóåò
íåîáõîäèìîñòü ïîääåðæàíèÿ â ïðîöåññå
ýêñïëóàòàöèè ÌÍ çàäàííîé ðàçíîñòè
òåìïåðàòóð ìåæäó òðàíñïîðòèðóåìîé
íåôòüþ è îêðóæàþùåé íåôòåïðîâîä
ñðåäîé. Öåëüþ îáåñïå÷åíèÿ çàäàííîãî
òåìïåðàòóðíîãî ðåæèìà ïåðåêà÷êè íåôòè ÿâëÿåòñÿ â êîíå÷íîì ñ÷åòå îáåñïå÷åíèå íàäåæíîñòè áåñïåðåáîéíîé ðàáîòû
íåôòåïðîâîäà è ïîâûøåíèå ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ïåðåêà÷êè.
Íåîáõîäèìûé òåìïåðàòóðíûé ðåæèì
ïåðåêà÷êè íåôòè çàâèñèò îò öåëîãî ðÿäà
ôàêòîðîâ, ñðåäè êîòîðûõ ïåðâîî÷åðåäíîå
çíà÷åíèå èìåþò ñâîéñòâà òðàíñïîðòèðóåìîé íåôòè, õàðàêòåðèñòèêà îêðóæàþùåé
ñðåäû, ïàðàìåòðû íåôòåïðîâîäà, ðåæèìû ïåðåêà÷êè è ñïîñîáû ïîääåðæàíèÿ
çàäàííîãî òåìïåðàòóðíîãî ðåæèìà.
Âñå ïåðå÷èñëåííûå ôàêòîðû ìîãóò
îêàçûâàòü âëèÿíèå ïðè âûáîðå ïàðàìåòðîâ òåïëîâîé èçîëÿöèè ÌÍ è âûçûâàþò
íåîáõîäèìîñòü îïòèìèçàöèè ïàðàìåòðîâ
òåïëîâîé èçîëÿöèè äëÿ êàæäîãî ó÷àñòêà
ÌÍ ïî çàäàííûì êðèòåðèÿì îöåíêè. Ê
òàêèì êðèòåðèÿì ìîæíî îòíåñòè îáåñïå÷åíèå â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîé òåìïåðàòóðû íåôòè
íà êðèòè÷åñêèõ ó÷àñòêàõ íåôòåïðîâîäà
â ýêñòðåìàëüíûõ óñëîâèÿõ, à òàêæå îáåñïå÷åíèå ïî òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèì
ïîêàçàòåëÿì ìèíèìàëüíûõ ïðèâåäåííûõ
çàòðàò íà òåïëîèçîëÿöèþ, ïîäîãðåâ è
ïåðåêà÷êó íåôòè.
Êðèòè÷åñêèìè ó÷àñòêàìè íåôòåïðîâîäà ïî äîïóñòèìîé òåìïåðàòóðå òðàíñïîðòèðóåìîé íåôòè ÿâëÿþòñÿ êîíå÷íûå
ó÷àñòêè ìåæäó äâóìÿ ñîñåäíèìè ÏÏÍ.
Ïðè îòñóòñòâèè ñèñòåìû ïóòåâîãî ïîäîãðåâà ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû íåôòè â
êîíöå ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà âîçìîæíî
çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ òåìïåðàòóðû ïîäîãðåâà íåôòè íà ÏÏÍ, ëèáî çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ òåïëîïîòåðü ïðè ïåðåêà÷êå íåôòè
èç-çà óâåëè÷åíèÿ òîëùèíû òåïëîèçîëÿöèè. Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû ïîäîãðåâà íåôòè íà ÏÏÍ ïðè òðàíñïîðòèðîâêå
ñâÿçàíî ñ óâåëè÷åíèåì ýêñïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ, à óâåëè÷åíèå òîëùèíû
òåïëîâîé èçîëÿöèè — ñ óâåëè÷åíèåì
êàïèòàëüíûõ çàòðàò.
Ðàññòîÿíèå ìåæäó ñîñåäíèìè ÏÏÍ
íåôòü ïðåîäîëåâàåò, êàê ïðàâèëî, çà
15–20 ÷àñîâ è áîëüøå. Çà âðåìÿ ïåðåìåùåíèÿ íåôòè îò îäíîãî ÏÏÍ äî äðóãîãî
òåìïåðàòóðà âîçäóõà âäîëü íàäçåìíîãî
ó÷àñòêà è óñëîâèÿ òåïëîîáìåíà íà ïîâåðõíîñòè íåôòåïðîâîäà (íàïðèìåð,
ïðè èçìåíåíèè ñêîðîñòè âåòðà) ìîãóò
ñóùåñòâåííî èçìåíÿòüñÿ. Ïîýòîìó
òåìïåðàòóðà íåôòè â êîíöå ó÷àñòêà äàæå
ïðè ïîñòîÿííîì îáúåìå ïåðåêà÷êè òîæå
áóäåò èçìåíÿòüñÿ. Íà рисунке 1 ïðèâåäåí ãðàôèê èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû
âîçäóõà â õîëîäíûé ïåðèîä âðåìåíè
ïî èçìåðåíèÿì, ïðîâåäåííûì ÷åðåç
6 ÷àñîâ íà ìåòåîñòàíöèè Òàðêî-Ñàëå
(ßìàëî-Íåíåöêèé ÀÎ) ñ îêòÿáðÿ 2006 ã.
ïî àïðåëü 2008 ã. Ðåçêîå èçìåíåíèå
òåìïåðàòóðû çà ñðàâíèòåëüíî êîðîòêèé
ïðîìåæóòîê âðåìåíè — òèïè÷íîå ÿâëåíèå äëÿ ýòîãî ðåãèîíà.
Ñïåöèôèêà ðåãóëèðîâàíèÿ òåìïåðàòóðû ïîäîãðåâà íåôòè ïðè èçìåíåíèè
ïîãîäíûõ óñëîâèé ñâÿçàíà ñ íàëè÷èåì
áîëüøîãî çàïàçäûâàíèÿ â îáúåêòå ðåãóëèðîâàíèÿ èç-çà òîãî, ÷òî íåîáõîäèìî
ïîääåðæèâàòü íóæíóþ òåìïåðàòóðó
íåôòè â êîíöå ó÷àñòêà, à ðåãóëèðóþùåå
âîçäåéñòâèå, ïðèâîäÿùåå ê èçìåíåíèþ
òåìïåðàòóðû ïåðåêà÷èâàåìîé íåôòè,
îñóùåñòâëÿåòñÿ â íà÷àëå ó÷àñòêà — íà
ÏÏÍ. Ïðè âíåçàïíîé îñòàíîâêå ïåðåêà÷êè (àâàðèéíîé îñòàíîâêå) íåôòü, íàõîäÿùàÿñÿ â êîíöå ó÷àñòêà, èìååò ñàìóþ
íèçêóþ òåìïåðàòóðó, è ïðè äëèòåëüíîé
ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ [теория и практика]
ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ [теория и практика]
1
изоляция теория
XX Èñõîäíûå äàííûå ðàñ÷åòíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà ìåæäó
äâóìÿ ÍÏÑ ïðèâåäåíû íèæå:
Тарко-Сале, 2006 – 2008 гг., октябрь –апрель
Температура воздуха, град.
Нефтепровод длиной 100 км из труб ∅426×7
мм проложен надземно и предназначен для
10
перекачки нефти в объеме 5,06 млн т в год.
Основные параметры перекачиваемой
0
нефти: плотность при 20°С — 822 кг/м3;
кинематическая вязкость: при 20°С —
-10
8 . 10–6 м2/с, при 50°С — 3,54 . 10–6 м2/с,
минимально допустимая температура
-20
необработанной нефти в нефтепроводе
15°С, минимально допустимая температу-30
ра в нефтепроводе нефти, обработанной
депрессорными присадками, 10°С. Не-40
фтепровод проложен в районе с суровым
климатом: температура наиболее холод-50
ной пятидневки с обеспеченностью 0,92
составляет минус 46°С; период времени, в
1
89
177
265
353
441
529
617
705
793
течение которого требуется подогрев нефти
Число измерений (через 6 часов)
— 210 суток, период перекачки нефти без
подогрева — 140 суток. С учетом климатиäî ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ
ческих условий района прокладки нефтеîñòàíîâêå îïàñíîñòü çàñòûâàíèÿ íåôòè
òåìïåðàòóðû çà çàäàííûé ïðîìåæóòîê
провода (Тарко-Сале) продолжительность
â êîíöå ó÷àñòêà — íàèâûñøàÿ.
âðåìåíè. Çàòåì äîëæåí áûòü âûïîëвоздействия средних расчетных температур
Òåïëîâàÿ èçîëÿöèÿ íåôòåïðîâîäà
íåí òåïëîãèäðàâëè÷åñêèé ðàñ÷åò âñåãî
воздуха за время перекачки с подогревом
äîëæíà îáåñïå÷èâàòü ñíèæåíèå òåìïåó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà ìåæäó äâóìÿ ÍÏÑ
принять:
ðàòóðû â êîíöå ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà
äëÿ çàäàííîãî îáúåìà ïåðåêà÷êè íåôòè
äî ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ
минус 7°С ~ 60 суток или 28,5% от общего
ñ îïðåäåëåíèåì òåìïåðàòóðíîãî ðåæèìà
çà çàäàííûé ïåðèîä âðåìåíè, êîòîðûé
времени перекачки с подогревом;
ïåðåêà÷êè, îáåñïå÷èâàþùåãî äîñòèæåîïðåäåëÿåòñÿ äëÿ äàííîãî íåôòåïðîâîäà
минус 20°С ~ 85 суток или 40,5% от общего
íèå ðàññ÷èòàííîé òåìïåðàòóðû íåôòè â
âðåìåíåì, íåîáõîäèìûì äëÿ âîññòàíîâвремени перекачки с подогревом;
êîíöå ó÷àñòêà, è äîëæíà áûòü îïðåäåëåëåíèÿ ïåðåêà÷êè íåôòè ïî íåôòåïðîâîминус 33°С ~ 55 суток или 26,2% от общего
íà âåëè÷èíà ïîäîãðåâà íåôòè íà ÏÏÍ.
äó. Ïðè îïðåäåëåííîé òîëùèíå òåïëîвремени перекачки с подогревом;
×åì áîëüøå òîëùèíà òåïëîèçîëÿöèè
âîé èçîëÿöèè, ÷åì íèæå ñòàíîâèòñÿ
минус 46°С ~ 10 суток или 4,8% от общего
íà íåôòåïðîâîäå, òåì ìåíüøèå çàòðàòû
òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû, òåì
времени перекачки с подогревом.
ïîòðåáóþòñÿ íà ïîäîãðåâ íåôòè äëÿ îáåâûøå äîëæíà áûòü òåìïåðàòóðà íåôòè
Среднюю скорость ветра за период перекачки с
ñïå÷åíèÿ ïðè ïåðåêà÷êå çàäàííîé òåìâ íåôòåïðîâîäå â ìîìåíò îñòàíîâêè
подогревом принять 10 м/с. Время безопасïåðàòóðû íåôòè â êîíöå ó÷àñòêà è îáåïåðåêà÷êè, ÷òîáû îáåñïå÷èòü çàäàííîå
ной остановки перекачки — 72 часа.
ñïå÷åíèÿ çàäàííîãî âðåìåíè áåçîïàñíîé
áåçîïàñíîå âðåìÿ îñòàíîâêè. Ïîýòîìó
Температура нефти на входе в НПС +10°С.
îñòàíîâêè ïåðåêà÷êè.
â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäà
Повышение давления на НПС — 6,2 МПа.
â çèìíåå âðåìÿ öåëåñîîáðàçíî ïîääåðКПД НПС — 80%. Конструкция покрытий
æèâàòü òåìïåðàòóðó íåôòè íà íåñêîëüêî
на трубе нефтепровода: антикоррозионное
áîëåå âûñîêîì óðîâíå îòíîñèòåëüíî
эпоксидное толщиной 0,35 мм; теплоизоòîãî, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò ìèíèìàëüляционное из пенополиуретана (ППУ) с
íî äîïóñòèìóþ òåìïåðàòóðó íåôòè â
теплопроводностью при средней темпераêîíöå ó÷àñòêà. Âåëè÷èíà ïðåâûøåíèÿ
туре 20°С не более 0,028 Вт/м . К, при 0°С —
ýêñïëóàòàöèîííîé òåìïåðàòóðû íàä
не более 0,025Вт/м . К; защитное покрытие
çíà÷åíèÿìè ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîé
на теплоизоляции — в виде спиральноïðè äàííûõ ïîãîäíûõ óñëîâèÿõ çàâèñèò
замковой оболочки из оцинкованной стали
îò äëèíû ðåãóëèðóåìîãî ó÷àñòêà íåтолщиной 1 мм.
ôòåïðîâîäà, ïàðàìåòðîâ òåïëîèçîëÿöèè,
Ðàñ÷åòû ñëåäóåò ïðîèçâîäèòü, çàäàðåæèìíûõ ïàðàìåòðîâ ýêñïëóàòàöèè
âàÿñü ðàçëè÷íûìè çíà÷åíèÿìè òîëùèí
íåôòåïðîâîäà è îò ñïîñîáîâ ðåãóëèðîâàòåïëîâîé èçîëÿöèè ïðè ðàçëè÷íûõ òåìíèÿ òåìïåðàòóðû íåôòè. Êëèìàòè÷åñêèå
ïåðàòóðàõ âîçäóõà, óêàçàííûõ â èñõîäíûõ
óñëîâèÿ è õàðàêòåð ïîãîäû â äàííîì
äàííûõ, âêëþ÷àÿ ýêñòðåìàëüíî íèçêèå
ðåãèîíå îïðåäåëÿþò òå âåëè÷èíû ðàñçíà÷åíèÿ. Òîëùèíû òåïëîèçîëÿöèè
÷åòíûõ òåìïåðàòóð âîçäóõà, íà êîòîðûå
äîëæíû âûáèðàòüñÿ â äîñòàòî÷íî øèðîñëåäóåò îðèåíòèðîâàòüñÿ ïðè ðàñ÷åòå
êîì äèàïàçîíå è â ïðîöåññå âûïîëíåíèÿ
âåëè÷èíû ïîäîãðåâà íåôòè íà ÏÏÍ.
òåïëîãèäðàâëè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äèàïàçîí
Ðàñ÷åòû ïî îïòèìèçàöèè òîëùèíû
ðàñ÷åòíûõ òîëùèí ìîæåò áûòü ñêîððåêòåïëîâîé èçîëÿöèè íà ó÷àñòêå íàäçåìòèðîâàí. Äëÿ ïðèâåäåííûõ âûøå óñëîâèé
Äàëåå â íàñòîÿùåé ñòàòüå äëÿ íàíîãî íåôòåïðîâîäà äîëæíû íà÷èíàòüñÿ
ðàñ÷åòû ïðîâîäèëèñü ïðè ñëåäóþùèõ
ãëÿäíîñòè ïîðÿäîê ïðîâåäåíèÿ òåõíèêîñ îïðåäåëåíèÿ òàêîé òåìïåðàòóðû íåôòè ýêîíîìè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ ïî îïðåäåëåíèþ òîëùèíàõ òåïëîèçîëÿöèè: 80 ìì; 100 ìì;
â êîíöå ó÷àñòêà, êîòîðàÿ ïðè çàäàííûõ
îïòèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ òîëùèíû òåïëî- 120 ìì; 140 ìì è 160 ìì.
ïîãîäíûõ óñëîâèÿõ è çàäàííûõ ïàðàìåÍà рисунке 2 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàâîé èçîëÿöèè íà íåôòåïðîâîäå íàäçåìíîé
òðàõ òåïëîèçîëÿöèè îáåñïå÷èò, â ñëó÷àå
ïðîêëàäêè ñîïðîâîæäàåòñÿ ðàñ÷åòàìè
òû ðàñ÷åòîâ ìèíèìàëüíî äîïóñòèìûõ
îñòàíîâêè ïåðåêà÷êè, îõëàæäåíèå íåôòè êîíêðåòíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà.
çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû íåôòè â êîíöå
20
окт 2006 г.– апр. 2007 г.
окт 2007 г.– апр. 2008 г.
Îïòèìàëüíàÿ òîëùèíà
òåïëîèçîëÿöèè äîëæíà îïðåäåëÿòüñÿ íà
îñíîâàíèè òåõíèêîýêîíîìè÷åñêîãî ðàñ÷åòà ïðè ìèíèìóìå
ñóììû óäåëüíûõ ïðèâåäåííûõ çàòðàò íà òåïëîèçîëÿöèþ ó÷àñòêà
íåôòåïðîâîäà, à òàêæå
çàòðàò íà ïîäîãðåâ è
ïåðåêà÷êó íåôòè ïî
äàííîìó ó÷àñòêó.
№ 1 (17) февраль 2010
13
изоляция теория
2
Минимально допустимые значения температуры необработанной нефти
в нефтепроводе перед остановкой перекачки
Минимальная температура нефти, град.
70
-7°
-7°С
-20°С
-20
-33°С
-33
33
-46°С
-46
61,0
60
51,3
51,8
50
41,8
40
30
43,9
46,2
39,5
36,1
36,4
32,7
31,5
27,8
42,3
25,7
39,7
34,2
30,4
28,9
24,3
23,2
20
10
0
80
100
120
140
160
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
3
Величины необходимого подогрева на ППН необработанной нефти
при различных температурах воздуха
Подогрев нефти на ППН, град.
70
-7°
-7°С
-20°С
-20
-33°С
-33
33
-46°С
-46
65,0
60
51,8
51,6
50
40
38,7
41,0
43,6
38,0
34,2
34,6
30,4
30
30,2
25,5
24,5
22,1
19,1
20
16,0
14,0
27,0
20,0
12,4
10
0
80
100
120
140
160
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
4
Величины необходимого подогрева на ППН нефти, обработанной депрессорными
присадками, при различных температурах воздуха
Минимальная температура нефти, град.
60
55,6
-7°
-7°С
-20°С
-20
-33°С
-33
33
-46°С
-46
50
42,5
43,3
40
35,7
32,6
30
28,7
30,6
22,6
21,6
20
17,3
14,4
14,5
10,3
10
27,0
26,7
7,8
6,2
19,7
12,5
5,0
0
80
100
120
140
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
14
160
ðàñ÷åòíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà ïðè ïåðåêà÷êå, êîòîðûå îáåñïå÷àò â ñëó÷àå îñòàíîâêè ïåðåêà÷êè îõëàæäåíèå íåîáðàáîòàííîé
íåôòè äî ñðåäíåé òåìïåðàòóðû â ñå÷åíèè
íåôòåïðîâîäà +15°Ñ.
Êàæäîìó çíà÷åíèþ òåìïåðàòóðû íåôòè
â êîíöå ðàñ÷åòíîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà,
ïðèâåäåííîìó íà рисунке 2, ñîîòâåòñòâóåò
âåëè÷èíà íåîáõîäèìîãî ïîäîãðåâà íåôòè
íà ÏÏÍ. Ýòè âåëè÷èíû ïîäîãðåâà íåôòè íà
ÏÏÍ ïðèâåäåíû íà рисунке 3.
Òåïëîãèäðàâëè÷åñêèå ðàñ÷åòû òåìïåðàòóðíûõ ðåæèìîâ ïåðåêà÷êè âûïîëíåíû
ñ ó÷åòîì èçìåíåíèÿ òåïëîôèçè÷åñêèõ
ñâîéñòâ íåôòè, ìàòåðèàëîâ íåôòåïðîâîäà è
ïîêðûòèé íà íåì îò òåìïåðàòóðû, à òàêæå
ñ ó÷åòîì òåïëîâûäåëåíèé îò òðåíèÿ íåôòè
ïðè ïåðåêà÷êå è ïîâûøåíèÿ åå òåìïåðàòóðû ïðè ðàáîòå íàñîñîâ íà ÍÏÑ.
Íà рисунке 4 ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíûå
çíà÷åíèÿ âåëè÷èí íåîáõîäèìîãî ïîäîãðåâà
íà ÏÏÍ íåôòè, îáðàáîòàííîé äåïðåññîðíûìè ïðèñàäêàìè äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé
òîëùèíû òåïëîâîé èçîëÿöèè íåôòåïðîâîäà
ïðè òåõ æå òåìïåðàòóðàõ âîçäóõà.
Êàê âèäíî èç ñðàâíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ
ðàñ÷åòîâ, ïðèâåäåííûõ íà рисунках 3 и 4,
ñíèæåíèå ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû íåôòè îò +15°Ñ äî +10°Ñ
çà ñ÷åò îáðàáîòêè íåôòè äåïðåññîðíûìè
ïðèñàäêàìè ïðèâåëî ê ñóùåñòâåííîìó ñíèæåíèþ âåëè÷èí íåîáõîäèìîãî ïîäîãðåâà
íåôòè íà ÏÏÍ.
×åì âûøå ïîäîãðåâ íåôòè, òåì áîëüøå
çàòðàòû íà òðàíñïîðòèðîâêó íåôòè. Óäåëüíûå ïðèâåäåííûå çàòðàòû íà ïîäîãðåâ è
ïåðåêà÷êó çàäàííîãî îáúåìà íåôòè ïî
íåôòåïðîâîäó ïðåäñòàâëåíû íà рисунке 5.
Ýòè çàòðàòû îïðåäåëåíû ïðè ñòîèìîñòè
òåïëîâîé ýíåðãèè íà ïîäîãðåâ íåôòè
800 ðóá./Ãêàë è ñòîèìîñòè ýëåêòðîýíåðãèè,
çàòðà÷åííîé íåïîñðåäñòâåííî íà ïåðåêà÷êó
3 ðóá./(êÂò . ÷àñ).
Íà ýòîì æå ðèñóíêå ïðåäñòàâëåíû è
óäåëüíûå ïðèâåäåííûå çàòðàòû íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà ïðè ðàçëè÷íîé òîëùèíå òåïëîèçîëÿöèè. Óäåëüíûå ïðèâåäåííûå
çàòðàòû íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà
ðàññ÷èòàíû äëÿ öåíû íà ÏÏÓ — 100 ðóá./êã,
ñòîèìîñòü îöèíêîâàííîé ñòàëüíîé îáîëî÷êè
— 60 ðóá./êã è ñðîê ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäà ïðèíÿò 10 ëåò. Óäåëüíûå ïðèâåäåííûå
çàòðàòû íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà
ðàñòóò ïðîïîðöèîíàëüíî òîëùèíå òåïëîèçîëÿöèè è îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî ñðîêó
ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäà.
Ñðàâíèâàÿ âåëè÷èíó ýêñïëóàòàöèîííûõ
çàòðàò íà ïåðåêà÷êó íåîáðàáîòàííîé íåôòè
è íåôòè, îáðàáîòàííîé äåïðåññîðíûìè
ïðèñàäêàìè, ìîæíî ãîâîðèòü î òîì, ÷òî çàòðàòû íà îáðàáîòêó íåôòè äåïðåññîðíûìè
ïðèñàäêàìè íå äîëæíû ïðåâûøàòü ðàçíèöó
â ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàòàõ ïåðåêà÷êè
íåîáðàáîòàííîé è îáðàáîòàííîé íåôòè äëÿ
äàííîãî ó÷àñòêà íåôòåïðîâîäà. Êàê âèäíî èç
рисунка 5, ýòà ðàçíèöà ñíèæàåòñÿ ñ ðîñòîì
òîëùèíû òåïëîèçîëÿöèè. Â ïðèâåäåííîì
ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ [теория и практика]
изоляция теория
ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ [теория и практика]
5
Удельные приведенные затраты на подогрев и перекачку нефти,
а также на теплоизоляцию нефтепровода
Удельные приведенные затраты, млн руб / (км . год)
0,7
под
подогр
и пер (15 град);
подогр
и пер (10 град);
под
д
прив расх на ТИ
пр
0,614
0,6
0,529
0,5
0,538
0,466
0,495
0,428
0,4
0,466
0,446
0,404
0,387
0,328
,
0,3
0,286
0,
86
0,247
0,2
00,174
174
0,210
0,1
0
80
100
120
140
160
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
6
Суммарные удельные приведенные затраты на подогрев и перекачку нефти,
а также теплоизоляцию для теплоизолированного нефтепровода.
Срок эксплуатации 10 лет
Суммарные удельные приведенные затраты, млн руб / (км . год)
0,8
нео
необр 15 град;
об
обраб 10 град
0,788
0,78
0,773
0,76
0,748
0,74
0,752
0,742
0,72
,
0,714
0,703
0,7
0,690
0,68
0,675
,
0,675
,
0,66
0,64
0,62
0,6
80
100
120
140
160
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
7
Суммарные удельные приведенные затраты на подогрев и перекачку нефти,
а также теплоизоляцию для теплоизолированного нефтепровода.
Срок эксплуатации 20 лет
Суммарные удельные приведенные затраты, млн руб / (км . год)
0,75
необр
нео 15 град;
обраб 10 град
об
0,701
0,7
0,643
0,65
,
0,616
0,618
,
0,6
0,6086
0,60
0,6093
0,547
0 547
00,55
55
0,551
00,571
571
0,552
0,55
0,5
80
100
120
140
Толщина теплоизоляции нефтепровода, мм
№ 1 (17) февраль 2010
160
ïðèìåðå çàòðàòû íà îáðàáîòêó íåôòè
äåïðåññîðíûìè ïðèñàäêàìè íå äîëæíû
ïðåâûøàòü 8,5 ìëí ðóá. â ãîä ïðè òîëùèíå
òåïëîèçîëÿöèè íà íåôòåïðîâîäå 80 ìì è
5,9 ìëí ðóá. â ãîä — ïðè òîëùèíå 160 ìì.
Íà рисунке 6 ïðåäñòàâëåíû ñóììàðíûå
óäåëüíûå ïðèâåäåííûå çàòðàòû äëÿ êîíêðåòíîãî íåôòåïðîâîäà è óñëîâèé, óêàçàííûõ â èñõîäíûõ äàííûõ. Íà ýòîì ïðèìåðå
âèäíî, ÷òî èñõîäÿ èç óñëîâèÿ ìèíèìóìà
ñóììàðíûõ ïðèâåäåííûõ çàòðàò, îïòèìàëüíàÿ òîëùèíà òåïëîâîé èçîëÿöèè ïðè
òðàíñïîðòèðîâêå íåîáðàáîòàííîé íåôòè ïî
äàííîìó íåôòåïðîâîäó äîëæíà áûòü ïðèìåðíî 120 ìì. Ïðè òðàíñïîðòèðîâêå íåôòè,
îáðàáîòàííîé äåïðåññîðíûìè ïðèñàäêàìè,
îïòèìàëüíàÿ òîëùèíà òåïëîâîé èçîëÿöèè
íà íåôòåïðîâîäå ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ íåñêîëüêî ìåíüøå è ñîñòàâëÿåò äëÿ
äàííûõ óñëîâèé îêîëî 110 ìì.
Åñëè ñðîê ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäà
ïðèíÿòü 20 ëåò (ò.å. óäåëüíûå ïðèâåäåííûå
çàòðàòû íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà
óìåíüøàòñÿ â äâà ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèâåäåííûì âûøå ïðèìåðîì), òî îïòèìàëüíàÿ
òîëùèíà òåïëîâîé èçîëÿöèè â ýòîì ñëó÷àå
óâåëè÷èòñÿ äî çíà÷åíèé ïðèìåðíî 145 ìì è
140 ìì, ñîîòâåòñòâåííî (рисунок 7).
Òàêèì îáðàçîì, íåîáõîäèìî îòìåòèòü,
÷òî ïðè ïåðåêà÷êå ïî íàäçåìíûì òåïëîèçîëèðîâàííûì ó÷àñòêàì íåôòåïðîâîäà íåôòè
ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîäîãðåâà íà ÏÏÍ, ïàðàìåòðû òåïëîâîé èçîëÿöèè ñëåäóåò îïðåäåëÿòü íà îñíîâàíèè òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ
ðàñ÷åòîâ ñ ó÷åòîì ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò
íà ïîäîãðåâ è ïåðåêà÷êó íåôòè, à òàêæå
çàòðàò íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà.
Ó÷èòûâàÿ òîò ôàêò, ÷òî â íàñòîÿùåå âðåìÿ
íàèëó÷øåé òåïëîèçîëÿöèîííîé êîíñòðóêöèåé äëÿ íåôòåïðîâîäîâ íàäçåìíîé ïðîêëàäêè ÿâëÿåòñÿ çàâîäñêàÿ êîíñòðóêöèÿ, â
êîòîðîé òåïëîèçîëÿöèîííûé ñëîé èç ïåíîïîëèóðåòàíà ñíàðóæè ïîêðûò çàùèòíîé
îáîëî÷êîé èç îöèíêîâàííîé ñòàëè è òåïëîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ÏÏÓ â òàêîé êîíñòðóêöèè îïðåäåëåíû â íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòàõ, îñíîâíûì ïàðàìåòðîì òåïëîèçîëÿöèè,
òðåáóþùèì ïðîâåäåíèÿ îïòèìèçàöèîííûõ
ðàñ÷åòîâ, ÿâëÿåòñÿ òîëùèíà ñëîÿ ÏÏÓ. Ñ èçìåíåíèåì òîëùèíû òåïëîèçîëÿöèè äîëæíû
èçìåíÿòüñÿ ïàðàìåòðû è ðåæèìû ïåðåêà÷êè íåôòè, îáåñïå÷èâàþùèå íàäåæíîñòü è
áåçîïàñíîñòü ýêñïëóàòàöèè íåôòåïðîâîäà.
Ýêñïëóàòàöèîííûå ïàðàìåòðû íåôòåïðîâîäà è êëèìàòè÷åñêèå óñëîâèÿ â ðàéîíå
ïðîêëàäêè îïðåäåëÿþò âåëè÷èíó ýíåðãîçàòðàò íà ïîäîãðåâ è ïåðåêà÷êó íåôòè, êîòîðàÿ çàâèñèò îò òîëùèíû òåïëîèçîëÿöèè íà
íåôòåïðîâîäå.
Êîìïëåêñíîå ðåøåíèå çàäà÷è ïî
ìèíèìèçàöèè ñóììàðíûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ïðèâåäåííûõ çàòðàò íà ïåðåêà÷êó
ïîäîãðåòîé íåôòè è ïðèâåäåííûõ çàòðàò
íà òåïëîèçîëÿöèþ íåôòåïðîâîäà ïîçâîëèò
îïðåäåëèòü îïòèìàëüíóþ òîëùèíó òåïëîâîé èçîëÿöèè ìàãèñòðàëüíîãî íåôòåïðîâîäà íàäçåìíîé ïðîêëàäêè.
15