Оглавление

1. Возникновение трубопроводного транспорта…..…………………….3

2. Особенности и проблемы развития трубопроводного

    транспорта……………………………………………………………….5

Список литературы……………………………………………………….11

1. Возникновение трубопроводного транспорта

Одним из важнейших видов сухопутного транспорта явля­ются трубопровод­ный.

Трубопроводный транспорт, сравнительно молодой, но быстро развивающийся, служит для транспортировки жидких, газообразных и твердых видов продукции.

Трубопроводы как коммуникации, предназначенные для перемещения жидкостей, и прежде всего воды, известны с древнейших времен. История нефтепроводов насчитывает немногим более 100 лет. В России первый нефтепровод с трубой диаметром 100 мм и протяженностью 12 км соединил в 70-х годах XIX в. Балахнинские промыслы с нефтеперерабатывающим заводом в районе Баку. В 1897-1909 гг. был проведен нефтепровод для перекачки керосина от Баку до Батуми (850 км) с трубами диаметром 200 мм, спроектированный и построенный под руководством выдающегося русского инженера В.Г. Шухова.

Газопроводного транспорта Россия не имела, если не считать небольших линий местного значения для передачи газа, получаемого путем перегонки угля, древесины, нефти. К концу 1945 г. общая сеть трубопроводов Советского Союза составляла 4400 км.

В послевоенный период в связи с открытием и началом освоения месторождений нефти в районах Поволжья и Урала темпы добычи и переработки нефти были резко увеличены и одновременно расширены работы по строительству новых нефтепроводов и продуктопроводов. Развертывалось сооружение нефтепроводов и в других нефтеперерабатывающих районах страны, включая Казахстан, Туркмению, Закавказье [2].

Выдающимся событием в истории развития трубопроводного транспорта нашей страны следует считать сооружение в 1960-1964 гг. совместными усилиями СССР, ПНР, ЧССР, ВНР крупнейшей в мире по протяженности (5115 км) и мощности нефтепроводной системы «Дружба» с трубами диаметром 1020 мм. Перекачечные станции с агрегатами производительностью 7000 м³/ч были размещены через 80-100 км и питались электроэнергией от специально сооруженной линии электропередачи. В первой половине 70-х годов была введена в действие вторая очередь нефтепровода «Дружба». В настоящее время протяженность этой системы превышает 10 тыс. км нефтепроводов.

В 1970 г. было принято решение о промышленной эксплуатации сибирских разработок нефти и газа, в частности Самотлорского промысла. А в 1985 г. добыча нефти на промыслах Западной Сибири составила 63% от общесоюзной.

По мере освоения месторождений Сибири синхронно решалась задача транспортировки нефти из этих районов (нужно было иметь в виду, что здесь отсутствовали какие-либо другие виды грузового транспорта, способного обеспечить перевозку добываемого топлива).

Значительно позднее началось строительство газопроводов. Первые газопроводы появились в годы Великой Отечественной войны. Осенью 1944 г. было решено начать строительство первого крупного магистрального газопровода Саратов-Москва протяженностью 800 км, который вступил в строй в июне 1946 г. [3]

В последующие годы были построены новые крупные газопроводы. С 1958 г. началось строительство 37 магистральных газопровода для газоснабжения энергетики, промышленности и городов. Большой прирост в добыче и транспортировке газа дала Западная Сибирь. Развертывается освоение месторождений газа Якутской ССР для снабжения районов Дальнего Востока и экспорта. В результате ускоренного развития газопроводного транспорта в 1975 г. общая протяженность сети газопроводов СССР подошла к уровню 100 тыс. км.

Во второй половине 60-х годов было начато строительство ряда параллельных магистралей из уренгойского газоконденсатного месторождения в Тюменской области в европейскую часть СССР, в том числе один трубопровод для экспорта в европейские страны, который с осени 1983 г. введен в эксплуатацию. Общая сеть газопроводов в стране достигла приблизительно 170 тыс. км, грузооборот, выполняемый нефтепроводами, - 1350 млрд. ткм.

2. Особенности и проблемы развития трубопроводного транспорта

 

Исходя из технической политики, определенной на перспективу развития, удельный вес нефти в энергетическом балансе страны будет постепенно сокращаться, а доля природного газа возрастать. Совершенно очевидно, что это потребует дальнейшего строительства мощных газопроводов. Вместе с тем освоение новых месторождений нефти будет также сопровождаться развитием сети нефтепроводов. Кроме того, будут более интенсивно развертываться работы по сооружению трубопроводов для транспортировки различных нефтепродуктов, а также химикатов.

Само по себе наращивание сети трубопроводов уже представляет серьезную научно-техническую проблему, поскольку приходится вести строительство в крупных масштабах и почти всегда в новых, как правило, необжитых районах с тяжелой топографией, геологией и климатом. Разумеется, уже сейчас накоплен большой опыт и найдены удовлетворительные технические решения, но осуществление их не стало легким делом, а требования повышения экономической эффективности возросли [1].

 Особый аспект проблемы заключается в повышении темпов сооружения трубопроводов для транспортирования нефтепродуктов. Суть вопроса состоит в том, что сегодня свыше 90% нефти и 100% газа транспортируется по трубопроводам, но около 70% нефтепродуктов перевозится преимущественно железнодорожным транспортом, себестоимость которого примерно в 3 раза выше, чем трубопроводного. В последние годы уже сделаны шаги к повышению удельного веса продуктопроводов в составе сети и в транспортной работе, но задача остается актуальной.

Одна из проблем заключается в повышении пропускной способности трубопроводов. Известно, что пропускная способность трубопроводов прямо пропорциональна четвертой степени диаметра трубы и разности давлений и обратно пропорциональна длине трубопровода, вязкости и объемному весу жидкости. Движение газа описывается значительно более сложными уравнениями, чем движение жидкости, поскольку газ сжимается и с изменением давления его плотность и температура изменяются, но общие закономерности зависимости пропускной способности газопровода от диаметра трубы и давления остаются справедливыми.

Технико-экономические расчеты и практика показали, что применение труб большого диаметра не только нелинейно повышает пропускную способность трубопровода, но и существенно снижает удельные металлоемкости, капиталовложения и эксплуатационные расходы. Таким образом, в условиях крупных месторождений главная задача состоит в том, чтобы в максимально возможной степени использовать трубы с большим диаметром [2].

Так, трубы диаметром 1620 мм позволяют пропускать 50 млрд. м³ газа в год, а диаметром 2000 мм – примерно 100 млрд. м³. Изучалась также идея применения гигантских труб диаметром 2500 мм. Однако использование труб сверхбольших диаметров ставит весьма сложные задачи как перед трубопроводной промышленностью, так и перед строителями трубопроводов – преимущественно в части создания новых машин и средств механизации работ (экскаваторы, трубосварочные аппараты, краны-трубоукладчики) и разработки соответствующих технологических процессов.

Поэтому в настоящее время главным направлением повышения пропускной способности считается метод повышения давления в трубопроводах. Часть ранее построенных трубопроводов работает при максимальном давлении 50-56 атм., более новые магистрали рассчитаны на 75 атм. Сегодня поставлена задача повысить давление до 110-120 атм. Для этого расширяется производство сварных многослойных труб диаметром 1220-1420 мм и одновременно создаются газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом мощностью 25 мВт и арматура высокого давления. Опыты показали, что применение труб диаметром 1420 мм с давлением до 120 атм позволяет увеличить производительность газопроводов в 2 раза.

Значительный эффект повышения пропускной способности газопровода дает охлаждение газа до минус 70-75⁰С, а также сжижение газа, хотя это требует более тщательной теплоизоляции труб. Глубокое охлаждение газа позволило одновременно решить и другую задачу – предохранить от оттаивания грунт в районах вечной мерзлоты. Расходы на охлаждение газа в какой-то степени компенсируются экономией и на теплоизоляции труб.

Известную проблему представляет расширение сети продуктопроводов с обеспечением первоначального и промежуточного подогрева вязких продуктов и возможно меньших потерь тепла на всей длине транспортировки с помощью эффективной изоляции труб. Существует и другой аспект проблемы, касающийся расширения сети продуктопроводов, - отыскание эффективных способов последовательной перекачки по одному и тому же трубопроводу различных нефтепродуктов с минимальными потерями от их смешивания.

Большая проблема – предохранение труб от внешней и внутренней коррозии. Для противокоррозийной защиты внешних поверхностей труб в прошлом наиболее широко применялось покрытие (поливка) их битумом с последующим обертыванием бумагой. Такой метод надежен, весьма трудоемок, требует дополнительного оборудования (установок и машин) для подогрева битума, его нанесения на трубы и обматывания их бумагой. В полевых условиях (особенно Севера) это создавало много трудностей.

Переход на полимерные пленки существенно упростил процесс изоляции труб, но необходимость выполнения этой работы непосредственно на трассе трубопровода все еще поглощает много труда и доставляет много забот строителям. В последние годы начаты работы по нанесению покрытий непосредственно на трубопрокатных заводах. Готовые разогретые трубы покрываются в несколько слоев полиэтиленовой пленкой и эпоксидной смолой, которые образуют прочный защитный слой в 3-4 мм. Изыскиваются покрытия толщиной в несколько десятых миллиметров [3].

Важной и в значительной степени уже решенной проблемой является телемеханизация и автоматизация управления работой трубопроводов. В настоящее время многие магистральные трубопроводы оборудованы телемеханическими средствами и автоматами, позволяющими исключить вахту людей на промежуточных станциях. Здесь наряду с улучшением действующих установок проблема заключается в создании новых систем, способных с помощью ЭВМ к оптимизации работы трубопроводов с целью достижения высшей производительности, экономичности и минимального расхода топлива и энергии, а также предупреждения аварий и сбоев. Такие системы не только обеспечивают оптимальное функционирование трубопроводов по всем заданным параметрам, но и ведут учет (записи) исполненной работы и анализируют производственную и экономическую деятельность.

Особую проблему составляет расширение области применения трубопроводов для транспортировки нетрадиционных материалов. Так, проектируются или сооружаются трубопроводы для транспортировки не только тяжелых углеводородов (этан, этилен, пропан, бутадиен, пропилен и др.), но и жидкого и газообразного кислорода, аммиака, водорода, азота, хлора, углекислого газа, кислот, а также продовольственных продуктов, и в частности молока.

Уже сравнительно давно применяется система гидротранспорта твердых грузов в виде пульпы. Наиболее значительным трубопроводом такого типа является углепровод, сооружаемый для транспортировки кузнецкого угля в Новосибирск протяженностью примерно 250 км. Он позволяет «снять» с железной дороги около 4 млн. тонн угля в год.

Разрабатывается идея транспортировки твердых материалов, в частности в капсулах, в потоке газа и жидких нефтегрузов. В этом случае газопроводы и соответственно нефтепроводы могли бы передавать не только газ, нефть или нефтегрузы, но одновременно и уголь, руду или другие твердые грузы [1].    

Газо- и нефте­проводы (их суммарная протяженность в мире составляет 1,8 млн. км) наибольшее распространение получили в нефте- и газодобывающих странах Северной Америки (США, Канада), СНГ (Россия), Ближнего и Среднего Востока, а также в странах Западной и Восточной Европы, бедных ресурсами нефти и газа, но потребляющих в большом количестве эти виды топлива. По объему работы трубопро­водного транспорта превосходит всех Россия (более поло­вины мирового грузооборота этого вида транспорта) [2].

Список литературы

1. Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономика природных ресурсов. – М.: Аспект Пресс,1998.-346с.

2. Желтиков В.П. Экономическая география. – Ростов н/Д: Феникс,2001.-384с. 

3. Менеджмент транспортного процесса: Учеб. пособие / Сост. Л.Н. Клепцова, КузГТУ. – Кемерово, 2001.-134с.