Регулирование режимов работы нефтепровода

Основным параметром, характеризующим работу магистрального нефтепровода, является его производительность.

Анализ производительности большинства трубопроводных системы страны показывает, что работа системы характеризуется заметным уменьшением суммарной годовой производительности. Помимо общей тенденции снижения объемов перекачки нефти работа как систем, так и отдельных нефтепроводов характеризуется резкими колебаниями производительности как в течение года, так и суток.

Уменьшение и колебания общей производительности нефтепроводов объясняются влиянием как внешнесистемных, так и внутрисистемных факторов.

С точки зрения предприятия по транспортировке нефти к внутрисистемным факторам следует отнести только те, которые привнесены параметрами трубопроводов и которые зависят от управленческих действий специалистов предприятия. К таким факторам можно отнести:

- число параллельных трубопроводов в одном техническом коридоре;

- число насосных станций;

- профиль трассы трубопровода;

- число и тип насосных агрегатов на станциях;

- параметры ротора насоса и наличие сменных роторов;

- тип двигателя и его номинальная мощность;

- минимальные и максимальные допустимые давления на всасывании насосных станций;

- техническое состояние линейной части (распределение допустимых рабочих давлений по длине трубопровода);

- техническое состояние насосных агрегатов;

- применяемый способ регулирования производительности;

- нестационарные процессы, срабатывание предельной защиты, управляющие воздействия системы АСУ ТП;

- сезонные колебания температуры грунта;

- объемы резервуарной емкости на насосных станциях;

- влияние отложений парафина, скоплений воды и газа в трубопроводе;

- техническое состояние вспомогательных систем на насосных станциях;

- аварийные и ремонтные ситуации, вызванные авариями на линейной части нефтепровода или отказом оборудования и т.д.

Среди них лишь некоторые (профиль трассы, сезонные колебания температуры грунта и, возможно, число и расстановка насосных станций) не зависят от работников предприятия. Большинство же внутрисистемных факторов являются продуктом проектных и технических решений по реконструкции, а также мероприятий по повышению надежности работы системы трубопроводов. При этом необходимо помнить, что уровень надежности характеризуется потоком отказов технической системы выполнять возлагаемые на нее функции.

Естественно, что эти функции должны выполняться с минимальными затратами средств и энергии.

Поэтому колебания производительности системы трубопроводов могут порождаться внутрисистемными факторами лишь в той мере, в какой техническая система может адекватно отвечать на необходимость выполнения конкретных возлагаемых на нее внешней системой функции.

К основным внешнесистемным факторам следует отнести такие как:

- объемы добычи нефти;

- регулирование (распределение) объемов перекачки между основными техническими коридорами движения потоков нефти;

- различие физических свойств нефтей различных месторождений;

- отборы нефти в районах нефтепереработки, на наливных пунктах, терминалах;

- обязательства во внешнеэкономической деятельности;

- порядок формирования плана перекачки;

- кредитно-инвестиционная политика;

- цены на нефть и нефтепродукты;

- порядок оплаты за транспортные услуги (тарифы на перекачку);

- порядок взаиморасчетов между поставщиками и потребителями нефти;

- цены на электроэнергию по различным энергосистемам;

- ограничения энергосистемы по максимуму энергопотребления и т.д.

Некоторые из рассмотренных факторов действуют систематически, некоторые периодически. Все это приводит к тому, что режимы работы системы “насосная станция - нефтепровод” непрерывно меняются во времени.

Многие из внешнесистемных факторов напрямую определяют колебания производительности трубопроводов, формируя тем самым функцию (задание) для трубопроводной системы. Такие факторы, как кредитно-инвестиционная политика государства и банков, тарифы на перекачку влияют на уровень технической оснащенности, а различные цены на электроэнергию и ограничения по максимуму энергопотребления приводят к частой смене режимов, связанной с отключением-включением агрегатов на различных станциях.

Колебания производительности затрудняют эксплуатацию нефтепроводов, приводят к увеличению себестоимости перекачки, уменьшают надежность работы нефтепровода. Особенно отрицательно сказывается неравномерность перекачки на расходе электроэнергии. Расход электроэнергии на перекачку увеличивается с ростом степени неравномерности работы нефтепровода.

Данные обстоятельства приводят к тому, что нефтепровод работает на режимах, отличающихся от номинального и, следовательно, в зоне более низких КПД насосов. Возникает необходимость непрерывного регулирования режимов работы нефтепроводов с целью улучшения экономических показателей их работы.

Пути и способы регулирования режимов работы хорошо известны и могут быть представлены в следующей классификации:

- методы, связанные с изменением параметров перекачивающих станций:

­ изменение количества работающих насосов или схемы их соединения;

­ регулирование с помощью применения сменных роторов или обточенных рабочих колес;

­ регулирование изменением частоты вращения вала насоса;

- методы, связанные с изменением параметров трубопровода:

­ дросселирование;

­ перепуск части жидкости во всасывающую линию (байпасирование).

Изменение количества работающих насосов