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.  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