Магистерский диплом (ВКР) на тему Развитие технических средств при учёте нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 6

Глава 1. Исследование характеристик магистральных трубопроводов и особенностей учёта нефти 10

1.1 Исследование технических требований к трубопроводам нефтяной промышленности 10

1.2 Анализ технологических особенностей транспортировки нефтепродуктов по магистральным трубопроводам 15

1.3 Исследование современных технических средств для учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 18

1.4 Характеристика современных систем автоматизации учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 32

Глава 2. Исследование направлений развития технических средств учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 42

2.1 Потери нефти в результате транспортирования и меры их предотвращения 42

2.2 Развитие средств учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 45

2.3 Расчет убыли нефтепродуктов при эксплуатации нефтепровода 52

2.4 Проектирование и анализ работы систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 54

2.5 Особенности настройки и монтажа систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 64

Глава 3. Охрана окружающей среды и безопасности жизнедеятельности при перекачке нефти по магистральным трубопроводам 66

3.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных факторов при производстве работ 66

3.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению безопасности работ 67

3.3 Обеспечение безопасности технологических процессов 75

3.4. Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 76

3.5. Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 77

4. Экономическое обоснование разработанных решений 79

4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 79

4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 79

4.1.2 SWOT-анализ 79

4.2 Эффективность применения систем учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 93

Введение:

С ростом спроса энергии на рынке быстро развивается трубопроводный транспорт нефти. В мире построено много крупных сетей нефтепроводов. Без эксплуатации различных видов трубопроводов невозможно представить себе жизнь в целом.

В настоящее время практически во всех производственных отраслях остро стоит вопрос необходимости автоматизации технологических процессов, так как именно автоматизированное производство является основным критерием стабильного развития и прогресса. При наличии высокой степени автоматизации в условиях современных предприятий возможно достижение высоких и стабильных показателей производительности, экономической эффективности и динамики развития по всем направлениям.

Современные средства автоматизации и автоматизированные комплексы управления производственными процессами предназначены для обеспечения автоматических режимов функционирования как отдельного оборудования, так и целых производственных комплексов, объединяющих большое количество оборудования. Современные средства автоматизации основаны на широком применении средств вычислительной техники. При автоматизации производственных процессов во многом снижается общая трудоемкость работ, увеличивается надежность и качество выпускаемой продукции, а также сокращается общее количество нештатных ситуаций и ЧС. При автоматизации производства требуется более высокая квалификация рабочего персонала, способного качественно эксплуатировать средства автоматизации. Обслуживающий персонал осуществляет контроль за работой автоматизированных комплексов, их отладкой, настройкой и техническим обслуживанием [3].

Современные тенденции в различных производственных сферах диктуют необходимость разработки и внедрения высокоэффективных средств автоматизации электрооборудования. Автоматизация электрооборудования и электроприводов необходима в связи с тем, что в настоящее время стоимость энергоресурсов достаточно высока и имеется необходимость ее рационального использования. Помимо этого, с каждым годом происходит рост требований относительно экологичности производственных процессов, что также приводит к необходимости рационального использования энергоресурсов.

При интеграции в производственные процессы современных и высокоэффективных средств автоматизации в значительной степени обеспечивается высокая производительность при минимальных трудовых затратах, а также в значительной степени сокращается количество отказов оборудования и возникновения различных аварийных ситуаций [3].

На сегодняшний день развитие электроники и полупроводниковых технологий позволяет разработчикам проектировать и выпускать широкий спектр самых различных средств автоматизации, которые обеспечивают эффективное решение задач автоматизации большого количества технологических операций и процессов. Также в последнее время широкое распространение получили средства автоматизации электропривода, обеспечивающие высокую эффективность использования энергоресурсов. Средства автоматизации электроприводов обеспечивают рациональное использование энергетических ресурсов и способны успешно решать задачи оптимальной работы оборудования при сохранении высокого уровня производительности. Особой актуальностью в настоящее время характеризуются средства автоматизации, обеспечивающие автоматические режимы работы электроприводов механизмов, подразумевающие частотное регулирование.

Тема данной выпускной квалификационной работы – «Развитие технических средств при учёте нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам».

Цель выпускной квалификационной работы – разработка технически-обоснованных решений по учёту нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам.

Исходя из указанной цели, в процессе выполнения работы необходимо выполнить следующие задачи:

– произвести исследование технических требований к трубопроводам нефтяной промышленности;

– произвести анализ технологических особенностей транспортировки нефтепродуктов по магистральным трубопроводам;

– произвести исследование современных технических средств для учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– исследовать характеристику современных систем автоматизации учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– произвести исследование направлений развития технических средств учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– произвести проектирование и анализ работы систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– исследовать особенности настройки и монтажа систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– разработать рекомендации по организации охраны окружающей среды и безопасности жизнедеятельности при перекачке нефти по магистральным трубопроводам;

– разработать экономическое обоснование проектных решений .

Объект исследования – особенности учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам парка.

Предмет исследования – поиск оптимальных и технически-обоснованных подходов в процессе проектирования систем учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам парка.

Методы исследования, применяемые в процессе работы:

– метод сравнения;

– метод анализа;

– изучение теоретических аспектов рассматриваемой тематики;

– разработка практических рекомендаций.

Рассмотрим научную проблематику работы. Применение новых технологий в транспорте нефти предъявляет более жесткие условия строительству новых объектов. Тенденции развития технологии в последнее время направлены на повышение объемов транспорта и минимизацию вредного воздействия на окружающую среду, снижения рисков аварийности транспорта нефти. Так же в связи со сложной внешнеполитической обстановкой, усилением санкций, необходимо развитие отечественной научной и производственной базы в области транспорта нефти и нефтепродуктов.

Заключение:

Не смотря на значительный технический прогресс в сфере защиты трубопроводов, процесс разрушения на подземных трубопроводах имеет место быть. Более 50% отказов и аварий на нефтепроводах возникают вследствие губительного действия коррозионных и стресс-коррозионных процессов. На сегодняшний день, решение задачи обеспечения эффективной комплексной противокоррозионной защиты в значительной степени определяет уровень надежности и безопасности магистральных нефтепроводов. В свою очередь, надежность и безопасность магистральных нефтепроводов – важнейший приоритет для обеспечения стабильности и роста экономического потенциала предприятия и страны [6].

Стальные трубопроводы являются основным устройством для транспортировки природного газа и сырой нефти по всему миру, что в свою очередь связано с постоянными финансовыми затратами. Популярность и эффективность трубопроводного транспорта можно объяснить рядом факторов:

1) малые временные затраты при транспортировке углеводородного сырья на большие расстояния;

2) требуется относительно короткий период времени для запуска новых сегментов рынка;

3) высокая эффективность;

4) высокая безопасность и экологичность;

5) возможность поставок больших объемов;

6) высокая рентабельность;

7) инновационные методы проектирования, прокладки, ремонта и обслуживания;

8) возможность задействования районов со сложными климатическими и географическими характеристиками;

9) возможность выступать как в роли импортера так и в роли экспортера ресурсов.

Часто трубопровод находится в сложных климатических условия или условиях агрессивной коррозионной среды, как пример – трубопровод, проходящий по морскому дну, что накладывает определенные трудности для проведения его ремонта, реконструкции или замены. Решение данной проблемы очень трудоемкий и ресурсоемкий процесс.

По завершению работы получены следующие результаты:

– произведено исследование технических требований к трубопроводам нефтяной промышленности;

– произведен анализ технологических особенностей транспортировки нефтепродуктов по магистральным трубопроводам;

– произведено исследование современных технических средств для учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– исследована характеристика современных систем автоматизации учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– произведено исследование направлений развития технических средств учёта нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– произведено проектирование и анализ работы систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– исследованы особенности настройки и монтажа систем учета нефти и нефтепродуктов при перекачке по магистральным трубопроводам;

– разработаны рекомендации по организации охраны окружающей среды и безопасности жизнедеятельности при перекачке нефти по магистральным трубопроводам;

– разработано экономическое обоснование проектных решений.

По завершению работы необходимо отметить, что все поставленные задачи решены, цель работы в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Исследование характеристик магистральных трубопроводов и особенностей учёта нефти

1.1 Исследование технических требований к трубопроводам нефтяной промышленности

Основной путь развития и прогресса всех отраслей промышленности заключается в постоянном совершенствовании и развитии средств автоматизации технологических процессов и методов производства продукции. Уровень производительности и качество выпускаемой продукции напрямую зависят от наличия в технологических и производственных процессах современных и эффективных средств автоматизации.

Наиболее крупные и богатые места добычи нефтяного сырья в нашей стране, как правило, имеют достаточно сложное и труднодоступное географическое расположение в областях с очень суровым климатом и плохой инфраструктурой. Таким образом, без того сложный технологический процесс добычи нефти и газа еще сильнее осложняется тем, что для транспортировки добытых ресурсов необходимы большие финансовые и трудовые затраты. Существует несколько путей решения данной проблемы. В настоящее время наиболее эффективным и современным методом облегчения и упрощения транспортировки углеводородного сырья является метод разработки и внедрения различных средств автоматизации и механизации.

Таким образом, одним из решающих факторов в эффективной работе нефтедобывающих предприятий является степень оптимизации и автоматизации технологических процессов транспортирования добытого сырья.

Современный этап развития и эволюции системы транспортировки и перекачивания нефтепродуктов, в настоящее время, характеризуется необходимостью поиска наиболее эффективных и производительных способов и технологий транспортировки нефти от месторождений к местам ее переработки.

Для этого нужны трубопроводы, по которым и происходит поставка для различных предприятий и жилых объектов. Это так называемые «отводы», которые подают газ и нефть от подземных, надземных и наземных магистральных или базовых путепроводов в города и населенные пункты.

Если говорить о том, из какого именно материала должны изготавливаться трубопроводы, то тут однозначного ответа нет. Это обусловлено тем, что при выборе того или иного материала, должны учитываться многочисленные факторы, влияющие на этот выбор.

Речь идет о состоянии почвы в том месте, где будет производиться прокладка труб, подземных магистральных линий, особенности местности, наличие блуждающих токов и вероятного возникновения коррозии, толщина и прочность конструкции, а также много других нюансов.

Это целый ряд подготовительных работ и анализа, а также расчет, который должны произвести специалисты в строгом соответствии с ГОСТом и установленными нормами.

Материалы, из которых изготовлены те или иные трубопроводы, напрямую влияют на область применения данных труб. К примеру, стальные трубы могут быть использованы в подземных и надземных видах наружной прокладки магистральных трубопроводов, а также в условиях внутридомовой установки нефтепровода.

Трубы, изготовленные из стали, являются самыми распространенными на сегодняшний момент. Это обусловлено тем, что область их применения достаточно широка, а качество и надежность таких конструкций остается на стабильно высоком уровне. Требования к эксплуатации предполагают защиту поверхности этих труб от пагубного воздействия коррозии металла. Анализ исследуемой тематики показывает, что это представляет собой довольно затратные работы в плане ресурсов и финансирования. Кроме того, стальные трубы различаются между собой, что обусловлено тем, что для определенных областей применения, есть разные требования к эксплуатации, разная толщина и прочность стенок конструкции.