18.1. Проектирование магистральных трубопроводов
Проектирование магистральных трубопроводов ведется в не сколько стадий:
•технико-экономическое обоснование (ТЭО);
•технический проект;
•рабочие чертежи.
Технико-экономическое обоснование разрабатывает головная (ген подрядная) проектная организация, с тем чтобы подтвердить народно хозяйственную необходимость и экономическую целесообразность строи тельства. При составлении ТЭО:
1)выполняется анализ ресурсов нефти (нефтепродуктов, газа), предназначенных для транспортировки по данному трубопроводу;
2)составляется баланс грузопотоков в динамике по годам;
3)выбирается генеральное направление трассы трубопровода;
4)определяется производительность трубопровода при полном развитии и по очередям строительства;
5)находится оптимальный диаметр и ориентировочное число перекачивающих станций;
6)устанавливается очередность строительства и ввода мощностей;
7)определяется стоимость строительства на основании укрупненных нормативов капиталовложений.
На стадии ТЭ О все расчеты производятся укрупненно. Полученные результаты определяют экономическую эффективность будущего объек та, но не дают основания для его строительства. Они используются при разработке ведомственных и общегосударственных планов развития сети трубопроводов.
В конце ТЭО помещается проект задания на проектирование, кото
рое утверждается одновременно с утверждением ТЭО .
Задание на проектирование содержит следующую информацию:
•начальная, конечная и промежуточные точки трубопровода;
•производительность трубопровода для первой очереди и при полном развитии; диаметр и протяженность магистрали;
•тип перекачивающих агрегатов;
•способ перекачки (обычная, последовательная, «горячая» и т. д.);
•намечаемые сроки строительства, порядок его осуществления и ввод мощностей по очередям;
•наименование генеральной проектной организации и строительной организации—генподрядчика и т. д.
Задание на проектирование является основным исходным докумен том для разработки технического проекта и рабочих чертежей.
Технический проект на строительство трубопровода является
основной и наиболее ответственной стадией проектирования. Целью тех нического проекта является однозначное и окончательное определение стоимости строительства. Исходя из этого, в техническом проекте реша ются следующие вопросы:
•уточнение баланса грузопотоков нефти (нефтепродукта, газа), намеченных на стадии ТЭО; производительности трубопровода; начальной, конечной и промежуточных пунктов;
•выбор оптимальной трассы трубопровода;
•определение оптимального диаметра по уточненной производительности;
•проведение основных технологических расчетов по определению режима работы, расстановке перекачивающих станций, выбору основного оборудования;
•определение сметной стоимости строительства;
•расчет себестоимости транспортировки нефти (нефтепродукта, газа) и экономической эффективности строительства.
Проект магистрального трубопровода должен обеспечивать приме нение передовых технических и технологических решений по транспор тировке продукта; наиболее совершенную систему организации управ ления трубопроводом при его эксплуатации; рациональное использова ние материальных, финансовых, трудовых и других ресурсов; низкую се бестоимость транспортировки продукта; высокую культуру производства и безопасные условия труда.
После рассмотрения и утверждения технического проекта соответ ствующей экспертной комиссией проектная организация приступает
к составлению рабочих чертежей. Заказчик учреждает дирекцию строя щегося трубопровода, которая размещает заказы на оборудование и мате риалы, заключает договоры со строительными организациями на произ водство работ.
Составление рабочих чертежей является завершающей стадией про ектирования и основной формой документации, по которой ведется кон кретное строительство. Рабочие чертежи составляются в строгом соответ ствии с утвержденным техническим проектом. В них уточняются и дета лизируются решения, принятые в техническом проекте, в такой степени, чтобы по чертежам можно было выполнять соответствующие строитель ные и монтажные работы. Незначительные отступления от техническо го проекта допускаются только в случае, если они направлены на улуч шение отдельных его решений (уточнение трассы на некоторых участках, замена устаревшего оборудования новым и т. п.). Состав и форма рабочих чертежей определяются действующими эталонами, строительными нор мами и правилами (СН иП ), инструкциями и указаниями, действующи ми в отрасли.
Трубопроводы малой производительности и протяженности допус кается проектировать без предварительного ТЭО, а при небольшом числе перекачивающих станций в одну стадию—технорабочий проект.
18.2. Особенности проектирования нефтебаз
Вопрос о необходимости строительства нефтебазы в конкрет ном районе решается на основе соответствующего ТЭО. При его подго товке учитываются:
1)потребность предприятий и населения в различных нефтепродуктах с учетом перспектив развития рассматриваемого района и районов, примыкающих к нему;
2)источники поступления нефтепродуктов и расстояния до них;
3)возможные частота и регулярность поставок;
4)действующие укрупненные нормативы капиталовложений и эксплуатационных затрат в объекты нефтебазового хозяйства.
На основании планируемого грузооборота нефтебазы с учетом сред них значений коэффициента оборачиваемости, показывающего, сколько раз в году резервуары полностью заполняются и опорожняются, опреде ляют необходимую емкость резервуарного парка нефтебазы и далее—по укрупненным нормативам — общие капиталовложения. Эксплуатацион ные расходы определяют как сумму амортизационных отчислений, зара
пути различные естественные и искусственные препятствия, представля ет собой очень непростую задачу. Речь идет о том, чтобы не просто до ставить нефть, нефтепродукт или газ из одной точки в другую, а сделать это с минимальными затратами средств на строительство, которое долж но завершиться в заданные сроки. Кроме того, проектные решения долж ны обеспечить высокую надежность работы трубопровода, его экологичес кую безопасность. Наконец, требования к качеству проектов становятся все более жесткими, а сроки их выполнения—предельно сжатыми.
Объем работ, выполняемых при проектировании хранилищ, значи тельно меньше. Однако здесь также выполняется большое количество од нотипных расчетов и чертежей в сжатые сроки.
Обеспечить высокое качество выполнения проектных работ в огра ниченные сроки без увеличения количества задействованных работников проектных организаций позволяет использование систем автоматизиро ванного проектирования (САПР). САПР объединяет технические сред ства (ЭВМ , графопостроители и т. д.), математическое, информационное и программное обеспечение, позволяющее автоматизировать проектиро вание на всех или отдельных стадиях проектирования объектов.
Применение ЭВМ для решения отдельных проектных задач началось одновременно с их появлением. Однако оно было эпизодическим, коли чество решаемых задач было ограничено. В настоящее время с помощью ЭВМ решается широкий круг проектных задач:
•выбор оптимальных трассы и конфигурации магистральных трубопроводов;
•оптимизация их параметров;
•оформление технической документации;
•выполнение технико-экономических расчетов.
Рассмотрим в качестве примера решение на ЭВМ задачи выбора оптимальной трассы магистрального трубопровода.
Пусть заданы начальная А и конечная В точки магистрального тру бопровода (рис. 18.1). На первый взгляд наилучшей трассой для него яв ляется прямая, проведенная между данными точками, поскольку металлозатраты при этом минимальны. Однако может оказаться, что именно на этом направлении сосредоточено большое количество естественных и искусственных препятствий, преодоление которых потребует значи тельных затрат. Необходимо выбрать такую трассу трубопровода, при ко торой общие затраты на его строительство будут наименьшими.
Перед поиском оптимальной трассы целесообразно 0 1 раничить об ласть ее поиска, чтобы уменьшить объем исходной информации. Но при этом область поиска должна быть такой, чтобы в ней обязательно находи лась лучшая трасса, а за ее пределами любая трасса была заведомо худшей.
И з теоретически определенной области поиска сразу же исключают ся заведомо нецелесообразные зоны: области, находящиеся за начальной и конечной точками трассы, территории городов, поселков, заповедников, карьеров и т. п. На рис. 18.1 они заштрихованы.
Для поиска оптимальной трассы трубопровода на ЭВМ необходимо представить все многообразие условий местности в виде цифровой мо дели. Для этого на карту местности наносится сетка: прямоугольная без диагоналей, прямоугольная с диагоналями или произвольная (рис. 18.2).
Рис. 18.2. Сетки, используемые при выборе трасс
Точку, в которой сходятся более двух линейных элементов сетки, назы вают узлом, а линию между двумя смежными узлами—дугой. Чтобы за фиксировать элементы сетки друг относительно друга, все дуги и узлы нумеруют (рис. 18.3), после чего определяют координаты узлов сетки на местности. Эта операция позволяет увязать произвольно нанесенную сет ку с картой.
