Назначение нефтеперекачивающей станции (НПС)

Введение

Современное состояние системы электроснабжения и автоматизации нефтеперекачивающей станции во многом определяется условиями и особенностями трубопроводного транспорта.

Повышенные требования к качеству эксплуатации предопределяют условия работы нефтепроводов, связанные с большой нагрузкой и предъявляют большие требования к электроснабжающей организации по качеству электроэнергии, её приёму и распределению, требующие принятия неординарных и экономически целесообразных решений. Исходя из этого в современные распределительные устройства нефтеперекачивающих станций целесообразно ввести микропроцессорный контроль за параметрами режима работы и состояния станции.

Головная НПС предназначена для приёма нефти с промыслов и подачи её в нефтепровод. Она имеет резервуарный парк, играющий роль буферной ёмкости между магистралями и промыслами и роль аварийной ёмкости при аварии на магистрали или промыслах.

Назначение нефтеперекачивающей станции (НПС)

Для создания и поддержания в трубопроводе напора, достаточного для обеспечения транспортировки нефти, необходимы нефтеперекачивающие станции. Основное назначение каждой нефтеперекачивающей станции состоит в том, чтобы забрать нефть из сечения трубопровода с низким напором, с помощью насосов увеличить этот напор и затем ввести нефть в сечение трубопровода с высоким напором. Основными элементами НПС являются насосные агрегаты, резервуары, системы подводящих и распределительных трубопроводов, узлы учета, устройства приема и пуска очистных устройств и поточных средств диагностики, а также системы смазки, вентиляции, отопления, энергоснабжения, водоснабжения, автоматики, телемеханики и т.п.

1.2 Основное технологическое оборудование НПС и его размещение

Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная нефтеперекачивающая предназначается для приема нефти с установок её подготовки на промысле или из других источников и последующей закачки нефти в магистральный нефтепровод. Промежуточные станции обеспечивают поддержание в трубопроводе напора, достаточного для дальнейшей перекачки.

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно подразделить на две группы:

- объекты основного (технологического) назначения;

- объекты вспомогательного и подсобно-хозяйственного назначения.

К объектам первой группы относятся: резервуарный парк; подпорная насосная; узел учёта нефти с фильтрами; магистральная насосная; узел урегулирования давления и узлы с предохранительными устройствами; камеры пуска и приёма очистных устройств; технологические трубопроводы с запорной арматурой.

К объектам второй группы относятся: понижающая электроподстанция с распределительными устройствами; комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции; комплекс сооружений по отводу промышленных и бытовых стоков; котельная с тепловыми сетями; инженерно-лабораторный корпус; пожарное депо; узел связи; механические мастерские; мастерские ремонта и накладки контрольно-измерительных приборов (КИП); гараж; складские помещения; административно-хозяйственный блок и т.д.

Головная нефтеперекачивающая станция - комплекс сооружений, расположенный в начале магистрального нефтепровода или его отдельного эксплуатационного участка и предназначенный для накопления и перекачки по трубопроводу нефти и нефтепродуктов.

В состав головной нефтеперекачивающей станции входят: насосные станции (основная и подпорная), резервуарный парк, сеть технологических трубопроводов, электроподстанция, котельная, объекты водоснабжения и канализации, подсобные и административные здания, культурно-бытовые объекты и др. Насосные станции оборудуют центробежными насосами с подачей до 12500 м³/ч. Количество насосов на основной станции от 3 до 4, один из них резервный. Соединение насосов, как правило, последовательное. В качестве привода преимущественно применяются электродвигатели мощностью до 8000 кВт. Насосы подпорной станции создают дополнительное давление на входе основных насосов, необходимое для их бескавитационной работы. Резервуарный парк головной нефтеперекачивающей станции включает металлические и железобетонные резервуары с единичным объёмом 50 000 м³. Вместимость парка зависит от объёма перекачки, а при последовательном её характере от числа циклов. Технологические трубопроводы головной нефтеперекачивающей станции оборудуются переключающими, предохранительными и регулирующими устройствами, обеспечивающими приём нефти и нефтепродуктов, очистку их от механических примесей, замер и учёт их количества, защиту трубопроводов и резервуарного парка от повышения давления, регулирование давления на выходе станции, периодический запуск специальных устройств для очистки внутренней полости трубопровода. Схема технологических трубопроводов обеспечивает работу насосов в любых сочетаниях, а также возможность прямой, обратной и внутристанционной перекачки.

Головная нефтеперекачивающая станция при последовательной перекачке нефтепродуктов оборудуется специальной лабораторией по контролю качества нефтепродуктов и приборами для быстрого и точного определения концентрации одного нефтепродукта в другом. Головная нефтеперекачивающая станция трубопровода, по которому перекачивают подогретые нефти, снабжается подогревательными устройствами (печами, теплообменниками). При сооружении магистральных трубопроводов применяются блочно-комплектные насосные станции, включающие набор отдельных блоков технологического, энергетического и вспомогательно-функционального назначения, а также общее укрытие для магистральных насосных агрегатов с узлами обвязки их трубопроводами и другими коммуникациями. Технологическое оборудование, аппаратура, контрольно-измерительные приборы размещаются в блок-боксах, монтажных блоках и блок-контейнерах, которые изготовляют и собирают в заводских условиях, а затем в готовом виде транспортируют к месту строительства.

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: приём и учёт нефти; краткосрочное хранение нефти в резервуарах; внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар); закачка нефти в магистральный трубопровод; пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов. Технологическая схема представлена на рисунке 1.

1.3 Рисунок 1 Технологическая схема ГНПС.

1 - подпорная насосная; 2 - площадка фильтров и счетчиков; 3 - основная насосная; 4 - площадка регуляторов; 5 - площадка пуска скребков; 6 резервуарный парк.

Промежуточные НПС служат для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление сил трения, с целью обеспечения дальнейшей перекачка нефти. Промежуточные НПС размешают по трассе трубопровода согласно гидравлическому расчету на расстоянии от 50 до 200 км.

На промежуточных нефтеперекачивающих станциях происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения её дальнейшей перекачки. При работе ПНПС «из насоса в насос» (т.е. режиме, при котором конец предыдущего участка нефтепровода подключен непосредственно к линии всасывания насосов следующей НПС) промежуточные НПС не имеют резервуарных парков; в других случаях, когда перекачка ведется через резервуары или с подключенными резервуарами такие парки на ПНПС имеются. На ПНПС устанавливаются также системы сглаживания волн давления и защиты от гидравлических ударов.

Принципиальная технологическая схема промежуточной НПС приведена на рисунке 2.

1.4 Рисунок 2 Технологическая схема ПНПС

1 - основная насосная; 2 - площадку регуляторов давления; 3 - площадка приема и пуска скребка; 4 - площадка с фильтрами-грязеуловителями

Нефть, поступающая из магистрального трубопровода, сначала проходит через фильтры грязеуловители, затем приобретает в насосах энергию, необходимую для дальнейшей перекачки, и после регулирования давления на площадке 2 закачивается в следующий участок магистрального нефтепровода.

Кроме технологических сооружении на головной и промежуточных НПС имеются механическая мастерская, понизительная электроподстанция, котельная, объекты водоснабжения и водоотведения, подсобные и административные помещения и т.д.

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью от 400 до 600 км, состоящие из 3 и 5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме «из насоса в насос», и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом.

1.5 Основное оборудование насосного цеха.

На нефтеперекачивающих станциях используются насосы следующего назначения: – основные (магистральные) насосы (типа НМ), которые служат для перекачки нефти;

 – подпорные насосы (типа НПВ), предназначенные для создания нормальных условий работы магистральных насосов;

 – насосы для внутристанционной перекачки нефти;

 – маслонасосы (типа Ш, НМШ), используемые в системах смазки насосных агрегатов;

 – водонасосы (типа СМ) — для работы в системах оборотного водо- снабжения насосных агрегатов, служащих для охлаждения и разгрузки уплотнений;

 – насосы откачки утечек;

 – артезианские насосы системы водоснабжения;

 – насосы промышленной и бытовой канализации (типа СМ, ФГУ);

 – насосы системы отопления;

 – насосы системы пенотушения и пожаротушения и противопожарною водоснабжения (типа ЦН, СМ, ВКО, ВК). Основная и подпорная насосные (или насосные цеха) предназначены для размещения в них соответственно магистральных и подпорных mice» сов, осуществляющих перекачку нефти или нефтепродуктов. Кроме млей сов в них монтируются вспомогательные системы, предназначенные дли обеспечения надежной работы насосов в заданных параметрах: – система разгрузки и охлаждения торцевых уплотнений;

 – система смазки и охлаждения подшипников насосов и двигателем, – система охлаждения насосно-силового агрегата;

 – система сбора утечек и торцевых уплотнений;

 – система подготовки и подачи сжатого воздуха; ­­­. ­­­ ­ ­­­­­. ­­­­­­ ­­­ ­­­ 25 двигателей с фазным ротором три фазные обмотки ротора соединяются на самом роторе в звезду, а свободные концы их соединяются с контактными кольцами, укрепленными на валу машины. На кольца наложены щетки. Через кольца и щетки обмотка ротора замыкается на реостат. Включение реостата в цепь ротора позволяет существенно улучшить пусковые условия двигателя. С помощью реостата можно также регулировать скорость двигателя. Обмотка статора включается непосредственно в трехфазную сеть. Синхронными электродвигателями называются машины переменного тока, у которых угловая скорость вращения ротора равна угловой скорости вращения поля. При работе синхронного двигателя обмотка статора питается от переменного тока, а обмотка ротора – от постоянного. Роторная обмотка называется обмоткой возбуждения. Взаимодействие магнитных полей ротора и статора создает электромагнитный вращающий момент. При включении синхронного двигателя в работу кроме обмотки возбуждения необходима еще дополнительная пусковая обмотка (короткозамкнутая или фазная). Как только двигатель достигает необходимой скорости, в обмотку возбуждения подается ток и двигатель начинает работать в синхронном режиме. Магистральные насосы (основные и подпорные) имеют мощность электродвигателей от 450 до 8000 кВт. Для насосов с подачей 3600 м3 /ч и более, имеющих большие мощности, предпочтение отдается синхронным двигателям, как более экономичным.

1.6 Вспомогательное оборудование насосного цеха.

 Каждый насосный агрегат оборудован и оснащен системами:

 – маслосмазки;

 – утечек нефти;

 – система охлаждения;

– вентиляции.

   Система маслосмазки Предназначена для принудительной смазки подшипников качения и скольжения насосов и электродвигателей. В качестве смазки подшипников применяется турбинное масло Т-22 или Т-30 (использование масла ТП-22С согласовывается с заводом изготовителем). Техническая характеристика масла, применяемого в системе маслосмазки, должна соответствовать требованиям ГОСТ 32-74. Система смазки магистральных насосных агрегатов состоит из рабочего и резервного масляного насосов, оборудованных фильтрами очистки масла, рабочего и резервного маслобаков, аккумулирующего маслобака и маслоохладителей. Масло с основного маслобака забирается работающим маслонасосом, проходит через маслофильтр и подается на маслоохладители, откуда поступает в аккумулирующий бак, расположенный на высоте 6 ... 8 м от уровня пола насосной. С аккумулирующего бака масло подается к подшипникам насосного агрегата и далее возвращается в маслобак. Рабочая температура масла в общем коллекторе перед поступлением на магистральные насосные агрегаты должна находится в интервале от +35 до +55 °С, при превышении температуры масла на выходе из маслоохладителя более +55 °С, автоматически включаются дополнительные вентиляторы обдува. При низкой температуре масла допускается работа маслосистемы, минуя маслоохладители.

1.7 Резервуарный парк.

На сегодняшний день, резервуарный парк нефтебазы способен обеспечить равномерную работу трубопроводов и магистралей, полностью компенсируя сезонные колебания в потреблении нефти. Кроме этого, использование резервуарных парков позволяет обеспечить необходимый запас нефтепродуктов, требуемый для проведения различных технологических операций, а также повысить общую надёжность систем нефтеснабжения.
Резервуарные парки для хранения нефтепродуктов могут выступать в роли самостоятельного предприятия или же входить в состав нефтебаз, нефтяных промыслов, перекачивающих станций и других предприятий в различных отраслях промышленности.

В зависимости от своего назначения, резервуары и резервуарные парки делятся на такие категории:

Парки, используемые для хранения нефти и нефтепродуктов;
Парки, применяемые для перекачки нефти.
Исходя из способа своего размещения, резервуарный парк может быть подземным и надземным. При подземном размещении наиболее часто используются железобетонные резервуары, обладающие высокой прочностью и облицованные изнутри стальными листами, впрочем, возможны варианты и без облицовки. Что касается надземных резервуаров, то зачастую они изготовляются из высококачественной стали и имеют вертикальную или же горизонтальную компоновку. Крыша в таких резервуарах может идти как в стационарном, так и в плавающем исполнении.

1.8 Система пенного пожаротушения.

Система пенного пожаротушения включает в себя

 – насосную пенотушения с пожарными насосами (один из насосов с приводом от дизельного двигателя), предназначенных для подачи пенообразователя « Послойный» (Новороссийск), позволяющий получить пену низкой, средней и высокой кратности, в стационарную сеть пенотушения;

 – емкость для хранения пенообразователя;

 – систему пенопроводов с арматурой и пеногенераторами для подачи раствора в насосные, регуляторы е давления, в резервуары с нефтью (послойный способ подачи пены низкой кратности в слой нефти в нижний пояс резервуара;

 – систему автоматики пенотушения и пожарной сигнализации. При поступлении сигнала пожара из любого защищаемого объекта, автоматически включается один из насосов, подающий раствор пенообразователя в напорный коллектор к месту возгорания.

 – Система водоснабжения НПС Система предназначена для бесперебойного снабжения производственных и бытовых объектов водой в требуемых количествах и требуемого качества, а также для обеспечения нужд пожаротушения, в том числе охлаждение резервуаров с нефтью. В состав системы водоснабжения входят:

 – артезианские скважины;

 – водонасосная;

– водопроводные сети;

 – водонапорная башня, резервуары запаса воды;

 – приборы потребления воды.