Введение к работе
Актуальность темы работы.
Общая протяженность действующих магистральных нефте- и нефте-продуктопроводов России составляет около 70 тыс. км, по которым транспортируется основное количество добываемой нефти и вырабатываемых нефтепродуктов. В связи с участившимися случаями аварий, сопровождаемыми значительными разливами нефти и нефтепродуктов, экологические аспекты являются одними из приоритетных на предприятиях, эксплуатирующих магистральные трубопроводные системы. Причем эта проблема существует и во многих зарубежных странах, отличие лишь в том, что в России она усугубляется еще и длительными сроками эксплуатации систем трубопроводов.
Срок службы почти половины магистральных нефтепроводов (от общей протяженности) превысил 30 лет. Несмотря на то, что в настоящее время АК "Транснефть" уделяет большое внимание проведению мероприятий по обеспечению надежности и безопасности нефтепроводной системы (диагностика линейной части, капитальный ремонт и т.д.), уровень аварийности остается достаточно высоким и составляет 0,06 аварии в расчете на 1000 км. Транспортировка больших объемов нефти при высоких давлениях неизбежно связана с риском аварий и требует постоянной готовности к своевременной ликвидации их последствий. Следует отмстить, что практически всегда аварии сопровождаются разливами нефти и нефтепродуктов на поверхность воды и почвы, что наносит не только материальный, но и значительный ущерб окружающей природной среде.
Таким образом, одной из первоочередных проблем, стояптх перед объединениями предприятий нефтенроводного транспорта, остается аварийность линейной части магистральных нефтепроводов, приводящая к тяжелым как экономическим, так и экологическим последствиям. В связи с этим особую актуальность приобретает создание новых технологий, методов и средств локализации и сбора нефтяного загрязнения при авариях на магистральных нефте- и нефтепродуктопроводах, позволяющих наиболее эффективно и в кратчайшие сроки ликвидировать последствия разлива.
Целью диссертационной работы является совершенствование методов и средств ликвидации загрязнений водной поверхности в результате аварий при эксплуатации магистральных трубопроводов на основе новых материалов и устройств механизированного нефтесбора.
Основные задачи исследования:
-
Сравнительный анализ существующих методов, технологий и средств ликвидации аварийного загрязнения водной и земной поверхности в результате аварий на магистральных трубопроводах.
-
Экспериментальные исследования поглощающих способностей перспективных сорбентов, которые могут использоваться для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, почвы, ледяной шуги в результате разливов при авариях магистральных трубопроводов.
-
Определение оптимальных эксплуатационных характеристик матов и бонов на основе сорбента "Синтапэкс" для ликвидации, как отдельных пятен, так и сплошных слоев разлитого нефтепродукта на поверхности воды и почвы.
-
Разработка и апробация механизированных нефтесобирающих устройств барабанного, дискового и ленточного типов на основе сорбента "Синтапэкс" для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.
Научная новизна заключается в следующем:
-
Разработана методика ранжирования эффективности нефтепоглощающих сорбентов по набору их эксплуатационных характеристик на основе теории многокритериальных задач и нечетких множеств.
-
На основе исследований кинетики поглощения нефти и нефтепродуктов в сорбенте "Синтапэкс" предложены оптимальные режимы работы нефтесобирающих устройств в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
-
Определены зависимости производительности нефтесборщиков различных конструкций от регулируемых параметров работы. По анализу характеристик испытанных конструкций нефтесборщиков сформирован инвариант подобия механизированного нефтесбора.
4. -Предложены алгоритмы оптимизации параметров нефтесборщиков, позволяющие минимизировать эксплуатационные расходы на электроэнергию и материалы.
Практическая ценность работы.
Предложенный в работе сорбент, а также материалы и конструкции на его основе апробированы и широко используются предприятиями неф-тепроводного транспорта при ликвидации аварий на воде и почве.
На основе экспериментов, проведенных с помощью модельных и стендовых устройств, разработана конструкция опытно-промышленного плавающего четырехбарабанного нефтесборщика, опытная партия которого изготовлена в ОАО СЗМН для решения задач ликвидации аварийных разливов нефти на этом предприятии.
Апробация работы.
Основные результаты исследований, представленных в работе, докладывались на:
48-ой научно-технической конференции УГНТУ, г. Уфа, 1997 г.;
Десятой Всероссийской конференции по химическим реактивам "Реактив-97", Уфа, 1997.;
Международной научно-технической конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России ", г. Уфа, 1998 г.;
2-ой Всеукраинской научно-технической конференции с международным участием. "Екологія та інженерія. Стаи наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологий", г. Днепродзержинск, 1998 г.;
Международной научной конференции "КХТП-5-99", г. Уфа, 1999 г.;
Всероссийской научно-технической конференции "Новоселовские чтения", г. Уфа, 1999г.;
Научно-технической конференции "Проблемы, способы и средства защиты окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами", г. Москва, ГУП "ВИМИ", 1999 г.;
- 4-ой международной научно-технической конференции "Решение экологических проблем в автотранспортном комплексе", г. Москва, 2000 г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 14 работ.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 132 страницах машинописного текста, 20 рисунках, 11 таблицах, список литературы включает 105 наименований.