Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время мировой энергетический потенциал поддерживается в основном, за счет углеводородного топлива. Практически все морские страны ведут нефтепромысловые работы, как в море, так и на берегу, добывая ежесуточно более 320000 тонны нефти.
Анализ мирового опыта показывает, что основным видом транспорта, обеспечивающего доставку углеводородного топлива потребителю, является трубопроводный транспорт, включающий морские портовые нефтеналивные комплексы (морские терминалы), обеспечивающие перевалку нефтепродуктов зарубежным партнерам. Только по Новороссийскому портовому комплексу, в ближайшее время планируется значительное увеличение объемов перевалки, а именно:
нефтерайон «Шесхарис» НМТП в настоящее время осуществляет погрузку на танкеры 50 млн./год, планируется увеличение до 65 млн.т./год в 2012 году;
морской терминал КТК в настоящее время имеет объемы перевалки 35 млн.т./год, до 2015год планируется увеличение объема до 67 млн.т./год
новороссийский мазутный терминал будет введен в эксплуатацию и в 2012 году - выйдет на проектный объем перевалки 4 млн.т./год мазута.
Одной из важнейших проблем портового нефтеналивного транспорта является обеспечение надежности в течение всего периода эксплуатации. Сроки эксплуатации большинства портовых нефтеналивных трубопроводных систем измеряются десятками лет в течение которых происходил интенсивный износ и старение их конструкций. Предельные сроки амортизации грузовых магистралей портовых нефтеналивных комплексов по правилам технической эксплуатации составляют 30 лет. На сегодняшний день около 30% технологических систем портовых нефтеналивных терминалов уже превысили предельные сроки эксплуатации, 37%- подходят к этому ресурсу и только 30%
эксплуатируются в течение 10-20 лет. Только в АК «Транснефть» доля эксплуатируемых нефтеналивных комплексов с превышением сроков амортизации составляет более 40% на 2008 год.
К опаснейшим видам повреждений и разрушений элементов технологического нефтеналивного оборудования относится коррозийно-механическое разрушение. Обязательным условием эксплуатации опасных производственных объектов, к которым относятся и портовые нефтеналивные комплексы, является выполнение требований промышленной безопасности в число которых входит периодическая экспертиза технического состояния оборудования с оценкой эксплуатационной поврежденности и безопасного остаточного ресурса.
Довольно широкий круг вопросов расчета, проектирования и эксплуатации трубопроводного транспорта и нефтеналивных комплексов, как в научном, так и в практическом плане рассмотрены и, в определенной степени, решены как зарубежными специалистами (Германия, Великобритания -технологии внутренней диагностики), так и специалистами научных центров России: «Транснефть» - ОАО центр технической диагностики «Диаскан», институтами металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова (ИМЕТ), машиноведения (ИМАШ) Российской академии наук и др. Однако, до настоящего времени, эта задача так и не решена полностью, что подтверждается происходящими авариями с тяжелейшими экологическими последствиями: разрушение части технологического трубопровода на нефтяном терминале «Шесхарис» ОАО «Новороссийский морской торговый порт» в 1997 году; разливы нефти в Цемесской бухте; взрыв и последующий пожар на нефтяной платформе «Бритиш Петролеум» в Мексиканском заливе с последующей экологической катастрофой - далеко не полный перечень аварий и катастроф.
В связи с изложенным, настоящая диссертационная работа посвящена исследованиям, направленным на совершенствование диагностических операций с целью обеспечения повышения эксплуатационной надёжности портовых нефтеналивных комплексов.
Актуальность исследований определяется необходимостью дальнейшего технического совершенствования технологий и устройств, обеспечивающих безотказную работу портовых нефтеналивных комплексов в течение всего периода эксплуатации.
Объект исследования Объектом исследования является нефтеналивная система морского портового терминала.
Предмет исследования. Предметом исследования является
эксплуатационная надежность морского портового нефтеналивного
терминала.
Цель работы. Цель работы состоит в исследовании возможности разработки более эффективных методов, технологий и устройств, обеспечивающих эксплуатационную надежность портовых нефтеналивных комплексов.
В число основных задач исследований входит:
анализ состояния и аналитический обзор технических и организационных методов эксплуатации портовых нефтеналивных комплексов;
разработка теоретических основ безразборной диагностики элементов нефтеналивного комплекса;
разработка методов, технологий и устройств для безразборной диагностики и телеметрии портовых нефтеналивных комплексов.
Научная новизна работы состоит в:
разработке методики определения остаточного эксплуатационного ресурса элементов портового нефтеналивного комплекса на базе безразборной диагностики;
разработке математических моделей износа наиболее опасных участков грузовых систем нефтеналивного комплекса;
разработке универсальной диаграммы для оценки технического состояния элементов портового нефтеналивного комплекса на базе основных проектных и эксплуатационных параметров;
разработке схемы управления и телеметрии технологических процессов погрузки нефти и нефтепродуктов на танкеры с учетом требований промышленной безопасности к особо опасным производствам.
Научная достоверность и обоснованность результатов^ представленных в данной работе, состоят в том, что все теоретические исследования, проектные разработки, практические реализации и внедрения основаны на базе известных аналитических средств, теорем, методов анализа, апробированы натурными и стендовыми испытаниями, статистикой измерений.
Практическая ценность диссертации состоит в разработке конкретного научно-методического аппарата, включающего в себя совокупность методов и моделей, позволяющих на базе безразборной диагностики дать оценку технического состояния нефтепровода, спрогнозировать запас остаточного ресурса и выработать предложения по дальнейшей его безопасной эксплуатации.
Личное участие автора состоит: в получении научных результатов отраженных в опубликованных работах (в том числе и в соавторстве); анализе технического состояния выведенных из эксплуатации участков технологических трубопроводов портового нефтеналивного комплекса; разработке методики определения остаточного эксплуатационного ресурса элементов нефтеналивного комплекса; разработке математических моделей коррозийно - абразивно - кавитационного износа наиболее опасных участков технологического нефтепровода; разработке универсальной диаграммы для оценки технического состояния элементов портового нефтеналивного комплекса на базе основных проектных и эксплуатационных параметров ; разработке схемы управления и телеметрии технологических процессов погрузки нефти и нефтепродуктов на танкеры с учетом требований промышленной безопасности к особо опасным производствам.
Реализация работы. Научные результаты диссертационной работы рекомендованы к внедрению в Новороссийском филиале Морского Регистра
Судоходства РФ (№185-018-20/2941 от 30.05.2011г.), а также внедрены в ФГУ ГМЦ «Южморгеология».
На защиту выносятся следующие научные положения диссертации:
методика определения остаточного эксплуатационного ресурса элементов портового нефтеналивного комплекса на базе безразборной диагностики;
математические модели оценки технического состояния и эксплуатационного ресурса наиболее опасных участков нефтеналивного комплекса;
универсальная диаграмма для оценки технического состояния элементов портового нефтеналивного комплекса на базе основных проектных и эксплуатационных параметров;
4. методика управления рабочим давлением в технологических трубопроводах морских терминалов и грузовых систем флота на основе данных телеметрии.
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова (Новороссийск 2008-2011г.г.), на восьмой международной научно-практической конференции «Телекоммуникационные, информационные и логистические технологии на транспорте «Телеком Транс-2011» г.Ростов на Дону, апрель 2011г.
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 8 научных работ. Из них 1 статья - в издании рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем-145с,рисунков - 55, таблиц - 7.
