Трубопроводный транспорт

ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ (а. pipeline transport; н. Rohrleitungstransport, Pipelinetransport; ф. transport par pipe-lines; и. transporte por соnducto, transporte por tuberia, transporte por caceria) — вид транспорта, осуществляющий передачу на расстояние по трубопроводам жидких, газообразных сред и твёрдых материалов. В зависимости от транспортируемого продукта различают нефтепровод, газопровод, водопровод, пульпопровод и т.д.

История трубопроводного транспорта насчитывает несколько тысячелетий. В Древнем Египте использовались гончарные, деревянные и даже металлические (медные и свинцовые) трубы для водоснабжения. В античном Риме сохранились акведуки для самотёчных водопроводных каналов через долины и овраги. При раскопках в Новгороде обнаружен водопровод из деревянных труб (время постройки конец 11 — начало 12 вв.). Первые упоминания о газопроводах относятся к началу новой эры, когда для передачи природного газа в Китае применяли бамбуковые трубы. К концу 18 века в Европе для транспорта газа начали использоваться чугунные трубы. Пневматический транспорт (для почтовых целей) впервые применён в 1792 (Австрия). Первый нефтепровод (длина 6 км) построен в США в 1865, в России (от промыслов Баку до местных нефтеперерабатывающих заводов) — в 1878.

При трубопроводном транспорте производится перемещение как самих сред (воды, углеводородного сырья, продуктов нефтяных и газовых месторождений, продуктов переработки нефти и газа и т.д.), так и твёрдых материалов в несущих средах. В зависимости от несущей среды трубопроводный транспорт бывает гидравлический (напорный и безнапорный) и пневматический (нагнетательный и всасывающий).

Различают трубопроводный транспорта технологический — связывающий технологические процессы внутри предприятия (длина до 1-3 км), промышленный — между предприятиями одной отрасли народного хозяйства (до 10-15 км), магистральный — между предприятиями различных отраслей (на десятки, сотни и даже тысячи км). Трубопроводный транспорт может быть непрерывным (без нарушения сплошности потока транспортируемой или несущей сред) и периодическим. К последним относится контейнерный трубопроводный транспорт, который может быть в зависимости от несущей среды гидравлическим и пневматическим, в зависимости от привода — с электроприводом (движитель — колесо), с приводом от линейного электродвигателя (на магнитной подушке) и др. (см. Пневматический транспорт, Магистральный гидротранспорт, Газопровод магистральный, Нефтепровод магистральный, Нефтепродуктопровод магистральный, Промысловый трубопровод).

В 70-е гг. 20 в. в CCCP сформировались новые самостоятельные транспортные отрасли — единые нефте- и газоснабжающие системы страны. Развитие сети трубопроводов опережало приросты добычи нефти и газа, протяжённость трасс удвоилась (перекачка топлива по ним возросла в 4 раза). В 1986 по трубопроводам транспортировалось 1/3 от общего грузооборота страны, более 2/3 топлива (табл.).

Новый этап в развитии трубопроводного транспорта связан со строительством этано-, этилено- и аммиакопроводов и других магистралей. Транспортировка по подземным трассам химических продуктов в 2-3 раза ускоряет его доставку, позволяет улучшить технологическую схему производства и распределения. Широко развиваются новые направления — гидротранспорт угля и рудных материалов.

В 80-х гг. трубопроводы для жидких и газообразных сред диаметром свыше 1000 мм занимают ведущее место, средняя дальность перекачки нефти и газа превышает 1000 км, длина отдельных трубопроводов достигает 4-5 тысяч км, мощность единичных перекачивающих агрегатов достигает 16-25 тысяч кВт. Энергетический потенциал потока газа, транспортируемого по трубопроводу 1420 мм при давлении 7,5 МПа, эквивалентен мощности электростанции 15 тысяч МВт.

Одним из прогрессивных технических решений повышения эффективности трубопроводного транспорта газа является его транспортировка в охлаждённом или сжиженном состоянии, что позволяет увеличить пропускную способность газопроводов и снизить капиталовложения от 15 до 80% в зависимости от степени охлаждения. Низкотемпературные трубопроводы оснащены головными и промежуточными холодильными станциями, сам трубопровод теплоизолирован, перекачка сжиженного газа ведётся насосными агрегатами аналогично перекачке нефти.

Практически весь добываемый в CCCP в 1985 природный газ и почти всю нефть, а также большую часть нефтепродуктов и углеводородного сырья (широкую фракцию углеводородов, этан, этилен и др.) транспортируют по трубопроводам.

При трубопроводной транспортировке твёрдых материалов объём перемещаемых сыпучих грузов достигает 40% (1985) от общего количества транспортируемых грузов на предприятиях. В ряде случаев (например, при обогащении руды и подготовке кокса, работа плавильных и передельных печей, очистка и обеспыливание воздуха и др.) работа систем гидравлического и пневматического трубопроводного транспорта органически сочетается с технологией производства. Область их применения определяется интенсификацией и повышением эффективности производства, утилизацией ценных отходов технологических процессов, созданием комфортабельных условий труда, механизацией трудоёмких и вспомогательных работ.

В 80-х гг. в различных странах эксплуатируется свыше 100 трубопроводов длиной в десятки и сотни километров, обеспечивающих трубопроводную транспортировку угля, железной руды, известняка, медного концентрата, фосфатов и др. Пневматический трубопроводный транспорт является одним из наиболее прогрессивных способов внутри- и межцеховых перемещений сыпучих материалов. Область использования контейнерного трубопроводного транспорта — перевозка больших масс сыпучих грузов из карьеров к местам их переработки, транспорт высоковязких и застывающих нефтей в арктических районах, транспорт отходов к местам утилизации и переработки и т.д. Основные его преимущества, например, по сравнению с гидравлическим трубопроводным транспортом твёрдых материалов состоят в транспортировании их с высокой концентрацией (до 80-95%) при отсутствии установок для приготовления и обезвоживания пульпы, относительно малом износе труб и оборудования, в исключении возможности загрязнения несущей жидкостью транспортируемых материалов. При этом возможно использование несущей среды, подлежащей транспортированию вместе с контейнерами. Этот подход реализуется при трубопроводной транспортировке высоковязких нефтей путём выделения парафина и асфальтено-смолистых веществ, затаривания их в контейнеры или капсулы и дальнейшей их транспортировки в потоке оставшихся лёгких фракций добытой нефти. В системах контейнерного трубопроводного транспорта можно также обходиться без твёрдых оболочек-контейнеров путём придания перемещаемому грузу соответствующей формы в виде нерастворимых в несущей жидкой среде пастообразных цилиндрических брусков, специальных пробок в пневмопроводах. Возможно использование пневматического трубопроводного транспорта для доставки грузов из шахт на поверхность, гидравлического трубопроводного транспорта для подъёма и транспортировки полезных ископаемых со дна морей.

Трубопроводная сеть увеличивается ежегодно в среднем на 3-4%. Значительные объёмы трубопроводного строительства ведутся в США, Канаде, Западной Европе, Африке, в Латинской Америке и Австралии. Наиболее высокие темпы роста достигнуты в CCCP. В структуре вводимых трубопроводов преобладают газопроводы, расширяется сеть нефтепродуктопроводов, пульпопроводов, освоен дальний транспорт химических продуктов, конденсата и широкой фракции лёгких углеводородов. Благодаря техническому прогрессу в трубопроводном транспорте пропускная способность отдельных газопроводов достигла 30-45 млрд. м³/год, нефтепроводов до 90 млн. т/год. Важнейшая черта развития трубопроводного транспорта — возникновение сложных трубопроводных систем с единым управлением, внутрисистемными резервами, усиление внешних связей с другими системами энергетики и транспорта, увеличение глубины и масштабов маневрирования при аварийных ситуациях и пиковых нагрузках.

Повышение экологической опасности трубопроводного транспорта вызвано ростом мощности трубопроводных систем, усложнением температурного режима перекачки, сооружением трубопроводов в районах, где природная среда особенно легко ранима (арктическая зона, горы и т.д.), перекачкой химических продуктов. Однако, несмотря на это, трубопроводный транспорт остаётся одним из наиболее чистых в экологическом отношении видов транспорта. Для повышения экологической безопасности трубопроводного транспорта совершенствуется технология транспорта, применяются новые конструктивные решения, повышается надёжность эксплуатации.