Диссертация (Разработка модели управления производственной мощностью промышленного комплекса по сжижению природного газа), страница 6

Температурные деформации компенсируются за счет поворотов иизгибов трассы трубопроводов. На прямых участках трубопроводов значительнойпротяженности преимущественно предусматриваются П-образные компенсаторы.ТрубопроводыдлятранспортировкиСПГиотпарногогазапредусматриваются из аустенитной нержавеющей стали с содержанием никеля неменее 8%.36Для объектов транспортировки и отгрузки СПГ предусматривается тепловаяизоляция оборудования и трубопроводов в зависимости от конкретных условий ирабочих режимов.Теплоизоляционные конструкции обеспечивают нормативный уровеньтепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человекатемпературу из наружных поверхностей, требуемые параметры теплоносителяпри эксплуатации и должны соответствовать нормативным требованиям.Теплоизоляцияоборудования,трубопроводовиарматурыпредусматривается из негорючих материалов с высокими теплофизическимихарактеристиками.Изоляция оборудования и трубопроводов предназначена для:– уменьшения потерь тепла;– поддержание рабочей температуры на определенном минимальном уровне спомощью кабельного электрообогрева;– защиты обслуживающего персонала от контакта с трубопроводами иоборудованием, содержащим горячие или холодные жидкие среды;– уменьшения потерь холода и предотвращения компенсации влаги из воздуха наповерхностях трубопроводов и оборудования, содержащих холодные жидкиесреды.Теплоизоляция оборудования, трубопроводов и арматуры выполняется изпеностекла и минеральной ваты - для съемной изоляции.Заводская изоляция для всех рабочих температур может выполняться изнапыленного пенополиуретана.Теплоизоляционные материалы должны соответствовать требованиям:– энергоэффективности – иметь оптимальное соотношение между стоимостьютеплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляциюв течение расчетного срока эксплуатации;– эксплуатационной надежности и долговечности – выдерживают без снижениятеплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные, температурные,37механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срокаэксплуатации.Выбранные материалы в процессе эксплуатации не должны выделятьвредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества вколичествах, превышающих предельно допустимые концентрации, а такжеболезнетворные бактерии, вирусы и грибки.Все сбросные пары из резервуаров хранения СПГ и системы отгрузкипоступают в систему топливного газа.

В ходе деинертизации танкера СПГ изаправки его горючим, вытесненный пар направляется в факельную системуотпарного газа (ОГ). Факельная система является независимой в связи с оченьнизкими требованиями к противодавлению. Линии возврата паров от причаловрассчитаны на обработку паров, образующихся в танкере при отгрузочныхоперациях, при отгрузке и одновременном захолаживании второго танкера СПГ.Факельная система ОГ не имеет сепаратора, т.к. поступающие на нее отпарныегазы образуются в резервуарах хранения СПГ и/или танкерах СПГ и потому несодержат жидкости и не подвергаются конденсации.Факельная система отпарного газа состоит из одного коллектора паранизкого давления, который собирает пары из сооружений хранения и отгрузкиСПГ и направляет их на факельную установку отпарного газа.

Факел отпарногогаза обычно находится рядом с зоной, где расположены резервуары СПГ с учетомсведения к минимуму потери в трубопроводах и воздействия любого тепловогоизлучения на резервуары хранения СПГ.Для СПГ-проектов, реализуемых в Арктике, требуется строительствоспециализированныхСПГ-танкеровледовогокласса.ДляСПГ-проектов,расположенных в Карском море и Обской губе (в настоящее время - это проект«ЯмалСПГ»),транспортировкувзимнийпериодбезсопровожденияспециализированного ледокольного флота необходимо осуществлять танкерами следовым классом не ниже Arc 7.В летние месяцы также возможен прием более широкой линейкисуществующих танкеров СПГ, не имеющих ледового класса.38Поскольку в действительности СПГ-танкер прибывает с небольшимостатком, при расчетах за рабочий вариант принимается прибытие СПГ-танкерабез остатка в танках, но при этом заполнение идет только на 97,5% от полнойемкости.Процесс работы танкера включает в себя несколько этапов, которыепоказаны на Рисунке 1.8.Рисунок 1.8.

Этапы работы СПГ-танкера в акватории портаДля отгрузки СПГ и ГК предусматриваются специализированные причалы.Параллельная и одновременная (сдвоенная) отгрузка на двух и более причалах нерассматривается. Два СПГ-танкера могут быть пришвартованы одновременно,однако отгрузка ведется только на один СПГ-танкер.Причалы отгрузки СПГ и ГК представляют собой гидротехническиесооружения, состоящие из технологических площадок, на которых установленооборудование для отгрузки продукта, и швартовных и отбойных палов.Отбойные палы служат для восприятия нагрузок от швартующегося судна,для предотвращения чрезмерного давления судна на конструкции причала итакже являются точками для крепления швартовных концов, которые удерживаюттанкер СПГ от продольных перемещений у причала.Отбойные палы предназначены для плавного поглощения силы удара пришвартовке к причалу и для защиты от повреждений как корпуса судна, так ипричальных сооружений в порту.

Поэтому важно обеспечить требуемуюэластичность конструкции отбойного пала и в то же время его высокую прочностьс целью сопротивления воздействию судна при швартовке.Конструкция и критерии конфигурации кранцев на швартовных и отбойныхпалах устанавливаются в соответствии с рекомендациями OCIMF в зависимостиот обводов корпуса швартующихся к причалу танкеров СПГ.39Как правило, отбойные палы являются активными, если они находятся впределах участка корпуса судна, параллельно линии причала (плоские участкиборта судна).

В этом случае обеспечивается нужная степень контакта корпусасудна с отбойными панелями и точное выравнивание судна вдоль причальнойстенки.Причалы для приема танкеров СПГ оборудуются быстроотдающимисягаками для крепления швартовых, поданных с танкера СПГ, и безопасной исвоевременной отдачи швартовых при отходе танкера от причала. Швартовные иотбойныепалыпроектируютсясучетомсоответствующихнагрузок,передаваемых от быстроотдающихся гаков. Общими критериями проектированияпредусматривается, что гаки должны разрушаться прежде, чем это произойдет сэлементами причального сооружения. Гаки изготавливаются в конфигурации от 1до 6 гаков на установочную единицу. На гаках устанавливаются датчикинатяжения швартовных концов системы непрерывного мониторинга нагрузок отшвартовых концов.

Эти датчики преобразовывают силы натяжения, создающиесяв швартовых концах, в электрический сигнал.Рисунок 1.9. План причала по отгрузке СПГ40Рисунок 1.10. Швартовные гаки, установленные на палах причала отгрузкиСПГ1.4. Особенности проектирования СПГ-производств в условиях АрктикиПроекты по созданию комплексов по сжижению природного газа варктических и субарктических регионах России должны предусматриватьсоответствующее строительство причалов для отгрузки СПГ. Расположениеданных гидротехнических сооружений в неблагоприятных климатическихусловияхпредъявляетособыетребованиякпрочности,надежностииэксплуатационной пригодности причальных сооружений.На стадии проектирования должны быть предусмотрены мероприятия по«винтеризации»–обеспечениювозможностиэксплуатации объектов в зимний период.безопаснойинадежной41Характерным климатическим фактором при арктическом местоположенииявляется низкая температура в зимний период.

Холод сам по себе создаеттрудности при строительстве и эксплуатации морских сооружений, но наиболеесложными климатическими условиями является сочетание низких температур сдругими факторами: ветром, осадками, соленой водой и т.д.Кроме климатических, существует еще ряд параметров, которые будутоказывать влияние на комплекс по производству СПГ, некоторые из ниххарактерны только для арктических условий:– полярная ночь;– нужна высокая надежность прогнозов погоды;– удаление места работ и слабое развитие существующей инфраструктуры;Низкие температуры оказывают влияние на безопасность и режимэксплуатации комплекса по производству СПГ:– свойства материалов (прочность и деформация материалов, трещиностойкость ихрупкое разрушение, истирание, износ и долговечность);– температура и ветер (теплопередача и комфорт людей);– деформация и смещение конструкций (нагрузки);– объемные изменения в воде, замерзшем грунте;– особенности эксплуатации, связанные с учетом человеческого фактора.Снег и лед могут вызвать следующие проблемы:– метели;– падающие комья снега и куски льда;– доступ к объектам, блокированный сильными снеговыми наносами ибрызговым обледенением;– обледенения;– динамические нагрузки от льда и снега.Особые проблемы в арктических морских условиях представляют собой:морскоебрызговоеобледенение,замерзающаявидимость в условиях полярной ночи и т.д.акватория,ограниченная42В замерзающих акваториях должны предусматриваться ледозащитныесооружения для предотвращения от наносов и навала льда на отгрузочныеэстакады и причалы.Примеры потенциально опасного влияния присутствия льда – попадание навинты судна, засорение водометов, водозаборников и т.д.

Лед может влиять и надругие аспекты деятельности в плане безопасности и охраны окружающей среды,например, при разливе нефтепродуктов и его ликвидации, безопасность персоналана берегу и причалах.Зимние условия осложняют деятельность по отгрузке СПГ. Зимойсокращается период светового дня, полярные ночи длятся несколько месяцев.Видимость будет оказывать негативное влияние на систематичность работ.Рисунок 1.11. Работы на акватории в зимний период: причаливание танкерав ХаммерфестеВ процессе проектирования и планирования необходимо учитывать всесложности, связанные с зимними условиями.Проектные решения должны обеспечивать безопасность и надежностькомплекса по сжижению природного газа на всех этапах его реализации:строительства, пуско-наладочных работ и ввода в эксплуатацию, запуска,штатной эксплуатации, штатного завершения работы и аварийного завершенияработы.Разрабатываемыеэлементыдолжнытщательнооцениватьсяи43проектироваться.

Это осуществляется путем применения комбинированныхпринципов проектирования:– создания открытых или полузакрытых укрытий;– создания закрытых укрытий с обогревом;– обеспечение безопасных условий работы;– меры или надежные проектные решения для защиты от воздействияокружающей среды;– адаптация операций и рабочих процедур к зимним условиям;– процедуры по охране здоровья, безопасности и охране окружающей среды взимних условиях.Ниже приведен список возможных мер, предпринимаемых в зимнихусловиях:– монтаж и устройство укрытий от ветра, высокая степень защищенности для зон,где регулярно проводятся работы при погрузке и техническом обслуживании;– системы удаления снега и решетчатые настилы на всех полах, мостках илизонах, которые необходимо очищать от снега и льда;– подготовка к зимней эксплуатации механизмов и гидравлики;– защита от падающего снега и льда, расположение уязвимого оборудования иоборудования, обеспечивающего безопасность под трубными эстакадами идругими сооружениями;– траповые вышки должны быть полностью закрыты от холода.