Как работают трубопроводы?
Различные типы трубопроводов
Существует два основных типа энергетических трубопроводов: трубопроводы для жидкого топлива и газовые трубопроводы.
Сеть трубопроводов представляет собой высокоинтегрированную систему передачи и распределения, которая может транспортировать энергетические продукты в любом направлении. Например, в Соединенных Штатах насчитывается более 4 миллионов километров трубопроводов для природного газа и примерно 370 тысяч километров трубопроводов для жидкого топлива. Несмотря на значительное увеличение протяженности трубопроводов и объемов поставок с 2016 по 2022 годы, общее количество инцидентов, влияющих на людей и окружающую среду, уменьшилось.
В сети трубопроводов для жидкостей трубы могут транспортировать сырую нефть, углекислый газ, жидкие природные газы и нефтепродукты. Трубопроводы для сырой нефти подразделяются на линии сбора и магистральные линии.
Линии сбора
Линии сбора – это очень маленькие трубопроводы (обычно диаметром от 2 до 12 дюймов), которые работают при относительно низких давлениях и скоростях потока и используются для транспортировки сырой нефти или природного газа от места добычи (устья скважины) до центральной точки сбора.
Трубопроводы для сырой нефти
Международные магистральные трубопроводы для сырой нефти (или магистральные линии) больше по размеру (обычно диаметром от 12 до 24 дюймов) и транспортируют сырую нефть из районов добычи на нефтеперерабатывающие заводы. В Соединенных Штатах имеется около 135 тысяч километров трубопроводов для сырой нефти, соединяющих региональные рынки. Также есть несколько очень больших магистральных линий в США, таких как Трансаляскинская трубопроводная система, диаметр которой составляет 48 дюймов.
Трубопроводы для нефтепродуктов
Трубопроводы для нефтепродуктов транспортируют такие переработанные нефтепродукты, как бензин, реактивное топливо, топочный мазут и дизельное топливо. Эти трубопроводы варьируются по размеру от относительно небольших (диаметром 12 дюймов) до гораздо больших (диаметром 42 дюйма). По всей Америке насчитывается примерно 100 тысяч километров трубопроводов для нефтепродуктов.
Трубопроводы доставляют нефтепродукты на крупные топливные терминалы с резервуарами для хранения, откуда они загружаются в автоцистерны. Грузовики покрывают последние несколько миль, доставляя топливо на заправочные станции и в дома. Крупные предприятия, аэропорты и электростанции снабжаются переработанными продуктами непосредственно по трубопроводам.
Трубопроводы для жидких природных газов (ЖНГ)
Трубопроводы для ЖНГ транспортируют такие продукты, как пропилен, пропан, этан и сжиженный газ, которые часто используются в производстве. Эти продукты обеспечивают многие современные удобства, включая использование пропана в качестве распространенного топлива для отопления домов и этана в качестве сырья для производства пластмасс. Диаметр этих трубопроводов также варьируется, и в США насчитывается более 120 тысяч километров таких линий.
Трубопроводы для углекислого газа
Трубопроводы могут также транспортировать углекислый газ из мест его улавливания к местам хранения или использования, включая истощенные резервуары или водоносные горизонты. В США насчитывается более 8500 километров трубопроводов для углекислого газа, в основном сосредоточенных в районе побережья Мексиканского залива и юго-западных регионах. Трубопроводы для углекислого газа безопасно работают в США более 50 лет, демонстрируя хорошую производительность и не имея случаев смертельных исходов, связанных с транспортировкой углекислого газа. Переход нашей страны на низкоуглеродную энергетику может потребовать дальнейшего развития инфраструктуры для низкоуглеродной энергии, включая трубопроводы для углекислого газа, чтобы удовлетворить энергетические и экологические потребности в ближайшие десятилетия.
Газопроводы
Система трубопроводов для природного газа организована несколько иначе, чем системы жидкостных трубопроводов. Природный газ доставляется непосредственно в дома и на предприятия через распределительные трубопроводы. Природный газ может содержать жидкие природные газы (ЖНГ) в процессе добычи. Переработчики удаляют воду, ЖНГ и примеси из потока природного газа, чтобы сделать его пригодным для продажи.
Регуляторы классифицируют водород как газ при транспортировке по трубопроводам. В штате Калифорния установили предельное содержание водорода в смеси до 20 %, после чего трубопроводы должны будут переоборудовать компрессоры, покрытия и т.д., чтобы избежать утечек и охрупчивания труб.
Природный газ и ЖНГ транспортируются по отдельным трубопроводным системам до тех пор, пока не достигнут своих конечных потребителей. В США насчитывается более 3,7 миллиона километров распределительных газопроводов и более 480 тысяч километров магистральных газопроводов.
Что такое ввод в эксплуатацию?
После строительства трубопроводы проходят серию испытаний перед вводом в эксплуатацию или запуском. Эта фаза «предварительной эксплуатации» может включать очистку трубопровода для удаления мусора и гидроиспытания, при которых трубопровод заполняется водой под давлением, превышающим нормальное рабочее давление, чтобы выявить утечки. Также проверяются покрытия трубопроводов.
Перед вводом в эксплуатацию трубопровод и все связанные с ним объекты проходят испытания и проверку.
Системы трубопроводов включают насосы, резервуары для хранения и другую сопутствующую инфраструктуру, необходимую для работы трубопроводов. Насосные станции стратегически расположены вдоль трубопровода для безопасного повышения внутреннего давления в трубопроводе, чтобы сырая нефть и другие жидкости могли двигаться по системе трубопровода. В системах газопроводов компрессорные станции размещены на интервалах для обеспечения плавного потока газа к его назначению. Резервуары для хранения на каждом конце жидкостного трубопровода могут временно хранить и/или принимать транспортируемый продукт.
Что такое партийная транспортировка?
Многие трубопроводы для жидких нефтепродуктов транспортируют различные типы продуктов в одном и том же трубопроводе. Для этого оператор трубопровода отправляет различные продукты «партиями». Например, оператор может отправлять бензин в течение нескольких часов, затем переключиться на реактивное топливо, а затем на дизельное топливо. Процесс отслеживания партии или продукта клиента в трубопроводе осуществляется с помощью расписания. После того, как продукт был запланирован и транспортирован, билет показывает тип транспортируемого продукта, его количество, пункт отправления и пункт назначения, а также владельца.
На протяжении всего процесса продукт измеряется в точке приема в трубопроводе и снова при доставке, чтобы задокументировать количество продукта, перемещенного с точки А в точку Б.