Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Трубопроводное транспортирование материалов, прежде чем получить широкое распространение, имело долгую историю. В далекой древности прообразом современных инженерных сетей являлись водоводы, предназначенные для орошения полей и водоснабжения населенных мест. Рост численности населения, развитие ремесел и мануфактур способствовали появлению уже целых систем водоводов различного назначения: для орошения полей, производства товаров и строительных материалов, осуществления строительства и транспорта, питьевых нужд и т. п. Возникла также необходимость улучшения санитарного состояния населенных мест, в результате чего были созданы канализационные системы в виде закрытых самотечных канализационных каналов. Предполагается, что они появились в четвертом тысячелетии до н. э. Известно, что Афины, Микены, Троя и другие города древнего мира имели уже весьма развитые системы городской канализации. В конце существования Римской империи в Риме была сооружена настолько совершенная система канализации, что некоторые ее участки эксплуатируются еще до сих пор (Клоака Максима и др.).

Водоводы и канализационные сети со временем появились во всех технически развитых странах древнего мира, однако до появления других видов инженерных сетей прошли тысячелетия. Следующими (хронологически) были паропроводы. Водяной пар, конечно, был известен уже древним римлянам и они применяли его в своих банях-термах, но паропроводов значительной протяженности для применения в производстве промышленной продукции или для транспортирования каких-то веществ римляне не знали. Только в конце XVIII в. создание И. Пол-зуновым и Дж. Ваттом паровых машин, а также общее совершенствование технологии производства с использованием теплоты и давления водяного пара привело к появлению паропроводов. Большое значение в развитии паропроводов и многих последующих видов инженерных сетей имело освоение производства труб, способных работать под дав-

лением, из цветных и черных металлов и различных неметаллических материалов. Заводское изготовление таких труб началось в конце XVIII столетия.

Широкое применение водяного пара в производстве способствовало появлению конденсатопроводов. В условиях отсутствия в те времена систем химической водоочистки и деаэрации питательной воды паровых котлов срок службы котлов, паропроводов, пароиспользующего оборудования и машин был крайне мал. Сбор и возврат конденсата паровому котлу оказался необходимым и экономически выгодным мероприятием, поскольку оно сокращало расход топлива и воды и удлиняло срок службы парового котла, паропроводов и оборудования.

В первой половине XIX столетия повились сети светильного газа, который использовали для освещения улиц и зданий, а также для приготовления пищи, нагрева воды в жилых зданиях и на производстве.

Создание динамоэлектрических машин в 1832-1870 гг. вызвало необходимость в электропроводах, которые сначала были неизолированными. Потом началось изготовление одножильных и многожильных изолированных проводов и бронированных кабелей.

Провода связи начали появляться после изобретения электромагнитного телеграфа П. Шиллингом в 1832-1835 гг. и С. Морзе в 1837 г., а также телефона - Г. Беллом в 1876 г. Развитие производства голых и изолированных проводов и кабелей связи шло параллельно с производством электропроводов и электрокабелей.

После внедрения теплофикации в энергетическое хозяйство страны широкое развитие получило строительство водянь(х тепловых сетей. 25 ноября 1924 г. в Ленинграде был введен в строй первый теплопровод общего назначения, сооруженный по проекту и под руководством пионеров советской теплофикации Л.Л. Гинтера и В.В. Дмитриева.

Развитию водяных тепловых сетей в дальнейшем способствовала также централизация теплоснабжения потребителей посредством создания районных котельных.

Нефтепроводы и нефтепроводуктопроводы появились после создания двигателей внутреннего сгорания Н. Отто в 1867-1876 гг. и моторов-дизелей конструкции Р. Дизеля в 1893-1897 гг. Возник большой спрос на бензин, керосин, дизельное топливо и смазочные материалы. Начались форсированная добыча и переработка нефти. Необходимость транспортирования нефти и различных нефтепродуктов на большие расстояния от места добычи к нефтеперерабатывающим заводам, круп-нь1м городам, железнодорожным узлам, речным и морским портам дала ""ощный импульс развитию трубопроводного транспорта.

Сети природного газа появились в середине XX века после освоения Техники глубокого бурения скважин и открытия в стране крупных месторождений газа. Спрос на природный газ резко возрос, когда выяснилось, что он является не только дешевым, высококалорийным и чистым топливом, позволяющим весьма просто осуществить автоматизацию Роцессов горения в топках котельных и технологических печей, но представляет собой также сырье для производства полимеров, синте-

тических волокон, резины, красителей и многих химико-фармацевтических материалов. В настоящее время по всей стране сооружаются газовые сети высокого, среднего и низкого давления, в том числе и для экспорта газа за границу.

Бурное развитие науки и техники в XX веке, появление новых технологий и материалов, особенно в металлургической, химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, биологической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, машиностроительной и пищевой отраслях промышленности, а также в строительстве и в производстве строительных материалов привело к невиданному до сих пор массовому сооружению все новых инженерных сетей для транспортирования материалов и осуществления технологических процессов производства:

кислородопроводов для экономической выплавки высококачественных металлов с применением кислородного дутья, а также для резки и сварки металлов;

сетей сжатого воздуха для транспортирования твердых веществ, работы в системе пневмотранспорта, осуществления технологических процессов производства;

кислотопроводов, для транспортирования кислот разной концентрации и разного качества на предприятиях химической, пищевой и химико-фармацевтической промышленности, в целлюлозно-бумажном производстве;

трубопроводов щелочных растворов - известкового молока, каустической соды, едкого натра и калия и др., применяемых в целлюлозно-бумажной, химической и химико-фармацевтической промышленности для производства разных лекарств, реагентов, минеральных удобрений, целлюлозы, бумаги, картонов и др.;

сетей хладагентов (разных рассолов, фреона и других материалов), сооружаемых для охлаждения продуктов на холодильниках, мясо-, рыбо- и молококомбинатах, плодоовощных, консервных предприятиях, пивзаводах, предприятиях химической, химико-фармацевтической, медицинской промышленности, в сооружениях зимнего спорта и др. Сети хладагентов применяют также в качестве спутников-охладителей для ряда транспортируемых по трубопроводам материалов, разлагающихся или портящихся от воздействия теплоты окружающей среды;

сетей горючих и взрывоопасных веществ - эфиров, бензинов, бензолов, мазутов, водорода, аммиака, уксусной кислоты высокой концентрации, метанолов, этанолов и других материалов, используемых на предприятиях по производству резиновых и древесно-стружечных изделий, продукции химической, химико-фармацевтической, медицинской и других отраслей промышленности, а также на автобазах, в аэропортах, котельных, нефтебазах;

сетей растворов солей и реагентов, применяемых в химической, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности при изготовлении лекарств, химических реактивов и химикатов; в котельных, ТЭЦ, ГРЭС, АЭС и АТЭЦ как составная часть аппаратуры химической очистки питательной воды котлов и тепловых сетей. Осуществляется перекачка морской воды по сетям для использования ее в целебных це-

лях выделения из воды разных солей и веществ, а также для опреснения ее и получения воды питьевого качества;

сетей пищевых продуктов - молокопроводов, винопроводов, пиво-проводов, трубопроводов для транспортирования разных фруктово-ягодных соков, минеральных вод и освежающих напитков. Сооружаются рыбопроводы для транспортирования рыбы как на близкие, так и на весьма значительные расстояния из судна на причалы, участки сортировки и обработки, рыбоконсервные заводы;

сетей инертных и активных газов, применяемых, как, например, азот, для опорожнения различных трубопроводов и систем, наполненных активными материалами - кислотами, щелочами, различными растворами солей, реагентами, вредными, горючими и взрывоопасными веществами;

сетей для транспортирования твердых веществ - песка, гравия, грунта разного состава, дробленого каменного угля и разных руд, пылевидного топлива, древесной стружки, зерна и других твердых веществ небольших размеров. При этом такое пылевидное топливо, как каменноугольная пыль разных марок, пылевидный торф, древесная стружка, а также разные зерна, семена и другие вещества, требующие сухого состояния, транспортируются по трубопроводам с помощью струи воздуха разного давления, а песок, грунт, мелкогабаритный уголь и руда - с помощью струи воды, в виде водяной пульпы;

транспортных линий с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками для перемещения каменных углей, руд, грунтов и других ископаемых в открытых, опрокидываемых контейнерах, движущихся по кольцевой линии от мест добычи к сортировочным и обогатительным предприятиям - потребителям, железнодорожным, шоссейным и водным транспортным узлам. Горизонтальное и наклонное перемещение контейнеров осуществляется движущимися канатами, а вертикальное - подъемными элеваторами;

сетей пневмопочты с плавными поворотами, подъемами и опусками, по которым осуществляют транспортирование с помощью сжатого воздуха небольших контейнеров-ампул с документами, литературой, лекарствами, реагентами и разными другими малогабаритными предметами. Пневмопочта связывает отдельные цеха предприятий, а также различные предприятия и организации, расположенные на определенном расстоянии в одном и том же городе.

Кроме упомянутых инженерных сетей и городских коммуникаций существует еще и целый ряд других. Считается, что в настоящее время общее число разновидностей инженерных сетей достигает 200 единиц.

Эксплуатация многочисленных систем трубопроводного транспорта различного назначения убедительно доказала, что трубопроводные инженерные сети являются дешевым, надежным, быстрым, хорошо герметизированным и управляемым транспортным средством для газо-о разных и жидких веществ, а также для целого ряда твердых материалов небольших размеров. Это способствует более широкому рас-Ранению уже известных и появлению новых, разнотипных инженер»-

ных сетей, что, в свою очередь, вызывает необходимость всесторонней разработки экономичных и эффективных способов прокладки сетей.

Начиная со времени появления первых сетей для транспортирования материалов, технология их сооружения развивалась в двух направлениях - подземная и наземная прокладка.

Подземную прокладку сетей стали применять при сооружении крытых самотечных трубопроводов для перемещения воды. Расположение сетей под землей хорошо предохраняло транспортируемые воды от атмосферного влияния, загрязнения, испарения и доступа насекомых. Это приобретало особое санитарно-гигиеническое значение при отводе хозяйственно-фекальных и сточных вод.

Примером наземной прокладки сетей могут быть акведуки, которые служили для сооружения длинных самотечных водоводов, проходящих по местности с резко выраженным рельефом. Акведуки совместно с мостами образовали целую отрасль в строительном деле древних времен и выполнялись они на весьма высоком для той эпохи архитектурно-техническом уровне.

При заселении более северных географических районов, с холодными зимами превалирующим направлением стала подземная прокладка, которая давала возможность предохранить сети от замерзания и механических повреждений. Мнение о необходимости и целесообразности прокладки инженерных сетей только подземно в течение многих столетий развивалось и закреплялось во Франции, Англии, Германии, в странах Средней Европы, Скандинавии, России, США (подземная прокладка сетей по традиции зачастую преобладает в этих странах и в настоящее время) . Предпочтение, отдаваемое подземной прокладке сетей, укрепилось в XVHI веке с развитием производства металлических труб и паровых насосов, дающих возможность сооружения трубопроводных сетей, способных работать под давлением.

Важным этапом в развитии способов прокладки инженерных сетей считается появление в XIX веке трубопроводов, покрытых теплоизоляционным слоем - паропроводов, конденсатопроводов и водяных тепловых сетей. Нанесение теплоизоляционного слоя, предохраняющего от замерзания трубопроводы с непрерывным движением (забочей среды, дало возможность применить наземную прокладку многих инженерных сетей в районах с холодными зимами, где ранее эти сети прокладывались только подземно.

Следующим шагом в развитии способов прокладки инженерных сетей явилось освоение техники попутного нагревания или охлаждения трубопроводов. Трудопроводы со спутником-нагревателем дают возможность транспортировать по трубам материалы, которые должны сохранять определенную положительную температуру (например, мазут), а также такие, которые должны быть гарантированно защищены от замерзания (например, воду). Трубопровод спутника-нагревателя размещается под нагреваемым трубопроводом, чтобы теплота, выделяемая спутникомчагревателем, поднимающаяся вверх, наиболее эффективно использовалась нагреваемым трубопроводом. Обогрев транспортирую-

его материала возможно также осуществить путем использования (вктричества. В настоящее время в стране и за рубежом разработаны 1зличные типы нагревателей и греющих систем. Существуют системы )ЯМОГО обогрева, при которых ток пропускается непосредственно рез обогреваемый трубопровод, и системы косвенного обогрева, при зторых трубопровод нагревается, получая теплоту от электронзгревате-1-спутника, проложенного параллельно обогреваемому трубопроводу 1И спирально намотанного на этот трубопровод.

Анализируя пройденные этапы развития инженерных сетей и спо-,бов их прокладки, изучая практический опыт, можно сделать вывод, о в большинстве случаев наземная прокладка сетей имеет определение преимущества технического и экономического характера перед (дземной прокладкой (подробнее эти вопросы будут рассмотрены в 1следующих главах). Следует, однако, заметить, что в настоящее время 1земную прокладку сетей применяют относительно редко. Одной из )ичин является недостаточное совершенство имеющихся строительных инструкций и разработанных современных архитектурных форм на-мных эстакад. Представляется очевидным, что если в древности необхо-iMOCTb решения аналогичных задач привела к поиску и созданию эсте-1чески выразительных форм наземных эстакад, то и в наше время, згда для этого имеются гораздо более обширные возможности, настоя-ая задача будет решена. Второй причиной является традиционно слоившееся за многие столетия мнение о необходимости и целесообраз->сти прокладки инженерных сетей подземно. Подробная всесторонняя 13работка способов наземной прокладки сетей, широкое освещение «еющегося в этом области опыта дадут определенные результаты в рестройке сложившихся представлений.