Csővezetékes szállítás - Pipeline transport

HDPE csővezetékek Ausztráliában egy bányatelepen.

A csővezetékes szállítás a távolsági szállítás folyékony vagy gáz rendszeren keresztül csövek -a gázvezeték-tipikusan a piac területén a fogyasztásra. A 2014 -es legfrissebb adatok összesen valamivel kevesebb, mint 2 175 000 mérföld (3 500 000 km) csővezetéket adnak a világ 120 országában. Az Egyesült Államokban 65%, Oroszországban 8%és Kanadában 3%volt, így az összes csővezeték 75%-a ebben a három országban volt.

A Pipeline and Gas Journal világméretű felmérési adatai szerint 190 905 km hosszú csővezetéket terveznek és építenek. Ebből 88 976 mérföld (143 193 km) a tervezési és tervezési fázisban lévő projekteket jelenti; 29 647 mérföld (47 712 km) tükrözi a csővezetékeket az építés különböző szakaszaiban. A folyadékokat és a gázokat csővezetékeken szállítják, és bármilyen kémiailag stabil anyag csővezetéken keresztül továbbítható. Csővezetékek vannak nyers és finomított kőolaj, üzemanyagok - például olaj, földgáz és bioüzemanyagok - és más folyadékok, köztük szennyvíz , hígtrágya , víz , sör , forró víz vagy gőz szállítására rövidebb távolságokon. A csővezetékek hasznosak ivóvíz vagy öntözővíz hosszú távú szállítására, ha dombokon kell áthaladni , vagy ahol a csatornák vagy csatornák rossz választás a párolgás , a szennyezés vagy a környezeti hatások miatt.

Az olajvezetékek acélból vagy műanyag csövekből készülnek, amelyeket általában elásnak. Az olajat a csővezetékeken keresztül a csővezeték mentén lévő szivattyúállomások mozgatják . A földgázt (és hasonló gáznemű tüzelőanyagokat) földgázfolyadékként (NGL) ismert folyadékká alakítják. A földgázvezetékek szénacélból készülnek . A hidrogénvezeték -szállítás a hidrogén szállítása csövön keresztül. A csővezetékek az egyik legbiztonságosabb szállítóeszközök a közúti vagy vasúti szállításhoz képest, ezért háborúban a csővezetékek gyakran katonai támadások célpontjai.

Olaj és földgáz

" Disznó " indító/vevő, a svájci földgázvezetéken

Bizonytalan, amikor az első kőolaj csővezeték épült. A csővezetékes szállítás fejlesztésének elismerése vitatott, a versengő követelések Vladimir Shukhov és a Branobel cég számára a 19. század végén, valamint az Olajszállító Szövetség, amely először egy 2 hüvelykes (51 mm) kovácsoltvas csővezetéket épített egy 6- mérföldes (9,7 km) pálya a pennsylvaniai olajmezőtől az Oil Creek vasútállomásig , az 1860 -as években. A csővezetékek általában a leggazdaságosabb módja nagy mennyiségű olaj, finomított olajtermékek vagy földgáz szárazföldi szállítására. Például 2014 -ben a kőolaj csővezetékes szállítása hordónként körülbelül 5 dollárba, míg a vasúti szállítás hordónként körülbelül 10-15 dollárba került. A kamionos szállítás még magasabb költségekkel jár a szükséges többletmunka miatt; a befejezett csővezetékeken való foglalkoztatás csak "a teherszállítási ipar 1% -át" jelenti.

Az Egyesült Államokban a kőolaj és kőolajtermékek 70% -át csővezetéken szállítják. (23% hajón, 4% teherautón és 3% vasúton) Kanadában a földgáz és kőolajtermékek esetében 97% -ot csővezetéken szállítanak.

A földgázt (és hasonló gáz halmazállapotú tüzelőanyagokat) enyhén nyomás alá helyezik, földgáz -folyadékként (NGL) ismert folyadékká. A kisméretű NGL -feldolgozó létesítmények olajmezőkön helyezkedhetnek el, így a bután- és propánfolyadékot 125 font / négyzethüvelyk (860 kPa) enyhe nyomáson lehet vasúton, teherautón vagy csővezetéken szállítani. A propánt tüzelőanyagként lehet használni olajmezőkön az olajfúrók vagy az olajfoltban használt berendezések és teherautók által használt különféle létesítmények fűtésére. EG: A propán gáztól folyadékká alakul, enyhe (100 psi) nyomás alatt, ad vagy vesz a hőmérséklettől függően, és a kiskereskedelmi állomásokon 860 kPa -nál kisebb nyomáson szivattyúzzák az autókba és teherautókba. A csővezetékek és a vasúti kocsik körülbelül kétszeres nyomást használnak, hogy szivattyúzzanak 250 psi (1700 kPa) nyomáson.

Az alaszkai csővezeték emelkedett szakasza .

A propán piacra szállításának távolsága sokkal rövidebb, mivel több ezer földgázfeldolgozó üzem található olajmezőkön vagy azok közelében. Sok Bakken -medencei olajtársaság Észak -Dakotában, Montanában, Manitobában és Saskatchewan gázmezőiben választja el a földgáz -földgázokat, lehetővé téve a fúrók számára, hogy közvetlenül propánokat értékesítsenek a kis nagykereskedőknek, kiküszöbölve a propán vagy bután termékének és árainak nagy finomítói ellenőrzését.

A legutóbbi jelentős csővezeték, amely Észak -Amerikában kezdte meg működését, egy TransCanada földgázvezeték, amely északon halad át a Niagara régióban, hidakat köt a Pennsylvaniából származó Marcellus -palagázzal és másokkal, amelyek metán- vagy földgázforrásokhoz vannak kötve, a kanadai Ontario tartományba. 2012 őszén, az Ontario -ban felhasznált földgáz 16 százalékát szolgáltatja.

Jelentős orosz gázvezetékek Európába 2009 -ben

Ez az új, USA-ból származó földgáz kiszorítja a földgázt, amelyet korábban Ontarióba szállítottak Nyugat-Kanadából Albertába és Manitobába, ezáltal csökkentve a kormány által szabályozott csővezeték-szállítási díjakat, mivel a gázforrás és a fogyasztó közötti távolság lényegesen rövidebb. A késések és az amerikai kormányzati szabályozás elkerülése érdekében Észak -Dakotában sok kicsi, közepes és nagy olajtermelő úgy döntött, hogy olajvezetéket vezet északra Kanadába, hogy találkozzon egy kanadai olajvezetékkel, amely nyugatról keletre szállít olajat. Ez lehetővé teszi, hogy a Bakken -medence és a Three Forks olajtermelők magasabb tárgyalásos árakat kapjanak olajukért, mert nem korlátozódnak csak egy nagykereskedelmi piacra az Egyesült Államokban. A távolság Észak -Dakota legnagyobb olajfoltjától, az észak -dakotai Willistonban mindössze 85 mérföld vagy 137 kilométer a Kanada – USA határtól és Manitobától . A befektetési alapok és a közös vállalatok nagy befektetők az új olaj- és gázvezetékekbe. 2012 őszén az USA megkezdte a propán exportálását Európába, LPG néven, mivel a nagykereskedelmi árak ott jóval magasabbak, mint Észak -Amerikában. Ezenkívül jelenleg egy csővezetéket építenek Észak -Dakotából Illinois -ba, közismert nevén a Dakota Access Pipeline .

Ahogy egyre több észak -amerikai csővezetéket építenek, még több LNG-, propán-, bután- és egyéb földgáztermék -export folyik mindhárom amerikai parton. A belátás kedvéért Észak -Dakota Bakken régió olajkitermelése 600% -kal nőtt 2007 -től 2015 -ig. A vasúti kocsik segítségével elkerülhető a túlterhelt olajvezeték, hogy az olajat egy másik csővezetékbe juttassák annak érdekében, hogy az olaj gyorsabban kerüljön a piacra, vagy egy másik kevésbé forgalmas olajfinomítóba. A csővezetékek azonban olcsóbb szállítási módot biztosítanak.

A kanadai Enbridge kérelmezi a kelet-nyugati irányú olajvezeték megfordítását (9. vonal), és azt bővíti, és nyugat-kanadai bitumenolaj kelet felé történő szállítására használja. A jelenleg névleges 250 000 hordó / nap egyenértékű csővezetékről ez napi 1 millió és 1,3 millió hordó között lesz. 2014 elejére nyugati olajat hoz az Ontario, Michigan, Ohio, Pennsylvania, Quebec és New York finomítóihoz. New Brunswick ezen nyugati kanadai kőolaj egy részét finomítani fogja, és nyers és finomított olajat exportál Európába mélyvízi olajából ULCC betöltő kikötő.

Bár csővezetékeket lehet építeni a tenger alatt, ez a folyamat gazdaságilag és technikailag is megterhelő, ezért a tengeri olaj nagy részét tartályhajók szállítják . Hasonlóképpen, gazdaságilag gyakran megvalósíthatóbb a földgáz LNG formájában történő szállítása, azonban az LNG és a csővezetékek közötti megtérülési pont a földgáz mennyiségétől és a megtett távolságtól függ.

A piac növekedése

Gázvezeték Antofagasta, Chile száraz régiójában.

Az olaj- és gázvezeték -építési piac mérete óriási növekedést tapasztalt a 2008 -as gazdasági visszaesés előtt. A 2009 -es megingást követően a következő évben az energiatermelés növekedésével nőtt a csővezeték -bővítési és -frissítési igény. 2012 -re csaknem 32 000 mérföld észak -amerikai csővezetéket terveztek vagy építettek. Ha a csővezetékek korlátozottak, a további csővezeték -termékek szállítási lehetőségei közé tartozhat az ellenálláscsökkentő szerek használata, vagy a termék teherautón vagy vasúton történő szállítása.

Felépítése és üzemeltetése

Az olajvezetékek acélból vagy műanyag csövekből készülnek , belső átmérőjük általában 100–1220 mm. A legtöbb csővezetéket általában 0,91-1,83 m mélységben temetik el. A csövek ütés , kopás és korrózió elleni védelme érdekében különféle módszereket alkalmaznak. Ezek közé fa leszakadó (fa léc), beton bevonat rockshield, nagy sűrűségű polietilén , az importált homok padding, és padding gépek.

A nyersolaj különböző mennyiségű paraffinviaszt tartalmaz, és hidegebb éghajlaton viasz képződhet a csővezetékben. Ezeket a csővezetékeket gyakran ellenőrzik és megtisztítják a disznózás segítségével , ami a "sertések" néven ismert eszközök használata a csővezetéken végzett különböző karbantartási műveletek elvégzéséhez. Az eszközöket "kaparóként" vagy "go-devils" néven is ismerik. Az "intelligens disznókat" (más néven "intelligens" vagy "intelligens" sertéseket) a cső anomáliáinak, például horpadások, korrózió, repedések vagy más mechanikai sérülések okozta fémveszteségek észlelésére használják. Ezeket az eszközöket a disznó-indító állomásokról indítják, és a csővezetéken keresztül haladnak, hogy bármely más állomáson lejöjjenek, vagy viaszlerakódások és a vezeték belsejében felhalmozódott anyagok tisztítása, vagy a vezeték állapotának ellenőrzése és rögzítése.

A földgáz esetében a csővezetékek szénacélból készülnek, és átmérőjük 2–60 hüvelyk (51–1524 mm), a csővezeték típusától függően. A gázt kompresszorállomások nyomás alatt tartják, és szagtalan, hacsak nem keverik merkaptán szaggal, ha azt a szabályozó hatóság előírja.

Ammónia

A világ leghosszabb ammóniavezetéke Oroszországból Ukrajnába

A fő ammónia csővezeték az ukrán Transammiak összekötő vonal TogliattiAzot lehetőség az oroszországi exportáló Fekete-tenger -port a Odessa .

Az alkohol üzemanyagok

Csővezetékeket használtak az etanol szállítására Brazíliában, és számos etanolvezeték -projekt létezik Brazíliában és az Egyesült Államokban. Az etanol csővezetéken történő szállításával kapcsolatos fő problémák a korrozív jelleg, valamint a víz és szennyeződések felszívódásának hajlama a csővezetékekben, amelyek nem jelentenek problémát az olajjal és a földgázzal. Az elégtelen mennyiség és a költséghatékonyság egyéb szempontok, amelyek korlátozzák az etanolvezetékek építését. Az Egyesült Államokban minimális mennyiségű etanolt szállítanak csővezetéken. A legtöbb etanolt vasúton szállítják, a fő alternatívák a teherautó és az uszály. Az etanol csővezetékes szállítása a legkívánatosabb megoldás, de az etanolnak a vízhez és az oldószer tulajdonságaihoz való kötődése egy speciális csővezeték használatát vagy a meglévő csővezetékek jelentős tisztítását igényli.

Szén és érc

A hígtrágya -csővezetékeket néha szén vagy érc bányákból történő szállítására használják. A szállítandó anyagot szorosan összekeverik vízzel, mielőtt bevezetik a csővezetékbe; a túlsó végén az anyagot szárítani kell. Az egyik példa egy 525 kilométeres (326 mérföld) hígtrágya-csővezeték, amely a tervek szerint vasércet szállít a Minas-Rio bányából (évi 26,5 millió tonna) a brazíliai Açu kikötőbe . Egy létező példa a 85 kilométeres (53 mérföld) Savage River hígtrágya-csővezeték Tasmaniában , Ausztráliában, amely valószínűleg a világon az első, amikor 1967-ben építették. Ez magában foglal egy 366 méteres (1120 láb) hídtávot 167 méteren (548 láb) ) a Savage folyó felett.

Hidrogén

A hidrogénvezeték -szállítás a hidrogén szállítása a csövön keresztül a hidrogéninfrastruktúra részeként . A hidrogénvezeték -szállítást arra használják, hogy a hidrogén előállításának vagy a hidrogén szállításának pontját összekapcsolják a keresleti ponttal, a szállítási költségek hasonlóak a CNG -hez , a technológia bizonyított. A legtöbb hidrogént a kereslet helyén állítják elő, minden 50-100 mérföldes (160 km) ipari termelő létesítményben. Az 1938 - as Rajna-Ruhr 240 kilométeres (150 mérföld) hidrogénvezeték még mindig üzemel. 2004 -től az Egyesült Államokban 900 mérföld (1400 km) kisnyomású hidrogénvezeték található, Európában pedig 930 mérföld (1500 km).

Víz

Két évezreddel ezelőtt az ókori rómaiak nagy vízvezetékeket használtak fel a magasabb szintről származó víz szállítására azáltal, hogy a vízvezetékeket osztott szegmensekbe építették, amelyek lehetővé tették, hogy a gravitáció tolja a vizet, amíg el nem éri célját. Ezek százait építették szerte Európában és máshol, és a lisztmalmokkal együtt a Római Birodalom mentőövének tartották. Az ókori kínaiak csatornákat és csőrendszereket is használtak a közmunkákhoz. A híres Han-dinasztia udvari eunuch, Zhang Rang (i. Sz . 189.) egyszer elrendelte Bi Lan mérnöknek, hogy építsen egy sor négyszögletes raklapos szivattyút a fővároson, Luoyangon kívül . Ezek a láncos szivattyúk szolgálták a főváros császári palotáit és lakóhelyeit, mivel a láncos szivattyúk által emelt vizet kőből készült csőrendszer vezette be .

A csővezetékek hasznosak ivóvíz vagy öntözővíz hosszú távú szállítására, ha dombokon kell áthaladni , vagy ahol a csatornák vagy csatornák rossz választás a párolgás , a szennyezés vagy a környezeti hatások miatt.

A 530 km (330 km) Goldfields Vízellátó rendszer a Western Australia segítségével 750 mm (30 hüvelyk) cső, és befejeződött a 1903 volt a legnagyobb vízellátó rendszer a maga idejében.

Dél-Ausztráliában jelentős vízvezetékek például a Morgan-Whyalla csővezeték (befejezve 1944) és a Mannum-Adelaide csővezeték (befejezve 1955), mindkettő része a nagyobb Havas hegység tervnek .

Két Los Angeles -i , kaliforniai vízvezeték van, az Owens -völgyi vízvezeték (elkészült 1913 -ban) és a második Los Angeles -i vízvezeték (elkészült 1970 -ben ), amelyek szintén kiterjedt csővezetékek használatát foglalják magukban.

A líbiai Nagy mesterséges folyó napi 3.680.000 köbméter (4.810.000 köbméter) vizet szállít Tripoliba, Bengáziba, Sirte -be és számos más líbiai városba. A csővezeték több mint 2800 kilométer (1700 mérföld) hosszú, és olyan kutakhoz van kötve, amelyek a víz alatt több mint 500 méter (1600 láb) mélységben vannak.

Más rendszerek

Távfűtés

Távhővezeték Ausztriában, 31 km hosszú

A távfűtő vagy távfűtő rendszerek szigetelt betápláló és visszatérő csövek hálózatából állnak, amelyek fűtött vizet, túlnyomásos forró vizet vagy néha gőzt szállítanak az ügyfélhez. Míg a gőz a legmelegebb, és magasabb hőmérséklete miatt ipari folyamatokban is használható, a nagyobb hőveszteség miatt kevésbé hatékony az előállítása és szállítása. A hőátadó olajokat általában nem használják gazdasági és ökológiai okokból. A tipikus éves hőenergia -veszteség elosztás révén körülbelül 10%, amint azt Norvégia távhőszolgáltatási hálózata is mutatja.

A távhővezetékeket általában néhány kivétellel a föld alá telepítik. A rendszeren belül hőtároló telepíthető a csúcsterhelési igények kiegyenlítésére. Hő átvisszük a központi fűtés a lakások révén hőcserélők a hőt alállomások , keverés nélkül a folyadékok bármelyik rendszerben.

Sör

Thor Pipeline Randersben, Dániában
Thor Pipeline Randersben , Dániában

Bár a Veltins-Arena , nagy foci föld Gelsenkirchen , Németország, egymással össze vannak kötve egy 5 kilométeres (3,1 ml) hosszú sör gázvezeték. A dániai Randers városában az úgynevezett Thor Beer csővezetéket üzemeltették. Eredetileg a rézcsövek közvetlenül a sörgyárból futottak, de amikor a sörgyár a kilencvenes években elköltözött a városból, a Thor Beer óriási tartályra cserélte.

Három kilométeres sörvezetéket fejeztek be 2016 szeptemberében a belgiumi Bruges -ban, hogy csökkentsék a kamionforgalmat a város utcáin.

Sóoldat

A falu Hallstatt Ausztriában, amely ismert hosszú története sóbányászat , azt állítja, hogy tartalmazza a „legrégebbi ipari csővezeték a világon”, nyúlik vissza 1595-ben épített 13.000 kivájt fa törzsét a közlekedési sóoldattal 40 kilométerre (25 mérföld) Hallstatt és Ebensee között .

Tej

1978 és 1994-ben a 15 km tej gázvezeték között zajlott a holland sziget Ameland és Holwerd a szárazföldön, ebből 8 km alatt Watt-tenger . Naponta 30 ezer liter, a szigeten termelt tejet szállítottak feldolgozásra a szárazföldön. 1994 -ben elhagyták a tejszállítást.

Tengeri csővezetékek

Helyenként egy csővezetéknek át kell hatolnia a víz kiterjedésén, például kis tengereken, szorosokon és folyókon. Sok esetben teljesen a tengerfenéken fekszenek. Ezeket a csővezetékeket "tengeri" vezetéknek (más néven "tengeralattjáró" vagy "offshore" csővezetéknek) nevezik. Elsősorban olaj vagy gáz szállítására használják, de a víz szállítása is fontos. Az offshore projektekben különbséget tesznek az "áramlási vonal" és a csővezeték között. Az előbbi egy mezőn belüli csővezeték, abban az értelemben, hogy arra használják, hogy egy adott fejlesztési területen belül összekössék a tenger alatti kútfejeket , az elosztókat és a platformot . Ez utóbbit, amelyet néha "exportcsőnek" is neveznek, az erőforrás partra juttatására használják. A tengeri csővezetékek építése és karbantartása logisztikai kihívásokkal jár, amelyek különböznek a szárazföldiektől, főként a hullám- és áramdinamika miatt, valamint más földrajzi veszélyekkel .

Funkciók

Általában véve a csővezetékeket három kategóriába lehet sorolni a céloktól függően:

Csővezetékek összegyűjtése
Kisebb összekapcsolt csővezetékek csoportja, amelyek összetett hálózatokat alkotnak azzal a céllal, hogy több közeli kutakból nyersolajat vagy földgázt juttassanak egy tisztító- vagy feldolgozóüzembe. Ebben a csoportban a csővezetékek általában rövidek- néhány száz méter- és kis átmérőjűek. A mélytengeri termelési platformokról termékgyűjtésre szolgáló tengeralatti csővezetékek szintén gyűjtőrendszereknek minősülnek.
Szállítási csővezetékek
Főleg hosszú, nagy átmérőjű csövek, mozgó termékek (olaj, gáz, finomított termékek) városok, országok, sőt kontinensek között. Ezek a szállítási hálózatok számos kompresszorállomást tartalmaznak gázvezetékekben vagy szivattyúállomásokat nyers és többtermékes csővezetékekhez.
Elosztóvezetékek
Több, egymással összekapcsolt kis átmérőjű csővezetékből áll, amelyeket a termékek végső fogyasztóhoz való eljuttatására használnak. Tápvezetékek a gáz elosztására a házak és a vállalkozások számára. Ebbe a csoportba tartoznak a terminálok csővezetékei a termékek tartályokba és tárolókba történő elosztására.

Fejlesztés és tervezés

Csővezeték építésekor az építési projekt nem csak a csővezeték fektetésére és a szivattyú-/kompresszorállomások építésére vonatkozó mélyépítési munkákra terjed ki , hanem a távoli működést támogató terepi eszközök telepítésével kapcsolatos összes munkára is.

A csővezetéket az úgynevezett "elsőbbségi jog" mentén vezetik. A csővezetékeket általában a következő lépésekkel fejlesztik és építik:

  1. Nyílt szezon a piaci érdeklődés meghatározásához: A potenciális ügyfelek lehetőséget kapnak arra, hogy feliratkozzanak az új csővezeték kapacitási jogainak egy részére.
  2. Útvonal (elsőbbségi) kiválasztása
  3. Csővezeték -tervezés: A csővezeték -projekt számos formát ölthet, beleértve egy új csővezeték építését, a meglévő csővezeték egyik tüzelőanyag -típusból a másikba történő átalakítását vagy a jelenlegi csővezeték -útvonal létesítményeinek fejlesztését.
  4. Jóváhagyás megszerzése: Miután a tervezés befejeződött, és az első csővezeték -vásárlók megvásárolták kapacitásrészüket, a projektet az illetékes szabályozó ügynökségeknek jóvá kell hagyniuk.
  5. Az útvonal felmérése
  6. Az útvonal törlése
  7. Árokásás - Fő útvonal és kereszteződések (utak, vasutak, egyéb csövek stb.)
  8. A cső felszerelése
  9. Szelepek, kereszteződések stb.
  10. A cső és az árok lefedése
  11. Tesztelés: Az építkezés befejezése után az új csővezetéket szerkezeti integritásának biztosítása érdekében tesztelésnek vetik alá. Ide tartozhat a hidrosztatikus vizsgálat és a vonalcsomagolás.

Oroszországban a " Hátsó szolgálatok " részeként "csővezeték -csapatok" vannak, akik képzettek a csővezetékek építésére és javítására. Oroszország az egyetlen ország, ahol csővezetékes csapatok vannak.

Művelet

A terepi eszközök műszerek, adatgyűjtő egységek és kommunikációs rendszerek. A helyszíni műszerek áramlás-, nyomás- és hőmérsékletmérőket/távadókat, valamint egyéb eszközöket tartalmaznak a szükséges adatok méréséhez. Ezeket a műszereket a csővezeték mentén, bizonyos helyeken, például befecskendező vagy adagoló állomásokon, szivattyúállomásokon (folyékony csővezetékek) vagy kompresszorállomásokon (gázvezetékek) és blokkoló szelepállomásokon szerelik fel.

Az ezen terepi műszerekkel mért információkat ezután helyi távoli végberendezésekben (RTU) gyűjtik össze, amelyek valós időben továbbítják a terepi adatokat egy központi helyre kommunikációs rendszerek, például műholdas csatornák, mikrohullámú kapcsolatok vagy mobiltelefon -kapcsolatok segítségével.

A csővezetékeket távolról irányítják és működtetik, az úgynevezett "fő vezérlőszobából". Ebben a központban a helyszíni méréssel kapcsolatos összes adat egy központi adatbázisban van összevonva. Az adatok a folyamat mentén több RTU -tól érkeznek. Gyakori, hogy a csővezeték minden állomásán RTU -kat telepítenek.

A SCADA rendszer csővezetékekhez.

A Fővezérlő SCADA rendszere megkapja az összes terepi adatot, és egy sor képernyőn vagy az emberi gép interfészen keresztül mutatja be azokat a csővezeték -kezelőnek , bemutatva a csővezeték működési feltételeit. A kezelő figyelemmel kísérheti a vezeték hidraulikus állapotát, valamint működési parancsokat (szelepek nyitása/zárása, kompresszorok vagy szivattyúk be-/kikapcsolása, alapértékek módosítása stb.) Küldhet a mezőre.

Ezen eszközök működésének optimalizálása és biztonsága érdekében egyes csővezeték -vállalatok az úgynevezett "Advanced Pipeline Applications" -t használják, amelyek a SCADA rendszerre telepített szoftvereszközök, amelyek kiterjesztett funkcionalitást biztosítanak a szivárgás észleléséhez, a szivárgás helyéhez és a kötegkövetéshez (folyékony vonalak), sertéskövetés, összetételkövetés, prediktív modellezés, előretekintő modellezés és kezelői képzés.

Technológia

Alkatrészek

A transz -alaszkai csővezeték a Delta folyó alatt és az Alaszkai -hegység gerincén

A csővezeték -hálózatok több berendezésből állnak, amelyek együtt működnek, hogy a termékeket helyről helyre szállítsák. A csőrendszer fő elemei a következők:

Kezdeti befecskendező állomás
"Betápláló" vagy "bemeneti" állomásként is ismert, a rendszer kezdete, ahol a terméket fecskendezik a vezetékbe. A tároló létesítmények, szivattyúk vagy kompresszorok általában ezeken a helyeken találhatók.
Kompresszor/szivattyúállomások
A folyékony csővezetékek szivattyúi és a gázvezetékek kompresszorai a vonal mentén helyezkednek el, hogy a terméket a csővezetéken keresztül lehessen mozgatni. Ezen állomások helyét a terep domborzata, a szállítandó termék típusa vagy a hálózat működési feltételei határozzák meg.
Részleges szállítóállomás
Ezek a "köztes állomások" néven is ismert létesítmények lehetővé teszik a csővezeték -üzemeltető számára a szállított termék egy részének szállítását.
Blokkolja a szelepállomást
Ez a csővezetékek első védelmi vonala. Ezekkel a szelepekkel a kezelő el tudja szigetelni a vezeték bármely szegmensét karbantartási munkákhoz, vagy elszakíthatja a szakadást vagy szivárgást. A blokk szelep állomások általában 20-30 mérföldönként (48 km -enként) találhatók, a csővezeték típusától függően. Annak ellenére, hogy ez nem tervezési szabály, a folyékony csővezetékeknél nagyon megszokott gyakorlat. Ezen állomások elhelyezkedése kizárólag a szállított termék jellegétől, a csővezeték pályájától és/vagy a vezeték üzemi feltételeitől függ.
Szabályozó állomás
Ez egy speciális típusú szelepállomás, ahol a kezelő a nyomás egy részét ki tudja engedni a vezetékből. A szabályozók általában a csúcs lejtő oldalán találhatók.
Végső szállítóállomás
Az úgynevezett "outlet" állomásoknak vagy termináloknak is itt adják át a terméket a fogyasztónak. Ez lehet tartályterminál folyékony csővezetékekhez, vagy csatlakozás gázvezetékek elosztóhálózatához.

Szivárgásérzékelő rendszerek

Mivel az olaj- és gázvezetékek szinte minden ország gazdasági fejlődésének fontos eszközei, vagy a kormányrendeletek vagy a belső politikák megkövetelték az eszközök biztonságának, valamint a lakosságnak és a környezetnek, ahol ezek a vezetékek futnak, biztonságát.

A csővezeték -társaságok kormányzati szabályozással, környezeti korlátokkal és társadalmi helyzetekkel szembesülnek. A kormányrendeletek meghatározhatják a művelet lebonyolításához szükséges minimális létszámot, az üzemeltető képzési követelményeit, a csővezeték létesítményeit, a technológiát és az alkalmazásokat, amelyek szükségesek az üzembiztonság biztosításához. Például Washington államban kötelező, hogy a csővezeték -üzemeltetők képesek legyenek észlelni és lokalizálni a maximális áramlás 8 százalékának megfelelő szivárgást tizenöt percen belül vagy annál rövidebb idő alatt. A csővezetékek működését társadalmi tényezők is befolyásolják. A terméklopás néha problémát jelent a csővezeték -társaságok számára is. Ebben az esetben az észlelési szinteknek a maximális áramlás két százaléka alatt kell lenniük, nagy elvárásokkal a helymeghatározás pontosságára vonatkozóan.

Különböző technológiákat és stratégiákat alkalmaztak a csővezetékek felügyeletére, a vonalak fizikai járásától a műholdas megfigyelésig. A csővezetékek eseti szivárgás elleni védelmére a leggyakoribb technológia a számítási csővezeték -felügyelet vagy a CPM. A CPM a nyomásról, áramlásokról és hőmérsékletekről a területről származó információkat veszi fel, hogy megbecsülje a szállított termék hidraulikus viselkedését. A becslés befejezése után az eredményeket más helyszíni referenciákkal hasonlítják össze, hogy észlelhessenek egy rendellenességet vagy váratlan helyzetet, amely szivárgáshoz kapcsolódhat.

Az American Petroleum Institute számos cikket publikált a folyadékvezetékek CPM teljesítményével kapcsolatban. Az API publikációi a következők:

  • RAM 1130 - Folyadékvezetékek számítási csővezeték -felügyelete
  • API 1149 - A csővezeték változó bizonytalanságai és azok hatása a szivárgás észlelhetőségére

Ha egy csővezeték egy út vagy vasút alatt halad át, azt általában védőburkolatba kell zárni. Ezt a burkolatot a légkörbe vezetik, hogy megakadályozzák a gyúlékony gázok vagy maró anyagok felhalmozódását, és lehetővé tegyék a burkolaton belüli levegő mintavételét a szivárgások észlelése érdekében. A burkolat szellőzőnyílása , a talajból kiálló cső, gyakran figyelmeztető jelzőként szolgál, amelyet burkolat szellőzőjelzőnek neveznek .

Végrehajtás

A csővezetékeket általában a föld alá fektetik, mert a hőmérséklet kevésbé változó. Mivel a csővezetékek általában fémek, ez segít csökkenteni a tágulást és a zsugorodást, ami az időjárás változásakor előfordulhat. Bizonyos esetekben azonban csővezetéki hídon kell átmenni egy völgyön vagy folyón . A központi fűtési rendszerek csővezetékeit gyakran a talajra vagy a fejre fektetik. A permafrost területeken áthaladó kőolajvezetékek, mint a Trans-Alaska-Pipeline, gyakran a feje fölött futnak, hogy elkerüljék a fagyott talaj felolvasztását forró kőolaj hatására, ami a csővezeték talajba süllyedését eredményezné.

Karbantartás

A csővezetékek karbantartása magában foglalja a katódos védelmi szintek megfelelő tartományának ellenőrzését, az építés, az erózió vagy a szivárgás felügyeletét gyalog, szárazföldi járművön, csónakon vagy levegőn, valamint futó tisztító sertéseket, ha a csővezetékben bármi hordoz, ami maró hatású.

Az Egyesült Államok csővezeték -karbantartási szabályai a Szövetségi Szabályzat (CFR) szakaszaiban, 49 CFR 192 földgázvezetékeknél és 49 CFR 195 kőolajfolyadék -vezetékeknél találhatók.

Szabályozás

Egy földalatti kőolajvezeték fut végig egy parkon

Az Egyesült Államokban az olaj és a gáz szállítására használt szárazföldi és tengeri csővezetékeket a Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) szabályozza. Az olaj és gáz előállításához használt bizonyos tengeri csővezetékeket az Ásványgazdálkodási Szolgálat (MMS) szabályozza. Kanadában a csővezetékeket vagy a tartományi szabályozók szabályozzák, vagy ha áthaladnak a tartományok határain vagy a Kanada – USA határon, akkor a Nemzeti Energiaügyi Tanács (NEB). Kanadában és az Egyesült Államokban a kormányrendelet előírja, hogy a betemetett üzemanyag -vezetékeket védeni kell a korróziótól . Gyakran a leggazdaságosabb korróziógátló módszer a csővezeték bevonatának alkalmazása a katódvédelemmel és a csővezeték felügyeletének technológiájával együtt . A föld felett a katódos védelem nem választható. A bevonat az egyetlen külső védelem.

Csővezetékek és geopolitika

A fő energiaforrások (kőolaj és földgáz) csővezetékei nem csupán a kereskedelem elemei. Összekapcsolódnak a geopolitika és a nemzetközi biztonság kérdéseivel is, és az olaj- és gázvezetékek építése, elhelyezése és ellenőrzése gyakran kiemelt szerepet játszik az állami érdekekben és intézkedésekben. A csővezeték -politika figyelemre méltó példája volt 2009 év elején, amikor az Oroszország és Ukrajna közötti látszólag az árképzéssel kapcsolatos vita súlyos politikai válsághoz vezetett. A Gazprom orosz állami gázvállalat megszakította a földgázellátást Ukrajnához, miután megbuktak a köztük és az ukrán kormány között folyó tárgyalások. Az Ukrajnába irányuló ellátás megszakítása mellett az Ukrajnán keresztül áramló orosz gáz - amely majdnem az összes délkelet -európai ellátást és néhány közép- és nyugat -európai ellátást is magában foglalott - megszakadt, ami súlyos válságot okozott több országban, amelyek erősen függnek az orosz gáztól . Oroszországot azzal vádolták, hogy a vitát tőkeáttételként használta fel arra irányuló kísérletében, hogy más hatalmakat, és különösen az Európai Uniót ne akadályozza a " közeli külföldön ".

Az olaj- és gázvezetékek Közép -Ázsia és a Kaukázus politikájában is kiemelkedő szerepet játszanak .

Veszélyazonosítás

Mivel a oldószert frakció dilbit jellemzően illékony aromásokat , mint nafta és a benzol , elfogadhatóan gyors hordozót párologtatás várható, hogy kövesse egy föld feletti áttételes látszólag lehetővé tevő időben történő beavatkozása így csak egy viszkózus maradékot, amely lassan vándorol. A petrolkémiai gőzöknek való kitettség minimalizálására szolgáló hatékony protokollok jól megalapozottak, és a csővezetékből kiömlött olaj nem valószínű, hogy eléri a víztartó réteget, hacsak a hiányos kármentesítést nem egy másik hordozó bevezetése követi (pl. Zuhogó esőzések sorozata).

A benzol és más illékony szerves vegyületek (együttesen BTEX ) bevezetése a földalatti környezetbe összekeveri a csővezeték szivárgásának veszélyét. Különösen akkor, ha majd az eső, a csővezeték megsértését eredményezné BTEX oldódását és egyensúlyba benzol vízzel, majd perkolálási a keveredés a vízadó. A benzol sok egészségügyi problémát okozhat, és rákkeltő, mivel az EPA maximális szennyezőanyag -szintjét (MCL) 5 μg/l értékre állítják az ivóvízre . Bár nem jól tanulmányozták, az egyszeri benzol expozíciós eseményeket összefüggésbe hozták az akut karcinogenezissel. Ezenkívül az állatok, főként a szarvasmarhák benzolnak való kitettsége számos egészségügyi problémát okoz, például neurotoxicitást , magzati károsodást és halálos mérgezést.

A föld feletti csővezeték teljes felületét közvetlenül meg lehet vizsgálni az anyag sérülése szempontjából. Az összegyűjtött kőolaj egyértelmű, könnyen észrevehető, és jelzi a szükséges javítások helyét. Mivel a távoli ellenőrzés hatékonyságát korlátozzák a felügyeleti berendezések költségei, az érzékelők közötti rések és az értelmezést igénylő adatok, az eltemetett csövek kis szivárgása néha észrevétlen maradhat

A csővezeték -fejlesztők nem mindig tartják előnyben a szivárgások elleni hatékony felügyeletet. Az eltemetett csövek kevesebb panaszt okoznak. A környezeti hőmérséklet szélsőségeitől elszigeteltek , ultraibolya sugárzástól védettek , és kevésbé vannak kitéve a fotodegradációnak . Az eltemetett csöveket elszigetelik a levegőben lévő törmeléktől, elektromos viharoktól , tornádóktól , hurrikánoktól , jégesőtől és savas esőtől . Védve vannak a fészkelő madarak, a rozoga emlősök és a kóbor bakok ellen. Az eltemetett cső kevésbé sérülékeny a baleseti károknak (pl. Autóütközéseknek ), és kevésbé hozzáférhető a vandálok , szabotőrök és terroristák számára .

Kitettség

Korábbi munkák kimutatták, hogy a „legrosszabb esetű expozíciós forgatókönyv” korlátozható egy meghatározott feltételrendszerre. A TransCanada által kifejlesztett fejlett észlelési módszerek és csővezeték-elzáró SOP alapján a valószínűség, hogy rövid időn belül jelentős vagy nagy mennyiségű kibocsátás nem valószínű, hogy benzolral szennyezi a talajvizet. Az észlelési, leállítási és helyreállítási eljárások korlátozzák a benzol oldódását és szállítását. Ezért a benzol expozíciója az észlelési határ alatti szivárgásokra korlátozódna, és hosszú ideig észrevétlen maradna . A szivárgásérzékelést egy SCADA rendszeren keresztül figyelik, amely 5 másodpercenként értékeli a nyomást és a térfogatáramot. Egy kis lyukú szivárgás, amely kis mennyiségeket bocsát ki, amelyeket a SCADA rendszer nem tud észlelni (<1,5% -os áramlás), jelentős kiömlésként halmozódhat fel. A lyukak szivárgásának észlelése vizuális vagy szaglási ellenőrzésből, légi felmérésből vagy tömegegyensúly-ellentmondásokból származhat . Feltételezzük, hogy a lyukak szivárgását a 14 napos vizsgálati időszakon belül észlelik, azonban a hótakaró és a helyszín (pl. Távoli, mély) késleltetheti az észlelést. A benzol az olaj 0,1–1,0% -át teszi ki, és a környezeti tényezők alapján változó mértékben illékony és oldható.

Még akkor is, ha a csővezeték szivárgási mennyisége a SCADA észlelési határán belül van, a csővezeték -üzemeltetők néha rosszul értelmezik a csővezeték -szivárgást szivattyúhiba vagy más probléma miatt. Az Enbridge vonal 6B kőolajvezeték hiba a Marshall, Michigan július 25-én, 2010-gondolták az üzemeltetők által Edmonton hogy oszlopból elválasztása dilbit abban gázvezeték. A Kalamazoo folyó menti vizes élőhelyek szivárgását csak 17 órával azután erősítették meg, hogy történt egy helyi gázipari vállalat alkalmazottja Michiganben.

Kiömlés gyakorisága-térfogata

Annak ellenére, hogy a Csővezeték- és Veszélyes Anyagbiztonsági Hivatal (PHMSA) szabványos kiindulási gyakorisággal rendelkezik a kiömlések számának becsléséhez, a TransCanada megváltoztatta ezeket a feltételezéseket a csővezeték jobb tervezése, működése és biztonsága alapján. Az, hogy ezek a kiigazítások indokoltak-e, vitatható, mivel ezek a feltevések közel 10-szeres csökkenést eredményeztek a kiömlési becslésekben. Tekintettel arra, hogy a csővezeték 247 mérföldre keresztezi az Ogallala víztartó réteget, vagyis a teljes csővezeték hosszának 14,5% -át, és a teljes vezeték 50 éves élettartama várhatóan 11–91 kiömlés között várható, körülbelül 1,6–13,2 kiömlés várható. a vízadó réteg felett fordulnak elő. A becslések szerint 13,2 kiömlés a víztartó rétegen, mindegyik 14 napig tart, 184 napos potenciális expozíciót eredményez a csővezeték 50 éves élettartama alatt. A csökkentett hatókörű legrosszabb expozíciós forgatókönyv szerint a 14 napig terjedő maximális áramlási sebesség 1,5% -át kitevő lyuk mennyiségét 189 000 hordóra vagy 7,9 millió liter olajra becsülték. A PHMSA incidens -adatbázisa szerint az elmúlt 10 év összes kiömlésének csak 0,5% -a volt> 10 000 hordó.

A benzol sorsa és szállítása

Forgatókönyv a benzol talajvízbe történő kimosódásához

A benzolt könnyű aromás szénhidrogénnek tekintik , nagy oldékonysággal és nagy illékonysággal. Nem világos, hogy a hőmérséklet és a mélység hogyan befolyásolná a benzol illékonyságát, ezért feltételezések szerint az olajban lévő benzol (1 térfogat%) nem illik el, mielőtt vízzel kiegyensúlyozódik.

Az oktanol-víz megoszlási együtthatót és a terület 100 éves csapadékmennyiségét alkalmazva a legrosszabb esetben 75 mg/l benzol várhatóan a vízadó réteg felé áramlik. A tollak tényleges mozgását a talajvízrendszereken keresztül nem írják le jól, bár az egyik becslés szerint az Ogallala -víztározóban akár 4,9 milliárd gallon víz is szennyeződhet benzollal az MCL -t meghaladó koncentrációban. A Külügyminisztérium végleges környezeti hatásnyilatkozata nem tartalmaz mennyiségi elemzést, mert feltételezte, hogy a legtöbb benzol elpárolog.

Korábbi dilbit kiömlési nehézségek

A dilbit egyik fő gondja a tisztítás nehézsége. Az Enbridge's Line 6B, 30 hüvelykes kőolajvezeték, amelyet a fent említett 2010. július 25-én Marshallban (Michigan) szakított meg, legalább 843 000 gallon dilbit öntött ki. A szivárgás észlelése után gémeket és vákuumkocsikat helyeztek üzembe. A heves esőzések miatt a folyó megdöntötte a meglévő gátakat, és 30 mérfölddel lejjebb hordta a folyást, mielőtt a kiömlést megfékezték. A helyreállítási munkák során több mint 1,1 millió liter olajat és csaknem 200 000 köbméter olajjal szennyezett üledéket és törmeléket gyűjtöttek össze a Kalamazoo folyó rendszeréből. 2012 októberében azonban még mindig találtak olajat az érintett vizekben.

Balesetek és veszélyek

A csővezetékek megsemmisítése hatással lehet egy ország gazdaságára, és valószínűleg a háborús polgárháború, a háború és a terrorizmus célpontja lehet. A fosszilis tüzelőanyagokat csővezetéken, vasúton, teherautón vagy hajón lehet szállítani, bár a földgáz sűrítését vagy elfolyósítását igényli a járműszállítás gazdaságossága érdekében. A nyersolajnak ezen a négy módon keresztül történő szállítására vonatkozóan a különböző jelentések a csővezetékeket arányosan kevesebb ember halálát és anyagi kárát okozzák, mint a vasút és a teherautó, és kevesebb olajat öntenek ki, mint a teherautó.

Balesetek

A gyúlékony vagy robbanásveszélyes anyagokat, például földgázt vagy olajat szállító csővezetékek különleges biztonsági aggályokat vetnek fel.

  • 1965-A Tennessee-i gázvezetékhez tartozó 32 hüvelykes gázátviteli csővezeték a Louisiana állambeli Natchitoches-től északra felrobbant és leégett a stresszkorróziós repedés meghibásodása miatt, március 4-én 17 ember meghalt. Legalább kilencen megsérültek, és 7 ház, 450 méterre a szakadástól, megsemmisült. Ez a baleset és a korszak másai is arra késztették Lyndon B. Johnson akkori elnököt, hogy 1967-ben felszólítson egy nemzeti csővezeték-biztonsági ügynökség létrehozására. Ugyanebben a csővezetékben is volt egy robbanás 1955. május 9-én, mindössze 930 láb (280 méter) m) az 1965 -ös kudarcból.
  • 1976. június 16. - Benzinvezetéket szakított meg egy útépítő személyzet Los Angelesben, Kaliforniában . Benzin szóródott szét a területen, és hamar meggyulladt, 9 -en meghaltak, és legalább 14 -en megsérültek. Úgy tűnt, a zavartság a csővezeték mélysége miatt az építési területen a baleset egyik tényezője.
  • 1989. június 4. - Az ufai vonatkatasztrófa : Két elhaladó vonat szikrái felrobbantották a gázszivárgást egy PB -gázvezetékből Ufa közelében , Oroszországban. Legalább 575 embert öltek meg.
  • Október 17, 1998 - 1998-as Jesse gázvezeték robbanás : A kőolaj csővezeték robbant Jesse a Niger-delta a nigériai , megölve mintegy 1200 falusiak, akik közül néhányan dögevő benzin .
  • 1999. június 10. - A washingtoni Bellingham parkban történt csővezeték -szakadás 277 200 gallon benzin felszabadulásához vezetett. A benzin meggyulladt, robbanást okozva, amelyben két gyermek és egy felnőtt meghalt. A csővezeték és a korábban sérült csőszakasz hibás működését azonosították a hiba okozójaként.
  • 2000. augusztus 19. - Földgázvezeték -szakadás és tűz az új -mexikói Carlsbad közelében ; ez a robbanás és tűz megölte egy nagycsalád 12 tagját. Ennek oka a csővezeték súlyos belső korróziója volt.
  • 30 július 2004 - A legnagyobb földgáz gázvezeték robbant Ghislenghien , Belgium közelében Ath (harminc kilométerre délnyugatra Brüsszel ), megölve legalább 24 embert, és így 132 sebesült, néhány kritikus.
  • 2006. május 12. - Elszakadt egy olajvezeték Lagos előtt , Nigériában . Akár 200 embert is megölhettek. Lásd Nigéria olajrobbanása .
  • 2007. november 1. - Propán vezeték robbant fel a Mississippi állambeli Carmichael közelében, 48 km -re délre a Meridiantól, Mississippi államban . Két ember azonnal meghalt, további négy pedig megsérült. Több ház megsemmisült, és hatvan családot kitelepítettek. A csővezeték tulajdonában Enterprise Products Partners LP, és fut a Mont Belvieu, Texas , hogy Apex, Észak-Karolina . Az 1971 előtti ERW varrathegesztett csőhibák hiánya nem volt lehetséges a balesetben.
  • 2010. szeptember 9.- 2010 San Bruno csővezeték-robbanás : A Pacific Gas and Electric Company tulajdonában lévő 30 hüvelyk átmérőjű, nagynyomású földgázvezeték felrobbant a Crestmoor lakónegyedben, 3,2 km-re San Francisco nemzetközi repülőterétől nyugatra, 8 ember meghalt. , 58 -an megsebesültek, 38 házat pedig megsemmisítettek. A balesetben a felhasznált cső és a szerkezet rossz minőségellenőrzése szerepelt.
  • 2014. június 27. - Robbanás történt egy földgázvezeték szakadása után az indiai Andhra Pradeshben , Kelet -Godavari kerületben, Nagaram faluban, 16 halálesetet okozva, és "sok házat".
  • 31 július 2014 - Az éjszaka július 31-én egy sor robbanások származó földalatti gázvezetékek történt a város Kaohsiung , Taiwan . A szivárgó gáz megtöltötte a csatornákat több főút mentén, és az ebből eredő robbanások több kilométeres útfelületet mély árkokká alakítottak, járműveket és törmeléket magasan a levegőbe küldve, és nagy területen tüzet gyújtva. Legalább 32 ember meghalt és 321 megsérült.

Célpontként

A csővezetékek rongálások , szabotázsok vagy akár terrortámadások célpontjai lehetnek . Például 2011 eleje és 2012 júliusa között 15 alkalommal támadták meg az Egyiptomot Izraelt és Jordániát összekötő földgázvezetéket. 2019 -ben felrobbant egy üzemanyag -vezeték Mexikóvárostól északra, miután üzemanyagtolvajok csapódtak a vezetékbe. A jelentések szerint legalább hatvanhat embert öltek meg. A háborúban a csővezetékek gyakran katonai támadások célpontjai, mivel a csővezetékek megsemmisítése komolyan megzavarhatja az ellenséges logisztikát .

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek