УДК 631.624

Повышение безопасности при эксплуатации насосной станции на Арланском месторождении в России

Гилазева Регина Ильгизовна – студент Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Закирова Земфира Ахметовна – доцент Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Аннотация: В материале рассматривается нефтенасосная станция, которая является потенциально-опасными, в связи с обращением со взрывопожароопасным веществом, поэтому требуют все большего внимания к вопросам обеспечения безопасности производства. После проведенного анализа, аварийные ситуации могут сопровождаться не только большими экономическими и экологическими ущербами, но и огромными человеческими жертвами. Результаты анализа свидетельствовали, что наилучшим решением снижения аварийности являются мероприятия – торцевой уплотнитель картриджного типа, продукция Belzona 1121 (Super XL–Metal), Belzona 1341 (Supermetalglide).

Ключевые слова: безопасность, авария, эксплуатация, нефть, насос, перекачка, разгерметизация, мероприятия.

Введение

Нефтеперекачивающие станции (НПС), входящие в состав нефтепроводов и служащая для перекачки нефти, поднятия напора в магистральный нефтепровод, являются потенциально опасными в связи с обращением в них большого количества нефти, обладающего взрывопожароопасными свойствами, способными привести к аварийным ситуациям со значительными разрушениями, гибелью людей и загрязнением окружающей среды.[1] В Республике Башкортостан имеется большое месторождение – Арланское.[2] Анализ аварийности при перекачки нефти говорит о необходимости повышения внимания в области промышленной безопасности, поскольку каждая авария может привести к разрушению и значительному количеству человеческих жертв.[3]

Цель работы: Повышение безопасности при эксплуатации насосной станции на Арланском месторождении.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

Задачи:

• Рассмотреть виды опасностей при эксплуатации насосной станции;
• Провести анализ динамики аварийности за последние пять лет при перекачки нефти;
• Провести анализ критичности отказов, приводящих к аварийным ситуациям при эксплуатации насосной станции на Арланском месторождении;
• Разработать мероприятия по повышению безопасности насосной станции.

Анализ современных публикаций

Основная нефтенасосная предназначена для снабжения транспорта нефти в трубопроводы в системах сбора и подготовки нефти. Основная нефтенасосная произведена на базе центробежных агрегатов ЦНСн-180-255 и ЦНСн-300-240.[4] При проектировании агрегатов идентифицируются следующие наиболее вероятные опасности в соответствии регламентом ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования», которые связаны с эксплуатацией насосов:

1. Под механические опасности подразумевается выброс вещества под давлением , точнее выброс под давлением, разрушение агрегата, повреждение частей насоса, которые могут быть вызваны:

А) Отсоединением и повреждением частей насоса вследствие влияния повышенного уровня вибрации;

Б) Превышением предельно допустимого значения температуры, давления компонентах насоса;

В) Превышением допустимого значения скорости вращения вала ротора.

2. Утечка, выброс горючих жидкостей под давлением, также возгорание перекачиваемой жидкости при контакте с источниками зажигания(огня), возможно вследствие:

А) Несоблюдения целостности и разгерметизации корпуса насоса в следствии воздействия коррозии и износа временем;

Б) Разгерметизации фланцевых соединений и повреждения уплотнений.

3. Опасности, инициированные отказами приводного электродвигателя, частей электрооборудования и нарушением структуры изоляции.[5]

Приведенные на рисунке 1 ниже – анализ причин отказов и технических параметров работы насосных агрегатов. В отчетном периоде (2017-2021 г) зафиксировано 11 аварий. Описания аварии и их причины представляется Ростехнадзором (Уроки, извлечённые из аварии).

 Рисунок 1. Динамика аварийности при эксплуатации установки.

Трое человек по данным за последние пять лет из-за аварий получили ожоги. По результатам анализа эффективности технического обслуживания насосов, можно сказать, что основные положения могут не соответствует требованиям, а именно не обеспечивается надежность и безопасность эксплуатации насосов.[6]

Частая причина отказов насосного оборудования ­– разгерметизация. Как было написано ранее, риск утечки, выброс горючих жидкостей под давлением, также возгорание перекачиваемой жидкости при контакте с источниками зажигания(огня), вследствие:

• Несоблюдение целостности и разгерметизация корпуса насоса в следствии воздействия коррозии и износ временем;
• Разгерметизация фланцевых соединений и повреждение уплотнений.

На сегодняшний день на Арланском месторождении применяются сальниковый и торцевой уплотнитель центробежных насосов, которые приводят к отказам, а точнее к разгерметизации. Для решения этой проблемы и обеспечения надеждой работы агрегатов предлагается замена применяемого уплотнителя центробежных насосов на торцевой уплотнитель картриджного типа. Данный агрегат состоит из рабочего колеса, который установлен на вал, поддерживающийся на подшипники, корпус проточной части, расположен в корпусе подшипников картриджное торцевое уплотнение.[7]

Находящийся между корпусом для герметизации уплотнитель. Торцевое уплотнение находится в изолированной камере от внешней среды и зафиксирован через герметизирующую прокладку на корпусе подшипников. Каналы установлены в корпусах уплотнения, фланцах и подшипников, и также соединены с трубопроводами привода и отвода затворной жидкости через герметизирующую прокладку.[7]

Для снижения скорости коррозии металла предлагается использовать защитное покрытие Belzona 1121 (Super XL–Metal), Belzona 1341 (Supermetalglide), которое имеет высокую адгезию и высокую устойчивость к эрозии-коррозии, соответствующая международным стандартам гигиены труда и безопасности. Низкую толстослойность, что не дает препятствия для течения жидкостного потока, по сравнению с обычными покрытиями.[8]

Таблица 1. Ключевая техническая информация Belzona 1341 (Supermetalglide).

Результат

Повышает герметичность соединения путем устранения перекоса и износа деталей, вызванных несовершенством конструкции торцового уплотнения, при закрепление уплотнения на корпусе подшипников через герметизирующую прокладку и установления его между корпусом проточной части и корпусом подшипников. Металл имеет химическую защиту от химических веществ, что не дает никаких воздействий коррозий. Композит легко мешать и можно нанести на металл без специального оборудования, а также в случае необходимости механической обработки, можно воспользоваться токарными инструментами.

Безопасная, надежная работа, упрощение технического обслуживания агрегата, сохранения от коррозии внутренних полостей, загрязнения, повышение надежность и герметичность соединения, снижение показателей аварийности при перекачивании агрессивных, токсичных, взрывоопасных и пожароопасных жидкостей.

Заключение

Динамика аварийности при перекачки нефти по данным Ростехнадзора за 2017-2021 год показал необходимость повышения внимания к вопросам промышленной безопасности. Наиболее вероятной и распространённой опасностью при эксплуатации насосной станции на Арланском месторождении является утечка и выброс опасного вещества из-за нарушения целостности уплотнений и коррозии металла. Вследствие этого было предложено заменить торцевой уплотнитель центробежного насоса на торцевой уплотнитель картриджного типа для снижение вероятности утечек. Предлагается применение продукции Belzona 1121 (Super XL–Metal), Belzona 1341 (Supermetalglide), что значительно снизит вероятность наступления аварийной ситуации.

Список литературы

1. Абдрахманов, Н. Х., Закирова, З. А., Заляева, Г. Ф., Кускильдин, Р. А. Системы оценки риска возникновения аварийных ситуаций на объектах нефтегазовой отрасли / Н. Х. Абдрахманов, З. А. Закирова, Г. Ф. Заляева, Р. А. Кускильдин // Нефтегазовое дело. – 2017. – Т. 15. № 1. – С. 226-230.
2. Абдрахманов, Н. Х., Кускильдин, Р. А., Ялалова, Э. Ф., Абдрахманова, К. Н., Ворохобко, В. В. Современные технологии для проведения производственного контроля, повышающие уровень промышленной безопасности на объектах нефтегазовой отрасли / Н. Х. Абдрахманов, Р. А. Кускильдин, Э. Ф. Ялалова, К. Н. Абдрахманова, В. В. Ворохобко // Научно-технический журнал «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов». – 2017. – № 2. – С. 111-120.
3. Палладина, Я. А. Снижение вероятности развития аварийных ситуаций, связанных с коррозионным износом нефтегазового оборудования / Я. А. Палладина // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов.. – 2019. – № 1. – С. 126-136.
4. Технологическая схема НПС [Электронный ресурс]. – URL: https://studbooks.net/1993244/matematika_himiya_fizika/tehnologicheskaya_shema (дата обращения: 11.10.2022).
5. Технический Регламент Таможенного Союза «О безопасности машин и оборудования» от 15.02.2013 № 010/2011[Электронный ресурс]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/902307904 (дата обращения: 11.10.2022).
6. Уроки, извлеченные из аварий [Электронный ресурс]: Сайт Ростехнадзора. – М., 2022. – URL: https://www.gosnadzor.ru/industrial/oil/lessons/ (дата обращения: 11.10.2022).
7. Пат. 2701492 Российская Федерация, МПК F 04 D 29/12. Насосный агрегат с торцевым уплотнителем картриджного типа [Электронный ресурс] / Марков Д.В., Дурбайло Ю.Т., Вытченков А.В., Перетятько В.И.; АО «Гидрогаз». – № 2019116201; заявл. 27.05.2019; опубл. 26.09.2019. – Электрон.версия. – Доступ с сайта ФГУ ФИПС.
8. Решения Belzona для улучшения производительности насосов [Электронный ресурс]: Сайт Belzona. – Пермь, 2022. – URL: https://www.belzona.com/ru/focus/pumps.aspx (дата обращения: 11.10.2022).
9. Палладина, Я. А., Закирова, З. А. Повышение безопасности при эксплуатации нефтегазового оборудования с применением инновационного метода мониторинга остаточного ресурса металла. / Я. А. Палладина, З. А. Закирова // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – № 2. – С. 113-119.
10. Абдрахманов, Н. Х., Закирова, З. А., Хамадиева, А. М., Савичева, Ю. Н. Повышение промышленной безопасности при проведении работ по реконструкции изношенных сетей газораспределения / Н. Х. Абдрахманов, З. А. Закирова, А. М. Хамадиева, Ю. Н. Савичева // MIP: Engineering 2022: Передовые технологии в материаловедении, машиностроении и автоматизации. – 2021.
11. Фбдрахманов, Н. Х., Закирова, З. А., Гурьянова, М. Н., Абдрахманова, К. Н., Савичева, Ю. Н. Повышение безопасности при эксплуатации газотурбинных установок / Н. Х. Абдрахманов, З. А. Закирова, М. Н. Гурьянова, К. Н. Абдрахманова, Ю. Н. Савичева // Improving Safety During Operation of Gas Turbine Units.// // VI International Conference on Advanced Agritechnologies, Environmental Engineering and Sustainable Development (AGRITECH-VI - 2021) – 2021.