Врезка трубопровода в действующую сеть: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

§ 97. Врезка водопровода в действующие сети

В том случае, если к действующей водопроводной сети требуется присоединить дворовую сеть, то приходится выключать городскую сеть для врезки в нее фасонных частей ответвления, тем самым нарушается нормальная эксплуатация сети.

В настоящее время дворовую сеть водопровода врезают в действующую сеть с помощью приспособления без снижения давления и нарушения нормальной работы потребителей. Приспособление для врезки (рис,193 а) состоит из собственно прибора для врезки и переходного патрубка 14 с клапаном 3.

Рис.   193.  Приспособление для присоединения   ответвления   к действующему  стальному  трубопроводу:

а — в момент вырезки отверстия, б — после окончания работы; 1 — сверло, 2— чашечная фреза, 3 — клапан, 4 — канат клапана, 5 — фиксирующий штифт, 6 — сальник каната, 7 —вал, 8 — сальник вала, 9 — подающее устройство, 10 — корпус, 11 — кран, 12 — камера, 13 — подключаемый трубопровод, 14 — переходный патрубок, 15 — действующий трубопровод, 16 — заглушка с болтом

Переходный патрубок — это отрезок трубы с приваренным к нему фланцем для закрепления прибора на время производства врезки. В патрубке имеется ответвление диаметром до 350 мм для присоединения подключаемого трубопровода 13.

Врезку водопровода производят в такой последовательности. Вначале приваривают переходный патрубок действующему трубопроводу 15 в месте врезки испытывают на прочность приваренный патрубок. 3 тем на патрубок устанавливают прибор для врезки и закрепляют его болтами к фланцу патрубка. При вращении маховика прибора вал 7 получает поступательное движение, в результате чего сверло 1, закрепленное на валу, просверливает отверстие в трубопроводе, а затем фреза 2 вырезает участок трубы необходимого диаметра. После того как отверстие будет вырезано, сверло с фрезой поднимется в камеру 12 прибора, клапан 3 закроется и давлением в сети плотно прижмется к отверстию в патрубке. Далее прибор для врезки снимают и на патрубок устанавливают заглушку  16  (рис.  193,6).

Для производства врезок водопровода организованы передвижные мастерские, оборудованные сварочным агрегатом, насосом для откачки воды, компрессором и гидропрессом.


Врезка под давлением, устройства для врезки в трубопровод

Врезка под давлением

Врезка в трубопровод под давлением без остановки перекачки продукта позволяет устранить перерывы в снабжении потребителя и предотвращает потерю содержимого из трубопровода.

Устройства для врезки под давлением

Устройства для врезки под давлением – один из самых востребованных нашими клиентами видов продукции. Мы готовы предложить своим заказчикам устройства для врезки под давлением Тониско, которые позволяют выполнять ремонт трубопровода и монтаж ответвлений в трубопроводах как низкого, так и высокого давления (до 40 бар): водопровода, газопровода, сетей теплоснабжения и др.

Оборудование для врезки в трубопровод производства TONISCO System не требует приостановки эксплуатации сетей и обеспечивает высокий уровень надёжности и качества работы благодаря уникальным характеристикам.

Все поставляемые устройства для врезки под давлением имеют небольшие размеры и широкий диапазон врезок, что немаловажно при этом, имеют сравнительно простую конструкцию.

Подробнее смотрите наш » каталог продукции.

Оборудование для ремонта трубопроводов

Услуги по врезке

Компания «Р-Пауэр» (R-Power) предлагает полный комплекс услуг врезки в трубопровод под давлением c использованием оборудования TONISCO System. Выполняется врезка газа в действующий газопровод и врезка воды в центральный водопровод.

Мы оказываем услуги по присоединению новых трубопроводов к действующим сетям диаметром от 25 до 400 мм под давлением до 40 бар и при рабочей температуре до 200°C. Используем как собственную запорную арматуру, так и запорную арматуру заказчика.

Услуги врезки под давлением выполняют аттестованные высококвалифицированные специалисты с большим опытом работы, имеющие все необходимые допуски и разрешения.

Врезка в действующий трубопровод и сети снабжения выполняется с соблюдением всех норм безопасности.

Видео — врезка под давлением

Преимущества врезки под давлением с применением агрегатов TONISCO System

  • Экономия средств. Нет необходимости в отключении всей системы снабжения. Следовательно, вам не придётся тратить средства на ее перезапуск и покрытие потерь, которые неизбежны при данной процедуре. Наши устройства врезки в трубопровод позволяют выполнять все работы при функционирующей системе.
  • Экономия времени. Отсутствие необходимости в освобождении и дальнейшем заполнении действующих трубопроводов сокращает общую продолжительность работ по врезке. Не требуется согласование времени отключения трасс. Врезка в трубопровод осуществляется в любое время года.
  • Отсутствие остановок на производстве. Выполняя монтаж новых ответвлений и ремонт трубопровода на производственном предприятии, можно избежать остановки технологического цикла, что всегда связано с финансовыми затратами. Устройства для врезки в трубопровод под давлением позволят добиться минимизации потерь и существенной экономии.
  • Комфорт для потребителей. Если врезка в действующие коммунальные сети выполняется без их отключения, их абонентам не придётся страдать от отсутствия воды, тепла или газа во время ремонта на трубопроводе, что особенно важно зимой, во время сильных морозов.
  • Универсальность. Устройства TONISCO легко адаптируются к любым рабочим условиям. Одно и то же оборудование может использоваться для решения нескольких задач.

Любое предлагаемое нами устройство для врезки в трубопровод компактно и легко транспортируется. Кроме того, мы поставляем сопутствующее оборудование, которое может понадобиться для монтажа и ремонта трубопроводов.

Цена на врезку в трубу под давлением, прайс-лист на услугу

При эксплуатации трубопроводов различного назначения зачастую требуется врезка дополнительных фитингов, отводов. Отключение и освобождение магистрали от транспортируемой жидкости влечет за собой серьезные финансовые потери. Избежать этого можно при использовании оборудования для врезки в трубопроводы под давлением.

Компания «Техсистема» оказывает услуги по врезке в трубопроводы под давлением. Работаем с водопроводами, системами отопления, коммуникациями другого назначения. Все операции выполняем с применением специальных машин, обеспечивающих возможность врезки в трубы из различных материалов. Предлагаем лучшую цену на услугу в регионе.

На каких магистралях обеспечим врезку без отключения

Нашими специалистами наработана практика выполнения работ на трубопроводах следующих категорий:

  • При давлении до 1,6 Атм.
  • С температурой транспортируемой среды до 130 градусов.
  • Диаметром от 18 до 800 мм.

Есть возможность обеспечить врезку под давлением на магистралях из стали и чугуна, полимерных материалов различных категорий, асбестоцемента и цемента. Все операции могут выполняться через шаровые краны, приваренные тройники, фланцевую запорную и регулирующую аппаратуру.

Благодаря этому обеспечим подключение к действующей сети новых участков, ответвлений, установку стоп-систем, просмотровых устройств. Отметим, что компания занимается и продажей оборудования и всех необходимых комплектующих для врезки под давлением без отключения магистрали.

В чем преимущества наших услуг

Все работы выполняем с применением гидравлического оборудования. Благодаря этому существенно повышается скорость врезки, снижается стоимость этого вида операций. Кроме того, применение машин этого класса позволяет оказывать услуги на участках, где существуют сложности с подключением к электросети.

Применяемое гидравлическое оборудование компактно и безопасно. Поэтому работы по врезке могут выполняться в камерах и колодцах, котлованах, на любых наружных участках магистралей. Гарантируем:

  • Обеспечение сохранности трубопровода.
  • Высокую скорость врезки при работах на магистралях из любых материалов.
  • Возможность непрекращения технологического процесса, связанную с необходимостью отключения магистралей.

Во многих случаях такой способ подсоединения новых участков становится единственно допустимым. И мы готовы взять такие работы на себя. Причем окажем помощь в решении задачи не только на магистралях с водой, но и нефтепродуктами, другими техническими жидкостями и газом.

Чтобы воспользоваться нашими услугами по врезке в трубопроводы без отключения под давлением или приобрести оборудование, комплектующие для этих целей просто позвоните нам или оставьте заявку на сайте. Подберем оптимальный вариант решения задачи с учетом особенностей сети.

Для уточнения стоимости звонить по номеру +7 (495)988-74-55

Врезка под давлением в трубы, в водопровод

 

Нужна врезка под давлением? Вы обратились по адресу! Нередко, в ходе эксплуатации магистрали трубопровода возникает необходимость в увеличении количества сырья, подключении какого либо измерительного прибора или новых объектов к общему потоку.

В таких случаях применяется технология врезки под давлением. Мы готовы осуществить работы по врезки под давлением в водопровод при помощи специального инструмента и с использованием седелок и лент.
   Вам необходимо подключение под давлением к действующему трубопроводу, а возможности перекрыть воду нет? либо перекрытые водопровода невозможно из-за отключения огромного числа потребителей? или есть еще много факторов, которые мешают данному процессу? В этих случаях Вам необходима врезка под давлением в водопровод, лругими словами врезка в труб под давлением. Для выполнения этой операции применяются следующие материалы:
1. Для врезки в ПНД трубу под давлением вам необходимо использовать электросварную пластиковую седелку или чугунную резьбовую седелку 
2. Для врезки в стальную или чугунную трубу под давлением применяется ответвительное муфтовое седло с лентой
3. Муфтовая или фланцевая задвижка
4. Телескопический шток (в случае подземной установки)
5. Чугунный или пластиковый ковер и опорная плита

  Естественный вопрос: «Какая цена врезки под давлением?» Стоимость работ рассчитывается индивидуально и зависит от многих факторов: глубина заложения трубы, материал основной трубы, характер почвы, состояние трубы и другие.

Врезка под давлением: цена от 10000руб

Врезка под давлением в трубы
Принцип технологии врезки под давлением заключается в присоединении дополнительного ответвления к общему трубопроводу с помощью специального оборудования. Работа производится таким образом, чтобы во время манипуляций не прерывалась эксплуатация магистрали.
Особенности:
-работа с трубопроводами с различными средами: вода, нефть, газ, пар, сжатый воздух и тп.
-работа с трубопроводами из стали, чугуна, полиэтилена, асбоцемента, железобетона и др.
-возможность врезки в горизонтальном и в вертикальном направлении, а так же по направлению снизу вверх;
-диапазон диаметров для врезки – от 12,5 мм до 1800 мм;
-давление до 100 бар при температуре 38 °С
Преимущества:

-не портит окружающую среду;
-экономия на разряде и сборе продукта;
-нет необходимости останавливать работу производства;
-давление остается на рабочем уровне;
-возможность перекрыть участок с негерметичной запорной арматурой;
-надежное перекрытие трубопроводов для любого вида работ;
-компактность и мобильность оборудования;
-сжатые сроки и минимальное время нахождения на объекте.

 

   От того кто будет выполнять работы по подключению к водопроводу зависит надежность всех соединений. Чтобы быть уверенным  в качественном результате, мы рекомендуем довериться специалистам. Опыт наших сотрудников позволяет реализовывать проекты любого уровня сложности и осуществить врезку под давлением в водопровод. В наличии компании ПКФ ФЛЕКСАПАЙП весь арсенал современного оборудования необходимого для врезки под давлением в ПНД, стальные, чугунные и трубы. 

Врезка в действующий трубопровод под давлением

Оставляя данные на сайте, Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности и защиты информации.

Защита данных

Администрация сайта врезка24.рф (далее Сайт) не может передать или раскрыть информацию, предоставленную пользователем (далее Пользователь) при регистрации и использовании функций сайта третьим лицам, кроме случаев, описанных законодательством страны, на территории которой пользователь ведет свою деятельность.

Получение персональной информации

Для коммуникации на сайте пользователь обязан внести некоторую персональную информацию. Для проверки предоставленных данных, сайт оставляет за собой право потребовать доказательства идентичности в онлайн или офлайн режимах.

Использование персональной информации

Сайт использует личную информацию Пользователя для обслуживания и для улучшения качества предоставляемых услуг. Часть персональной информации может быть предоставлена банку или платежной системе, в случае, если предоставление этой информации обусловлено процедурой перевода средств платежной системе, услугами которой Пользователь желает воспользоваться. Сайт прилагает все усилия для сбережения в сохранности личных данных Пользователя. Личная информация может быть раскрыта в случаях, описанных законодательством, либо когда администрация сочтет подобные действия необходимыми для соблюдения юридической процедуры, судебного распоряжения или легального процесса необходимого для работы Пользователя с Сайтом. В других случаях, ни при каких условиях, информация, которую Пользователь передает Сайту, не будет раскрыта третьим лицам.

Коммуникация

После того, как Пользователь оставил данные, он получает сообщение, подтверждающее его успешную регистрацию. Пользователь имеет право в любой момент прекратить получение информационных бюллетеней воспользовавшись соответствующим сервисом в Сайте.

Ссылки

На сайте могут содержаться ссылки на другие сайты. Сайт не несет ответственности за содержание, качество и политику безопасности этих сайтов. Данное заявление о конфиденциальности относится только к информации, размещенной непосредственно на сайте.

Безопасность

Сайт обеспечивает безопасность учетной записи Пользователя от несанкционированного доступа.

Уведомления об изменениях

Сайт оставляет за собой право вносить изменения в Политику конфиденциальности без дополнительных уведомлений. Нововведения вступают в силу с момента их опубликования. Пользователи могут отслеживать изменения в Политике конфиденциальности самостоятельно.

Врезка газопровода в действующий газопровод

РАЙОН АДРЕС ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНЫЙ ТЕЛЕФОН
АО «Волгоградгоргаз»
Единый многоканальный телефон:8 800 234 1795
400048, г. Волгоград, ул. Лесогорская, 80 +7 (8442) 25-80-26
400040, г. Волгоград, ул. Поддубного, 35 +7 (8442) 73-67-44
400057, г. Волгоград, ул. Травяная, 1А +7 (8442) 45-09-82
404171, р.п. Светлый Яр, ул.Советская, 63 +7 (84477) 6-91-43
400054, г. Волгоград, ул. Чигиринская, 32 +7 (8442) 95-30-76
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Волжский
404121, г. Волжский, ул. Карбышева, 11 +7 (8443) 38-30-64
ООО «Газпром газораспределение Волгоград» межрайонное газовое предприятие «Городищенское»
403001, р.п. Городище, пер. Красного Октября, 27 +7 (84468) 3-15-83
404002, г. Дубовка, ул. Рабочая, 11 +7 (84458) 3-19-91
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в р.п. Елань
403732, р.п. Елань, ул. Матроса Железняка, 111 +7 (84452) 5-44-64
ООО «Газпром газораспределение Волгоград» межрайонное газовое предприятие «Жирновское»
403791, г. Жирновск, ул. Губкина, 26 +7 (84454) 5-33-19
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Калаче-на-Дону
404507, г. Калач-на-Дону, пер. Баррикадный, 35 +7 (84472) 3-35-57
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Камышине
403889, г. Камышин, ул. Волгоградская, 37 +7 (84457) 4-04-00
ООО «Газпром газораспределение Волгоград» межрайонное газовое предприятие «Котельниковское»
404352, Волгоградская область, г. Котельниково, ул.Северная, 11 +7 (84476) 3-24-49
404321, р.п. Октябрьский, ул. Производственная, 30 +7 (84475) 6-18-55
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Котово
403805, г. Котово, ул. 60 лет ВЛКСМ, 12 +7 (84455) 4-54-46
403371, п. Даниловка, ул.Северная, 40 +7 (84461) 5-37-87
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Михайловке
403342, г. Михайловка, ул. Томская, 3 +7 (84463) 2-80-58
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Николаевске
404032, г. Николаевск, ул. Некрасова, 17 +7 (84494) 6-19-70
404062, р.п. Быково , ул. Воровского, 1 +7 (84495) 3-16-04
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Новоаннинском
403952, г. Новоаннинский, ул. Пугачевская, 177 +7 (84447) 3-44-41
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Палласовке
404260, г. Палласовка, ул. Ушакова, 80 +7 (84492) 6-85-66
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Серафимович
403441, г. Серафимович, ул. Республиканская, 47 +7 (84464) 4-48-37
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Суровикино
404413, г. Суровикино, пер. Овражный, 18 +7 (84473) 2-22-94
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Урюпинске
403113, г. Урюпинск, ул. М. Мушкетовская, 4 +7 (84442) 4-19-54
Филиал ООО «Газпром газораспределение Волгоград» в г. Фролово
403534, г. Фролово, ул. 40 лет Октября, 1 +7 (84465) 2-43-59
403071, р. п. Иловля, ул. Буденного, 1 +7 (84467) 5-17-01

Стоимость врезки в водопровод в Москве

Общественные здания, предприятия, квартиры могут нуждаться в замене существующей системы водопровода или обустройстве дополнительного отвода воды. Врезка в водопроводную трубу выполняется в соответствии с условиями функционирования, материалом труб и давлением системы. Последовательность действий в данном случае будет зависеть от выбранного способа врезки в трубу.

Опытных мастеров вы найдете на YouDo. Исполнители сайта качественно выполняют врезку в трубу, при этом стоимость их услуг оптимальная.

Способы подключения

Врезка в трубу должна осуществляться последовательно. К процессу работы можно приступать только после получения разрешения и согласования с коммунальными службами. Врезка в трубу водопроводной системы может быть выполнена такими способами:

  • с использованием соединительной арматуры центрального водопровода
  • используя сварочный аппарат
  • с помощью седелки (хомута)

Для различных видов труб применяются разные способы врезки в водопровод. Специалисты выбирают способ, основываясь на индивидуальных характеристиках объекта.

Последовательность проведения работы

Подключение к водопроводной системе осуществляется в такой последовательности:

  • снятие изоляции и зачистка места
  • закрепления хомута на трубе с запирающим устройством
  • монтаж фрезы через задвижку и сальник глухого фланца
  • сверление отверстия необходимого диаметра
  • удаление запирающей конструкции

Весь процесс работы специалисты выполняют очень быстро, чтобы не препятствовать свободной циркуляции воды. Запирающее устройство предназначено для временной задержки воды.

Цена услуг специалистов

Сколько стоит врезка, вы можете узнать у мастера. Стоимость зависит от выбранных материалов, технических особенностей и сложности монтажных работ. Специалисты Юду предлагают самые оптимальные расценки на свои услуги.

Преимущества сотрудничества с исполнителями Юду:

  • безопасность (материалы для работы тщательно подбираются специалистами)
  • продуктивность (использование профессионального оборудования)
  • профессионализм (исполнители качественно выполняют свои обязанности)

У специалистов Юду работа проходит четко, по отлаженной системе. Сколько стоит заказ услуг мастера, вы увидите на сайте, прайс-листы содержат исчерпывающую информацию о расценках каждого исполнителя.

Заказ услуг специалистов на Юду

Специалистов, которые выполнят подключение коммуникаций, можно быстро выбрать из каталога на сайте. Если вы осуществляете заказ услуг первый раз, то оставьте на этой странице заявку с такой информацией:

  • адрес и телефон
  • день и время проведения работы
  • описание услуги

Вы можете предложить сумму, которую готовы заплатить (или оставьте этот пункт незаполненным, чтобы специалист сам назначил цену). Также обозначьте, сколько вам понадобится исполнителей.

После подачи заявки вы узнаете, сколько времени займет врезка, и сколько стоит эта услуга.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings. ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.ЯЗЫК}} {{$ select.selected.display}}

{{article. content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Анализ рисков утечки и выхода из строя трубопроводов природного газа по нечеткой байесовской сети с использованием модели «галстук-бабочка»

Трубопровод является основным способом транспортировки природного газа. Утечка из трубопроводов природного газа может вызвать взрывы и пожары, что приведет к несчастным случаям, ущербу окружающей среде и материальному ущербу. Эффективный анализ рисков имеет большое значение для предотвращения и смягчения таких потенциальных аварий. Целью данного исследования является представление практического метода оценки риска, основанного на модели «галстук-бабочка» и байесовской сети для анализа риска утечки природного газа из трубопровода. Во-первых, определите потенциальные факторы риска и последствия сбоя. Затем постройте модель «галстук-бабочка», используйте количественный анализ байесовской сети, чтобы найти слабые звенья в системе, и сделайте прогноз мер контроля для снижения частоты несчастных случаев.Чтобы справиться с неопределенностью, существующей при определении вероятности основных событий, используется метод нечеткой логики. Результаты тематического исследования показывают, что наиболее вероятными причинами возникновения утечки в трубопроводе природного газа являются игнорирование сторонами указателей, неявные указатели, перегрузка и дефект конструкции вспомогательного оборудования. Как только произойдет утечка, это, скорее всего, приведет к пожару или взрыву. Своевременное принятие соответствующих мер минимально снизит аварийность аварий.

1. Введение

Энергия — это основа современной промышленности и движущая сила устойчивого социально-экономического развития. В последние годы потребление природного газа быстро увеличивается, что приводит к значительному росту в газовой отрасли, такой как запасы природного газа, объемы добычи и торговли. Наряду со зрелостью рынка потребителей природного газа, трубопроводный транспорт как основной вид транспорта быстро набирает обороты.

Но из-за особенностей протяженного газопровода, таких как высокая энергия и давление, легковоспламеняемость, токсичность и опасные свойства, аварии могут произойти из-за коррозии, дефектов материала, эксплуатационных ошибок или других причин [1] .В последнее время часто происходят аварийные ситуации на газопроводах, которые приводят к большим человеческим жертвам и материальному ущербу. Системный и тщательный анализ рисков может эффективно предотвратить возникновение аварий и снизить потери от аварий до приемлемого уровня.

В настоящее время для оценки риска утечки в газопроводе используется множество качественных и количественных методов анализа рисков, таких как метод вероятности и статистики, процесс аналитической иерархии [2, 3], сети Петри [4], исследование работоспособности ( HAZOP), анализ дерева отказов (FTA), анализ дерева событий (ETA), модель бабочки и байесовская сеть.Эти методы можно условно разделить на две группы.

Исследование, основанное на методе вероятности и статистики [5–7]: На основе статистического анализа типичных аварий нефтегазопровода в базе данных можно получить основные факторы, приводящие к отказу от утечки природного газа и последствиям аварии. Нарушение герметичности трубопроводов природного газа может произойти из-за внутренних и внешних факторов. Внешние факторы включают коррозию и вмешательство третьей стороны и стихийное бедствие, а внутренние факторы включают дефект материала, дефект сварного шва и отказ вспомогательного оборудования.

Постройте структуру оценки риска на основе теории проектирования систем безопасности. FTA, ETA и модель галстука-бабочки — три типичных метода такого рода.

Метод анализа дерева отказов выбирает аварии в качестве главного события. Цель состоит в том, чтобы найти прямые и косвенные причины верхних событий от верхнего уровня до нижнего. Yuhua и Datao применили анализ дерева отказов для утечки нефти и газа [8]. Lavasani et al. усовершенствовал нечеткий подход для вычисления нечетких вероятностей основных событий в дереве отказов трубопровода [9].

Анализ дерева событий должен учитывать все аспекты успешных и неудачных событий в зависимости от аварии. С помощью метода анализа дерева событий мы можем проанализировать потенциальные последствия аварии, которая может произойти в сложной системе. Замалиева и др. предложила вероятностную модель для маркировки сценариев в режиме онлайн при генерации дерева динамических событий [10]. Брито и де Алмейда построили дерево событий газопроводов [11].

Но используя только дерево отказов и метод анализа дерева событий, весь процесс аварии невозможно описать интуитивно.Метод «галстук-бабочка» создается путем объединения дерева отказов и метода анализа дерева событий. С помощью этого метода отображается весь процесс инцидента, включая причины аварии, возникновение аварии, предотвращение, контроль и последствия. Традиционный метод анализа «галстук-бабочка» использует диаграмму только для описания процесса аварии и проведения соответствующего качественного анализа. В последние годы исследователями изучаются более точные методы количественного анализа с использованием модели галстука-бабочки. Shahriar et al.построил модель «галстук-бабочка» для анализа рисков нефте- и газопроводов и использовал нечеткую логику для получения нечетких вероятностей основных событий в FTA для оценки нечетких вероятностей последствий выходных событий [12].

Однако анализ дерева отказов, анализ дерева событий и модель «галстук-бабочка» — это методы, основанные на теории множеств разрезов, которые проводят анализ только двух состояний событий без обратного вывода. По сравнению с методом «галстук-бабочка», методом дерева отказов и дерева событий байесовская сеть выполняет двусторонний анализ не только для поиска результатов по причинам, но и для поиска причин по результатам.Khakzad et al. объединила байесовскую сеть с анализом дерева отказов и моделью Bow-tie для анализа рисков для анализа безопасности технологических объектов и морских буровых работ соответственно [13, 14]. Ли и др. проанализировал риск выхода из строя подводных нефте- и газопроводов по байесовской сети с помощью модели Bow-tie [15].

Целью данного исследования является разработка эффективного подхода к анализу рисков трубопроводов природного газа. В статье предлагается метод оценки риска, основанный на модели бабочки и байесовской сети.График утечки природного газа в газопроводе строится с учетом возможных факторов риска и последствий аварии. Байесовские сети, преобразованные из модели галстука-бабочки, проводятся для анализа риска утечки природного газа. Вероятность отказа и соответствующие последствия получаются посредством байесовского вывода как слабых звеньев между отказом и факторами риска в системе. Трубопроводы легко подвержены влиянию внешней среды и внутренних факторов.Различия существуют даже в трубопроводах, расположенных на одной и той же территории в разное время, с точки зрения геологических условий почвы, свойств материала, рабочего состояния и мер защиты от коррозии. Это указывает на то, что факторы, влияющие на работу газопроводов, имеют большую неопределенность и неопределенность. Для решения этой проблемы предлагается метод нечеткой логики для определения априорной вероятности основных событий.

Работа организована следующим образом. После введения в разделе 2 представлены основные концепции модели бабочки и байесовской сети.Предлагаемая структура анализа рисков, основанная на нечеткой байесовской сети с моделью галстука-бабочки, представлена ​​в разделе 3. Практический пример изучается с использованием предложенного метода в разделе 4. Наконец, выводы и будущая работа обсуждаются в разделе 5.

2. Методика анализа рисков
2.1. Галстук-бабочка Модель

Анализ «галстук-бабочка» был предложен Университетом Квинсленда в Австралии в 1979 году. Благодаря своим характеристикам интуиции, простоте и наглядности он широко использовался в областях управления безопасностью.Модель «галстук-бабочка» представляет собой комбинацию дерева отказов и дерева событий. Источник опасности аварии, критическое событие, защитные барьеры и последствия отказа — главные компоненты модели бабочки. Под источником опасности аварии понимаются факторы риска отказа. Критическое событие — это сам отказ, а защитные барьеры — это меры, принятые для уменьшения потерь при отказе. Структура модели «галстук-бабочка» показана на рисунке 1.


Как видно из рисунка 1, построение модели аварии представляет собой двухэтапный процесс.Первым шагом является анализ дерева отказов, которое является левой частью модели бабочки. Он состоит из определения факторов риска системы, подлежащих оценке, и выбора критического события, которое с наибольшей вероятностью может произойти, в качестве главного события. Второй шаг — это анализ дерева событий, которое является правой частью модели бабочки. Он начинается с критического события и следует за возможными последствиями после ряда мер по предотвращению отказов и смягчению их последствий.

Модель «галстук-бабочка» использует преимущества анализа дерева отказов и анализа дерева событий.Можно не только найти причину аварии, но и отобразить ее последствия, что удобно для следующих исследований по оценке риска.

2.2. Байесовская сеть

Байесовская сеть, также известная как байесовская сеть надежности, представляет собой вероятностный метод, основанный на теории графов и теории вероятностей. В байесовской сети каждый узел представляет собой информационный элемент. Направленное ребро между узлами указывает степень ассоциации между информационными элементами.Посредством ориентированного ациклического графа взаимосвязь и степень влияния между различными элементами сетевой структуры могут быть представлены интуитивно. В байесовских сетях узлы без входящей стрелки называются корневыми узлами, которые имеют априорное распределение вероятностей. Другие узлы называются листовыми узлами. Узлы, на которые указывает стрелка, называются дочерними узлами, а исходные узлы стрелки называются родительскими узлами. Каждый дочерний узел имеет условное распределение вероятностей (или функцию) в состоянии родительских узлов.

— условное распределение вероятностей. и являются набором родительских узлов и набором непоследовательных узлов соответственно. Для узлов без ребра они независимы. Другими словами, при данных условиях и являются условной независимостью. Итак,

Условная вероятность выражает связь между узлом и их родительскими узлами. После того как задано априорное распределение вероятностей корневого узла и условное распределение вероятностей некорневых узлов, совместное распределение вероятностей будет

. Согласно принципу байесовской сети, прямое прогнозирование и обратная диагностика могут выполняться следующим образом.

Прямое прогнозирование — это прогнозирование вероятности отказа и потенциальных последствий на основе вероятности причинных событий. Априорная вероятность причинного события равна, вероятность последующего события равна, а условная вероятность последующего события в условиях причинного события равна. Тогда

Обратная диагностика заключается в том, чтобы сделать вывод о вероятности причинных событий из вероятности уже произошедших событий-последствий. Затем диагностируйте причину события (авария, отказ или патология) в соответствии с вероятностью.Априорная вероятность причинного события равна, а условная вероятность причинного события в условиях последующего события составляет; затем

3. Структура анализа рисков на основе нечеткой байесовской сети с моделью галстука-бабочки
3.1. Сбор необходимой информации о риске

Для того, чтобы глубоко проанализировать причины и последствия происшествий, очень важно всесторонне понимать нормальные условия эксплуатации, последствия отказов и превентивные меры путем сбора исторических данных, консультаций с профессионалами, и обзор литературы.

3.
2. Анализ причинных факторов отказа и построение дерева отказов

Причинные факторы можно изучать несколькими способами, например, антропогенные и нечеловеческие факторы, внутренние и внешние факторы или различные типы, приводящие к отказу. Постепенно найдите глубокие причины, слой за слоем, до самого дна. Затем постройте дерево отказов, которое выберет отказ как главное событие, и постройте взаимосвязь между прямой причиной, косвенной причиной и главным событием.Затем проводится качественный и количественный анализ согласно дереву неисправностей.

3.3. Анализ последствий и построение дерева событий

Метод анализа дерева событий начинается с отказа и развивается с успешными или неудачными событиями, вызванными аварией, и мерами, принятыми в хронологическом порядке. Далее по дереву событий проводится качественный и количественный анализ последствий в системе.

3.4. Построение модели «галстук-бабочка»

Слева от модели «галстук-бабочка» находится дерево отказов, дендрограмма с основными событиями, промежуточными событиями и верхними событиями, соединенными логическими вентилями и символами передачи. В правой части модели галстука-бабочки находится дерево событий, которое начинается с первичного события и развивается в соответствии с последующими мерами, которые были успешно предприняты или нет, до окончательных последствий. Метод бабочки можно использовать как для качественного анализа, так и для количественного расчета.

3.5. Преобразование диаграммы «галстук-бабочка» в байесовскую сеть

В соответствии с логической взаимосвязью и силой связи событий, включенных в диаграмму «галстук-бабочка», строится соотношение отображения модели «галстук-бабочка» и байесовской сети.Байесовская сеть состоит из 1 ориентированного ациклического графа и множества соответствующих таблиц условных вероятностей.

В процессе отображения из модели галстука-бабочки в байесовскую сеть узлы в байесовской сети соответствуют событиям одно за другим на диаграмме бабочки. Для повторяющихся событий устанавливается только один узел. Для основных событий и событий последствий априорное распределение корневого узла в байесовской сети определяется в соответствии с вероятностью. Условные вероятности промежуточных узлов получаются совместными условиями между узлами.

3.6. Прогнозирование и диагностика байесовской сети
3.6.1. Определение априорных вероятностей корневых узлов

Байесовская сеть — это метод количественной оценки риска, основанный на байесовских рассуждениях. Во многих исследованиях априорное распределение вероятности основного события представляет собой определенное значение, основанное на большом количестве испытаний или статистических данных из справочника данных. Однако для случаев с недостаточными статистическими данными и знаниями частота отказов событий имеет большую неопределенность.В этой статье мы вместо этого используем нечеткие лингвистические вероятности. Вероятность события определяется нечетким числом по результатам опроса экспертов. Подробный вычислительный процесс описывается следующим образом.

Для оценки вероятности событий отбирается группа экспертов с разной профессиональной позицией, стажем работы и уровнем образования. Для -го эксперта оценка вероятности наступления -ого события описывается лингвистической переменной, которая соответствует трапециевидному нечеткому числу.

Функция принадлежности трапециевидного нечеткого числа определяется как

Метод агрегирования сходства (SAM) используется для агрегирования суждений экспертов [9]. Критерии взвешивания экспертов приведены в таблице 1.

8113 2 –20 8

Конституция Оценка

9011 9011 903 Старший ученый 901
Младший академик 6
Инженер 4
Техник 2
Рабочий 1
6
10–15 4
5–10 2
≤5 1
Уровень образования PhD Магистр 6
Бакалавр 4
HND 2
Уровень школы 1

Шаги SAM описываются следующим образом.

(I) Рассчитайте степень согласия между экспертом и экспертом . и — стандартные нечеткие числа трапециевидной формы, соответствующие суждениям эксперта и эксперта. Функция согласования эксперта и эксперта определяется как степень сходства между экспертами.

(II) Расчет среднего согласия экспертов (AA) Степень . Степень среднего согласия (AA) определяется как

(III) Степень относительного согласия экспертов (RA) .Степень относительного согласия (RA) определяется как

(IV) Степень расчета коэффициента консенсуса экспертов (CC). Степень согласованного коэффициента (CC) определяется как где — коэффициент релаксации метода SAM и.

(V) Рассчитайте совокупный результат суждений экспертов AG . Совокупный результат оценок экспертов определяется как

. Метод центральной площади, который является часто используемым подходом для дефаззификации нечетких чисел, используется для преобразования нечетких трапецеидальных чисел в четкие. Это выражается как

. Наконец, нечеткие вероятности могут быть получены из нечеткой возможности как где

3.6.2. Определение условных вероятностей конечных узлов

Условные вероятности конечных узлов зависят от логической взаимосвязи событий. Их можно получить согласно рисункам 2 и 3.



3.6.3. Анализ и прогнозирование рисков на основе байесовской сети

На основе построенной топологической сетевой структуры и значений состояния узлов прямое прогнозирование и обратная диагностика могут выполняться с использованием байесовского сетевого вывода.Посредством прямого предсказания мы можем предсказать вероятность последствий, а с помощью обратной диагностики мы можем получить критические причины отказа и оценить апостериорную вероятность основных событий.

4. Анализ рисков отказа газопровода на основе нечеткой байесовской сети с использованием модели «галстук-бабочка»
4.1. Модель повреждения газопровода «бабочка»
4.
1.1. Анализ факторов риска и построение дерева отказов

Отказ трубопроводов природного газа относится к утечке газа из трубопроводов из-за прокола и разрыва, что является критическим событием модели «галстук-бабочка».Чтобы оценить риск выхода из строя трубопровода природного газа, сначала необходимо проанализировать факторы риска в процессе транспортировки природного газа по трубопроводу.

Дерево отказов построено на основе всестороннего анализа отказов трубопроводов природного газа и стандартов проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания газопроводов. Дерево отказов показано на Рисунке 4, а основные события в дереве отказов перечислены в Таблице 2.

12

No.Описание вмешательства со стороны третьей стороны из-за саботажа
Риск вмешательства со стороны третьей стороны из-за перегрузки
Риск стихийного бедствия из-за землетрясения
Риск стихийного бедствия из-за наводнение
Риск стихийных бедствий из-за проседания
Риск дефекта материала из-за конструктивного дефекта материала
Риск дефекта материала из-за дефекта конструкции
Опасность дефекта сварного шва из-за конструктивный дефект сварного шва
Риск дефекта сварного шва из-за конструктивного дефекта сварного шва
Риск вспомогательного оборудования из-за конструктивного дефекта вспомогательного оборудования
вспомогательного оборудования
из-за дефекта конструкции вспомогательного оборудования
Риск внешней коррозии из-за отказа CP
Риск внешней коррозии из-за разрушения покрытия
Риск внешней коррозии из-за выхода из строя коррозия почвы
Риск внутренней коррозии из-за водной среды
Риск внутренней коррозии из-за вспомогательной среды
Риск внутренней коррозии из-за выхода ингибитора
Риск внутренней коррозии из-за разрушения покрытия
Риск внутренней коррозии из-за отслаивания


В дереве отказов отображаются потенциальные факторы, которые могут вызвать утечку в трубопроводе. Неисправность из-за утечки природного газа из-за внутренних и внешних факторов. К внешним факторам относятся коррозия, вмешательство третьих лиц и стихийные бедствия, а к внутренним факторам относятся дефект материала, дефект сварного шва и отказ вспомогательного оборудования.

Коррозия может привести к проколу и разрыву трубопровода, которые определяют способ и скорость утечки газа. Существует два вида коррозии: внутренняя и внешняя. Внутренняя коррозия в основном вызвана агрессивной средой и несоблюдением мер защиты от коррозии.Коррозионная среда включает воду и вспомогательную среду. Меры защиты от коррозии включают закачку ингибитора коррозии, изготовление антикоррозионных покрытий и очистку труб. Внешняя коррозия в основном связана с выходом из строя CP, разрушением покрытия и коррозией почвы.

Помехи со стороны третьих лиц также являются важным фактором риска, включая игнорирование сторонами указателей, неявных указателей, саботаж и перегрузку, которые могут вызвать серьезное повреждение трубопровода. Стихийные бедствия, включая землетрясения, наводнения и осадки, также нельзя игнорировать при утечке из трубопровода.

Дефект материала и сварного шва является внутренним дефектом, вызванным неправильной конструкцией или ошибочным фактором эксплуатации на этапах проектирования и строительства. При наличии внешних сил эти дефекты могут привести к протечке трубопровода. Кроме того, отказ вспомогательного оборудования трубопровода, такого как фланец, клапан, из-за конструктивной ошибки или старения также может привести к возникновению утечки или выходу из-под контроля ситуаций.

4.1.2. Анализ дерева событий

Основным компонентом природного газа является метан с небольшим количеством этана, пропана и серных газов.И характеристики утечки природного газа в трубопроводе отличаются от других видов транспортировки опасных химикатов.

Последствия утечки природного газа серьезны. Природный газ легко воспламеняется и взрывоопасен. Если концентрация утечки достигнет 5%, произойдет взрыв. Таким образом, ограничение пространства является решающим фактором, определяющим, какого рода катастрофа произойдет.

При утечке природного газа газ разнесется с ветром, что приведет к большому количеству жертв.Газ легче воздуха будет особенно распространяться в воздухе. Он легко образует взрывоопасную смесь с воздухом и взрывается везде, где есть источник огня. Газ тяжелее воздуха будет собираться в земле, канавах и глухом углу, накапливаясь долгое время. Как только он загорится, произойдет взрыв с серьезным загрязнением воздуха.

Графическая среда участков вдоль трубопровода очень сложна, иногда с большим количеством населения. Пожар, взрыв или другие несчастные случаи из-за утечки природного газа вызовут огромные убытки и угрозу для имущества и безопасности жизни людей.

Потенциальными последствиями утечки из трубопровода природного газа могут быть детонация или горение, огненный шар или струйный пожар, взрыв облака паров, вспышка пожара с человеческими жертвами, отравлением, загрязнением и материальными потерями различной степени. Защитный барьер, такой как возгорание и эвакуация, должен быть выполнен, чтобы уменьшить потери утечки газопровода. В дереве событий выберите утечку природного газа в качестве основного события. Мы можем получить все последствия аварии, которые показаны на рисунке 5.Подробное описание последствий приведено в таблице 3.

или реактивное пламя

Последствия

Дефонация
Взрыв облака паров
Вспышка огня
Тяжелые жертвы
Легкие раненые
9011 Сильное отравление и загрязнение
Легкое отравление и загрязнение
Материальный ущерб


4.
1.3. Построение модели «галстук-бабочка»

С деревом отказов слева и деревом событий справа, модель «галстук-бабочка» утечки в трубопроводе природного газа показана на рисунке 6.


4.2. Байесовская сеть для отказов трубопроводов природного газа

В соответствии с событиями, логическим вентилем и силой соединения, задействованными в диаграмме «галстук-бабочка», мы установили основное соотношение отображения байесовской сети, согласно которому диаграмма «галстук-бабочка» является преобразован в байесовскую сеть.Байесовская сеть отказов трубопроводов природного газа показана на Рисунке 7.


4.3. Статистический анализ
4.3.1. Рассчитайте вероятность отказа для основных событий

Отсутствие данных и неопределенность в процессе оценки рисков являются серьезной проблемой при анализе рисков трубопроводов природного газа. Здесь суждения экспертов используются для оценки вероятности отказа основных событий в терминах лингвистических переменных с рядом лингвистических терминов, таких как «очень высокая», «высокая» и «низкая». «Чтобы решить проблему языковой неоднозначности, используется теория нечетких множеств, которая преобразует лингвистический термин в нечеткое число. По мере того как количество лингвистических терминов лингвистической переменной увеличивается, точность модели увеличивается, но увеличивается и числовая сложность. Чтобы сбалансировать точность и сложность модели, в этом анализе выбран 5-гранный масштаб. Эксперты оценивают вероятность отказа каждого события с помощью лингвистических терминов, таких как очень низкая, низкая, средняя, ​​высокая и очень высокая.Каждый лингвистический термин определен как нечеткое трапециевидное число в таблице 4.


Лингвистические термины Масштаб

Средний
Высокий
Очень высокий

, занятые в сфере газотранспортной отрасли. вероятность отказа событий с неопределенностью и отсутствием достаточных данных.Должность профессии, уровень образования и время работы учитываются в процессе отбора эксперта, чтобы объективно отразить реальную ситуацию. Критерии взвешивания экспертов приведены в таблице 5.


Эксперт Профессиональная позиция Срок службы Уровень образования Весовой балл

1
Старший академический ≥20 лет PhD 0.32
Эксперт 2 Младший академик 15–20 PhD 0,3
Эксперт 3 Инженер 5–10 PhD 0,21 901 Младший академик 15–20 Бакалавр 0,17

Весовые коэффициенты экспертов меняются в зависимости от их опыта и оценок экспертов. Суждения экспертов агрегированы с помощью техники SAM, обсуждаемой в разделе 3. Дефаззифицированные возможности получены с помощью (11). Уравнения (12) и (13) используются для получения вероятностей. Подробные результаты представлены в Таблице 6.

9.Их можно получить в соответствии с рисунками 2 и 3.

На основе построенной топологической сетевой структуры и значений состояний узлов обновление вероятности проводится с помощью байесовского динамического анализа и анализа. Рассчитанная вероятность отказа утечки природного газа в трубопроводе составляет 0,014, что означает, что утечка в трубопроводе вероятна. Вероятности наступления последствий показаны в таблице 7.

7 0,3015 0. 0439

Базовое событие Лингвистические выражения Агрегированное экспертное решение Дефаззированная возможность Априорная вероятность
0.2619 0,4524 0,4524 0,6429 0,4524 0,0035
0,2121 0,2121 0,3902 0,3123 0106 901 0,3902 0,3769 0,3769 0,5523 0,3769 0,0019
0,0272 0.0680 0,1408 0,2544
0 0 0,1000 0,2000
0,0561 0,1402 0,1841 0,3121
0,1098 0,1659 0,2879
0,1000 0,2500 0,2500 0,40001 0,2103 0,3471
0,0781 0,1952 0,2171 0.3562
0,0196 0,0491 0,1295 0,2393
0,0781 0,1952 0,2171 0,3562
0.0804 0.2009 0,2205 0,3607
0,4545 0,6288 0,6288 0,6288 0,6288 0107 9011

0,2500 0,4000
0,0804 0. 2009 0,2205 0.3607
0,1000 0,2500 0,2500 0,4000 0,25
0,07
0,0781 0,1952 0,2171 0,3562
логическая

Последствия Вероятность возникновения

OE0106

oe2
oe3
OE4
OE5
OE6
OE7
OE8
OE9

Для анализа риска утечки в трубопроводе природного газа мы устанавливаем отказ утечки и OE6 как свидетельство для оценки апостериорной вероятности основных событий. Результаты представлены в таблице 8.

2

Базовое событие Априорная вероятность Апостериорная вероятность

2

901
901

Согласно Таблице 8 и Рисунку 8, для большинства основных событий апостериорные вероятности больше, чем априорные вероятности. Наиболее вероятными причинами возникновения утечки в трубопроводе природного газа являются игнорирование сторонами указателей, скрытые указатели, перегрузка и дефект конструкции вспомогательного оборудования. Наиболее вероятные пути развития аварии заключаются в том, что дефект конструкции материала и дефект конструкции материала вызывают утечку в трубопроводе; проблема проектирования сварного шва и проблема конструкции сварного шва случаи нарушения герметичности. Поэтому важно усилить профилактику слабых звеньев, чтобы контролировать возникновение аварии.


Анализ также показывает, что при возникновении утечки в трубопроводе природного газа, если не были приняты своевременные меры, природный газ смешается с воздухом и быстро достигнет определенной концентрации, что приведет к пожару и взрыву.Так что необходимо вовремя принять меры для смягчения последствий аварии.

5. Выводы

Утечка в трубопроводе природного газа может привести к серьезным авариям, таким как пожар, обнажение и возгорание, с тяжелыми жертвами и огромными экономическими потерями. Комплексный и эффективный метод оценки рисков имеет большое значение для анализа рисков трубопроводов природного газа. Анализ дерева отказов, анализ дерева событий и модель бабочки — отличные методы анализа рисков.Однако они проводят анализ только от причин к результатам, без обратных выводов.

В этой статье количественный подход к анализу рисков для газопроводов построен на основе модели «галстук-бабочка» в сочетании с байесовской сетью. После определения потенциальных факторов риска утечки из трубопроводов природного газа и обнаружения возможных последствий утечки из трубопроводов строится модель «галстук-бабочка» для управления рисками трубопроводов природного газа, которая затем преобразуется в байесовскую сеть в соответствии с соотношением отображения.В байесовской сети количественная оценка факторов риска, связанных с утечкой в ​​трубопроводе, зависит от априорной вероятности основных событий, которые часто не являются надежными, применимыми или доступными. Нечеткая логика используется как подход к решению этой проблемы. Вероятности неудач для основных событий получают из нечеткой возможности, которая рассчитывается путем преобразования лингвистического суждения экспертов в агрегированные результаты с помощью метода агрегирования сходства и методов дефаззификации.

Посредством прямого прогнозирования байесовской сети мы можем получить вероятности возникновения утечки природного газа в трубопроводе и ее последствия. Апостериорные вероятности основных событий и последствий определяются обратной диагностикой байесовской сети, которая может использоваться для поиска слабых звеньев, существующих в газопроводах. Основными причинами возникновения утечек в трубопроводе природного газа являются дефект конструкции вспомогательного оборудования и вмешательство третьей стороны, особенно если стороны игнорируют вывески.Соответствующие превентивные меры снизят вероятность утечки природного газа. Степень аварийности аварий после утечки природного газа будет снижена в наименьшей степени, если вовремя принять меры по их устранению.

Структура предложенного метода улучшает научное и эффективное управление трубопроводом природного газа и обеспечивает техническую поддержку для реализации управления целостностью трубопровода природного газа. Однако данные, представленные в этом исследовании, в основном полагаются на экспертную оценку.В будущем подходе будут использованы исторические и статистические данные. Также следует обсудить анализ чувствительности.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Эта работа была частично поддержана Национальным фондом естественных наук Китая в рамках гранта 61402534, Фондом естественных наук провинции Шаньдун, Китай, в рамках гранта ZR2014FQ002, и фондами фундаментальных исследований для центральных университетов в рамках гранта 16CX02010A .

Моделирование подключения к существующей системе — OpenFlows | Гидравлика и гидрология Wiki — OpenFlows | Гидравлика и гидрология

Продукт (ы): WaterGEMS, WaterCAD, SewerGEMS, SewerCAD
Версия (и): V8i, CONNECT Edition
Площадь: Моделирование
Оригинальные авторы : Скотт Кампа, Джесси Дринголи, Том Уолски

Если вы моделируете только часть более крупной системы, вам может понадобиться смоделировать гидравлику соединения с этой существующей системой. Это может произойти, например, при моделировании предлагаемого расширения (например, нового подразделения, промышленного парка, школы, торгового центра и т. Д.). Часто инженер не имеет полной информации о системе, к которой он подключается, и должен выбрать подходящий подход для моделирования этого подключения.

Самый надежный метод представления существующей системы — это включить как минимум скелетонизированное (упрощенное) представление важных компонентов системы, которые влияют на область проекта. Обычно это представление включает резервуары, насосы, регулирующие клапаны и значительные потребности в одной и той же зоне давления. Эту необходимую информацию обычно можно получить с помощью специалистов по картированию и моделированию водоканала.

Другой метод моделирования подключения к существующей системе — это представление точки подключения как постоянного напора с использованием элемента резервуара. Это очень упрощенный подход и обычно очень ненадежный, поскольку он не учитывает никаких колебаний напора из-за изменения состояния системы (например,g. , состояние насоса, уровень в баке) или потребности.

Примечание : см. Канализационные приложения, если вы моделируете подключение к существующей ниже по потоку силовой магистрали (напорная сеть).

Надежность метода, описанного в этой статье, находится где-то посередине между двумя только что описанными. Он состоит из представления подключения к существующей системе в виде резервуара и фиктивного насоса с трехточечной характеристической кривой, основанной на статическом и остаточном давлении, полученной во время испытания потока с двумя гидрантами рядом с точкой подключения.Фиктивный насос будет моделировать перепады давления и доступный поток из существующей системы водоснабжения.

В отличие от первого описанного подхода, этот третий метод не позволяет инженеру фиксировать изменения в точке подключения, вызванные, например, колебаниями уровня в резервуаре и изменениями состояния насоса в системе подачи. Тем не менее, он позволяет учитывать изменение напора из-за изменения спроса в точке подключения. В сочетании с хорошим общим пониманием того, как более крупная система работает в различных условиях, и знанием условий системы (например,g., резервуар и состояние насоса) во время проведения гидравлических испытаний, во многих случаях это может быть приемлемым подходом. Обычно это наиболее подходит для «застройки» там, где большинство клиентов и инфраструктуры уже есть, в отличие от больших участков неосвоенной земли на окраине существующей системы. Если результаты модели, полученные с помощью этого метода, находятся на грани неприемлемости, инженер должен вернуться к более строгому первому подходу.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод является только приближением, поэтому результаты не будут такими точными, как если бы вы смоделировали систему на основе фактического источника.Также важно отметить, что вы не можете смоделировать несколько подключений к существующей системе. Результаты в таком случае могут быть искажены и будут нежизнеспособными.

Чтобы смоделировать диапазон давлений в точке подключения для диапазона потоков, необходимо сначала получить данные испытания потока с двумя гидрантами. Чтобы представить нулевой расход, вам понадобится статическое давление. Чтобы представить максимально возможный расход через соединение, вам потребуются остаточное давление и расход. Чтобы преобразовать давление в гидравлический класс, вам необходимо знать точное значение манометра остаточного давления.Эти данные получены в результате полевых испытаний.

Для получения дополнительной информации о том, как выполнить полевой тест гидранта, вы можете обратиться к разделу 5.2 «Расширенное моделирование и управление распределением воды».

ПРИМЕЧАНИЕ: Расходы, полученные при испытании гидранта, должны выражаться в фактических единицах расхода, таких как галлоны в минуту, а не в манометрических давлениях Пито. Уравнение 5.1 в Расширенное моделирование и управление распределением воды обеспечивает преобразование.

Элемент резервуара имитирует подачу воды из существующей системы.Высота резервуара должна быть равна или немного выше отметки в точке соединения, как описано в этой статье. Насос и кривая насоса будут моделировать падение давления и доступный поток из существующей системы водоснабжения. Точки для кривой насоса генерируются с использованием математической формулы (приведенной ниже) и данных испытания потока гидранта. Труба между фиктивным резервуаром и насосом должна быть гладкой, короткой и широкой, чтобы не создавать потери напора. Например, Шероховатость 140, длина 1 фут и диаметр 48 дюймов являются подходящими числами..54]

где:

Qr = Поток, доступный при заданном остаточном давлении пожарного потока
Qf = Расход во время испытания
Hr = Падение давления до заданного остаточного давления (статическое давление минус выбранное расчетное давление)
Hf = Падение давления во время теста пожарного потока (статическое давление минус остаточное давление )

D Определение кривой трехточечного насоса

Ниже приведен пример построения трехточечной кривой насоса. Это будет использовать результаты потокового теста из вашей системы, но шаги, описанные ниже, будут такими же, как только вы получите эти данные.

1. Первая точка создается путем измерения статического давления на гидранте, когда расход (Q) равен нулю.

Q = 0 галлонов в минуту
H = 90 фунтов на квадратный дюйм или 207,9 футов напора (90 * 2,31)

(2,31 — коэффициент преобразования, используемый для преобразования фунтов на квадратный дюйм в футы на голову).

2. Инженер выбирает давление для второй точки, и расход рассчитывается по формуле ниже. Значение Q должно находиться где-то между данными, полученными в результате теста.

Q =?
H = 55 фунтов на квадратный дюйм или 127..54]
Qr = 800 * 0,69
Qr = 558

Следовательно, Q = 558 галлонов в минуту

3. Третья точка создается путем измерения расхода (Q) и остаточного давления гидранта.

Q = 800 галлонов в минуту
H = 22 фунта на квадратный дюйм или 50,82 фута напора (22 * 2,31)

Значения кривой насоса для этого примера:

Напор (футы) Напор (галлонов в минуту)

207,9 0
127,05 558
50,82 800

Настройка модели

Для настройки модели необходимо ввести только что разработанную характеристику насоса, разложить элементы модели и ввести их атрибуты в области проекта.

1. Откройте вашу модель в WaterCAD / WaterGEMS (или откройте существующую модель, если вы уже разместили элементы для новой системы) и перейдите в Компоненты> Определения насосов.

2. В Диспетчере определений насосов нажмите кнопку «Новый» и присвойте определению насоса соответствующее имя (например, «Соединение»).

3. Оставьте тип определения насоса по умолчанию «Стандартный (3 точки)» и введите свои данные в таблицу:

4. Нажмите кнопку «Закрыть», чтобы принять кривую, которую мы будем использовать ниже.

5. Теперь разложите элементы в модели (если это еще не сделано). Вам понадобится резервуар и насос, которые представляют собой подключение к существующей системе.

6. Чтобы настроить атрибуты этих элементов, сначала откройте свойства узла резервуара и установите для атрибута «Высота» высоту манометра, используемого на гидранте, поскольку это точка, от которой давление гидранта ( источник фиктивной кривой насоса). Для дальнейшего объяснения: точки напора на фиктивной кривой насоса рассчитываются на основе давления, измеренного по высоте гидранта. Они представляют собой напор, имеющийся в точке подключения, над исходной точкой, от которой измерялось давление (высота манометра на гидранте). Для того, чтобы фиктивный насос создавал правильное давление / гидравлический класс в новой системе, расположенной ниже по потоку, необходимо добавить эти напоры к высоте гидранта. Вот почему вы вводите отметку манометра / гидранта как отметку верхнего элемента коллектора, поскольку пласт действует как граничный гидравлический уровень; он устанавливает гидравлический уклон, а затем насос добавляет к нему напор для достижения давления на выходе.

Обратите внимание, что труба, соединяющая резервуар с насосом, должна быть такой, что гидравлический удар незначителен. Например, подходящими значениями являются шероховатость 140, длина 1 фут и диаметр 48 дюймов.

7. Откройте свойства соединительного элемента сразу после насоса. Эта точка представляет собой начало предлагаемой системы, поэтому введите физическую отметку точки соединения.

8. Откройте свойства элемента насоса и выберите определение насоса, созданное на шаге 3, в раскрывающемся списке «Определение насоса».Установите «высоту» немного ниже отметки резервуара (немного ниже отметки манометра, откуда измерялось давление). Подъем насоса не имеет большого значения, поскольку он просто определяет расчетное давление, сообщаемое самим насосом, и не влияет на давление на выходе (поскольку насос добавляет напор к граничному условию на входе для достижения давления на выходе). Однако, если вы просто установите высоту насоса, равную высоте резервуара, любая небольшая потеря напора в трубе между насосом и резервуаром приведет к гидравлическому уровню чуть ниже высоты насоса, и вы увидите уведомление пользователя об отрицательном давлении.Таким образом, установив высоту немного ниже отметки резервуара, вы избежите уведомлений об отрицательном давлении.

9. Убедитесь, что остальная часть системы настроена правильно, и рассчитайте модель. Насос должен реагировать в соответствии с требованиями предлагаемой системы, чтобы обеспечить приблизительный напор в точке подключения.

Этот подход является приближением, точность которого зависит от ряда факторов .

Лучше смоделировать полностью вплоть до источника, по крайней мере, получая скелетонированные данные о существующей системе.Каркасная модель должна начинаться с реального источника (источников) воды, такого как насос или резервуар, который будет служить основным источником воды для новых удлинительных труб. Он должен быть откалиброван с использованием результатов испытаний потока пожарного гидранта, особенно испытаний, проводимых рядом с местом, где будет врезаться новое расширение. Возможно, вам потребуется позвонить в муниципалитет, чтобы получить основную информацию о существующей системе.

Использование метода аппроксимации насоса может вызвать проблемы, потому что это приближение существующей системы учитывает только точные граничные условия и требования, которые существовали во время проведения теста (например, днем ​​в среднем за день с одним включенным насосом в источник). По сути, смоделированное соединение действительно только для условий, присутствующих во время испытаний гидранта. Следовательно, трудно определить эффект изменения любого из требований или граничных условий. Моделирование с расширенным периодом (EPS), которое выполняется с использованием метода аппроксимации насоса, будет менее точным и может не предоставить надежные данные о прогнозируемых изменениях потребления. Подход приближения насоса работает хорошо только в том случае, если существующая система достаточно хорошо построена рядом с точкой подключения, и ожидается, что требования и условия эксплуатации останутся практически неизменными в долгосрочной перспективе.Испытание потока гидранта полезно для прогнозирования изменений давления при изменении требований ниже по потоку, но не для оценки других типов изменений системы, таких как добавление новых труб или эксплуатационных альтернатив, таких как запуск пожарных насосов.

Моделирование более чем одной связи между предлагаемым расширением и существующей системой может быть неверным подходом.

Некоторые причины этого заключаются в том, что, во-первых, испытания гидранта, скорее всего, проводились в разное время, однако модель позволяет брать воду из обоих источников одновременно.Это неточно, потому что в действительности оба источника не смогут обеспечить полное наблюдаемое остаточное давление при одновременном открытии. Другими словами, если гидранты или соединения действительно были открыты в обеих точках соединения одновременно, объединенный поток привел бы к значительному снижению остаточного давления в обоих местах по сравнению с тем, что наблюдалось во время независимых испытаний. Во-вторых, в некоторых случаях, в зависимости от класса гидравлики, поток может входить в одну точку соединения и выходить в другой.Однако насосный элемент пропускает воду только в прямом направлении, поэтому метод приближения насоса не будет работать в этом случае (и может выдать сообщение о том, что один из насосов не может подавать напор). Ситуация слишком сложна для моделирования с использованием другого метода, кроме скелетонированного представления более крупной системы.

Однако, если вы моделируете систему, в которой в системе, расположенной выше по потоку, не будет значительного изменения давления в результате одновременного протекания нескольких соединений, или если перед каждой точкой соединения имеются отдельные, отключенные системы, моделирование нескольких точка подключения может быть в порядке.

По мере увеличения размера смоделированной системы и количества точек подключения может оказаться нецелесообразным отделять место разработки от остальной системы и получать точные результаты. Взаимодействие может быть слишком сложным. Одно из предложений в этом случае — собраться с инженерами городского водораспределения и обсудить, как это смоделировать. В идеале вы должны получить копию модели города (по крайней мере, интересующую зону давления) и построить свою модель поверх нее.Или вы можете получить их карты распределения и построить очень простую скелетную модель системы. Вам необходимо смоделировать реальное граничное условие.

Один, несколько надуманный, тест может заключаться в выполнении (при условии, что у вас 6 точек подключения) 6 одновременных потоковых тестов. Вы не сможете полностью открыть все гидранты (если у вас нет очень прочной системы), не снизив слишком сильно давление. Так, если ваша потребность составляет, например, 1800 галлонов в минуту, вы можете запустить 300 галлонов в минуту на каждом проточном гидранте. Это не так хорошо, как запуск модели зоны полного давления, но, по крайней мере, он дает вам представление о том, что спрос на 1800 галлонов в минуту повлияет на систему города.

Попытка вычислить «статические» (отсутствие спроса) условия новой модели с использованием приближения насоса, скорее всего, приведет к несбалансированному моделированию .

В этом случае вам может потребоваться смоделировать соединение просто как резервуар с высотой, равной высоте манометра и статическому напору (т. Е. Статическому HGL), или просто вручную вычислить статическое давление в каждом узле, взяв разница между статическим HGL и физической высотой узла.

Подключение к немоделированной нисходящей системе

Для канализационной силы основной (напорная канализационная система) в SewerGEMS или SewerCAD, вы можете иметь необходимость моделировать насос для конкретной области и не имеете полную вниз по течению модели. В этом случае вам необходимо приблизить гидравлику точки подключения (коллектора) к системе, расположенной ниже по потоку. Это можно сделать с помощью узлового элемента отвода (для SewerCAD и SewerGEMS или резервуара, если моделируются в WaterCAD или WaterGEMS), чтобы установить граничный гидравлический уровень, с которым будет работать насос, расположенный выше по потоку.Задайте высоту сброса равной высоте трубы, установите тип границы для заданного пользователем нижнего бьефа и установите заданный пользователем задний сток равным гидравлическому уклону в существующей силовой магистрали (напор плюс высота). Или, если вы используете WaterCAD или WaterGEMS для моделирования этого, установите высоту резервуара на гидравлический уклон, который вы будете принимать в точке соединения.

Однако выбранная вами отметка не всегда будет точной для всех времен. Давление, с которым вы связаны, может зависеть от того, сколько других насосов работает в немоделированной системе, а также будет зависеть от дополнительного потока, который вы добавляете в эту систему.Это означает, что вы можете измерить давление 50 фунтов на квадратный дюйм, например, в точке подключения прямо сейчас, но когда ваш насос подключается и добавляет дополнительный поток, это увеличивает потери напора ниже по потоку, что приведет к увеличению напора в насосах в существующей системе. , что увеличит давление в точке подключения. Вы можете использовать рейтинговую кривую в качестве типа границы отвода, но рейтинговую кривую необходимо будет определить.

Как показано выше, в приложении водораспределительной системы тесты потока гидранта могут использоваться для определения того, как изменяется давление при изменении потока, но в канализационном приложении вы, вероятно, не можете просто ввести диапазон потока около точки врезки для определите это (а затем смоделируйте это как водосток с таблицей номинального расхода над уровнем моря). Таким образом, может потребоваться консервативное предположение для давления врезки (высота выпускного отверстия), возможно, на основе любых данных, которые вы знаете о системе. В идеале вы могли бы получить доступ к гидравлической модели всей системы или, по крайней мере, к ее скелетонированной версии.

Подключение к немоделированной восходящей системе

В некоторых случаях может потребоваться запустить модель в точке подключения. Это означает, что существует восходящая часть сети, которая не моделируется, и модель отключена в точке подключения.В этом случае у вас может быть информация, описывающая поток через эту точку в сети в реальной системе или в более крупной версии модели.

В этих случаях вы можете начать сеть в этой точке либо с помощью элемента поперечного сечения (для канала), либо с люка (для подземной трубы). В свойствах поперечного сечения или колодца откройте коллекцию притока и укажите приток гидрографа. Вы можете вставить значения, если они у вас есть из внешнего приложения. Если у вас есть результаты потока из другой модели (например, более крупной версии, которая включает вышестоящие элементы), нарисуйте поток в этой модели, щелкните вкладку данных, а затем скопируйте оттуда столбцы времени / потока.При вставке в гидрограф притока (в модели, где вы не моделируете систему выше по течению) убедитесь, что единицы времени и расхода совпадают, а затем после вставки проверьте первую и последнюю строку, чтобы убедиться, что была дублирована запись 0,0. не добавлено.

, так что исходной точкой сети является

Advanced Power and Energy Program (APEP), UC Irvine


(Bloomberg) — Три миллиона миль газопроводов пересекают США, и борьба с изменением климата может сделать их все устаревшими.

Только последние две недели иллюстрируют ставки. Президент Джо Байден отменил разрешение на строительство нефтепровода Keystone XL стоимостью 9 миллиардов долларов в первый день своего пребывания в должности, что является четким сигналом, что любой новый проект трубопровода для ископаемого топлива в США столкнется с большими трудностями. Его посланник по климату, бывший госсекретарь Джон Керри, предупредил, что газопроводы могут превратиться в «застрявший актив» в течение 30 лет, поскольку администрация стремится положить конец выбросам углерода электростанциями. А NextEra Energy Inc. списала 1,2 миллиарда долларов своих инвестиций в газопровод Mountain Valley из Западной Вирджинии в Вирджинию, который был связан с нормативными и юридическими задержками.

Итак, владельцы трубопроводов присматриваются к другому, возможно перспективному топливу: водороду.

В отличие от природного газа водород можно сжигать без выброса углекислого газа в воздух. Пропустите его через топливный элемент, чтобы произвести электричество, и единственные отходы — вода; производят водород с помощью электролизеров, работающих от солнечных электростанций или ветряных электростанций, и он становится способом хранения огромного количества возобновляемой энергии — гораздо большего, чем может вместить любая из современных батарей. И лучшая часть для трубопроводных компаний: доставка его туда, где он должен быть, в больших количествах, может потребовать той же базовой инфраструктуры, которая сейчас используется для транспортировки природного газа.

Другими словами, это могло бы стать спасением для предприятий, стоящих за нашей инфраструктурой, работающей на ископаемом топливе. Даже несмотря на то, что эти же компании настаивают на том, что газ будет играть роль в ближайшие годы, многие из них говорят о потенциале водорода. Они запускают проекты по добавлению небольших порций водорода в существующие сети, чтобы посмотреть, как себя ведет оборудование. Они проводят эксперименты по выделению водорода из этой смеси газа для использования в определенных местах. И они изучают, как они могут в конечном итоге перейти с одного топлива на другое.

«Мы рассматриваем нашу газовую сеть как энергетическую систему, которая доставляет молекулы нашим клиентам, и к 2050 году источник этих молекул будет совсем другим», — сказала Шери Гивенс, вице-президент по нормативно-правовой базе США и стратегии работы с клиентами в National Grid. «Мы рассматриваем водород как молекулу с низким содержанием углерода 21 века».

Но шумиха далека от реальности.

Некоторые климатические активисты, борющиеся с промышленностью из-за запрета на газ, называют разговоры компаний о водородной зеленой промывке. По их словам, газовые предприятия преуменьшают сложность перехода с одного вида топлива на другое, пытаясь убедить инвесторов, что они по-прежнему актуальны в мире с нулевым выбросом углерода.«Отрасль всегда предает гласности вещи, которые могут произойти — если мы продолжим использовать газ прямо сейчас», — сказал Мэтт Веспа, штатный поверенный Earthjustice.

На данный момент в Европе и Великобритании наблюдается более активная деятельность по водородному производству, чем в США, где некоторые компании проявили интерес, не раскрывая конкретных планов. Тогдашний коммерческий директор Energy Transfer, крупнейшего оператора трубопроводов США по объему выручки, прошлой осенью назвал водород «головной болью», что, по крайней мере, на данный момент, не имеет смысла.«На данный момент мы не видим ничего близкого на горизонте вокруг водорода», — сказал Маршалл С. МакКри, ныне один из исполнительных директоров компании.

Вопросы, связанные с водородным транспортом, выходят за рамки простого желания заниматься этим. Владельцы газопроводов не могут просто переключиться с одного газа на другой, не отключив существующих потребителей, поэтому любой переход начнется с добавления водорода в существующий поток топлива.

«Мы рассматриваем водород как молекулу с низким содержанием углерода 21 века.»

Но даже смешивание этих двух элементов — не говоря уже о замене одного другим — создает технические проблемы, которые необходимо будет преодолеть. Компрессоры, предназначенные для транспортировки природного газа, плохо работают с водородом, самым легким из всех элементов, и, вероятно, будут необходимо заменить. Некоторые типы стальных труб становятся хрупкими и растрескиваются под воздействием водорода с течением времени, тогда как полимерные трубы легко справляются с водородом.

«Мы должны исследовать это для каждой отдельной трубы, в которую мы заливаем водород, — сказал Джек Брауэр. директор передовой программы в области энергетики и энергетики Калифорнийского университета в Ирвине, «но это явление, с которым мы можем справиться, потому что оно медленное.«Проблемные трубы и компрессоры могут быть заменены в течение многих лет, — сказал он. Или трубы можно защитить с помощью покрытий, нанесенных изнутри с помощью роботизированных устройств, называемых скребками, которые в настоящее время используются для осмотра и обслуживания трубопроводов». Просто нанесите немного краски распылением. — сказал он.

Пилотные проекты по всему миру были разработаны, чтобы устранить проблемы и дать компаниям лучшее представление о том, какие еще препятствия могут возникнуть впереди.В Калифорнии, например, Sempra Energy запланировала серию демонстрационных проектов, в ходе которых будут проверяться различные концентрации водорода в топливных смесях — возможно, до 20% — в изолированных участках трубопроводов, сделанных из полиэтилена, стали и их комбинации. Другой проект будет тестировать технологию отделения и сжатия водорода из смешанного газа.

«Поскольку инфраструктура уже существует и обслуживает клиентов, мы утверждаем, что в интересах общества продолжать использовать эту инфраструктуру, чтобы помочь нам обезуглероживать», — сказал Джонатан Перес, старший директор по регуляторным вопросам компании Sempra Southern California Gas Co.

В июле группа из одиннадцати европейских компаний, занимающихся газовой инфраструктурой, представила план строительства выделенной сети транспортировки водорода, заявив, что существующую газовую инфраструктуру можно модифицировать для транспортировки водорода по доступной цене. Водородная сеть должна достичь 4225 миль (6800 километров) к 2030 году и почти 14 300 миль (23 000 километров) к 2040 году, три четверти из которых будут состоять из переоборудованных газопроводов.

National Grid в Великобритании запустила серию демонстрационных проектов по водороду, в том числе с использованием газа для обогрева домов, и обсудила создание водородной сети трубопроводов, соединяющей промышленные центры вдоль восточного побережья Великобритании. В США компания сотрудничает с шестью национальными лабораториями и другими компаниями в рамках исследования смешения газов под названием HyBlend.

«Единственное, что у нас есть в США, чем мы должны очень гордиться и которое представляет для нас огромную ценность, — это огромная сеть транспортировки и хранения природного газа», — сказал Алан Армстронг, главный исполнительный директор Williams Companies. , Inc., гиганта энергетической инфраструктуры, основным бизнесом которого является природный газ. «Для нас это потрясающая возможность по-настоящему извлечь выгоду из водорода и сделать его более экономичным.»

Чтобы получить больше подобных статей, посетите наш сайт bloomberg.com

© 2021 Bloomberg LP

Мы должны свести к минимуму сжигание газа вблизи существующих трубопроводов

Краткое содержание

  • Трубопроводы — одно из ключевых решений Наше исследование показывает, что 54% ​​из 150 млрд кубометров, ежегодно сжигаемых нефтегазовой отраслью, находятся в пределах 20 км от газопровода и, следовательно, по определению близки к выходу на рынок.
  • Нам известно о многих ситуациях, когда у трубопроводов более чем достаточно резервной мощности для рентабельной транспортировки газа, сжигаемого на факелах. Поэтому отрасли необходимо глубже изучить, как использовать эти существующие сети и обеспечить оптимизацию их пропускной способности.
  • Подход на основе данных в сочетании с творческими решениями и сторонним доступом к существующей инфраструктуре позволит нефтегазовой отрасли создавать ценность и сокращать выбросы.

Сегодня значительное сжигание газа на факелах происходит вблизи существующих газопроводов.

Сжигание газа происходит, как нам часто говорят, иногда из-за отсутствия инфраструктуры. Несмотря на то, что многие факелы, несомненно, находятся вдали от транспортных сетей, наше новое исследование указывает на удивительный факт. 54% сжигаемого объема приходится на 20 км от газопровода. По определению, у этого газа есть свободный доступ на рынок. А поскольку трубопроводы — это самый простой из вариантов монетизации газа (как технически, так и коммерчески), пора глубже взглянуть на то, как мы можем лучше использовать существующую инфраструктуру.

Наш анализ сравнивает местоположение каждого факела газа (используя данные из нашего «Global Flaring Intelligence Tool», GFIT), с местоположением каждого газопровода в мире. Несомненно, значительное сжигание на факеле происходит из-за недостаточной пропускной способности соседнего газопровода (например, в Пермском регионе США). Но мы также можем привести множество примеров, когда факелы находятся не только рядом с частично заполненными трубопроводами, но и где подключение выгодно. Было даже первое в своем роде судебное дело, когда оператор трубопровода (Williams) подал иск против регулирующего органа (Техасская железнодорожная комиссия) за разрешение производителю газа (Exco) сжигать факел «без нужды».В качестве примера принципа «загрязнитель платит» Уильямс утверждал, что Exco несет ответственность за сбор газа, даже если это отрицательно сказывается на экономике их основной (нефтяной) операции. Учитывая, что короткие соединительные трубопроводы относительно дешевы в строительстве, в сегодняшнем мире, ориентированном на ESG, сжигание ценного газа, особенно когда его можно рентабельно извлекать, является неустойчивым. Мы должны найти решения, и, если они потребуют от нас творческого подхода к устранению «рыночных дисфункций», то, безусловно, ответ — да, мы можем.

Рис. 1: Разбивка минимального расстояния до самого ближнего трубопровода для всех факелов в мире. Мы обнаружили, что 80 млрд кубометров, что составляет 54% от общего факельного объема, находится менее чем в 20 км от трубопровода.

Некоторые примеры делают это более ощутимым: в отчете ЕБРР за 2017 год в Египте подчеркивается, что 50% газовых факелов находятся в пределах 5 км от существующего трубопровода (что подтверждается нашим анализом). В Мексике (которая изображена на обложке) 90% факельных объемов сжигаются в пределах 1 км от газопровода.Этот набор данных очень помогает нам определить инвестиционные возможности (см. Пример ниже).

Почему операторы сжигают факелы вблизи трубопроводов?

Наши обсуждения с операторами показали, почему сжигание в факелах происходит вблизи существующих газопроводов, и — во избежание сомнений — это редко из-за отсутствия у операторов соответствующих возможностей. Тем не менее, большинство существующих проблем по своей сути решаемо как технически, так и коммерчески. Пять наиболее распространенных проблем:

  1. Недостаточная пропускная способность трубопровода .Ограничения мощности типичны, поскольку трубопроводы часто переполнены. Типичным примером является Пермь США (73% компаний, опрошенных Федеральным резервным банком Далласа, назвали эту причину). Однако это не всегда верно. В Алжире, Ливии, Гане (и это лишь некоторые из них) есть факельные газопроводы, практически заполненные частично.
  2. Горение поблизости недооценивается или игнорируется. Для некоторых операторов факельное сжигание — это «неудобная правда», которую они предпочли бы не признавать (или, что еще хуже, игнорировать или отрицать). Для некоторых факельное сжигание просто не измеряется (например, многие ННК и МОК обычно не измеряют свои факелы во многих странах, в том числе в Пермском регионе США), а факельное сжигание часто недооценивается. Тем не менее, возможности коммерческого захвата факелов часто материализуются, когда фактические измерения правильно поняты и могут быть представлены коммерческие обоснования.
  3. Другие приоритеты имеют приоритет. В сегодняшней среде, связанной с ограничением капитала и ресурсов после COVID, операторы часто еще больше сосредоточены на своем основном бизнесе (которым обычно является добыча нефти).Как правило, эти компании отдают предпочтение реализации крупных проектов и бурению скважин перед «непрофильными» видами деятельности, такими как улавливание факелов. Хотя многие нефтегазовые компании могут иметь сильные балансы, большинство из них имеют строгие приоритеты в распределении капитала, и большинство предпочитают не финансировать проекты по улавливанию факелов, даже если они создают положительную чистую приведенную стоимость.
  4. Экономика непривлекательна (не воспринимается) . В некоторых случаях даже наличие близлежащего трубопровода не разблокирует разработку (что часто требует создания дополнительных мощностей по подготовке и переработке газа).Экономика иногда может быть затруднена из-за низких предполагаемых объемов, низких цен (на газ, электроэнергию или другие продукты), штрафных налоговых режимов, несоответствующих технологий, неоптимального инженерного проектирования или дорогостоящих внутренних процессов. Некоторым операторам сложно оправдать инвестиции, необходимые для обработки и сжатия факелов низкого давления в трубопроводы высокого давления.
  5. Рынок неэффективен из-за проблем с доступом , что означает, что операторы не всегда «ведут себя хорошо».Некоторые операторы трубопроводов не могут предложить разумные тарифы на врезку; вместо этого они требуют выкупа операторов, которые часто хотят поступать правильно.

Рисунок 2 ниже иллюстрирует данные более конкретно, выделяя размер всех 10 000 факелов в мире и их расстояние от существующих трубопроводов. Ключевой вывод заключается в том, что самые большие объемы действительно находятся ближе всего к существующим газопроводам.

Рисунок 2: Подробная информация о конкретных факельных площадках (с объемом по оси y) в зависимости от расстояния от ближайшего трубопровода (ось x).Спутниковые изображения показывают, насколько близки факелы, представленные в примере, от существующих трубопроводов.

Как мы можем фиксировать факелы вблизи трубопроводов?

Мы определяем 5 практических подходов к сокращению сжигания в факелах за счет более эффективного использования существующих трубопроводов и соответствующей инфраструктуры:

  1. Рассмотрите возможность увеличения пропускной способности существующего трубопровода (или строительства нового) для извлечения большего количества газа . Во-первых, необходимо проверить техническое обслуживание и сжатие трубопровода, чтобы убедиться, что программы профилактического обслуживания сводят к минимуму остановки и поддерживают давление, близкое к максимальным расчетным / безопасным эксплуатационным пределам. Во-вторых, пропускная способность трубопровода иногда страдает от перепадов давления из-за выпадения жидкости, которая закупоривает трубопровод, однако гидравлику часто можно улучшить за счет более качественной предварительной обработки газа и удаления жидкости. В-третьих, трубопроводы, характеристики которых были снижены (по соображениям безопасности), могут быть потенциально оснащены новой внутренней облицовкой, которая безопасно восстанавливает номинальное давление (и может улучшить производительность). В качестве альтернативы, достаточно факельного сжигания, чтобы оправдать строительство нового трубопровода. Трубопроводы, которые проходят рядом с существующими трубопроводами, могут получить выгоду от экономии затрат (например,грамм. от долевого участия в строительных расходах).
  2. Улучшение регулирующего надзора за измерениями, выдачей разрешений, доступом и координацией. Во-первых, регулирующие органы должны ввести обязательные программы учета, тем более, что счетчики могут быть установлены дешево без отрицательного воздействия на расход или безопасность. Во-вторых, предписывая разработчикам заранее определять планы использования газа перед разработкой месторождений (как это сейчас принято в США), регулирующие органы могут создать подходящую среду для строительства газопроводов.В-третьих, регулирующие органы могут устранять барьеры для входа и предоставлять доступ третьим лицам для улучшения координации. Там, где операторы трубопроводов требуют несправедливых или карательных тарифов в обмен на доступ, регулирующие органы должны вмешаться. Управление нефти и газа Великобритании делает именно это. В Канаде аналогичным образом действует арбитражный процесс для обеспечения честной игры.
  3. Рассмотрите возможность объединения факельных установок в кластеры, чтобы добиться экономии за счет масштаба. Большинство операторов сосредоточены на собственных операциях и часто упускают возможности для более широкого сотрудничества с другими.Тем не менее, используя данные нашего «Глобального разведывательного инструмента факельного сжигания», мы определили кластеры факелов, которые можно совместно разработать до того, как привязать их к существующим трубопроводам. Такой региональный подход часто меняет правила игры. Тот же недостаток данных также мешает операторам трубопроводов; хотя они обычно оптимизируют врезки и отводные трубопроводы, они могут не полностью осознавать более широкие преимущества от улавливания факелов.
  4. Привлекайте новые бизнес-модели и операционные модели с помощью гибких и специализированных компаний . Многие проекты по сокращению сжигания факелов требуют «небольших» инвестиций и являются «непрофильными», особенно в условиях ограниченного капитала. Для реализации проектов по улавливанию факелов отрасли необходимы более инновационные, гибкие и эффективные подходы, которые привлекают сторонний капитал и ресурсы. Новые гибкие и специализированные игроки могут предлагать инновационные концепции развития и коммерческие структуры, которые сами по себе могут принести пользу (см. Недавнюю статью).
  5. Установите цену углерода на сжигание и удаление воздуха. Как следует из дела Williams vs Texas RRC, существует аргумент о том, что регулирующий орган должен требовать от прибыльных нефтяных проектов нести любые дополнительные расходы, необходимые для транспортировки сжигаемого газа в близлежащие трубопроводы — так называемый «принцип платит загрязнитель». Альтернативный подход заключался бы в введении (и обеспечении соблюдения с помощью независимых и компетентных регулирующих органов) более строгих штрафов или, что лучше, цены на углерод (в качестве штрафа или углеродного кредита). Чтобы гарантировать, что сжигание в факелах не заменяется вентиляцией, цены на углерод должны взиматься с общих выбросов в эквиваленте CO2.Цена на углерод в 50 долларов за тонну эквивалентна 2,62 доллара за миллион БТЕ — это означает, что рациональный оператор предпочел бы нести расходы до 2,62 доллара за миллион БТЕ, чем платить налог на выбросы углерода в размере 50 долларов за тонну CO2.

Рисунок 3 иллюстрирует несколько концепций, изложенных выше, на реальном примере из региона MENA (на который приходится 40% сжигания факелов в мире, см. Статью). На этом месторождении сжигается более 15 миллионов стандартных кубических футов в день на протяжении более 8 лет. Тем не менее, чистая приведенная стоимость проекта до налогообложения составляет около 40 миллионов долларов, а внутренняя норма доходности после вычета налогов составляет порядка 30%.Мы думаем, что это достаточно привлекательно, чтобы заслужить действие.

Рис. 3: Иллюстрация типичного проекта разработки кластерных факелов, который открывается за счет подхода на основе данных к разработке кластерных разработок факелов в рамках инновационной коммерческой структуры.

Мы должны свести к минимуму факельное сжигание газа вблизи существующих газопроводов

Выводы этого анализа являются хорошей новостью для нефтегазовых и трубопроводных компаний. Лучшее использование трубопроводов может облегчить производителям сокращение сжигания в факелах, создать ценность и ускорить переход на энергоносители.Трубопроводные компании могут перерабатывать большие объемы при более низкой себестоимости и получать более высокую прибыль. Промышленности может помочь более тесная координация и комплексное планирование между операторами, регулирующими органами и правительствами. Теоретический выигрыш огромен: ежегодно можно получать до 10 миллиардов долларов дополнительных доходов, что позволяет сэкономить до 500 миллионов тонн выбросов в эквиваленте CO2.

Глобальное сокращение сжигания газа является приоритетной задачей. К 2025 году миру необходимо сокращение более чем на 90%, чтобы соответствовать сценариям устойчивого развития МЭА.Тем не менее, более 50% этого объема находится в пределах 20 км от газопровода, и значительная часть этого объема, вероятно, является высоко разрешимой и коммерчески привлекательной. В сегодняшнем мире, в котором все большее внимание уделяется инвестициям «чистый ноль» и «ESG», важно воплотить концепцию нулевого факельного сжигания в реальность, создать ценность, сократить выбросы (до 77%, см. Статью) и ускорить энергетический переход .

Давайте проявим инновации и сделаем так, чтобы решения по сжиганию газа работали на промышленность и общество в целом.


О Capterio

О Capterio: Capterio — динамичный и специализированный разработчик проектов, ориентированный на монетизацию отработанного газа в нефтегазовых энергетических системах. Мы создаем решения для улавливания и использования отработанного газа, доставляя его в трубопроводы, закачивая (для хранения, улучшенного восстановления или утилизации), преобразовывая в энергию, жидкости (например, КПГ, СНГ, GTL, СПГ и т. Д.) Или другие творческие решения. .

Мы просматриваем и ищем возможности с помощью наших индивидуальных инструментов, например.грамм. наш Global Flaring Intelligence Tool (GFIT), который в режиме реального времени предоставляет информацию о факелах для каждого актива, оператора и неоперированного партнера по всему миру. Мы отбираем и закупаем технологии, заключаем коммерческие контракты, обеспечиваем финансирование проектов, а также контролируем строительство и эксплуатацию. Мы объединяем активы вместе с технологиями, ноу-хау и финансированием для предоставления реальных, безопасных и надежных решений на местах.

Мы активно ищем партнеров-новаторов, которые стремятся повысить ценность и обезуглерожить.Поскольку мы создаем и финансируем решения на местах, наше предложение является уникально привлекательным для операторов и правительств и обеспечивает доход, добычу и запасы (см. Статью). Посетите наш веб-сайт для получения дополнительной информации о нашей проверенной репутации и вариантах финансирования.

Список интересных статей, созданных Capterio:

% PDF-1.4 % 1 0 obj > endobj 18 0 объект > endobj 19 0 объект > endobj 20 0 объект > endobj 21 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [3 0 R / XYZ 0 537 0] / Назад 20 0 Р / След. 22 0 R >> endobj 22 0 объект > endobj 23 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [3 0 R / XYZ 0 383 0] / Назад 22 0 Р / След. 24 0 R >> endobj 24 0 объект > endobj 25 0 объект > endobj 26 0 объект > endobj 27 0 объект > endobj 28 0 объект > endobj 29 0 объект > endobj 30 0 объект > endobj 31 0 объект > endobj 32 0 объект > endobj 33 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [3 0 R / XYZ 0 247 0] / Назад 32 0 R / След. 34 0 R >> endobj 34 0 объект > endobj 35 0 объект > endobj 36 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [3 0 R / XYZ 0 96 0] / Назад 35 0 R / След. 37 0 R >> endobj 37 0 объект > endobj 38 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [5 0 R / XYZ 0 672 0] / Назад 37 0 R / След. 39 0 R >> endobj 39 0 объект > endobj 40 0 obj > endobj 41 0 объект > endobj 42 0 объект > endobj 43 0 объект > endobj 44 0 объект > endobj 45 0 объект > endobj 46 0 объект > endobj 47 0 объект > endobj 48 0 объект > endobj 49 0 объект > endobj 50 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [5 0 R / XYZ 0 403 0] / Назад 49 0 руб. / След. 51 0 R >> endobj 51 0 объект > endobj 52 0 объект > endobj 53 0 объект > endobj 54 0 объект > endobj 55 0 объект > endobj 56 0 объект > endobj 57 0 объект > endobj 58 0 объект > endobj 59 0 объект > endobj 60 0 obj > endobj 61 0 объект > endobj 62 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [7 0 R / XYZ 0 359 0] / Назад 61 0 R / След. 63 0 R >> endobj 63 0 объект > endobj 64 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [7 0 R / XYZ 0 718 0] / Назад 63 0 R / След. 65 0 R >> endobj 65 0 объект > endobj 66 0 объект > endobj 67 0 объект > endobj 68 0 объект > endobj 69 0 объект > endobj 70 0 объект > endobj 71 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [8 0 R / XYZ 0 718 0] / Назад 70 0 руб. / След. 72 0 R >> endobj 72 0 объект > endobj 73 0 объект > endobj 74 0 объект > endobj 75 0 объект > endobj 76 0 объект > endobj 77 0 объект > endobj 78 0 объект > endobj 79 0 объект > endobj 80 0 объект > endobj 81 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [9 0 R / XYZ 0 718 0] / Назад 80 0 R / След. 82 0 R >> endobj 82 0 объект > endobj 83 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [9 0 R / XYZ 0 461 0] / Назад 82 0 R / След. 84 0 R >> endobj 84 0 объект > endobj 85 0 объект > endobj 86 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [9 0 R / XYZ 0 718 0] / Назад 85 0 R / След. 87 0 R >> endobj 87 0 объект > endobj 88 0 объект > endobj 89 0 объект > endobj 90 0 объект > endobj 91 0 объект > endobj 92 0 объект > endobj 93 0 объект > endobj 94 0 объект > endobj 95 0 объект > endobj 96 0 объект > endobj 97 0 объект > endobj 98 0 объект > endobj 99 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [12 0 R / XYZ 0 568 0] / Назад 98 0 R / След. 100 0 R >> endobj 100 0 объект > endobj 101 0 объект > endobj 102 0 объект > endobj 103 0 объект > endobj 104 0 объект > endobj 105 0 объект > endobj 106 0 объект > endobj 107 0 объект > endobj 108 0 объект > endobj 109 0 объект > endobj 110 0 объект > endobj 111 0 объект > endobj 112 0 объект > endobj 113 0 объект / Родитель 17 0 R / Dest [13 0 R / XYZ 0 718 0] / Назад 112 0 Р / След. 114 0 R >> endobj 114 0 объект > endobj 115 0 объект > endobj 116 0 объект > endobj 117 0 объект > endobj 118 0 объект > endobj 119 0 объект > endobj 120 0 объект > endobj 121 0 объект > endobj 122 0 объект > endobj 123 0 объект > endobj 124 0 объект > endobj 125 0 объект > endobj 126 0 объект > endobj 127 0 объект > endobj 128 0 объект > endobj 129 0 объект > endobj 17 0 объект > endobj 2 0 obj > endobj 135 0 объект > транслировать x \ IW Ա 09 jo, m0 ~ \ dS ꆤ Z`, /, r /.m \ N ת A + i & ۪ [! V6Ͱ5 $ | FqS XS2 #; 2E # p6 3 E` ~ $ 7P [ky3vvp |

Тринидад и Тобаго Расширение газопроводной сети с помощью привода Emerson Dantorque

Национальная газовая компания Тринидада и Тобаго Limited использует самый большой привод Dantorque ™, когда-либо производившийся Emerson, для расширения своей газораспределительной сети в Карибском регионе Тринидад и Тобаго. Привод высотой 2,4 метра и диаметром 1,64 метра будет использоваться для изоляции газа, подаваемого с северных морских газовых месторождений Тринидада, в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Проект стоимостью несколько миллионов долларов охватывает ряд продуктов для автоматизации клапанов от Emerson, в том числе подводный редуктор Dantorque и один привод с пружинным возвратом меньшего размера, три подводных привода Shafer ™ и 11 газо-масляных приводов Shafer, установленных на морской платформе. и наземные участки трубопровода.

Разработка новых газовых месторождений у северо-восточных берегов Тринидада потребовала подключения новых трубопроводов к существующей трубопроводной инфраструктуре, которая расположена на юге.Для подключения к существующему трубопроводу большого диаметра 91 см требовался привод с пружинным возвратом и возможностью обхода ROV (Remote Operated Vehicle). Чтобы удовлетворить это требование, Emerson поставила привод DTUS 171/1350 Dantorque, который имеет конечный момент пружины 102 500 Нм (907 800 фунт-дюймов) и весит девять метрических тонн (9,92 коротких тонны).

Национальная газовая компания Тринидада и Тобаго Лимитед (NGC) долгое время использовала лопастно-поворотные приводы Shafer и приводы «газ над маслом». Привод Dantorque отвечал всем требованиям к оптимальным размерам оболочки и возможности установки и извлечения с помощью дайвера.

Привод Dantorque DTUS преобразует поступательное движение пружины во вращение с помощью технологии косозубой зубчатой ​​передачи. Пакет с механическим пружинным возвратом основан на принципе тарельчатой ​​пружины Бельвилля, который хорошо зарекомендовал себя. Благодаря этой уникальной комбинации косозубого зубчатого механизма и принципа тарельчатой ​​пружины Belelville, Dantorque DTUS обеспечивает чрезвычайно компактный корпус для создаваемого крутящего момента.

[mappress]
Subsea World News Staff, 30 января 2012 г .; Изображение: Emerson

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.