ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЁЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА ШФЛУ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Докладчик: Монахов Н.В. г. Геленджик, сентябрь 2012 года

СОДЕРЖАНИЕ КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА……………………………… КОНФИГУРАЦИЯ ПРОДУКТОПРОВОДА ……………………… КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТА….. РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ….……………………………………………………….. КОМПЕНСИРУЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ, ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ В СТУ………………………..……….. БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА…………………………………………..…………….… ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ОБЪЕКТА РАЗРАБОТКА НАЦИОНАЛЬНОГО СТАНДАРТА………………

КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА ОАО «НИПИгазпереработка» назначен в качестве Генерального Проектировщика на выполнение проектно-изыскательских работ по продуктопроводу «Пуровский завод по переработке конденсата – Тобольск-Нефтехим» 1. Проект разделен на три участка: «Север – Север»: «Пуровский ЗПК – Ноябрьская наливная эстакада», («ПЗПК – ННЭ»). «Север – Юг»: «Ноябрьская наливная эстакада – Южно-Балыкская ГНС», («ННЭ – ЮБ ГНС») «Юг»: «Южно-Балыкская ГНС – Тобольск-Нефтехим», («ЮБ ГНС – ТНХ») 2. Создание новой транспортной системы ШФЛУ с Пуровского ЗПК до Тобольского нефтехимического комбината предусматривает транспортировку ШФЛУ с перспективой увеличения объема перекачки 3. Определение оптимальной конфигурации с учетом бизнес-ситуации (объема и состава сырья, планов развития мощностей по переработке ШФЛУ) 4. Проект предусматривает замену действующей трубопроводной системы на участке «Юг», и строительство новой на участках «Север – Север», «Север – Юг» 4. Разумная минимизация CAPEX и OPEX Название проекта: «Строительство продуктопровода «Пуровский завод по переработке конденсата – Тобольск-Нефтехим», сокращенно «Пуровский ЗПК – ТНХ» Ключевые особенности проекта: Участники проекта: Бизнес-заказчик: Генеральный проектировщик: ЗАО «СИБУР Холдинг» ОАО «НИПИгазпереработка» Заказчик и Эксплуатирующая организация: ООО «Запсибтрансгаз» 3 Решение вопросов тушения горящих факелов являются одной из важнейших задач в природоохранной деятельности СИБУРа. Стратегия развития СИБУРа предусматривает ежегодное увеличение объема переработки ПНГ. Одним из основных продуктов переработки ПНГ является ШФЛУ. Обеспечение транспорта ШФЛУ от газоперерабатывающих заводов до объектов нефтехимии в настоящее время является ключевой задачей для СИБУРа.

Пуровский ЗПК ЮБ ГНС ТНХ ГГПК МГПЗ 108 км DN км DN км DN 250 ННЭ 379 км DN 500 ВГПК 81 км DN 250 НВГПЗ БГПК ЮБ ГПК 324 км DN км DN 500 СЗСК 193 км DN 500 Условные обозначения Проектируемый продуктопровод Существующие продуктопроводы Действующий продуктопровод СЗСК–ЮБ ГНС Диаметр, мм 69 км DN 500 Роспан 411,8 км DN 500 налив 1,3 млн. т в год налив 1,4 млн. т в год КОНФИГУРАЦИЯ ПРОДУКТОПРОВОДА 5 DN Краткие сведения о трассе продуктопровода Трасса проектируемого продуктопровода проходит по территориям Пуровского района ЯНАО, Сургутского и Нефтеюганского района ХМАО, а также Уватского и Тобольского районов Тюменской области. Район прохождения трассы расположен в междуречии рек Оби и Иртыша. Район строительства проектируемого продуктопровода относится к I климатическому району. Рельеф района строительства равнинный, осложненный многочисленными руслами ручьев и рек, практически плоский. В районе широко распространены болота и болотные озера, болота занимают до 60 % трассы. Трасса продуктопровода пересекает естественные и искусственные препятствия. Часть трассы продуктопровода следует вдоль железной дороги и существующих трубопроводов. Территория мало заселена, сеть автомобильных дорог развита слабо. Общая протяженность трассы: 1097 км Производительность: 8 – 14 млн. тонн в год, в том числе содержание этана до 5%

Пуровский ЗПК - ЮБ ГНС («Север-Север») Пуровский ЗПК - ЮБ ГНС («Север-Юг») ЮБ ГНС - ТНХ («Юг») Линейная часть Протяженность 301 кмПротяженность 379 кмПротяженность 417 км Линейные КУ - 11 шт., УЗПОУ - 3 шт.Линейные КУ - 16 шт., УЗПОУ - 2 шт.Линейные КУ - 20 шт., УЗПОУ - 4 шт. Пересечение с ж.д. 2 шт. - ЭХЗ 14 станций СКЗ17 станций СКЗ19 станций СКЗ Транспортная инфраструктура 5 вертолетных площадок, 11 подъездных автодорог 5 вертолетных площадок, 15 подъездных автодорог5 вертолетных площадок, 22 подъездные автодороги Труба DN500 DN 700 Ррасч. – 6,8 МПа Ррасч. – 5,9 МПа Класс прочности К 60 Объем перекачки 1,3 – 5,3 млн.тн/год; 4,03 млн.тонн/год с возможностью расширения до 5,5 млн.тонн/год при условии строительства одной ПНС. 8 млн.тонн/год с возможностью расширения до 14.0 млн.тонн/год при условии строительства двух ПНС. АСУ ТП линейная АСУ ТП - телемеханика Система сопровождения внутритрубных снарядов с функцией обнаружения утечек фирмы «Тори» Система обнаружения утечек компании «PAS» Система мониторинга протяженных объектов «Омега» АСУ ТП площадочных объектов АСУ ТП ГНС и площадочных сооружений на базе Yokogawa Система технологической связи продуктопровода Система беспроводной широкополосной связи (БШПД) Система транкинговой мобильной УКВ - радиосвязи ТЕТРА КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА 5 5

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИЙ УСЛОВИЙ 1/2 УЧАСТКИ «СЕВЕР-СЕВЕР», «СЕВЕР-ЮГ» 6 Позиция СТУ Решения соответствующие действующим нормам. Базовый вариант Оптимизационное решение внесенное в СТУ. Оптимальный вариант Увеличение разрешенного максимального диаметра при строительстве продуктопроводов ШФЛУ – с 400 до 500 мм DN=400 мм Для транспорта требуемых объемов необходимо строительство 3-х дополнительных ПНС, либо второй нитки продуктопровода DN=500 мм Увеличение расстояния между линейной запорной арматурой более 10 км и между узлами камер более 100 км (с учетом строительства подъездных автодорог)/, шт 71КУ / 8 УЗПОУ (Узел запуска/приема очистных устройств) 27КУ / 5 УЗПОУ (Узел запуска/приема очистных устройств) Прокладка продуктопровода на участках ненормативных сближений трассы продуктопровода со сторонними объектами инфраструктуры 0 участков. При условии прокладки трассы продуктопровода в обход всех сторонних объектов инфраструктуры. Нормативные безопасные разрывы от продуктопровода до сторонних объектов от 1000 м до 5000 м 15 участков ненормативных сближений. Сокращение трассы продуктопровода до 20 км Отказ от строительства резервных ниток на переходах через реки шириной свыше 75 м и болотах III типа шириной свыше 500 м. 7 переходов рек (оценочно протяженность 5 км). Общая протяженность болот оценочно может достигать 67 км (до 10% от длины продуктопровода). 0 Уменьшение глубины заложения отдельных участков продуктопровода Нормативная глубина заложения продуктопровода не менее 1,5 м Допускается уменьшение глубины заложения на непучинистых грунтах до 1,0 м Испытания на прочность и герметичностьгидравлическиепневматические Рассматриваются два варианта строительства нового продуктопровода: «базовый» вариант – с соблюдением всех требований действующей нормативно-технической документации; «оптимальный» вариант – основанный на положениях, разрабатываемых и предлагаемых к утверждению в специальных технических условиях. СТУ для участков «Север-Север», «Север-Юг» разработаны и утверждены в МРР. Технические решения, заложенные в основу СТУ, учитываются при разработке проекта.

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИЙ УСЛОВИЙ 2/2 УЧАСТОК «ЮГ» 7 Позиция СТУ Решения соответствующие действующим нормам. Базовый вариант Оптимизационное решение внесенное в СТУ. Оптимальный вариант Увеличение разрешенного максимального диаметра при строительстве продуктопроводов ШФЛУ – с 400 до 720 мм Ду 400 мм 2 нитки – 3 ПНС Ду700 мм 1 нитка – без ПНС Увеличение расстояния между линейной запорной арматурой более 10 км и между узлами камер более 100 км (с учетом строительства подъездных автодорог)/, шт 57КУ / 3 УЗПОУ (Узел запуска/приема очистных устройств) 20КУ / 4 УЗПОУ (Узел запуска/приема очистных устройств) Отказ от строительства резервных ниток на переходах через реки шириной свыше 75 м и болотах III типа шириной свыше 500 м. Общая протяженность резервных ниток может достигать 70 км Без резервных ниток Уменьшение глубины заложения отдельных участков продуктопровода, Нормативная глубина заложения продуктопровода не менее 1,5 м Допускается уменьшение глубины заложения на непучинистых грунтах до 1,0 м Испытания на прочность и герметичностьгидравлическиепневматические Рассматриваются два варианта строительства нового продуктопровода: «базовый» вариант – с соблюдением всех требований действующей нормативно-технической документации; «оптимальный» вариант – основанный на положениях, разрабатываемых и предлагаемых к утверждению в специальных технических условиях. СТУ для участка «Юг» разработаны и утверждены в МРР. Технические решения заложенные в основу СТУ учтены при разработке проекта.

КОМПЕНСИРУЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ, ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ В СТУ 8 1. Требования к трассе: Выбор трассы продуктопровода должен быть выполнен на основании анализа риска аварий и учитывать обеспечение приемлемой безопасности для населения, окружающей среды и интересов третьих лиц. Продуктопровод на участках сближений с населенными пунктами в границах их проекции на ось продуктопровода и дополнительно по 2000 м в каждую сторону вдоль оси продуктопровода, следует принимать категории В, при этом уровень расчетных кольцевых напряжений в стенках труб не должен превышать 0,45 от нормативного предела текучести металла трубы. 2. Требования к металлу трубы: Ударная вязкость KCV на образцах с концентратором вида V по ГОСТ Р должна составлять не менее 38,8 Дж/см 2 для основного металла и 29,4 Дж/см 2 для сварного шва и по зоне сплавления при минимальной температуре эксплуатации. Количество вязкой составляющей в изломе образцов (среднее по 3-м образцам) основного металла должно быть не менее 55 % при минимальной температуре эксплуатации. 3. Требования к защите от коррозии: Средства электрохимической защиты продуктопровода должны иметь повышенную надежность (не менее часов наработки на отказ). Защитное покрытие труб и соединительных деталей следует предусматривать усиленного типа согласно ГОСТ Р и наносить в заводских условиях. Периодичность внутритрубной диагностики должна определяться на основе данных по коррозии, полученные с контрольных участков продуктопровода и результатов предыдущей внутритрубной диагностики. 4. Мониторинг технического состояния: Продуктопровод должен быть оснащен не менее чем двумя независимыми (основанными на разных принципах действия) системами мониторинга продуктопровода, имеющими функцию обнаружения утечек, одна из которых должна являться основной. Основная система мониторинга должна обеспечивать чувствительность не менее 0,5 % номинального расхода продукта, точность обнаружения не более 50 м; время обнаружения – не более 5 мин. Дополнительно к требованиям СНиП * система связи и сигнализации должна обеспечивать управление технологическим процессом (остановка перекачки) при возникновении возможных аварий и инцидентов.

БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 9 Анализ риска для выбранной трассы продуктопровода Для обоснования безопасности проводился анализ риска с использованием: - метода анализа опасностей и работоспособностей (HAZOP) согласно РД , ГОСТ Р методологии количественного анализа риска, апробированной на ряде объектов магистральных трубопроводах сжиженного газа ОАО «Газпром», ОАО «Сибур», ОАО «Трансаммиак» в период с гг. Расчеты показателей риска проводились в соответствии с согласно РД , РД , СТО Газпром и другими нормативными методическими документами Ростехнадзора, МЧС России, ОАО «Газпром», ОАО «АК «Транснефть» с помощью компьютерного комплекса «ТОКСИ+». Основные допущения, принятые при расчетах, основаны на «консервативном» подходе, который заведомо завышает результаты оценки риска. Безопасные расстояния определялись исходя из самых «жестких» критериев, установленных в СТУ, а именно: индивидуальный риск гибели населения должен быть не выше величины год -1, что в 100 раз меньше допустимого индивидуального пожарного риска гибели людей в селитебных зонах, жилых, общественно-деловых зон или зон рекреационного назначения, установленного Федеральным законом РФ от 22 июля 2008 г. 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (10 -6 год -1 ); социальный риск на участках сближений с населенными пунктами – не выше год -1, что также в 100 раз меньше установленного требованиями 123-ФЗ (10 -5 год -1 ). Согласно расчетам для выбранной трассой продуктопровода величина индивидуального риска гибели людей не превышает 9,9·10 -9 год -1, а социального риска (частота гибели 10 и более человек) не превышает значения год -1. 1/5

БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 10 Срабатывание ПК Агрегатные защиты насоса по уровню масла, температуре подшипников, вибрации, по минимальному и максимальному давлению всаса, максимальному давлению на нагнетании Блокировки из АСУТП и подсистемы ПАЗ при аварийно минимальном давлении в общем входном коллекторе; при аварийно максимальном давлении в общем выходном коллекторе; при закрытии кранов на входе 270/4 и выходе 270/5 НС; при закрытии любого линейного КУ; при поступлении сигнала о загазованности 50 % НКПВ не менее, чем от двух датчиков. Сигнализация аварийного состояния Передача тревожных сигналов во все диспетчерские пункты. Резервное управление из РДП Нижневартовск. Отключение насосов по физическим линиям. Защита от гидроударов. Уровни защиты системы от превышения давления 2/5

БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 11 Защита от гидроударов В проекте предусматриваются мероприятия по снижению давления при переходных процессах (в т.ч. гидроударах). Несмотря на то, что СНИПом не регламентируется проектирование трубопроводных систем с учетом нестационарных процессов, в рамках проектирования продуктопровода Пуровский ЗПК – ТНХ технологии защиты от превышения давления уделяется особое внимание. Осознавая всю важность данного вопроса, к его решению привлечены передовые компании в данной области: «Gulf Interstate Engineering Company» (USA) ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность» (РФ) ООО «ИМС Индастриз» Работа по моделированию процессов перекачки, как в стационарном режиме, так и в режиме возникновения осцилляций давления (нестационарные режимы) для участка «Юг». Гидравлические модели для участка «Юг» создавались в программе Stoner Pipeline Simulator (SPS) Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности» ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность» Работа по моделированию нестационарных режимов для участка «Юг» в районе ЮБ ГНС, исследование возможности защиты от гидроудара посредством перепуска потока перекачиваемого продукта с выкида на всас ГНС. Гидравлические модели создавались в программе собственной разработки НТЦ ПБ ООО «ИМС Индастриз» Работа по моделированию процессов перекачки, как в стационарном режиме, так и в режиме возникновения осцилляций давления (нестационарные режимы) для участков «Север-Север» и «Юг» Расчеты выполнены были для следующих сценариев: штатный пуск и остановка перекачки; нештатное отключение одновременно всех насосных агрегатов на насосных станциях; нештатное закрытие одного из линейных кранов; мгновенное перекрытие потока вследствие аварийного блокирования проходящего средства очистки и диагностики; поступление в основной продуктопровод потока продукта из трубопроводов-врезок (залповый выброс). 3/5

БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 12 Результаты расчета определен уровень максимального давления при переходном процессе; определен уровень минимального давления при переходном процессе; спрогнозирована вероятность срабатывания предохранительного устройства и рассчитан максимальный расход сбрасываемой среды через него; определен тип и конструктив предохранительного устройства. Защита от гидроударов 4/5

БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРОЕКТА 13 Защита от гидроударов В качестве предохранительных устройств защиты от гидроудара предполагается применить клапаны DANFLO со сбросом продукта в емкости, рассчитанные на 20 минутный прием ШФЛУ при максимальной производительности продуктопровода. Основной особенностью является быстродействие быстрое открытие и плавное закрытие клапанов позволяют своевременное реагировать на изменение давления в защищаемом трубопроводе. 5/5

ПРОДУКТОПРОВОД «ПУРОВСКИЙ ЗПК ТНХ» СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДЫ СУДОХОДНЫХ РЕК МЕТОДОМ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ - Параметрические системы; - Акустические системы; - Оптоволоконные системы; - Инфразвуковые системы; - Внутритрубная диагностика - Традиционная система с ППК; - ССВД; - HIPPS; - Увеличение толщины стенки ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА Концепция «умного» продуктопровода СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК 14 СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПРОДУКТОПРОВОДА - предусмотрены три участка постоянного мониторинга скорости коррозии продуктопровода 1/4

Характеристики функции обнаружения утечек фирма Тори Чувствительность для трубопроводов с жидкими продуктами: 0,5 % номинального расхода или минимальный диаметр регистрируемого отверстия 5 мм. Регистрируются утечки с малым диаметром, а также утечки с предельно низкой интенсивностью, не вызывающие падение давления в трубопроводе по данным системы телемеханики. Точность: ± 50 м. Время обнаружения утечек с высокой интенсивностью: не более 5 мин. Низкая вероятность ложных срабатываний обеспечивается на всех режимах работы трубопровода. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА. Инфразвуковая система мониторинга трубопровода (ИСМТ) фирмы Тори (применена для всех участков продуктопровода) Регистрация механических воздействий Локация внутритрубных снарядов Обнаружение утечек Регистрация дефектов 15 2/4

На тренде: датчик показывает тенденцию во время утечки. Отверстие с диаметром 10 мм открыли на 20 сек. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА Р S Место утечки Принцип действия системы: Данная система установлена и успешно работает на действующих продуктопроводах ЗапСибТрансГаза Измерение давления осуществляется в нескольких местах одновременно. Полученные данные передаются из линейных станций в центральную станцию, где в результате проходит процесс вычисления места утечки. Для надежного определения места утечки необходимо наличие минимально четырех измерительных пунктов. Система обнаружения утечек LDS базируется на надежно проверенном на практике методе, когда при помощи точного измерения давления получаются данные для статистического анализа. Их последующая обработка приводит к различению характеристических изменений давления, которые сигнализируют утечку продукта из трубопровода. 16 Система обнаружения утечек компании «PAS» (Чехия) (применена для участков «Север-Север» и «Север-Юг») 3/4

Назначение и область применения: Регистрируемый сигнал в режиме реального времени с одного виртуального датчика, имеющего линейный размер 5 м Обнаружение виброакустических колебаний окружающей среды, вызванных нарушением герметичности трубопровода или посторонними воздействиями; Обнаружение температурной аномалии протяжённого объекта, вызванной утечкой из трубопровода; Контроль статического напряжения и деформаций протяжённого объекта вызванных подвижками грунта или иными техногенными факторами. Принцип действия системы: ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА 17 Система мониторинга протяженных объектов (СМПО) ЗАО «Омега» (применена для участка «Юг») 4/4

Направление развития норм проектирования трубопроводов ШФЛУ Действующая нормативная база СНиП * "Магистральные трубопроводы" СНиП III "Магистральные трубопроводы" ВСН "Инструкция по проектированию магистральных трубопроводов для транспорта сжиженных углеводородов Появление более совершенных материалов, новых технических систем защиты, методов обнаружения утечек, методов и средств диагностики, технологий контроля и управления, технологий ремонта – все это дополнительно необходимо регламентировать в СТУ, одновременно обеспечивая компенсирующие мероприятия за отказ от потерявших актуальность положений СНиП *. Накопленный опыт собственной эксплуатации и анализ опыта эксплуатации ведущих мировых операторов трубопроводов убедительно доказывает излишнюю на сегодня жесткость отдельных положений СНиП *, не обновлявшегося более 25-ти лет; Снижение стоимости при обеспечении необходимой безопасности Введение новых федеральных законодательных актов: "О техническом регулировании" от ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" от ФЗ Основание для разработки СТУ Недостатки существующей нормативной базы Избыточные технические требования без учета специфических особенностей объекта – резервирование подводных переходов, ограничение расстояния между запорной арматурой, ограничения по диаметрам трубопроводов, требования по сближению к действующим объектам и др. Высокая стоимость строительства продуктопроводов От СТУ к Национальному стандарту СТУ являются основанием для разработки национальных стандартов (384-ФЗ от ) Разработка методики оценки риска аварий на продуктопроводах СУГ, оценка материалов труб Анализ международного опыта, привлечение отраслевых экспертов, публичные обсуждения В 2012г предусмотрена разработка национального стандарта (ГОСТ Р) «Магистральный продуктопровод СУГ. Нормы проектирования», в качестве основного соисполнителя разработки определена компания ЗАО «НТЦ ПБ». Апробированные методики Ростехнадзора и программное обеспечение ГК «НТЦ «ПБ» Применимые в конкретных проектных условиях рекомендации международных и иностранных стандартов Накопленный опыт проектирования и строительства продуктопроводов Накопленный опыт эксплуатации трубопроводов и диагностики их технического состояния Разработка СТУ РАЗРАБОТКА НАЦИОНАЛЬНОГО СТАНДАРТА 18

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! © ОАО «НИПИгазпереработка», Монахов Н.В. тел.: (861) , доб