Толкование терминов (Н). Нефтепроводы
Нефтепроводы. — Н. представляет собой одно из простейших технических сооружений, служащих для перемещения нефти и ее продуктов. Устройство его во всем аналогично с трубопроводом, предназначенным для перемещения воды, и заключается в следующем. Между двумя главными станциями — одной приемной, другой сдаточной — проложены железные трубы, по которым и перемещается нефть. На приемной станции устанавливаются насосы, берущие жидкость из сборных резервуаров и нагнетающие ее по трубам к резервуарам сдаточной станции. При расстоянии между станциями до 40 — 50 вер. этим устройство Н. и ограничивается; при больших же расстояниях такого устройства оказывается недостаточно.
Так как при определенном диаметре труб напор, необходимый для перемещения данного количества жидкости, прямо пропорционален длине труб, и с увеличением этой длины всегда наступает предел, за которым производимое напором давление в трубах вызывает необходимость увеличения толщины металлических стенок, то в случае проводов большой длины, между двумя конечными станциями устанавливают еще промежуточные — с насосами, служащими для добавления напора, теряющегося вследствие трения жидкости в трубах. Точно так же при больших подъемах местности, по которой идет трубопровод, последний должен иметь промежуточные станции. В этом случае высота подъемов разбивается на несколько частей, с тем условием, чтобы гидростатический напор подъема, сложенный с напором трения в каждой отдельной части, не превосходил известной, вполне определенной величины. В точках такого деления подъема устанавливаются насосы промежуточных станций.
Если уровень двух главных станций одинаков, то спуски и подъемы линии Н. оказывают большое влияние на взаимные расстояния промежуточных станций, но не на число их при данном диаметре труб. Промежуточные станции могут быть устраиваемы или с резервуарами или без них. В первом случае жидкость, подаваемая с предыдущей станции, изливается в резервуар последующей, где снова берется насосами, нагнетающими ее к дальнейшей станции. Во втором случае каждый последующий насос непосредственно принимает во всасывающую камеру проводимую по трубам жидкость, которую и нагнетает дальше. При последнем устройстве действие всего провода должно быть непрерывным и количество одновременно перекачиваемой жидкости должно быть постоянно для всех насосов, входящих в состав трубопровода, так что в случае порчи провода в одном каком-нибудь месте происходит остановка его действия по всей линии. В хорошо и надежно устроенных проводах резервуары промежуточных станций употребляются исключительно для учета перекачиваемой жидкости, но при установившейся эксплуатации они остаются вне действия линии, и жидкость, минуя их, поступает в насосы, так что действие всего провода становится непрерывным.
Для уравнивания работы насосов непрерывного провода, а также и для остановки их, в случае порчи линии, устраиваются автоматические регуляторы и останавливающие приборы различной конструкции. Со времени первой добычи нефти в Америке в 1859 г. до 1865 г. нефть перевозилась от скважин до железнодорожных станций в бочках, в которых и доставлялась к местам назначения по железным дорогам. В 1865 г. был построен первый железный Н. из труб, диаметром 2 дм на расстоянии 9 вер., который работает и по настоящее время. Выгодность этого первого провода повлекла за собой быстрое развитие сети коротких линий труб, и спустя 10 лет нефтяная область Америки имела 3000 вер. Н. Эти Н. строились, главным образом, с той целью, чтобы доставлять нефть от мест добычи, т.е. от скважин, до ближайших железнодорожных станций, откуда ее уже везли в наливных вагонах к берегу моря и другим местам, где были расположены нефтеперегонные заводы. С 1879 г. приступили к постройке длинных линий, заменяющих собой перевозку нефти в наливных вагонах; из этих линий самыми большими по протяжению и количеству перекачки являются Н., идущие к Нью-Йорку и Филадельфии. Нью-йоркская линия имеет протяжение около 500 вер. и состоит из двух труб, диаметром в 6 дм каждая.
Линия Пенсильванская, идущая к Филадельфии, длиной более 400 вер., состоит из труб, диаметром тоже в 6 дм.
Кроме этих двух линий существует еще несколько, более коротких, причем количество труб Н., ведущих нефть от сборных станций к перерабатывающим заводам, составляет ок. 4000 вер., а линий, собирающих нефть и доставляющих ее от буровых скважин к главным Н., около 10000 вер., так что общее протяжение всех нефтепроводов в Америке составляет около 14000 вер. В окрестностях Баку существует 28 Н., построенных от нефтяных источников до керосиновых заводов, расположенных по берегу моря. Эти Н. построены почти все из американских материалов и по американским образцам. Длина их от 8 до 14 вер., диаметр труб от 3 до 6 дюйм. и производительность колеблется от 10 до 50 млн. пд. ежегодной перекачки, в зависимости от диаметра труб и размеров насосных машин. Первый Н. в окрестностях Баку был построен инженером А.В. Бари для товарищества братьев Нобель в 1878 г.; диаметр его 3 дм, длина 8,5 вер. Второй Н. был построен им же для Г.М. Лианозова в 1879 г.; диаметр его 3 дм, дл. 11,5 вер. — этот Н. работает до сих пор. Общее протяжение работающих ныне Н. от мест добычи нефти в Балаханах к перегонным заводам, расположенным в Черном городе, составляет около 300 вер. Все Н., как в Америке, так и в окрестностях Баку, построены из железных труб с прочными муфтами, соединяющими трубы с помощью слегка конической нарезки.
Нефтепроводные станции как в Америке, так и у нас строятся почти по одному типу и представляют крайне простые сооружения в смысле эксплуатации. Насосные машины употребляются преимущественно сдвоенного типа системы Вортингтона, изделия американских заводов Вортингтона или Блэк. В Америке эти машины изменяются в числе сил от 200 до 800, смотря по требуемой работе, т.е. по длине трубы и количеству доставляемой нефти; они работают непрерывно в течение 24-х часов. Каждая станция главного провода имеет свободную линию труб, дающую возможность перекачивать нефть в случае надобности, обходя насосную станцию. Около приемных и сдаточных станций устроены резервуарыхранилища для нефти — обыкновенно железные. Количество резервуаров, в связи с нефтепроводными линиями, в Америке составляет емкость ок. 400 млн. пд. Расчет Н., т.е. определение по данному количеству перекачиваемой нефти и данному расстоянию, составных элементов Н., а именно: диаметра труб, числа сил насосов и котлов, и числа станций, делается на основании известного практического уравнения гидравлики, где Q — количество жидкости, перекачиваемой в одну минуту в кубических футах, d — диаметр труб в дюймах, h — высота напора в футах столба перекачиваемой жидкости, L — длина провода между двумя смежными станциями в футах, m — числовой коэффициент расхода, зависящий от природы жидкости. Для нашей бакинской нефти m = 4, для американской нефти m = 4,2. Для воды m = 4,5, для керосина m = 5 и для нефтяных остатков m = 1, т.е. при одном и том же диаметре трубы и одном и том же напоре и длине трубопровода, перекачиваемое количество разных жидкостей будет относиться между собой как величина их коэффициентов m, т.е. керосина пройдет по трубам в 1,25 раза больше, чем нефти, нефти пройдет в 4 раза больше, чем остатков и т.д.
Все данные нами числовые значения m для нефти и ее продуктов относятся к температ. в +5 градусов C — при понижении температуры сопротивление этих жидкостей увеличивается, а следовательно, и коэффициент их расхода уменьшается; в особенности увеличение сопротивления резко выражается при перекачке нефтяных остатков. С целью облегчения движения нефтяных остатков при перекачивании их на коротких расстояниях, у нас в России введены конторой инженера А.В. Бари особые подогреватели, в которых нефтяные остатки перед поступлением в трубу нагреваются отходящим паром. Из целого ряда наблюдений над перекачкой нефтяных остатков выведено, что коэффициент расхода m = 0,6 +— 0,06 Т, где Т есть средняя температура остатков по всей длине трубы. При Т, меньшем 0, оно входит в формулу со знаком "-". Из точного расчета Н. оказывается, что наивыгоднейшая скорость нефти по трубам должна составлять около 3-х фут в секунду. Простотой и дешевизной устройства трубопроводов и объясняется тот факт, что Н., при известном количестве перекачиваемой нефти, является самым дешевым как по устройству, так и по эксплуатации средством перемещения жидкости, и введение трубопровода в нефтяную промышленность значительно способствовало развитию потребления нефти и удешевлению ее продуктов.
В.Г. Шухов.
