Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. «Газовая промышленность»
  4. Спецвыпуск 4.2024
Спецвыпуск 4.2024

Обзорная статья

EDN: KIHYCU

УДК 622.691.4
(UDK 622.691.4)

Авторизуйтесь

ТРАНСПОРТИРОВКА ГАЗА И ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА (GAS AND GAS CONDENSATE TRANSPORTATION)

АВТОМАТЫ АВАРИЙНОГО ЗАКРЫТИЯ КРАНОВ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДАХ: ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

(AUTOMATIC LINE BREAK VALVE CLOSING DEVICES ON MAIN GAS PIPELINES: EXPERIENCE AND APPLICATION PROSPECTS)

Одна из задач импортозамещения в газовой промышленности – разработка и внедрение надежных энергонезависимых устройств, предотвращающих масштабные потери транспортируемого продукта в случае разрыва трубопровода. В статье освещены различные аспекты применения автоматов аварийного закрытия кранов, служащих для перекрытия участков линейной части магистральных газопроводов при их аварийной разгерметизации. Обоснована актуальность применения этого оборудования на магистральных газопроводах. Описан принцип действия, отмечены преимущества и недостатки подобных устройств электронного и механического типа. Внимание авторов сосредоточено на последних из-за их автономности. Перечислена номенклатура автоматов, применявшихся за рубежом и в отечественной газовой промышленности. Показана эволюция нормативных требований к автоматам и условиям их эксплуатации на магистральных газопроводах ПАО «Газпром». Рассмотрен основной технологический параметр таких устройств – величина скорости падения давления в газопроводе, при которой они должны срабатывать. В момент разрыва газопровода, транспортирующего природный газ, в нем начинают происходить нестационарные процессы, численное описание которых затруднено. В статье представлен ретроспективный обзор отечественных исследований по определению оптимальных настроечных величин скорости падения давления для применения автоматов аварийного закрытия кранов.
В заключительной части статьи описана процедура квалификационных и эксплуатационных испытаний оборудования отечественного производства, завершившихся в текущем году. Разъяснена необходимость корректного подхода к определению диапазона скоростей падения давления, при которых оборудование должно срабатывать или не срабатывать, отмечена важность достоверного и верифицированного измерения скорости падения давления в процессе испытаний. Разработанный подход позволит обеспечить необходимое качество оборудования, применяемого в газовой промышленности, а также создаст условия для добросовестной конкуренции производителей автоматов.

One of the objectives of import substitution in the gas industry is to develop and introduce reliable, energy-independent devices that prevent large-scale losses of the transported product in case of a pipeline rupture. The paper covers various aspects of using automatic line break valve closing devices to shut off linear sections of main gas pipelines in case of their emergency rupture. It demonstrates the feasibility of using this equipment on main gas pipelines. It describes the principle of operation, notes the advantages and disadvantages of electronic and mechanical automatic devices. The authors focus on those latter because of their autonomy. The paper lists mechanical devices used abroad and in the domestic gas industry. It shows the evolution of regulatory requirements to automatic devices and their operating conditions on main gas pipelines of PJSC Gazprom. The paper discusses the main process parameter of such an equipment – pressure drop rate in the gas pipeline that triggers the automatic device. Rupture of a gas pipeline transporting natural gas sets off non-steady state processes in it, which are difficult to describe numerically. The paper presents a retrospective review of domestic research on determining the optimal pressure drop rates to adjust automatic line break valve closing devices.
The conclusion of the paper describes the procedure of qualification and performance testing of domestic automatic line break valve closing devices completed in the current year. It explains the need for a correct approach to determining the range of pressure drop rates at which the device should be actuated or not, and the importance of reliable and verified measurement of pressure drop rates during testing. The approach developed will ensure the necessary quality of equipment used in the gas industry, and pave the way for fair competition between manufacturers of automatic devices.

МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОПРОВОД, КРАН, АВТОМАТ АВАРИЙНОГО ЗАКРЫТИЯ, РАЗРЫВ ГАЗОПРОВОДА, СКОРОСТЬ ПАДЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

MAIN GAS PIPELINE, VALVE, AUTOMATIC LINE BREAK VALVE CLOSING DEVICE, GAS PIPELINE RUPTURE, PRESSURE DROP RATE

Д.И. Ширяпов, к.т.н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Санкт-Петербург, Россия)

А.С. Алихашкин, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

А.Н. Виденеев, ПАО «Газпром» (Санкт-Петербург, Россия)

С.В. Тарасов, ПАО «Газпром»

В.В. Сайгин, ООО «Газпром трансгаз Москва» (Москва, Россия)

А.А. Ложкин, ООО «Газпром трансгаз Москва»

D.I. Shiryapov, PhD in Engineering, Gazprom VNIIGAZ LLC (Saint Petersburg, Russia)

A.S. Alikhashkin, Gazprom VNIIGAZ LLC

A.N. Videneev, PJSC Gazprom (Saint Petersburg, Russia)

S.V. Tarasov, PJSC Gazprom

V.V. Saigin, Gazprom transgaz Moscow LLC (Moscow, Russia)

A.A. Lozhkin, Gazprom transgaz Moscow LLC

Российская Федерация. Президент. Об утверждении Климатической доктрины Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 26.10.2023 № 812 // Президент России: офиц. сайт. URL: http://kremlin.ru/acts/bank/49910 (дата обращения: 30.10.2024).

Сафонов В.С. Влияние технико-технологических и природно-климатических факторов на специфику развития аварий на трубопроводах, транспортирующих широкую фракцию легких углеводородов. Часть. II. Возможные последствия аварийных выбросов из трубопроводов и методы их снижения // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2020. № 1 (42). С. 70–83. EDN: UGEROI.

Mathews W. Failure investigation report – Denbury Gulf Coast Pipelines, LLC – Pipeline rupture / natural force damage // Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration: офиц. сайт. URL: https://www.phmsa.dot.gov/sites/phmsa.dot.gov/files/2022-05/Failure%20Investigation%20Report%20-%20Denbury%20Gulf%20Coast%20Pipeline.pdf (дата обращения: 30.10.2024).

Буц В.В., Савенков К.Г., Рощин А.В., Лавров С.А. Современные решения и подходы к телемеханизации объектов линейной части // Газовая промышленность. 2021. № S2 (818). С. 44–51. EDN: OBIXMQ.

Bowles E.B., Morrow T.B., Sparks C.R., Gregor J.G. Gas pipeline rupture detection and control // Proceedings of the International Pipeline Conference. Calgary, Canada: ASME, 1996. Vol. 2. P. 1129–1136. DOI: 10.1115/IPC1996-1924.

Кортунов А.К., Коршунов Е.С., Кузнецов П.Л. и др. Газовая промышленность США / под общ. ред. А.К. Кортунова. М.: Недра, 1964. 340 с.

Automatic line break control. Bulletin ALB-370-85 // Emerson Electric Co.: офиц. сайт. URL: https://www.emerson.com/documents/automation/brochure-automatic-line-break-control-shafer-en-83908.pdf (дата обращения: 30.10.2024).

Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200003092 (дата обращения: 30.10.2024).

ВРД 39-1.10-006–2000*. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 2002. 194 с.

СТО Газпром 2-3.5-454–2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов. М.: Газпром экспо, 2010. 229 с.

ОНТП 51-1–85. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200003215 (дата обращения: 30.10.2024).

СТО Газпром 2-3.5-051-2006. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 2006. 196 с.

ГОСТ Р 58778–2019. Системы газораспределительные. Сети газораспределения и газопотребления. Газопроводы высокого давления категории 1а. М.: Стандартинформ, 2020. 40 с.

СТО Газпром 2-4.1-212–2008 Общие технические требования к трубопроводной арматуре, поставляемой на объекты ОАО «Газпром». М.: ИРЦ Газпром, 2008. 85 с.

Временные технические требования к автоматам аварийного закрытия крана на линейной части магистральных газопроводов ПАО «Газпром» // ПАО «Газпром»: офиц. сайт. URL: https://www.gazprom.ru/ (дата обращения: 30.10.2024). Режим доступа: по особым условиям в локальной сети владельца.

Ходанович И.Е., Жидкова М.А., Галиуллин З.Т., Кривошеин Б.Л., Абдуллаев М.Н. Результаты исследования аварийных режимов газопроводов на линейной электромодели // Транспорт природного газа: сб. ст. / под ред. И.Е. Ходановича. М.: Недра, 1967. Вып. 29/37. С. 61–85.

Номограммы для определения технологических и аварийных изменений давления в газопроводах. М.: ВНИИГАЗ, 1972. 51 с.

Временное руководство по определению темпов падения давления газа для настройки автоматов аварийного закрытия кранов. М.: ВНИИГАЗ, 1985. 54 с.

Phan T.T., Sawin A.J. Automatic linebreak control valve case study. // Proceedings of the PSIG Annual Meeting. Houston, TX, USA: PSOG, 2012. Article ID PSIG-1220.

Gao Y., Yuan Y., Zhou X., et al. Function optimization of self-shutoff protection system for valve chambers of long-distance natural gas pipelines // J. Phys.: Conf. Ser. 2023. Vol. 2594. Article ID 012024. DOI: 10.1088/1742-6596/2594/1/012024.

Zuo L., Jiang F., Jin B., et al. Value setting for the rate of pressure drop of automatic line-break control valves in natural gas pipelines // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2015. Vol. 26. P. 803–809. DOI: 10.1016/j.jngse.2015.07.002.

ТУ 26.51.52-011-86534248–2020. Комплексы измерительные изменения скорости давления ИКСИД. Технические условия. М.: Нефтегазовая промышленная арматура, 2020. 23 с.

President of Russia. Order No. 812 dated 26 October 2023. On approval of the Climate Doctrine of the Russian Federation. Available from: http://kremlin.ru/acts/bank/49910 [Accessed: 30 October 2024]. (In Russian)

Safonov VS. Impact of engineering and environmental-climatic factors to specifics of failures at the pipelines transporting natural gas liquids. Part II. Possible consequences of emergency discharge from pipelines. Ways to decrease probability and effects of an accident. Scientific-Technical Collection Book “Gas Science Bulletin” [Nauchno-tehnicheskiy sbornik “Vesti gazovoy nauki”]. 2020; 42(1): 70–83. (In Russian)

Mathews W. Failure investigation report – Denbury Gulf Coast Pipelines, LLC – Pipeline rupture / natural force damage. Available from: https://www.phmsa.dot.gov/sites/phmsa.dot.gov/files/2022-05/Failure%20Investigation%20Report%20-%20Denbury%20Gulf%20Coast%20Pipeline.pdf [Accessed: 30 October 2024].

Buts VV, Savenkov KG, Roshchin AV, Lavrov SA. Modern solutions and approaches to remote control of linear part objects. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2021; 818(S2): 44–51. (In Russian)

Bowles EB, Morrow TB, Sparks CR, Gregor JG. Gas pipeline rupture detection and control. In: ASME Proceedings of the International Pipeline Conference, 9–13 June 1996, Calgary, Canada. Vol. 2. Calgary, Canada: ASME; 1996. p. 1129–1136. https://doi.org/10.1115/IPC1996-1924.

Kortunov AK (ed.), Korshunov ES, Kuznetsov PL, Barabash BV, Promtov AI, Shakirov MZ et al. USA Gas Industry. Moscow: Subsoil [Nedra]; 1964. (In Russian)

Emerson Electric Co. Automatic line break control. Bulletin ALB-370-85. Available from: https://www.emerson.com/documents/automation/brochure-automatic-line-break-control-shafer-en-83908.pdf [Accessed: 30 October 2024].

OAO Gazprom (open joint stock company). Operation rules for main gas pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200003092 [Accessed: 30 October 2024]. (In Russian)

Gazprom. VRD 39-1.10-006–2000* (departmental guidance). Operation rules for main gas pipelines. Moscow: Gas Industry Information and Advertising Center (Gazprom IAC); 2002. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-3.5-454–2010 (company standard). Rules for the operation of main gas pipelines. Moscow: Gazprom Expo; 2010. (In Russian)

Ministry of the Gas Industry. ONTP 51-1–85 (All-Union norms of technological design). Main pipelines. Part I. Gas pipelines. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200003215 [Accessed: 30 October 2024]. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-3.5-051–2006. Norms of technological design of main gas pipelines. Moscow: Gazprom IAC; 2006. (In Russian)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST R 58778–2019 (state standard). Gas distribution systems. Distribution networks and consumers gas network. Gas pipelines of high pressure category 1a. Moscow: Standartinform; 2020. (In Russian)

Gazprom. STO Gazprom 2-4.1-212–2008. General technical requirements for pipeline fittings supplied to OAO Gazprom facilities. Moscow: Gazprom IAC; 2008. (In Russian)
 
PJSC Gazprom. Temporary technical requirements for automatic line break valve closing devices in the linear section of main gas pipelines of PJSC Gazprom. Available from: https://www.gazprom.ru/ [Accessed: 30 October 2024]. (Accessible under specific conditions in the owner’s local area network; in Russian)

Khodanovich IE, Zhidkova MA, Galiullin ZT, Krivoshein BL, Abdullaev MN. Results of study of emergency modes of gas pipelines using linear electromodel. In: Khodanovich IE (ed.) Natural Gas Transport. Issue 29/37. Moscow: Subsoil; 1967. p. 61–85. (In Russian)

All-Union Scientific Research Institute of Natural Gases and Gas Technologies (VNIIGAZ). Nomographs to determine process and emergency pressure changes in gas pipelines. Мoscow: VNIIGAZ; 1972. (In Russian)

VNIIGAZ. Temporary guidelines for determining gas pressure drop rates to adjust automatic line break valve closing devices. Мoscow: VNIIGAZ; 1985. (In Russian)

Phan TT, Sawin AJ. Automatic linebreak control valve case study. In: PSOG Proceedings of the PSIG Annual Meeting, 15–18 May 2012, Santa Fe, NM, SA. Houston, TX, USA: PSOG; 2012. article ID PSIG-1220.

Gao Y, Yuan Y, Zhou X, Yang J, Lin Q. Function optimization of self-shutoff protection system for valve chambers of long-distance natural gas pipelines. J. Phys.: Conf. Ser. 2023; 2594: article ID 012024. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2594/1/012024.

Zuo L, Jiang F, Jin B, Zhang L, Xue T. Value setting for the rate of pressure drop of automatic line-break control valves in natural gas pipelines. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2015; 26: 803–809. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.07.002.

OOO Oil and Gas Industry Valves (limited liability company) [OOO Neftegazovaya promyshlennaya armatura]. TU 26.51.52-011-86534248–2020 (specifications). Pressure change rate measurement systems (PCRMS). Moscow: Oil and Gas Industry Valves; 2020. (In Russian)

Перевод выполнен Moscow Translation Agency

Назад к журналу
ТЕРРИТОРИЯНЕФТЕГАЗ

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Журналы

Контент

О нас

Контакты