МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

внииспт

НЕФТЬ

ВРЕМЕННЫЕ НОРМЫ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВА НАДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ < АКСИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВА А С Э ) РД 39 - 0147103 -338 -88

г Уфа

УТВЕРЖДЕН

ааместетелем министра нефтяной промшиенноотн

Ш.С.Донгаряном

24 ноября 1988 года

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ НРГКРИШЕ НОРШ DO ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛШТОПОДОГРЕВА НАДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (АКСИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭДЕКТРОГОДОГРЕНА АСЭ)

РД 39-0147103-338-68

1989

10

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ, ЗАЩИТА И (ЖНАЗДЗДЩЯ

6.1.    Автоматизация, защита и сигнализация должны предусматриваться в следующем объеме;

автоматическое управление включением и отключением подогрева; токовая отсечка без выдержки времени и максимально-токовая защита о выдержкой времени 0,5 с действием на отключение подогрева;

специальная токовая защита о выдержкой времени 0,5 с, реагирующая при коротких замыканиях, при обрыве греющего кабеля и греющей трубы, при обрыве контрольного кабеля о дейотаием на отключение подогрева;

централизованный контроль температуры электронагревателя вблизи источника питания о действием на отключение подогрева;

централизованный контроль температуры нефти по трассе нефтепровода;

централизованный контроль давления нефти по траосе нефтепровода;

централизованный контроль температуры стенки нефтепровода вблизи источника питания о воздействием на схему автоматики оту-пенчатого регулирования температуры нефтепровода;

сигнализация работы и неисправности устройств подогрева; намерение мощности, потребляемой электронагревателями,и напряжения о передачей по каналам телеуправления в РДД.

в. РЕМОНТ АСЭ

6.1.    Вое виды ремонта и профилактические работы по оиотеме попутного електроподогрева должны производиться без оотаношш перекачиваемой нефти по трубопроводу после отключения сиотемы от источника питания.

II

6.2.    Отсутствие подогрева нефти на ремонтируемом участке должно компенсироваться повышением мощности нагрева на предыдущих участках с учетом п.3.6.

6.3.    Возможные неисправности, связанные о замыканием кабеля нагревателя на внутренний) стенку трубы-тевлонагревателя, устраняются заменой поврежденного участка кабеля не менее чем на строительную длину кабеля.

6.4.    Поврежденные трубы-тепдонагреватели устраняются заменой поврежденного участка с выполнением работ в соответствии

о требованиями раздела 3.

6.5.    Все работы по ремонту трубопровода о злектронагревателями выполняются в соответствии о действующими нормативными документами.

6.6.    В процессе эксплуатации системы злектроподогрева не реже одного раза в квартал должны производиться эамеры омичеокого сопротивления нагревателей АСЭ. В случае повышения омического сопротивления нагревателей более чем на 1-2 % производятся профилактические работы по улучшению контактных соединений

в нагревателе и замеру сопротивления изоляции.

6.7.    Для периодического замере сопротивления изоляции кабеля соединение кабеля с трубой тешюнагревателл должно осуществляться с помощью электротехнического сжима, расположенного в протяжном ящике (см.также п.4.7).

Замер сопротивления изоляции кабеля следует выполнять в период пуско-наладочных работ, а также во время эксплуатации нефтепровода не реже одного раза в год перед включением системы электроподогрева в работу.

После проведения профилактических работ, связанных о разрывом цепи электронагревателя, необходимо обеспечить норматив переходного сопротивления контактных соединений о занесением

12

результатов измерений в журнал.

6.8.    Все электрические параметры АСЭ должны быть нормированы к систематически контролироваться в процесса эксплуатации с регистрацией результатов в куриале.

6.9.    Степень старения тепловой изоляции в процессе эксодуа-тацни должна контролироваться не реже одного раза в год.

7.    ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ШВУТНОГО ЭЛШРОПОЛШТЕВА АКСИАДЩШИ аШСЩШГРЕВАТЕиаШ

7.1.    Наработка на отказ нагревательных элементов дойди» составлять не менее 25000 часов.

Время восстановления не более 3 суток.

7.2.    Срок службы конструктивных элементов тепдонагревателя АСЭ за исключением кабеля должен быть не менее срока службы трубопровода о доверительной вероятностью не менее 0,98.

Срок службы кабеля теолонагревателя определяется ГОСТ или ТУ на выбранное кабельное изделие.

8.    ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ПОДАРНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

8.1. При эксплуатация системы электроподогрева в соответствии о классификацией опасных и вредных производственных факторов, определяемых ГОСТ I2.G.QC3-74, имеют место следующие опасные производственные факторы:

повышенная температура поверхностей теплоиагревателей ■ нагреваемого оборудования;

опасный уровень напряжения в электрической цепи.

Степень опасного вовдейотвия электрического тока на человека вависит от значения напряжения и силы тока, пути прохожие-

13

нкя тока через тело человека» продолжительности воздействия электрического тока на организм» Злектробезопасность должна обеспечиваться конструкцией электронагревателей» техническими способами и средствами защиты» организационными и техническими мероприятиями» К техническим споообам и средотвам защиты можно отнести защитное заземление, защитное отключение» дополнительную и усиленную электроизоляцию нагревательных жил и токоведущих элементов» нормирование толщины стенки трубы~тводонагревателя. К организационным и техническим мероприятиям относится назначение лиц» ответственных за эксплуатацию и обслуживание систем электроподогрева» организация надзора за действующими установками и системами электроподогрева» допуск к работе с электронагревателями только лиц» прошедших инструктаж и обучение безопасным методам труда» проверку знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с квалификационной группой по технике беэопаснооти»

8.2. В качестве меры» обеспечивающей электробеэопаонооть» должно быть предусмотрено заземление (зануление) электроустановок, исходя из обеспечения допустимых норм на напряжение прикосновения по ГОСТ 12Л.038-82 "Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов".

При невозможности расчетным путем определить в электроустановках напряжение прикосновения» защитное заземление (зануление) допускается выполнять в соответствии ГОСТ 12.I.030-81 "Защитное заземление (зануление)" по нормируема* значениям сопротивления заземляющих устройств.

При этом помимо оговоренных в ПУЭ потенциально опасных частей заземлению подлежат также нефтепровод и трубы-теплонаг-реватели.

Заземление нефтепровода и труо-теолонагревателей допускается выполнять в начале и в конце обогреваемого участка при условии»

14

что последовательное соединение отреаков труб (по условиям монтажа) должно обеспечивать непрерывность электрической цепи.

8.3.    Допускается использовать в этих целях вавемляпцие уотройотва, выполняемые для зашиты электроустановок линейной части от заноса высоких потенциалов н от прямых ударов молнии.

8.4.    В протяжных и соединительных коробках должен быть обеспечен надежный электрический контакт кабельной перемычки о трубой теплоаагревателя путем сварки или на болтовых соединениях.

Непрерывность электрической цепи, обеспечиваемая сварными или болтовыми соединениями, должна бить проверена и оформлена актом на скрытые работы.

8.5.    Нефтепроводы о АСЭ должны иметь окожуоеняув тепловую изоляцию иэ негорючих н трудногорючих материалов.

18

I. Требуется овределит* удельную мощность АСЭ, позволяющую разогреть эастывиую нефть в остановленной нефтепроводе до рабочей температуры (Тж * 40 ®С) за десять суток ври температуре воздуха равной -40 °С.

На оси абсцнсо левого графика номограммы (рис.1) откладывается превышение температуры нефти равнее 60 °С. Восстановив перпендикуляр из данного значения температуры до пересечения о ординатой, соответствующей времени разогрева-240 часов, на пересечении определяем удельную мощность АСЭ ~ 112 Вт/», отвечающую поставленной задаче (дня проверив достаточно ировеет® контрольна» просчет во врограшю "ТШЮ"). Продлив ординату на а$ат& графин до пересечения о линией соответствующей мопиости (212 Вт/м>, на оса абсцисс находим температуру АСЭ (Z&* 9Э °С) Т_в * 5Э °С.

В. Требуется определить температуру нефти остановленного на трое суток нефтепроводе в удельную мощность АСЭ, возводящую рв-вогреть нефть в остановленном нефтепроводе до рабочей температуре за трое суток. Температура воздуха -20 °С.

Температуре нефти в остановленном надземном трубопроводе определяется во методике РД 39-30-1061-64, разработанной во ВНИИСНТнефть.

Допустим, что нефть в трубопроводе остыла за трое суток

до 10 ®С ( V* - ЭО °С). И» значений И* - 60 °С ( Т» >40 °С) н 24.30 °С на оса абсцисс левого графика номограммы (рис Л)^: вооставовливаем версендххулярн до Пересечения с кривыми удельных мовдостей. Ив всех мощностей выбираем ту» у которой при этом разность ординат будет равна ~ 72 часа. В данном случае эта мощ^ весть ~ 130 Вт/м» т.е. при помощи данной удельной мощности можно вывести трубопровод в* трое суток на рабочий тепловой режим.

19

После окончания процеооа разогрева в выхода трубопровода на рабочий режим, (температура нефти достигает 40 °С) удельная мощность» АСЭ уменьшается до значения, соответствующего изотер-мвчеокоцу режиму (режим "компеноадии тепловых потерь"). В первом случае, при 7а - -40 °С,удельная мощнооть будет равна - 66 Вт/м, во втором, цри Т» . -го °С, — 60 Вт/м.

Временные нормы предназначены для проежтяровання попутного влектроподогрева надземных магнотральных трубопроводов нагревателями оиотемы электролодогрева (АСЭ), нсполь8ухнимн явленна поверхностного аффекта в ферромагнатнхах.

Нормы вводятоя впервые в устанавливает область врвменення АСЭ. состав я конструктивные оообенноотн. моцноотн ввергопотреб-леняя в тепловыделення, ограннчення но температуре нагрева, категорию еыергоснабяенвл, функции устроКотв автоматического управления. требования к производству монтажных работ оиотемы и отдельных алиментов, к эксплуатации я ремонту, требования надежности и базо-пасноотя.

Временные нормы разработаны ВНИИСПТиефть при участии Гкпро-труСопроводи, ЕжНИИГнпроГаза.

Разработчики от ВНИШТГиефтв: д.т.н.Бондаренко D.M., к.т.н. Гатауллин Ш.Г., х.т.н. Орехова З.Т., Шутов А.А.,

Валеев Р.А., Рябуха В.Г.;

от ГипротруСопроводи: Хомутов А.П., Ннровов В.Д., Беккер 1.М.; от КкНИИГшроГааа; Иващенко Ь.Ф.

3

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Временные нормы по проектированию электроподогрева надземных магистральных трубопроводов (Аксиальная система электроподогрева АСЭ)

РД 39-0147103-338-88

Вводится впервые

Срок введения установлен о I января 1989 г.

Срок действия до 31 декабря 1991 г.

Данный руководящий документ содержит указания по проектированию электроподогрева надземных магистральных трубопроводов ( ксяальиой системы влектроподогрева АСЭ).

Временные норм* предназначены для использования инженерно-техническими работниками научно-исследовательских, проектно-конструкторских и производственных организаций, занятыми проектированием, строительством и эксплуатацией надземных магистральных нефтепроводов.

I, ОНЦИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

I.I. Настоящие нормы распространяются на проектирование попутного влектроподогрева ажсяальншш системами электронагревателей (АСЭ), которые являются специальными электроустановками на надземных теплоизолированных трубопроводах для транспортировки нефти и нефтепродуктов.

АСЭ являются неотъемлемой составной частью трубопровода, обеспечивающей технологический процесс перекачки нефти или нефтепродуктов.

Отпуск электрической энергии на нужды елехтроподогреве тру-

4

Оопровода производится энергосистемами в установленной порядке по предварительному согласованию с органами Главгосзнергонадзора.

1.2.    Мощность АСЭ определяется о учетом нагрева нефти в трубопроводе и компенсации теплопотерь в окружающую среду.

Мощность на нагрев трубопровода определяется из условия нагрева нефти в течение 3-х суток, охладившейся в результате простоя трубопровода в течение 3-х суток.

Выбранная мощность также должна обеспечить разогрев нефти или нефтепродуктов от температуры окружающей среды, равной минимальной температуре воздуха наиболее холодной пятидневки в течение десяти суток.

1.3.    В состав АСЭ входит;

труба - теплохагреватель о вводами, соединительными коробками (муфтами), концевыми коробками (муфтами), устройствами заземления, обходными соединениями;

кабель небронированный с електричеокой изоляцией, протянутый внутри трубы-теллонагревателя;

трансформаторные подстанции для питания АСЭ;

установки средств автоматизации, защиты и управления АСЭ;

здания и сооружения линейной службы эксплуатации АСЭ;

указатели и предупредительные знаки.

1.4* Температура подогрева трубопровода АСЭ должна устенав* даваться теллогидравличеоким расчетом, исходя из возможности еж-сплуатации в любое время года.

1.5. АСЭ следует проектировать о учетом максимальной индустриализации строительно-монтажных работ за очет применения стандартизированных и типовых узлов в деталей заводского изготовления.

Допускается применение нестандартных влементов по согласованию со службами внергонадаора•

5

2. ЭДЖГРОСНАЕЗШШБ АСЭ

2.1.    По отепени надежности электроснабжения электроприемня-ки установок подогрева нефти относятся к третьей категории.

2.2.    Питание установок подогрева нефти рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания по одной воздушной линии электропередачи напряжением 6-35 кВ при условии» что аварийный ремонт этой линии выполняется в течение не более 3 суток.

Допускается питание установок подогрева нефти по одной кабельной линии» состоящей не менее чем из двух кабелей» присоединенных к одному общему аппарату защиты г управления.

Аналогичные требования предъявляются и к кабельным вставкам» выполняемым на воздушных линиях электропередачи при пересечениях надземных и подземных инженерных коммуникаций.

2.3.    Перерывы электроснабжения установок подогрева нефти» при нарушении электроснабжения от одного из источников питания» допустимы на время» необходимое для включения резервного питания действиями дежурного пероояала или выездной оперативной бригады» но ие более 3 суток.

2.4.    При наличии централизованного резерва траноформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 3 суток допускается питание установок подогрева нефти от одного трансформатора.

2.5.    Присоединение электроприемников установок подогреве нефти к магистральной воздушной сети напряжением 6-35 кВ должно осуществляться таким образом, чтобы обеспечивалась» по возможности» равномерная нагрузка каждой фазы трехфазной сети.

2.6.    Питание электронагревателей на каждом участке должно осуществляться от одного трансформатора. При необходимости уота-ft

новки двух I более трансформаторов последние должны быть включе-ны на одноименные фазы питающей сети.

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ПОПУТНОГО ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВА АКСИАЛЬНЫМИ НАГРЕВАТЕДЯМИ

3.1.    Диаметр труб-теплонагревателей должен определяться в зависимости от мощности, необходимой для подогрева трубопровода, диаметра кабеля нагревателя.

3.2.    Количество (по диаметру магистрального трубопровода) труб-теплонагревателей должно определяться расчетом в эавиоиыос-ти от требуемой температуры обогреваемого трубопровода о учетом длительной допустимой температуры кабеля АСЗ»

3*3. На труднодоступных участках допускается установка дополнительно одного резервного нагревателя АСЭ.

3.4.    На запорной арматуре нефтепровода следует предусматривать обводные соединения АСЭ, обеспечивающие выполнение требований главы 7.3 НУЭ (электроустановки во взрывоопасных зонах).

3.5.    Допустимые радиусы изгиба труб-теплонагревателей определяются в соответствии со СНиП.

3.6* В нагревателях должен применяться гибкий кабель с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией. Выбор сечений электрического проводника должен производиться из условия нагрева» Проводник должен удовлетворять требованиям предельно допустимого нагрева о учетом режима работы нагревательного элемента.

Предельно допустимая температура труб-теплонагревателей не должна превышать 60 °С*

3*7* В условиях работы АСЭ возникают температурные перепады, влияющие на продольные перемещения. С целью уменьшения продольных перемещений оледует предусматривать установку температурных компенсаторов согласно СНиП.

7

3.8. Соединение труб-теплонагревателей должно производиться отельными коробками или муфтами ₉ обеспечивающими надежный электрический контакт и имеющими толщину стенки не менее чем у трубы-теплонагревателя.

3.9 Между соединительными коробками по трасое теплонагрева-теля устанавливаются протяжные коробки. Расстояние между соединительными коробками не менее 500 м. Установка протяжных коробок (между двумя соединительными) должна обеспечивать протяжку кабеля иа условий» определенных СНяП,

Соединение строительных длин кабеля нагревателя производится соединительными муфтами в стальном кожухе. При этом должен обеспечиваться надежный электрический контакт металлических соединений.

ЗЛО. Компенсация температурных перемещений должна обеспечиваться пояупетлей кабеля в протяжных я соединительных коробках.

3.II. Трубы-тешюнагреватели изготавливаются из труб по ГОСТ 8732-78» ГОСТ 8734-78 из конструкционных сталей» а также по ГОСТ 3266-75.

ЗЛ2. Крепление трубы-теплонагреватедя к нефтепроводу может производиться способом» обеспечивающим надежный тепловой в механический контакт» сплошной приваркой односторонним швом, приваркой пре-рывистым двухсторонним швом «пайкой «хомутами на чистую поверхность труби.

Выбранный способ крепления труб-теплонагревателей не должен создавать недопустимых механических напряжений в нефтепроводе.

Оси нефтепровода и труб-теплонагревателей должны быть параллелью^ ЗЛЗ. Надежный тепловой контакт может быть обеспечен теплопередающим слоем между твплонагревателем и нефтепроводом или обмоткой нефтепровода и теплонагревателя фольгированным материалом.

К теплопередающему слою предъявляются следующие требования:

хорошая адгезия к металлу: достаточная термостойкость;

в

высокие коэффициент теплопроводности;

технологичность в условиях индустриального производства.

3.14. Материал соединительных, вводных, протяжных и концевых коробок-кожухов - конструкционная сталь той же парки, что и сталь трубы-теплонагревателя. Толщина отенох соединительных коробок, кожухов не менее толщины стенок труб-теплонагревателей.

4. ТРЕБОВАНИЯ К МШТАйУ СИСТЕМ АСЭ

4.1.    Монтаж трубопроводе должен производиться в три этапа;

монтаж собственно гидравлической магистрали о последующим

статическим испытанием;

монтаж системы попутного електроподогрева;

монтаж теплоизоляционного покрытия.

4.2.    Процесо монтажа АСЭ должен осуществляться в условиях строительной площадки, включая следующие операции:

а)    оварка труб-теплонагревателей о последующей калибровкой внутренней полости, провары и прожоги не допускаются;

б)    крепление труб-теплонагревателей к оваренному и уложенному на опоры магистральному трубопроводу;

в)    установка соединительных, протяжных, вводных и концевых коробок, кожухов,

г)    затяжка кабеля тешюиагревателя в трубу-теплонагреватель;

д)    электромонтажные работы.

4.3.    Соединение труб-теплонагревателей должно производиться сваркой с целью обеспечения постоянного неоки слянцегооя электрического контакта, например,сваркой внахлест по ГОСТ 16037-60 муфтой из металла по химическому ооотану и физическим свойствам аналогичного металлу трубки-теплонагревателя.

4.4.    Бо избежание повреждений наружных покровов и алектрв-

9

чеокой изоляции кабеля системы злектрояодогрева при его протяжке в трубе-теплонагревателе все ооединения последней не должны иметь эаусенцев, острых режущих кромок, вастышшх брызг металла и т.п., о внутренней поверхности торцов труб-теплонагревателей должны быть сняты фаски на глубину 1-1,5 мм под углом 45 °.

Перед затяжкой кабеля производится проверка состояния внутренней поверхности канала теплонагревателя протяжкой калибра диаметром 1,25 диаметра кабеля теплонагревателя. Протяжка калибра производится в направлении протяжки кабеля теплонагревателя. В случае наличия на внутренней поверхности труб-тепдонагревателей задиров, наплывов на сварных соединениях протяжка кабеля не допускается до их устранения.

4.5.    При прохождении зон в пределах до 3 м по горизонтали

ж вертикали от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов греющий кабель должен прокладываться в сплошной трубе-спутнике. Установка клеммных коробок и кабельных муфт в этой зоне не допускается.

При этом должны быть приняты дополнительные меры, предотвра-щапцие местное повышение температуры теплоспутняка в указанных зонах (автоматический контроль температуры, применение теплопрово-дяших мастик в т.п.), а греющие кабели при напряжении выше I кВ должны быть проверены по нагреву током КЗ для указанных зон.

4.6.    Ввод кабеля теолонагревателей в соединительные коробки, кожухи должен выполняться вместе с трубкой, при атом кабельные муфты должны быть закрыты оболочкой и должна быть предусмотрена компенсация изменения длины трубы.

4.7.    Соединение кабеля с трубой теплонагревателя в конце участка осуществляется в протяжном ящике при помощи электротехнического сжима. Надежный электрический контакт сжима о трубкой должен быть обеспечен сваркой. Протяжной ящик устанавливать на опоре