Мамедов Александр Нусратович , глвный специалист, ООО «Техноинжениринг»
г .Ташкент тел. Моб. +998946351672 e-mail: mamedov_46@mail.ru.
Аннотация. Идея создания транспортного устройства для подачи различных грузов, жидких и сыпучих, в специальных грузовых капсулах, контейнерах используя сеть магистральных трубопроводов, изложенная в статье лежит на поверхности. Мы, газовики, в своих проектах часто пересекаемся, так или иначе, с транспортировкой газа, с эксплуатацией газотранспортной системы и всегда серьезно относимся к ее безопасности.
Один очень крупный ученый, который в беседе со мной впервые столкнулся с проблемами работы в среде природного газа, в трубе газопровода с высоким давлением равным 50 МПа, заметил, что о космосе он знает больше, чем о средах с таким давлением. Это другой космос, подземный, так сказал ученый.
На фоне увеличения объемов грузоперевозок, загрязнения окружающей среды выхлопами двигателей автомобилей появились идеи и предложения о транспортировки различных грузов по трубам. Экономически это конкурентно способная идея тем ,что около 92% топлива, используемого грузовиком, тратится на перемещение его самого. При этом автомобиль значительную часть времени катается порожним.
Россия мощная трубопроводная держава мира (Рис 1.). Общая протяженность магистральных газопроводов газотранспортной системы только группы «Газпром» на территории России составляет 171,2 тыс. км. В транспортировке газа используются 250 компрессорных станций с общей мощностью газоперекачивающих агрегатов 46,2 тыс. МВт. Группа «Газпром» располагает крупнейшей в мире газотранспортной системой. Ее основная часть входит в состав Единой системы газоснабжения (ЕСГ) России. Также Группа «Газпром» владеет магистральными газопроводами на Дальнем Востоке России: «Сахалин — Хабаровск — Владивосток», «Октябрьский — Хабаровск» и «Соболево — Петропавловск-Камчатский». Магистральные газопроводы на рабочее давление 10 МПа, имеют трубы из низколегированной стали диаметрами 1420 ,1220,1020мм. Вот это и есть подземная космическая система, где свои законы, малоизученная среда работы. Впервые столкнулся с этой средой в своей первой работе, когда пытался разместить в магистральном трубопроводе газовый винт.
Рис 1.
С далеких 60 –х накоплен огромный опыт строительства трубопроводов большого диаметра в различных климатических, рельефных условиях. Транспортировка нефти и газа проводится на огромные расстояния, создана соответствующая система, развитая инфраструктура.
Начали осуществляться проекты переброски больших объемов чистой воды. В России необходимо развивать транспортную систему грузов по трубопроводам, вначале там, где потоки действительно большие по объему и долговременные в технологической цепочке. Мы были первыми в 80-х годах, похоже, нас уже обгоняют, но мы еще можем успеть и начать нужно с транспортировки по трубам наиболее важных грузов и сред.
Однако в настоящей статье речь пойдет о предложении, более специфическом и узком. Предложение касается того, как использовать имеющуюся сеть магистральных трубопроводов, при острой необходимости, для транспортировки различных грузов. При этом транспортировка будет осуществляться параллельно с транспортировкой природного газа.
Технической задачей является создание транспортного устройства для подачи различных грузов, жидких и сыпучих, в специальных грузовых капсулах, контейнерах используя сеть магистральных трубопроводов. Сегодняшний интерес к контейнерному пневмотранспорту объясняется тем, что перевозка некоторых массовых грузов традиционным транспортом стала обходиться в несколько раз дороже, чем их добыча или производство.
Контейнерный транспорт эффективен тогда, когда транспортируемый материал состоит из крупных фракций и частиц, либо когда его увлажнение нежелательно.
Успешно прошла испытания и технология контейнерного транспорта подсолнечного масла по бензопроводу.
В дальнейшем предполагается организовать транспортировку таким образом нефтяных масел, смазок и моющих жидкостей в мелкой расфасовке.
Для этой цели следует приспособить для загрузки- выгрузки контейнеров, узлы запуска и приема очистных поршней (УЗОУ, УПОУ), расположенные на концах участков магистральных газопроводов (Рис 2,3,4). Узлы входят в состав транспортной системы и используются во время периодической очистки внутренней полости труб магистральных газопроводов. В начальном участке магистрального трубопровода смонтирован узел пуска очистных поршней, на последнем участке - узел их приема, а на промежуточных пунктах - совмещённые узлы приема и запуска.
Так же существуют устройства для очистки полости трубопровода на более сложных участках трассы, к примеру, переходы через водные препятствия. В этом случае на одном берегу устанавливается узел пуска очистных поршней, а на противоположном – приемный узел.
Рис 3.
Приёмный узел содержит: устройство для выемки поршня из приёмной камеры, систему контроля и управления процессом приема очистных поршней, площадку для хранения использованных очистных поршней, камеру для приема поршней (Рис 3) , подключается через запорное устройство к основной магистрали, с техобвязкой и технологические трубопроводы и ёмкости для приёма загрязненного конденсата. В состав пускового узла входят такие устройства, как: система контроля и управления процессом запуска поршня, площадка хранения поршней, устройство для запасовки очистных поршней в пусковую камеру, камера пуска очистных поршней, которая подключается с помощью запорного устройства к основной магистрали, с техобвязкой (Рис. 6). Очистные поршни типа ОП имеют конструкция показанную на
Рис 4. и применяются: для очистки магистральных трубопроводов. Кроме них через камеры запускается инспекционный скребок (Рис 5). и другие устройства для диагностирования трубопровода.
Очистные устройства и устройства запускаемые в трубопроводы оборудованы низкочастотными передатчиками во взрывозащищённом исполнении, которые в комплекте с наземными переносными детекторами позволяют контролировать прохождение очистных поршней по участку газопровода и обнаруживать места их возможной остановки (застревания).
Рис 4.
Техническим результатом является возможность, в особых обстоятельствах, использовать существующие магистральные трубопроводы и их инфраструктуру для транспортировки ограниченного объема грузов. Кроме того хочу добавить, что транспортировка по трубам дает эффект скрытности операции. Есть также предложения использовать сеть существующих магистральных газопроводов, и для других важных целей, но они не вошли в рамки этой статьи из-за специфики темы и большого объема информации. Технологический регламент транспортировки установлен так, чтобы трубопроводы газотранспортной системы использовались без их конструктивного изменения, не нарушая при этом технологический регламент эксплуатации, с исключением нарушения безопасности, включая экологическую безопасность. Скорость транспортировки контейнеров равна скорости перекачки природного газа - 10-15 м /с. При этом не нужно никаких фантастических капвложений, следует только преодолеть психологический барьер, который совершенно не связан с безопасностью транспортировки природного газа и добиться четкого выполнения задуманного мероприятия. Тем более, как уже говорилось, транспортирование касается ограниченного объема грузов и в особых обстоятельствах и скрытно. Только при этом этот вид транспортировки, используя существующие магистральные трубопроводы, себя оправдывает и целесообразен.
Транспортировка грузов по трубам не новая идея. Но идею ту, что изложена выше, пока никто не высказывал и не предлагал механизм ее реализации. Чтобы как-то начать излагать техническую часть предложения транспортировки грузов по действующему магистральному газопроводу, приведем выдержки из публикаций об одной аналогичной идеи.
Внутри капсулы понадобится расположить лишь электродинамическую подвеску (EDS) на сверхпроводящих магнитах, обеспечивающую магнитную левитацию. Причем ее обмотки предназначаются только для отклика на внешние поля: активная часть электромагнитной подвески также интегрируется в трассу-трубу. Скорость же вакуумного поезда может достигать 6500−8000 км/ч. Особый упор в Hyperloop Tech делают, что любопытно, не на пассажирские перевозки, а на перевозки грузов в контейнерах. Сами капсулы в компании, кстати, называют HyperPod’ами.Предстоит решить бесчисленные технические проблемы. Но уже сейчас видно, что сложности преодолимы. Пассажирские поезда, в два-три раза более скоростные, чем сверхзвуковые авиалайнеры, колоссальные межконтинентальные «грузопроводы», подвешенные в толще океанских вод, даже индивидуальные «линии доставки», по которым товары отправляются покупателям на дом, — все это вполне может появиться. Если не к концу нынешнего столетия, то в начале следующего века капсулы, скользящие в пустоте на магнитной подушке, заменят и вытеснят прочие виды транспорта, исключая личные автомобили и круизные лайнеры. Китайцы взялись за внедрение идеи , при этом внесли в проект ряд серьезных корректив: трасса, скорее всего, будет пролегать под землей, а не на опорах, да и полное вакуумирование труб не планируется (хотя давление в них будет снижено). Это, конечно, минус, но предварительные расчеты показали, что затраты энергии на создание вакуума в системе превосходят расходы на разгон капсулы и поддержание ее левитации. Плюс к тому некоторое количество воздуха в трубопроводе поможет решить проблему отвода тепла, выделяющегося в обмотках и корпусе капсулы.
Предполагается, что благодаря снижению требований к герметичности труб строительство трассы обойдется не дороже обычного метрополитена, то есть около $3 млн на километр. Реализация смелого замысла Дэрила Остера требует огромных затрат, по его замыслу сеть трубопроводов должна полностью покрыть мир, крупные авиационные и морские перевозки не смогут конкурировать с новым видом транспорта, их вытеснят.
Рис 10.
Рис 11.
У Hyperloop Transportation Technologies немало инвесторов. Любопытно, что в сентябре этого года о планах финансово поддержать строительство Гиперпетли сообщила компания российского бизнесмена Виктора Вексельберга. Вот совсем свежее сообщение , 16 июня 2016 года я в рамках ПМЭФ министр транспорта России Максим Соколов заявил, что Минтранс создаст с представителями Hyperloop Technologies рабочую группу для строительства магистрали в Приамурье для перевозки грузов. Предполагается, что первая модель проекта будет представлена на Восточном экономическом форуме в начале сентября во Владивостоке, рассказал чиновник. В интервью РБК Соколов отметил, что считает вероятность реализации высокой. По его словам, инвесторы оценивают строительство 70-километровой магистрали на 30% дешевле строительства аналогичной железнодорожной ветки за 30–40 млрд руб. Затраты на приамурский Hyperloop могут составить $318–425 млн. Минтранс рассчитывает, что проект будет реализован при государственной поддержке и станет частью транспортного коридора «Приморье-2», соединив китайскую провинцию Цзилинь с портом Славянка на юге Приморского края. Объем перевозок планируется на уровне 10 млн т грузов в год.
Также на ПМЭФ представители Hyperloop Technologies встретились с губернатором Петербурга Георгием Полтавченко, сообщила «Фонтанка». На встрече обсуждались перспективы строительства грузового транспортного проекта в городе. По информации издания, диалог стороны ведут с марта, изначально речь шла о проекте на участках Бронка — Гатчина и Бронка — . Центральный порт
Вот еще интересное начинание, в Британии создан проект сети "продуктопроводов"
Foodtubes (буквально "Продуктопроводы").Проект подразумевает транспортировку продуктов питания из торговых точек в общественные заведения, а в перспективе, возможно, и в жилые дома.
Продукты предполагается доставлять в лёгких капсулах длиной около двух метров и диаметром примерно в один метр. Капсулы будут перемещаться в полиэтиленовых трубах, проложенных под землёй. Движение осуществляется с помощью асинхронных электрических двигателей, расположенных вдоль рельсов и питающих их... Двигаться капсулы будут со скоростью 100 км/ч. Загрузка товаров будет проходить на станциях, которые расположены под магазинами. Вообще вся система напоминает работу пневмапочты. Идея гениальная и довольно простая. Ведь именно так все мы получаем воду, газ, так работает канализация.
Пищепроводами уже заинтересовались несколько торговых сетей, а также транспортное ведомство британской столицы. Примечательно, что интерес к проекту проявили даже нефтяные компании, Нефтяники могли бы применять такую систему в экстремальных условиях, где традиционный транспорт просто невозможно использовать.
Сегодня трубопроводы ежедневно доставляют в дома в 180 раз больше воды по массе (150 л на человека), чем фуры перевозят пищи — и с гораздо меньших ущербом для окружающей среды, и не создавая пробок». По их оценке, система FoodTubes длиной 17 тыс. км, необходимая для Великобритании, позволит удалить с дороги 200 тыс. фур, которые используются в стране для доставки пищевых продуктов — а это, помимо прочего, 40 млн. тонн выброшенного в атмосферу углекислого газа ежегодно!
Как видно из повествования, транспортирование по трубам довольно развитая система транспорта, я уже не говорю об успешной эксплуатации действующих транспортировочных трубопроводах руды и угля. Вернемся к описанию нашего предложения об использовании действующей газотранспортной системы магистральных газопроводов для грузоперевозок.
Как и в случае с системой FoodTubes, грузы предполагается доставлять в лёгких капсулах длиной около двух метров и диаметром примерно в один метр (Рис 9.). Однако в нашем случае спереди и сзади капсулы у нас будет запасованы в камеру УЗОУ очистные поршни типа ОП. Передний поршень необходим, чтобы взять на себя работу по очистке возможных отложений в трубопроводе и скопившийся конденсат. Задний поршень необходим для того, чтобы осуществить движение по трубе при создании избыточного давления сжатого газа в камере УЗОУ. Для того чтобы разместить наш поезд в трубу работающего магистрального газопровода из камеры УЗОУ, он в нее передавливается сжатым газом.
Далее транспортировка контейнеров в трубе производиться со скоростью перекачки природного газа – до узла приема УПОУ. На узле УПОУ, после дегазации и дренажа конденсата, открывают люк и наш поезд разгружают с помощью грузоподъемного крана, который входит в состав узла.
Для отработки приемов и навыков работы, которые затем войдут в инструкцию по эксплуатации, уточнения регламента эксплуатации, необходимо создать модель, которая включила бы в свой состав камеру запуска камеру приема и отрезок трубопровода в натуральную величину. Эта модель необходима для демонстрации безопасной работы системы, кроме того на ней необходимо организовать практическое обучение персонала.
Идея настолько лежит на поверхности, что на следующем этапе вполне может быть разработан технический проект, включая регламент совместной работы двух систем транспортировки природного газа и грузоперевозки и технико-экономическое обоснование для рассмотрения его всеми ведомствами, причастными к газотранспортной системе.
В связи с этим я надеюсь на появление единомышленника, не обремененного ведомственными устоями и которому очень нужна для проведения грузоперевозок, в чрезвычайных условиях, мощная сеть подземных дорог.