Байпас и байпасирование

Что это

Байпас  (англ. bypass «обход») — это система трубопроводов, которая позволяет обойти основную часть технологического процесса или оборудования, обеспечивая при этом нормальное функционирование всей системы. Байпасные установки используются для обеспечения безопасности, надежности и бесперебойности работы объектов, включая нефтяные и газовые платформы, трубопроводы, компрессорные станции и перерабатывающие заводы. Задача байпаса — предоставить альтернативный путь для жидкости или газа в случае выхода из строя основного оборудования или необходимости проведения технического обслуживания.

Байпасирование — это процесс временного обхода или перенаправления потока.

Байпасные системы являются неотъемлемой частью технологической схемы в нефтегазовой отрасли, и от их грамотного проектирования, установки и эксплуатации зависит как безопасность, так и экономическая эффективность процессов.

Принципы работы байпасных систем

Байпасные установки используются в различных технологических цепочках нефтегазовых объектов, таких как буровые установки, перерабатывающие комплексы, трубопроводные системы и т.д. Основная цель байпаса — это обеспечение возможности обхода оборудования или трубопроводов без остановки производственного процесса. Существуют различные способы реализации байпасов в зависимости от типа установки и назначения.

Основной принцип работы байпаса заключается в следующем:

• При необходимости обойти какой-либо участок системы (например, насос, фильтр или клапан), жидкость или газ перенаправляется через байпасный трубопровод.
• Это позволяет сохранить работу остальных частей системы, избежать полной остановки процесса или потери давления в трубопроводах.

Типичные задачи байпасов:

• Обход оборудования, которое выходит из строя или требует ремонта.
• Снижение нагрузки на определённый участок трубопровода или оборудования, например, в случае аварийных ситуаций.
• Поддержание нормальных параметров давления и температуры.
• Уменьшение потерь и обеспечение безотказной работы при изменении технологических условий.

Цели и преимущества использования

Увеличение надежности и непрерывности процесса

Основной задачей байпасных систем является поддержание нормальной работы производственного процесса, даже если отдельное оборудование выходит из строя или требует ремонта. Это критически важно для нефтегазовых объектов, где простои могут привести к огромным финансовым потерям.

Управление аварийными ситуациями

Байпас позволяет избежать полной остановки технологического процесса в случае аварийных ситуаций. Например, если необходимо быстро обойти неисправный участок трубопровода или устройства (например, компрессора или фильтра), байпасная система позволяет перенаправить поток до устранения неисправности.

Оптимизация обслуживания оборудования

Использование байпасов позволяет проводить плановое техническое обслуживание оборудования без остановки производства. Байпасные линии дают возможность обойти элементы системы, которые требуют технического обслуживания или замены.

Экономическая эффективность

Снижение потерь и минимизация простоя — важные экономические преимущества, которые байпасные системы обеспечивают на объектах нефтегазовой отрасли. Это помогает значительно сократить затраты, связанные с ремонтом, обслуживанием и остановкой оборудования.

Технологии и конструкция байпасных систем

Байпасные системы могут включать в себя разнообразные компоненты, такие как:

Клапаны

Для управления потоком через байпасные трубопроводы широко используются различные типы клапанов:

• Регулирующие клапаны — обеспечивают точную настройку потока жидкости или газа через байпас.
• Обратные клапаны — предотвращают обратный поток и защиту от возможных аварийных ситуаций.
• Запорные клапаны — позволяют полностью перекрыть или восстановить поток через байпас.

Трубопроводы и фитинги

Трубопроводы для байпасных систем обычно имеют диаметр и материалы, которые соответствуют основным параметрам системы. Они могут быть выполнены из нержавеющей стали, высокопрочных сплавов или композитных материалов в зависимости от рабочих условий (давление, температура, агрессивность среды).

Датчики и системы контроля

Для мониторинга работы байпасных систем используются различные датчики давления, температуры и расхода. Это позволяет операторам своевременно обнаружить проблемы в работе системы и выполнить корректировку параметров.

Типы байпасных систем

Существует несколько типов байпасов, которые могут быть использованы в зависимости от условий работы и назначения:

Байпас на трубопроводах

Это наиболее распространённый тип байпаса в нефтегазовой промышленности. Байпасные трубопроводы часто используются для обхода трубопроводных участков, на которых проводят ремонт или замену компонентов. Это позволяет избежать остановки всей трубопроводной системы, сохраняя ее работоспособность.

Примером может служить обход трубы в случае засорения фильтра, выхода из строя насосного оборудования или других неполадок.

Байпас в насосных станциях

На насосных станциях байпасные системы используются для обхода насосов, если требуется их ремонт или техническое обслуживание. Байпас позволяет продолжать работу станции, перенаправляя поток через параллельно установленный трубопровод. Также байпасные линии могут быть использованы для поддержания давления в системе при ремонте отдельных насосов.

Байпас в системе контроля давления

Многие нефтегазовые установки имеют байпасные клапаны, которые используются для регулировки давления в трубопроводах. Эти системы могут автоматически открывать и закрывать байпасные линии в зависимости от показаний манометров и датчиков давления, чтобы поддерживать оптимальные параметры работы всего комплекса.

Технологические байпасные линии на заводах

На перерабатывающих заводах байпас используется для обхода отдельных технологических установок (например, реакторов или фильтрационных установок) во время их обслуживания или замены. Байпас также помогает избежать снижения производительности завода и минимизировать потери продукции.

Примеры использования байпасных систем

Байпас в насосных станциях

Насосы, которые используются для прокачки нефти и газа, могут выходить из строя, требуя замены или обслуживания. В таких случаях используется байпасная система для временного обхода насосного оборудования. Это позволяет избежать остановки всего процесса и поддержать нужное давление в системе.

Пример: На нефтяной платформе один из насосов выходит из строя, и для его ремонта необходимо обойти систему насосов, не останавливая процесс добычи. В этом случае с помощью байпасного трубопровода жидкость или газ перенаправляются в обход неисправного насоса, чтобы платформа продолжала работать в нормальном режиме.

Байпас в системе прокачки в трубопроводах

На трубопроводных системах для транспортировки нефти и газа часто возникают ситуации, когда необходимо провести техническое обслуживание отдельных участков трубопроводов, например, для очистки от отложений или ремонта клапанов и насосов. В таких случаях устанавливаются байпасные трубопроводы, которые обводят неисправный участок и позволяют продолжать прокачку нефти или газа через систему.

Пример: Трубопровод на участке между двумя насосными станциями выходит из строя из-за повреждения клапана. Для того чтобы не останавливать весь процесс транспортировки, через участок прокачки устанавливается байпасный трубопровод, который позволяет переправить нефть в обход неисправного участка, пока проводится ремонт.

Байпас для обхода фильтрации 

На перерабатывающих заводах могут использоваться фильтры для очистки газа или нефти от загрязняющих веществ. Иногда фильтры забиваются или требуют планового обслуживания. Для того чтобы не останавливать весь производственный процесс, устанавливается байпас, через который проходит поток нефти или газа в обход фильтрующего оборудования.

Пример: На перерабатывающем заводе установлены фильтры, которые очищают нефть от механических примесей перед поступлением на дальнейшие этапы переработки. В какой-то момент фильтры засоряются, и для их очистки устанавливается байпас, через который нефть проходит в обход фильтров, не останавливая производственный процесс.

Регулирование давления на компрессорных станциях

На компрессорных станциях, которые обеспечивают прокачку газа по трубопроводам, важно поддерживать постоянное давление в системе. При возникновении аварийных ситуаций или необходимости провести работы на отдельных компрессорах может потребоваться использование байпасных клапанов. Эти клапаны могут автоматически открываться или закрываться для перенаправления газа через альтернативный путь, обходя неисправный компрессор.

Пример: На компрессорной станции, где транспортируется природный газ, происходит поломка одного из компрессоров, и его необходимо отремонтировать. В это время система байпасных клапанов автоматически открывает альтернативный путь для газа, который минует неисправный компрессор, обеспечивая поддержание давления и непрерывность процесса.

Байпас в системе управления газотурбинными установками

Газотурбинные установки, используемые на газовых платформах или в нефтегазовых комплексах для производства энергии, могут требовать периодического обслуживания. Байпасные системы позволяют обойти газотурбину или другие ключевые элементы установки, чтобы проводить их техническое обслуживание или диагностику без остановки всей энергетической системы.

Пример: На нефтегазовой платформе установлена газотурбинная установка, обеспечивающая генерацию электроэнергии для всего объекта. Во время планового обслуживания газотурбины байпасная система позволяет направить поток газа в обход этой турбины, чтобы поддерживать энергообеспечение платформы без перерывов.

Байпас в трубопроводах для предотвращения коррозии и эрозии

В некоторых случаях байпасные системы используются для предотвращения коррозии или эрозии трубопроводных систем. Это особенно важно на трубопроводах, которые перекачивают агрессивные химические вещества или нефть с высоким содержанием сероводорода, что может ускорять разрушение материала труб. В таких случаях, чтобы провести профилактическую замену или очистку труб, используется байпас.

Пример: На длинном трубопроводе, который перекачивает нефть с высоким содержанием сероводорода, в случае образования коррозии на отдельном участке устанавливается байпас, который позволяет перенаправить поток нефти в обход этого участка трубопровода. Это позволяет провести очистку или замену трубных секций без остановки прокачки нефти.

Байпас в системах охлаждения

На нефтехимических или газовых объектах могут быть установлены системы охлаждения, которые поддерживают оптимальную температуру для работы оборудования. В случае необходимости обслуживания этих систем можно использовать байпас для обхода охладителей, чтобы не останавливать весь процесс.

Пример: На нефтехимическом заводе установлен охлаждающий агрегат, который охлаждает газ, поступающий в реакторы. Когда агрегат требует планового обслуживания или чистки, устанавливается байпас, который позволяет обойти охладитель и поддерживать нормальную температуру в системе, продолжая переработку газа.

Байпас в процессе перегонки нефти 

На установках переработки нефти, например, на нефтеперерабатывающих заводах, часто используется система перегонки, чтобы разделить нефть на фракции. В случае необходимости ремонта колонн или оборудования для перегонки нефти может быть установлен байпас, который обходит основную колонну и позволяет продолжать переработку нефти через альтернативные пути.

Пример: На нефтехимическом заводе в процессе перегонки нефти возникает необходимость в ремонте одной из колонн. Для обеспечения продолжения работы всего процесса через установку устанавливается байпас, который позволяет направить нефть в другую колонну, минуя неисправную. Это позволяет избежать простоя производства и минимизировать потери.