۱) مقدمه
۱-۱) پیشگفتار
انسان همواره نیازمند انتقال سیالات از مکانی به مکان دیگر بوده است. برخی سیالات باید در احجام بزرگ و در مسیرهای طولانی جا به جا شوند: آب، نفت، گاز طبیعی، اتیلن و دیاکسید کربن از این قبیل سیالات هستند. سیالات دیگر باید در کمیتهای کوچکتر یا در مسیرهای کوتاهتری انتقال بیابند که از جمله آنها میتوان بخار، نیتروژن، هوای فشرده، خون، شیر، نوشیدنیهای مختلف، هلیم، جیوه، نیتروگلیسیرین و مواد شیمیایی را نام برد.
برای انتقال سیالات اصولاً سه راه وجود دارد. اولین راه شامل ریختن سیال در یک مخزن، انتقال مخزن پر شده به محل مورد نیاز و خالی کردن آن است. مخزن متحرک و روش پر و خالی کردن آن اجزای اصلی این روش هستند. دومی عبارت است از ساخت یک لوله (یا کانال) از جایی که سیال وجود دارد به جایی که میخواهم برود و سپس سیال بوسیله پمپ انتقال مییابد. قناتها نیز که برای انتقال آب زیرزمینی در مسافتهای کوتاه و بلند در مناطق مختلفی از کشورمان ساخته شدهاند از این دست میباشند. سومین گزینه، که گاه در ترکیب با دو روش قبلی استفاده میشود، عبارت است از انتقال سیال درون یک جامد یا درون یک سیال دیگر که راحتتر انتقال مییابد.
روش انتقال با مخزن، انعطاف پذیر بوده و اغلب هزینههای اساسی کمتری دارد. این روش بطور تغییرناپذیری برای احجام کوچکتر از سیالات با ارزشی همچون جیوه، نوشیدنیها، خون و هلیم استفاده میشود. مخزن، سیال را در مقابل آلودگیها محافظت میکند. میزان خطر نشت سیال از مخزن و آسیب رسیدن به محیط به سلامت مخزن و ایمنی آن بستگی دارد. به عنوان مثال در خشکی در مسیرهای طولانی مواقعی که خط لوله وجود ندارد، نفت بوسیله راه آهن منتقل میشود. برای مثال، طی قراردادی میان روسیه و چین، در سال ۲۰۰۵ ده میلییون تن نفت خام از طریق ریل به چین صادر خواهد شد. نفت از روسیه مرکزی نیز به همین شیوه به شرق دور روسیه منتقل میشود. این روش به دلیل انعطاف پذیریاش بطور گستردهای برای انتقال نفت و گاز طبیعی مایع در دریا استفاده میشود. به عنوان مثال، نفت خلیج فارس توسط نفتکشها به اروپا و چین و … صادر میشود. یک نفتکش میتواند نفت را در یک سفر از خاور میانه به ژاپن و در سفر دیگر از آلاسکا به کالیفرنیا حمل کند؛ در حین سفرها محموله میتواند فروخته شود و دوباره فروخته شود، به مقصد دیگری برگردانده شود و یا بخشی از محموله در مقصد دیگری تخلیه شود.
نوع انتقال بوسیله خط لوله در مقام مقایسه نسبتاً غیر قابل انعطاف است. خط لوله یک سرمایه ثابت با هزینههای اساسی نسبتاً بالا است. اگرچه، همین که خط لوله در مکان خود واقع شد، هزینههای عملیاتی و تعمیر و نگهداری نسبتاً کم هستند و خط لوله عمر عملیاتی حدود ۴۰ سال یا بیشتر دارد. یک خط لوله ممکن است نسبت به جنگ یا حملات تروریستی آسیب پذیر باشد یا نسبت به توقف سرویس توسط مناسبات سیاسی یک یا چند کشور که خط لوله از خاک آنها میگذرد. همین فاکتور است که اجرای خط لوله برای حمل نفت از خاور میانه به اروپا را محدود کرده است و همچنین مانع ساخت خط لوله گاز از ایران به هند شده است. انتقال بوسیله خط لوله انرژی کمی را به هدر میدهد. مناسبترین مثال در این زمینه مقایسه بین انتقال گاز طبیعی بوسیله خط لوله از یک طرف و میعان و سپس انتقال از دریا بوسیله نفتکش و مجددا تبدیل آن به گاز از طرف دیگر است. حتی در یک مسافت بلند، عملیات اداره یک خط لوله کمتر از ۱۰ درصد انرژی گاز حمل شده را مصرف میکند، در حالی که گزینه میعان گاز بیش از ۳۰ درصد انرژی گاز را مصرف میکند. همین مزیت بزرگ باعث توسعه این روش به بستر دریاها شده است[۱]. از طرفی زمانی که مقدار قابل توجه از یک مایع قرار است در یک مسیر ثابت و کوتاه(همچون فاصله میان چاههای نفت در دریا و تاسیسات ساحل) بطور پیوسته در طولانی مدت انتقال یابد، روش مخزن انعطاف پذیری خود را از دست خواهد داد.
۱-۱) پیشگفتار
انسان همواره نیازمند انتقال سیالات از مکانی به مکان دیگر بوده است. برخی سیالات باید در احجام بزرگ و در مسیرهای طولانی جا به جا شوند: آب، نفت، گاز طبیعی، اتیلن و دیاکسید کربن از این قبیل سیالات هستند. سیالات دیگر باید در کمیتهای کوچکتر یا در مسیرهای کوتاهتری انتقال بیابند که از جمله آنها میتوان بخار، نیتروژن، هوای فشرده، خون، شیر، نوشیدنیهای مختلف، هلیم، جیوه، نیتروگلیسیرین و مواد شیمیایی را نام برد.
برای انتقال سیالات اصولاً سه راه وجود دارد. اولین راه شامل ریختن سیال در یک مخزن، انتقال مخزن پر شده به محل مورد نیاز و خالی کردن آن است. مخزن متحرک و روش پر و خالی کردن آن اجزای اصلی این روش هستند. دومی عبارت است از ساخت یک لوله (یا کانال) از جایی که سیال وجود دارد به جایی که میخواهم برود و سپس سیال بوسیله پمپ انتقال مییابد. قناتها نیز که برای انتقال آب زیرزمینی در مسافتهای کوتاه و بلند در مناطق مختلفی از کشورمان ساخته شدهاند از این دست میباشند. سومین گزینه، که گاه در ترکیب با دو روش قبلی استفاده میشود، عبارت است از انتقال سیال درون یک جامد یا درون یک سیال دیگر که راحتتر انتقال مییابد.
روش انتقال با مخزن، انعطاف پذیر بوده و اغلب هزینههای اساسی کمتری دارد. این روش بطور تغییرناپذیری برای احجام کوچکتر از سیالات با ارزشی همچون جیوه، نوشیدنیها، خون و هلیم استفاده میشود. مخزن، سیال را در مقابل آلودگیها محافظت میکند. میزان خطر نشت سیال از مخزن و آسیب رسیدن به محیط به سلامت مخزن و ایمنی آن بستگی دارد. به عنوان مثال در خشکی در مسیرهای طولانی مواقعی که خط لوله وجود ندارد، نفت بوسیله راه آهن منتقل میشود. برای مثال، طی قراردادی میان روسیه و چین، در سال ۲۰۰۵ ده میلییون تن نفت خام از طریق ریل به چین صادر خواهد شد. نفت از روسیه مرکزی نیز به همین شیوه به شرق دور روسیه منتقل میشود. این روش به دلیل انعطاف پذیریاش بطور گستردهای برای انتقال نفت و گاز طبیعی مایع در دریا استفاده میشود. به عنوان مثال، نفت خلیج فارس توسط نفتکشها به اروپا و چین و … صادر میشود. یک نفتکش میتواند نفت را در یک سفر از خاور میانه به ژاپن و در سفر دیگر از آلاسکا به کالیفرنیا حمل کند؛ در حین سفرها محموله میتواند فروخته شود و دوباره فروخته شود، به مقصد دیگری برگردانده شود و یا بخشی از محموله در مقصد دیگری تخلیه شود.
نوع انتقال بوسیله خط لوله در مقام مقایسه نسبتاً غیر قابل انعطاف است. خط لوله یک سرمایه ثابت با هزینههای اساسی نسبتاً بالا است. اگرچه، همین که خط لوله در مکان خود واقع شد، هزینههای عملیاتی و تعمیر و نگهداری نسبتاً کم هستند و خط لوله عمر عملیاتی حدود ۴۰ سال یا بیشتر دارد. یک خط لوله ممکن است نسبت به جنگ یا حملات تروریستی آسیب پذیر باشد یا نسبت به توقف سرویس توسط مناسبات سیاسی یک یا چند کشور که خط لوله از خاک آنها میگذرد. همین فاکتور است که اجرای خط لوله برای حمل نفت از خاور میانه به اروپا را محدود کرده است و همچنین مانع ساخت خط لوله گاز از ایران به هند شده است. انتقال بوسیله خط لوله انرژی کمی را به هدر میدهد. مناسبترین مثال در این زمینه مقایسه بین انتقال گاز طبیعی بوسیله خط لوله از یک طرف و میعان و سپس انتقال از دریا بوسیله نفتکش و مجددا تبدیل آن به گاز از طرف دیگر است. حتی در یک مسافت بلند، عملیات اداره یک خط لوله کمتر از ۱۰ درصد انرژی گاز حمل شده را مصرف میکند، در حالی که گزینه میعان گاز بیش از ۳۰ درصد انرژی گاز را مصرف میکند. همین مزیت بزرگ باعث توسعه این روش به بستر دریاها شده است[۱]. از طرفی زمانی که مقدار قابل توجه از یک مایع قرار است در یک مسیر ثابت و کوتاه(همچون فاصله میان چاههای نفت در دریا و تاسیسات ساحل) بطور پیوسته در طولانی مدت انتقال یابد، روش مخزن انعطاف پذیری خود را از دست خواهد داد.