Природный газ и способы его транспортировки. Справка
Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Относится к полезным ископаемым. Часто является попутным газом при добыче нефти. Природные газы состоят из метана, этана, пропана и бутана, иногда содержат примеси легкокипящих жидких углеводородов — пентана, гексана и др.; в них присутствуют также углекислый газ, азот, сероводород и инертные газы. Многие месторождения природного газа, залегающие на глубине не более 1,5 км, состоят почти из одного метана с небольшими примесями этана, пропана, бутана, азота, аргона, иногда углекислого газа и сероводорода. В газоконденсатных месторождениях содержание гомологов (соединений, принадлежащих к одному классу) метана значительно выше, чем содержание самого метана. Это же характерно для газов нефтяных попутных. В отдельных газовых месторождениях наблюдается повышенное содержание углекислого газа, сероводорода и азота.
Сжиженный природный газ (СПГ), или сжиженный нефтяной газ (СНГ) — очищенный и подготовленный нефтяной или отделенный от природного газ, сжиженный при охлаждении или под давлением для облегчения хранения или транспортировки. Газ обращается в жидкость при температуре окружающей среды ниже 20 градусов и/или при давлении выше 100 кПа. Состоит в основном из тяжелых газов пропана и бутана.
В такой форме газы хранятся на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях; применяются в быту для отопления, подогрева воды и приготовления еды; и на автомобильном транспорте в качестве топлива.
В настоящее время основным видом транспортировки природного газа является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. По мере продвижения газа по трубопроводу он теряет энергию, преодолевая силы трения как между газом и стенкой трубы, так и между слоями газа. Поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ дожимается до 75 атм.
Чтобы энергетически обеспечить транзит газа по трубопроводу, дополнительно нужен так называемый «технический», или, используя правильный термин, топливный газ, необходимый для работы газоперекачивающих станций.
Для транспортировки газа в сжиженном состоянии используют специальные танкеры — газовозы.
Это специальные корабли, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определенных термобарических условиях. Таким образом, для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры. Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдаленности потребителя сжиженного газа более 3000 км.
В сфере сетевого газа поставщики жестко привязаны к потребителям трубопроводами. И цены на поставки определяются долгосрочными контрактами. Примерно такие же отношения сложились сегодня и в секторе СПГ. Около 90% СПГ тоже реализуется на основе долгосрочных контрактов.
Поставщики СПГ выигрывают за счет экономии на морских перевозках. При благоприятных условиях цена поставки газа танкером может быть ниже цены поставки по газопроводу почти на порядок. Сравнение транспортных расходов с использованием СПГ и газовозов показывает, что при увеличении расстояния транспортировки расходы увеличиваются гораздо более низкими темпами, подтверждая привлекательность нового рынка сжиженного природного газа. Напротив, прокладка как наземных, так и подводных трубопроводов с ростом расстояний увеличивает себестоимость традиционного природного газа гораздо быстрее.
Источник
Технология транспортировки природного газа
После извлечения из недр земли или моря газ нужно доставить потребителям. Длина газопроводов и газораспределительных сетей многократно превышает длину окружности Земли.
На большие расстояния газ перекачивается по магистральным газопроводам, но при доставке газа конечным потребителям используются уже газопроводы меньшего диаметра — газораспределительные сети. В зависимости от категории потребителя различают сети низкого (для газоснабжения жилых домов), высокого и среднего давления, которые предназначены для снабжения промышленных предприятий.
Сам по себе процесс транспортировки требует пристального внимания целого штата диспетчеров, которые фиксируют режимы прокачки. Они должны учитывать суточную и сезонную неравномерность потребления газа на конечном пункте.
Перед трубой
Самым распространенным способом доставки газа потребителям является транспортировка по трубам.
Но перед пуском газа по трубам его необходимо подготовить. Дело в том, что вместе с природным газом из скважины выходят различные примеси, которые могут испортить оборудование. Газ очищают от них несколько раз: непосредственно при выходе из скважины, в наземных сепараторах, а затем еще при транспортировке и на компрессорных станциях.
Лишнее в газе
Газ нужно осушить, поскольку содержащаяся в нем влага также портит оборудование и может создать в трубе пробки — так называемые кристаллогидраты, которые внешне похожи на мокрый спрессованный снег. Газ осушают, пропуская его через адсорбенты, либо охлаждая газовый поток. Охладить газ можно при помощи холодильных установок или путем дросселирования — понижения давления в месте сужения трубопровода. Кроме того, перед тем, как запустить газ в трубу, из него извлекают сероводород и углекислый газ.
Поскольку природный газ не имеет запаха, перед подачей потребителям его одорируют.
Летом тоже нужно меньше газа
Если суточную неравномерность потребления газа контролируют диспетчеры, то сезонная неравномерность компенсируется изменением режима работы компрессорной станции (КС), где газ сжимают, или подключением к газопроводу хранилища газа (ПХГ).
В процессе сжатия газа на КС повышается его температура, поэтому газ нужно охлаждать, чтобы не допустить порчи оборудования. Для этого используются аппараты воздушного охлаждения (АВО). Кроме того, газ охлаждают, чтобы увеличить пропускную способность газопровода.
Природный газ занимает наименьший объем, если он находится в сжиженном состоянии. И его тоже можно транспортировать, но уже в специальных емкостях.
Газ в цифрах
В настоящее время с точки зрения эффективности максимальным диаметром газопровода считается 1420 мм.
«Газпром» располагает крупнейшей в мире газотранспортной системой, ее протяженность на территории России составляет 171,2 тыс. км. Если вытянуть в линию все магистральные газопроводы, они четырежды опоясали бы Землю.
В собственности и обслуживании дочерних и зависимых газораспределительных организаций Группы «Газпром» находится 746,3 тыс. км сетей газораспределения.
Источник
1.3. Виды транспорта газа
Для транспортировки газа и газового конденсата применяются железнодорожный, водный, автомобильный и трубопроводный виды транспорта.
Попутный (нефтяной) газ, отделяемый из нефти, поступает по трубопроводам на ГПЗ, где из него выделяют пропан и бутан и в виде их смеси в сжиженном виде в железнодорожных цистернах, баллонах или автоцистернах направляется потребителям — в систему бытового или промышленного газоснабжения городов и поселков. Газовый конденсат, добываемый вместе с газом из газоконденсатных месторождений, отделяется от газа непосредственно на месторождении на установках подготовки газа и по трубопроводам (конденсато-проводам) или в цистернах доставляется потребителям — на нефтехимические предприятия.
С 50-х годов получил распространение способ морских перевозок сжиженного природного газа (метана) в специальных танкерах — метановозах. Метан составляет основную часть природного газа. Если метан при атмосферном давлении охладить до температуры -162°С, то он становится жидким.
Трубопроводный транспорт является основным видом внутриконтинентального транспорта природного газа. По трубопроводам (газопроводам) газ в газообразном состоянии транспортируется после компримирования (сжатия) компрессорами.
В отличии от магистрального нефтепровода максимальный диаметр магистрального газопровода в настоящее время составляет 1420 мм. В России рабочее давление газопроводов зависит от их диаметра. Обычно при диаметре не более 1020 мм рабочее давление составляет 5,4 МПа, а при диаметре более 1020 мм поддерживается рабочее давление 7,35 МПа.
При диаметре 1020 мм и 1420 мм магистральный газопровод имеет пропускную способность соответственно 30 и 100 млн. м3 в сутки.
1.4.Технология трубопроводного транспорта газа
Схема магистрального газопровода.
Система газоснабжения от скважины до потребителя представляет собой единую технологическую цепочку. Вся продукция скважины 1 на газовом или газоконденсатном месторождении поступает через газосборный пункт 2 и газопромысловый коллектор 3 на установку подготовки газа 4.
Если давление на устье скважины больше, чем рабочее давление магистрального газопровода, то оно дросселируется (снижается) до нужной величины введением дополнительного гидравлического сопротивления. В случае недостаточного давления газ после подготовки закачивается ГКС 5 в магистральный газопровод 6.
Линейные охранные краны 7 на газопроводе предусматриваются через 20-30 км.
Для поддержания давления газа на газопроводе с интервалом в 100-120 км устанавливаются компрессорные станции (КС) 8. Они в большинстве случаев оборудуются центробежными нагнетателями для компримирования газа с приводом от газотурбинных установок или электродвигателей. В настоящее время 80 % мощности всех КС составляет газотурбинный привод нагнетателей, а 20 % — электропривод. Газовые турбины работают на перекачиваемом газе. Расход газа на топливо достигает 10-12 % объема его транспортировки. Мощность применяемых на КС электродвигателей не превышает 12,5 тыс. кВт.
На каждой КС устанавливаются пылеуловители, т.к. газ в процессе движения по газопроводу засоряется механическими примесями. На выходе всех КС газопроводов большого диаметра устанавливают аппараты воздушного охлаждения (АВО) газа для охлаждения транспортируемого газа атмосферным воздухом.
Магистральные газопроводы часто прокладываются в одном коридоре с другими газопроводами. В этом случае они соединяются между собой перемычками на входе и выходе КС и далее через каждые 20-40 км.
На своем протяжении нефтепровод проходит через естественные препятствия (реки 13) и искусственные (железные 11 и шоссейные 9 дороги). В зависимости от условий местности могут применяться подземная, надземная или наземная прокладки газопровода.
Потребителями газа являются крупные тепловые электростанции, города и населенные пункты. Часть природного газа используется как технологическое сырье на нефтехимических комбинатах. Перед подачей газа потребителю он поступает из магистрального газопровода по отводам 16 на газораспределительные станции (ГРС) 15, 26. На ГРС снижается давление газа до рабочего давления газораспределительной системы потребителей, он также подвергается одоризации для придания ему специфического запаха, с целью раннего выявления аварийных утечек газа.
После ГРС газ поступает в городские газовые сети 28, которые непосредственно подают газ к месту потребления. Городские газовые сети транспортируют газ под высоким (1,2 — 0,3 МПа), средним (0,3 — 0,05 МПа) и низким (5-3 КПа) давлениями. Снижение и поддержание в необходимых пределах давления газа в распределительных сетях осуществляется на газорегулировочных пунктах (ГРП) 27.
Вспомогательные линейные сооружения магистрального газопровода аналогичны магистральным нефтепроводам и включают:
— линии связи 10 и электропередач 19;
— систему защиты от электрохимической коррозии 18;
— площадки с аварийным запасом труб 12;
— защитные сооружения 17 и водосборники 22;
— дома линейных ремонтеров-связистов 23;
Для сглаживания неравномерности потребления газа у крупных населенных пунктов создают подземные хранилища газа (ПХГ) 20 со своими компрессорными станциями 21 для закачки газа в ПХГ.
Источник