Технологии хранение газа на выставке
Много внимания в нефтегазовой индустрии уделяется вопросам перспектив разработок месторождений на севере РФ, а также их реализации с учетом экстремальных погодных условий этого региона. Именно поэтому невозможно представить, что такая тема, как разработка функциональной схемы автоматизации подземного хранения газа, не будет освещаться на крупнейшем событии данной отрасли, которое ежегодно проходит в ЦВК «Экспоцентр» в Москве.
Выставка «Нефтегаз» – это мероприятие международного масштаба, которое освещает новые разработки в различных областях индустрии.
При этом рассматриваются результаты исследований не только отечественных, но и зарубежных научных деятелей и организаций. Это позволяет объединить инновационные разработки и опыт практических проектов, ведущих стран и найти новые способы решения тех или иных вопросов.
В выставке «Нефтегаз» примут участие представители компаний из разных стран мира, а также признанные специалисты различных областей индустрии. Это дает возможность не только наладить международное сотрудничество в области научно-технических разработок, но и обменяться опытом, а также практическими наработками
Это особенно важно при решении вопросов, связанных с освоением нефтегазовых месторождений Арктики и дальнего севера, так как данное направление требует для реализации, разработки наличие нового оборудования и технологий
Современное оборудование необходимо для того, чтобы осуществлять добычу данных видов топлива в экстремальных условиях и труднодоступных регионах.
Есть большая уверенность в том, что выставка «Нефтегаз» эффективно повлияет на развитие и станет сенсационным событием в сфере нефтеперерабатывающей индустрии. Обязанности организатора интернациональной экспозиции берет на себя опытный ЦВК «Экспоцентр». Проект считается самым большим событием в зоне СНГ.
В процессе выставки значительное внимание будет уделено рассмотрению различных видов резервуаров и хранению сжиженных углеводородных газов. Также в ходе мероприятия будут рассмотрены всевозможные типы баз для складирования, передовая оснастка для сектора и современные технологии, в том числе и автоматизация газодобывающего и транспортирующего комплекса
Также в ходе мероприятия будут рассмотрены всевозможные типы баз для складирования, передовая оснастка для сектора и современные технологии, в том числе и автоматизация газодобывающего и транспортирующего комплекса.
Мероприятие «Нефтегаз» включает в себя набор разносторонних тематик и предоставит полезную информацию о:
- группах насосов для перекачки ресурсов;
- оснастке для нефтехимических нужд;
- видах газопроводов;
- сварочных устройствах;
- приспособлениях для монтажа;
- комплексах хранения природного газа;
- приборах автоматизации комплекса.
Здесь пройдут разносторонние мероприятия, где будут затронуты основные болезненные темы индустрии, будут демонстрироваться инновационные варианты хранения сжиженных газов и передовые инженерные конструкции.
Требования к хранению сырой нефтиАвтоматизация подземного хранения газаПравила хранения баллонов с газами
Газобусы выходят на линию
Основной компонент природного газа — метан — имеет химическую формулу CH4. Это самый простой углеводород, который обеспечивает чистое сгорание — без соединений серы и азота, без угарного газа и сажи. При этом эффективность сгорания метана не уступает бензиновой. В отличие от нефти природный газ не требует перегонки и готов к использованию сразу после добычи.
Транспортная стратегия России на период до 2030 года (распоряжение №1734-p от 22 ноября 2008 года) требует, чтобы доля автопарка с двигателями на альтернативном (в первую очередь на газомоторном) топливе составила не менее 40%.
В постановлении №767-р от 13 мая 2013 года указано, что в городах с численностью населения более 1 млн человек до 2020 года использование природного газа в качестве моторного топлива на общественном транспорте и транспорте дорожно-коммунальных служб необходимо довести до 50% от общего количества единиц техники.
Установка и обслуживание
Расстояние газгольдера от строений на участке
Схема автономного газа на дачном участке – результат работы нескольких специалистов. Внутри здания размещение газовых приборов и газопровода проектируется архитектором. Наружный трубопровод и местоположение газгольдера планирует представитель газовой компании. Нужно оценить рельеф участка, проанализировать план строений и лишь затем найти место для газгольдера.
Проект газовой станции для частного дома нужно утвердить. Только после этого начинают строительство.
- Газгольдер должен находиться на дистанции не менее 1 м от жилого здания, не менее 5 м от гаража, не менее 10 м от колодца или бассейна, не менее 2 м от ограждения. На выбранном участке выкапывают котлован, глубиной не менее 1,5 м. Это заказчик может сделать сам.
- На дно котлована укладывают железобетонную плиту на подушку из щебня и песка.
- На основании устанавливают газгольдер. Затем обустраивают заземление, монтируют регуляторы давления, испаритель и другое оборудование. На этом же этапе устанавливают конденсатосборник.
- Выкапывают траншею и прокладывают трубы до цокольного ввода.
- Систему проверяют на герметичность. Для этого на сутки закачивают воздух. Если утечки нет, траншею засыпают песком, а затем землей.
- Обустраивают цокольный ввод и монтируют внутренний газопровод.
- На последнем этапе подключают газовые приборы, устанавливают датчики загазованности и измерительные приборы.
- Пусконаладочные работы проводят до установки и запуска газового счетчика. После завершения счетчик пломбируют.
Любой продукт надо как-то хранить. Газ не исключение. Индустрия подземного хранения газа имеет уже почти столетнюю историю.
Колебания и пики
ПХГ (подземные хранилища газа) в значительной мере способствуют надежности снабжения потребителей газом. Они позволяют выравнивать суточные колебания газопотребления и удовлетворять пиковый спрос в зимний период. Особенно важны ПХГ в России с ее климатическими особенностями и удаленностью источников ресурсов от конечных потребителей. В России действует не имеющая мировых аналогов Единая система газоснабжения (ЕСГ), ее неотъемлемая часть — система ПХГ. Подземные хранилища позволяют гарантированно обеспечивать потребителей природным газом независимо от времени года, колебаний температуры, форс-мажорных обстоятельств.
Предусмотрительная природа
Однако газ занимает значительно больший объем, чем твердое тело или жидкость. Поэтому найти для него герметичные резервуары было бы затруднительно, если бы природа уже не построила их. Пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины, являются природными ПХГ. В порах песчаника может находиться вода, но могут скапливаться и углеводороды . В процессе создания ПХГ в водоносном слое газ, скапливающийся под глиняной покрышкой, вытесняет воду вниз.
Активный газ
В процессе создания хранилища часть газа захватывается в пласте-коллекторе, чтобы создать необходимое давление. Этот газ называется буферным. Его объем составляет приметно половину от всего газа, закачиваемого в хранилище. Газ, который потом будут извлекать из ПХГ, называется активным или рабочим газом.Самое большое хранилище в мире — Северо-Ставропольское ПХГ. Его объем — 43 млрд кубометров активного газа. Этого хватило бы, чтобы покрыть годовое потребление, например, Франции или Нидерландов. Северо-Ставропольское ПХГ было построено в истощенном газовом месторождении.
Пещеры с самозаживлением
Соляные пещеры являются идеальными по герметичности резервуарами. Построить подземную соляную пещеру для хранения газа не так уж и сложно, хотя это и долгий процесс. В подходящем по высоте пласте каменной соли бурятся скважины. Затем в них подается вода, в соляном пласте вымывается полость необходимого объема. Соляной купол не только непроницаем для газа — соль обладает способностью самостоятельно «заживлять» трещины и разломы.
В настоящее время в России строятся два хранилища в отложениях каменной соли — в Калининградской и Волгоградской областях.
Как это работает
Закачка газа — это его нагнетание в искусственную газовую залежь при заданных технологическим проектом показателях. Газ из магистрального газопровода поступает на площадку очистки газа от механических примесей, затем на пункт замера и учета газа, затем в компрессорный цех, где компримируется и подается на газораспределительные пункты (ГРП) по коллекторам. На ГРП общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключены шлейфы скважин. Обвязка технологических линий позволяет измерить производительности каждой скважины, температуру и давление газа при закачке.
Обратно в трубу
Отбор газа из подземного хранилища является практически таким же технологическим процессом, как и добыча из газовых месторождений, но с одним существенным отличием: весь активный (товарный) газ отбирается за период от 60 до 180 суток. Проходя по шлейфам, он поступает на газосборные пункты, где собирается в газосборный коллектор. Из него газ поступает на площадку сепарации для отделения пластовой воды и механических примесей, после чего направляется на площадку очистки и осушки. Очищенный и осушенный газ поступает в магистральные газопроводы.Другие способы
Еще можно хранить газ в сжиженном виде . Это самый дорогостоящий из всех способов хранения, но такое решение применяется в тех случаях, когда вблизи крупных потребителей невозможно построить хранилища другого типа. Возможность создания такого хранилища в районе Санкт-Петербурга в настоящее время рассматривается специалистами «Газпрома».
Кроме того, российская газовая промышленность обладает технологией хранения гелия .
Порядок заполнения хранилища
После того, как геологи выполнили исследования какого-либо пласта и приняли решение о том, что в нужном месте можно создать газовое хранилище, газодобытчики строят инженерный комплекс.
Современные ПХГ являются самым безопасным способом хранения запасов газа. Но его частые утечки являются большой проблемой для газовщиков и экологов, которые считают такие случаи существенной проблемой для окружающей среды. А бывает и так, как изображено на фото (вдали виден пожар на одной из венгерских ПХГ)
А далее начинается закачка в будущее ПХГ «голубого» топлива, которое подводится от ближайшего магистрального трубопровода. И поступает на площадку очистки, где происходит удаление всевозможных механических примесей.
Чистое топливо подается на пункт учета и замера. А после этого в компрессорный цех, где производится компримирование — так называется подготовка газа к закачиванию в хранилище. Она представляет собой повышение давления газа до нужного значения.
Затем он транспортируется на газораспредительные пункты. Где общий поток делится на несколько и поступает в разные технологические линии. Откуда по шлейфам направляется в скважины для закачивания.
На протяжении всего процесса специалисты контролируют ряд параметров, среди которых давление и температура газа, производительность каждой скважины.
Обеспечение безопасности при работе с газом
Работа с газом требует строгого соблюдения мер безопасности, так как неверное обращение с этим веществом может привести к серьезным последствиям, включая взрывы, пожары и отравления. Вот несколько основных мероприятий, которые необходимо принять для обеспечения безопасности при работе с газом:
- Правильное хранение газа: Газовые баллоны и цилиндры должны быть установлены на стабильной поверхности, чтобы избежать их падения и повреждения. Также необходимо предотвращать неправильное подключение и утечку газа.
- Вентиляция: Всегда работайте с газом в хорошо проветриваемом помещении. Если работа происходит в закрытом пространстве, необходимо использовать системы принудительной вентиляции.
- Избегайте источников возгорания: Газ легко воспламеняется, поэтому во время работы с ним необходимо избегать открытого огня, искр, дыма и нагревательных приборов.
- Осмотр и техническое обслуживание: Регулярно проверяйте газовое оборудование на предмет утечек и повреждений. При обнаружении проблем немедленно предпринимайте меры по их устранению.
- Экстренные меры: Знайте, какие действия следует предпринимать в случае аварии или утечки газа. Убедитесь, что в случае чрезвычайной ситуации все работники оборудованы средствами индивидуальной защиты и обучены применению аварийных планов.
Соблюдение этих мероприятий позволит снизить риск возникновения опасных ситуаций во время работы с газом и обеспечить безопасность как для работников, так и для окружающих.
Требования к резервуарам и паркам хранения газа
Важно понимать, что складирование газа требует значительно больше объема, чем твердого тела или жидкости. Поэтому самой сложной задачей является найти герметичные резервуары, емкости для хранения сжиженного газа и прочей продукции. Но природа в этом случае послужила хорошим помощником и уже соорудила их
Природными ПХГ здесь выступают пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины. В порах песчаника можно найти воду, точно так же там могут накапливаться и углеводороды. В ходе работы по созданию ПХГ в водоносном слое газ, который собирается под глиняной покрышкой, толкает воду вниз
Но природа в этом случае послужила хорошим помощником и уже соорудила их. Природными ПХГ здесь выступают пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закупоренные сверху куполом из слоя глины. В порах песчаника можно найти воду, точно так же там могут накапливаться и углеводороды. В ходе работы по созданию ПХГ в водоносном слое газ, который собирается под глиняной покрышкой, толкает воду вниз.
Чтобы определить является ли данный пласт-коллектор месторождением газа и нефти, необходимо изначально проверить есть ли в нем углеводороды. Таким образом, герметичность этой структуры уже доказана тем, что в ней скопились углеводороды.
В моменты формирования хранилища часть газа замыкается в пласте-коллекторе с целью создать нужное давление. Такой газ имеет название буферный. Объем буферного газа составляет почти половину от всего газа, закачиваемого в хранилище. Газ, который будут использовать при извлечении из ПХГ, имеет название активный или рабочий.
Следует знать, что наибольшее хранилище активного газа называется Северо-Ставропольским ПХГ. Его объем составляет 43 млрд. кубометров активного газа. Такой цифры без проблем хватает, чтобы обеспечить на год потребление таких стран, как Франция или Нидерланды. Известно, что Северо-Ставропольское ПХГ было сооружено в истощенном газовом месторождении. А хранение газа в подземных хранилищах этого комплекса считается достаточно эффективным.
Парки, которые находятся в истощенном месторождении или водоносном слое, имеют отличие, выражающееся в большом объеме и в маленькой гибкости. Во много раз быстрее закачка и отбор газа проводятся в хранилищах, которые находятся в пещерах каменой соли. На территории России сейчас есть два хранилища, которые находятся в отложениях каменной соли. Их местом расположения является Калининградская и Волгоградская области. Здесь проводится хранение пиролизного и природного газа.
Напомним, что функции у ПХГ различные
Во-первых, это оптимизация транспортировки газа. Ведь зимой спрос увеличивается, поэтому проще ещё летом закачать часть «зимнего» газа в ПХГ недалеко от мест потребления. Тогда слишком мощный газопровод для зимнего пикового спроса и не понадобится. Эту комбинацию каждый год мы как раз и видели в случае транзита по украинской территории.
Во-вторых, балансировка текущего спроса в краткосрочном режиме. Ведь из отдалённых регионов, к примеру, из той же Западной Сибири для доставки газа по трубопроводам в Европу необходимо более суток, и поэтому не всегда технически возможно оперативно нарастить объёмы поставок.
В-третьих, это собственно стратегическая роль на случай ЧП или прекращения поставок.
Если говорить о европейском рынке, то здесь, несмотря на стагнацию газового спроса, роль (и мощности) хранилищ также будут возрастать: возможно, ещё быстрее, чем во всём мире. Причины тому следующие:
- Снижение собственной добычи газа и, соответственно, рост импорта.
- Снижение роли украинских ПХГ на фоне падения объёмов украинского транзита и общей неспокойной обстановки с поставками по этому направлению.
- Курс ЕС на диверсификацию поставок через рост доли СПГ. В этом случае сезонный манёвр поставки осуществить не удастся, да и танкерные поставки по определению более рискованные по сравнению с трубой.
- Фактический отказ от использования газа для выработки электричества привёл к тому, что газ в Европе стал использоваться преимущественно для бытовых целей. Это стало ещё одним фактором разрыва объёмов зимнего и летнего спроса на газ. А сгладить эти различия — собственно и есть одна из задач ПХГ.
Виды газгольдеров
Помимо различия по принципу работы, емкости для хранения природного ресурса подразделяются в зависимости от конфигурации, способа монтажа, материала стенок.
По конфигурации
Цилиндрические типы газгольдеров могут быть вертикальными и горизонтальными.
Вертикальная модель похожа на большой бидон. Основное её достоинство – это небольшая площадь, которую занимает агрегат. Однако из-за маленькой площади испарения газа подобная система не обеспечивает оптимальное давление при повышенных расходах газа. Чтобы увеличить силу испарения в таком хранилище, можно дополнительно установить электрический обогреватель – испаритель. Но это тянет расходы на электроэнергию, нивелируя экономию материальных средств в процессе эксплуатации системы. Вертикальные устройства актуальны для небольших домов и ограниченных бытовых нужд.
Чтобы обеспечить систему отопления в зимнее время, лучше приобретать горизонтальные модели газгольдеров. Они имеют большую площадь испарения и способны создать давление для эффективной работы отопительных и нагревательных систем.
По способу установки
Газовые хранилища бывают трех типов.
Наземные устанавливаются на поверхности участка, что значительно облегчает процесс технического обслуживания. Однако пожаробезопасность резервуара требует дополнительного контроля. При этом в холодное время года смесь остывает и прекращает испаряться в необходимом объеме, что может привести к выходу из строя отопительной системы. В северных районах данные модели устанавливать не рекомендуют из-за повышенных затрат на обогрев. Если местность скалистая с неровным рельефом, такая бочка идеально подходит для применения.
Подземные монтируются в предварительно вырытых котлованах. За счет громоздких размеров на земляные работы уходит много сил и времени. Но за счет установки ниже уровня промерзания грунта резервуар не нуждается в дополнительном обогреве, так как взвесь нормально испаряется, обеспечивая бесперебойную работу оборудования. Ещё один плюс подземных бочек для хранения газа – максимальная безопасность и минимальный риск взрыва при утечке газа.
Мобильные – особые модели, используемые для аварийных или сезонных нужд. Они располагаются на прицепе с колесами, за счет чего упрощается их транспортировка. Отличаются маленькими габаритами и объёмом. Не подходят для стационарного подключения, так как требуют дополнительного подогрева смеси в морозное время года.
Материал и толщина стенок резервуара
Газгольдер включает в состав защитную раму, выполненную из оцинкованной стали. Также он имеет тентовую защиту от воздействия ультрафиолетового излучения и саму емкость для природной взвеси.
Работы ИФХЭ РАН по созданию технологии адсорбирования метана
Проанализировав научную литературу и существующие патенты, коллектив специалистов лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН определил условия, которые необходимы для успешного внедрения технологии адсорбционного газа, и приступил к работе по созданию этих условий.
Был выполнен комплекс работ:
— создание математических и компьютерных моделей на микро- (внутри микропор) и макроуровне (система целиком);
— разработка требований к эффективным материалам;
— разработка методик их испытаний;
— проведение масштабных экспериментальных исследований;
— разработка собственных пористых материалов с заданными свойствами под специфичные задачи хранения и транспортировки метана;
— разработка газотопливных систем и мобильных хранилищ (включая низкотемпературные), научных установок для их испытаний и заправки;
— разработка концепций развития систем адсорбированного природного газа в различных отраслях промышленности.
В результате проведенных работ, направленных на развитие фундаментальных основ теории адсорбции газов и синтеза перспективных пористых материалов, были получены прецизионные пористые материалы с заданными свойствами для решения задач хранения и транспортировки природного газа. Это непылящие, прочные и долговечные высокоплотные пористые материалы, отвечающие все требованиям к эффективным адсорбентам метана.
Способы хранения природного газа:
1. Сжижение газа:
Одним из способов хранения природного газа является его сжижение. При сжижении газа он превращается в жидкое состояние, что позволяет сократить его объем примерно в 600 раз. Сжиженный природный газ (СПГ) легко транспортируется и хранится в специальных емкостях, таких как цистерны и баллоны. Этот способ хранения позволяет увеличить мобильность и доступность газа.
2. Сжатие газа:
Другой способ хранения природного газа — сжатие. При сжатии газа он упаковывается под большим давлением в цилиндры или другие контейнеры. Сжатый природный газ (СПГ) занимает меньший объем, что облегчает его транспортировку и хранение. Для этого способа хранения требуется специальное оборудование, такое как компрессоры и резервуары высокого давления.
3. Подземные хранилища:
Третий способ хранения природного газа подразумевает использование подземных хранилищ. Это наиболее распространенный и экономически эффективный способ хранения больших объемов газа. Газ помещается в специально подготовленные подземные формации, такие как пустые нефтяные или газовые скважины, солевые каверны и подземные водоносные горизонты. Подземные хранилища позволяют сохранить газ в долгосрочной перспективе и обеспечить стабильность его поставок.
Вывод:
Каждый из этих способов хранения природного газа имеет свои преимущества и недостатки. Выбор способа зависит от многих факторов, включая объем газа, требуемую мобильность и доступность, а также стоимость каждого способа. Комбинированное использование различных способов хранения позволяет обеспечить надежные и устойчивые поставки природного газа во всех ситуациях.
Газопроводы и контейнеры
Газопроводы строятся из специальных материалов, таких как сталь, которые способны выдерживать высокое давление и предотвращать утечку газа. Как правило, газопроводы оснащены системами контроля и безопасности, такими как автоматическая система отключения при обнаружении утечки газа или превышения определенного давления.
Контейнеры также используются для хранения природного газа. Они представляют собой специальные емкости, где газ хранится под давлением. Контейнеры могут быть подземными или наземными и могут быть различного вида и размера. Например, баллоны для хранения газа используются в бытовых условиях, а газовые цистерны применяются на промышленных объектах или в автотранспорте.
Безопасность является основным аспектом при эксплуатации и хранении природного газа в газопроводах и контейнерах. Контрольные меры включают системы детектирования утечки газа, регулярные проверки на прочность и целостность газопроводов и контейнеров, а также соблюдение правил и норм, установленных регулирующими органами.
В случае обнаружения утечки газа, необходимо сразу же принять меры по ликвидации опасности. Это может включать эвакуацию людей, отключение газоснабжения и вызов аварийных служб для устранения проблемы.
Таким образом, газопроводы и контейнеры играют важную роль в хранении и транспортировке природного газа. Безопасность и контроль являются приоритетными задачами для обеспечения эффективной и безопасной работы этих систем.
Преимущества и недостатки
Несмотря на очевидные преимущества такого вида газового снабжения, газгольдеры имеют и свои недостатки на которые тоже нужно обратить внимание, а именно:
- Цена самой емкости и ее установки довольно высока.
- Из-за малого распространения по всей стране подобных установок, найти компанию, которая правильно установит и грамотно будет обслуживать, достаточно трудно.
- При покупке газгольдера б/у вероятность его неисправности значительно возрастает, что недопустимо, учитывая то, что располагаться он будет посреди жилого сектора.
- Не всегда есть возможность установить газгольдер в соответствии с требованиями безопасности.
Перед тем, как приобретать газгольдер, обязательно взвесьте все плюсы и минусы его использования. Так же нужно очень ответственно подойти к выбору монтажной и обслуживающей организации и проследить, чтобы газгольдер был установлен в полном соответствии с требованиями безопасности.
