Природный газ способы хранения

СПОСОБЫ ХРАНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Методы покрытия неравномерностей потребления газа

Для системы снабжения городов и промышленных предприятий характерна неравномерность потребления газа. Объясняется это тем, что бытовые, коммунальные и промышленные потребители рас­ходуют газ неравномерно по временам года (лето, зима), по месяцам, неделям, суткам и часам суток. Зимой расход газа всегда больше, чем летом, когда выключается отопительная система. Потребление газа в дневные часы, как правило, всегда значительно больше, чем в ночные часы. Учитывая, что в городскую сеть газ по газопроводу подается в одном и том же количестве, исходя из среднечасового расхода, то в дневное время ощущается недостаток в газе, а в ноч­ное — появляется избыток газа, так как город потребляет газа меньше, чем поступает его в газопровод.

Для устранения суточной неравномерности потребления газа вблизи городов сооружают емкости, в которые вмещают весь избы­точный газ в ночные часы, чтобы обратно выдать его в газораспре­делительную сеть города в дневные часы. С этой целью используют газгольдеры, а также объем последнего участка магистрального газопровода. Благодаря аккумулирующей способности газопровода при накапливании газа в ночные часы в нем повышается давление, достигающее к утру максимально допустимой величины. В дневные часы при повышении расхода газа его давление понижается до нор­мального. Особенно велика сезонная неравномерность газопотребле­ния, характеризующаяся тем, что крупные города имеют большой разрыв между максимальным (зимним) и минимальным (летним) расходом газа за счет значительного его использования для отопле­ния в холодное время года. Для покрытия этой неравномерности требуются крупные хранилища. Так как по экономическим сообра­жениям нецелесообразно сооружать для этой цели газгольдерные парки, на изготовление которых расходуется много стали и тре­буются значительные площади застройки, для хранения межсе­зонного запаса используют преимущественно подземные храни­лища. В отдельные периоды эти хранилища могут быть также исполь­зованы и для покрытия суточных и месячных неравномерностей потребления. В качестве дополнительных источников покрытия неравномерностей газопотребления иногда используют резервные емкости отдельных крупных потребителей и баз сжиженного газа. Необходимый объем газохранилища (газгольдерного парка) рас­считывают по графику суточного потребления газа. Объем газа при­нимается равным избытку газа в ночное время, что, в свою очередь, соответствует недостатку в дневное время. На рис. 61 представлен совмещенный график потребления и подачи газа потребителям, при­чем подача газа принята равномер­ной в, течение суток. Из графика видно, что потребление газа мень­ше подачи в период от 0 до 6 ч утра и с 22 до 24 ч и для приема излишнего количества газа необ­ходим объем, равный суммарному объему газа, который в масштабе характеризуется суммой заштри­хованных площадей на графике.

При этом объем газохрани­лища должен покрыть весь избыток дневного потребле­ния (с 6 до 22 ч). Часть рассчитанного объема газо­хранилища (газгольдерного парка) может быть компен­сирована аккумулирующей способностью магистрального газопровода.

Рис. 61. График суточного потреб­ления газа:

1 — среднесуточное потребление; 2 — гра­ница максимального потребления; 3 — граница минимального потребления;

Объем газохранилища, не­обходимый для выравнива­ния сезонной неравномерно­сти, определяют по графикам месячной неравномерности. В хранилище резервируется летний избыток газа, а зи­мой газ выдают потребителю при ритмичной работе ма­гистрального газопровода со среднегодовым расходом.

На рис. 62 представлен график годо­вого потребления газа крупным городом. На графике заштри­хованная площадь соответствует объему газа, который необходимо закачать и хранить в подземном хранилище в летние месяцы. В дан­ном случае, коэффициент месячной неравномерности газопотребле­ния, т. е. отношение фактического месячного потребления газа к среднемесячному, составляет к = 1,33, однако в отдельных слу­чаях к = 1,5.

Рис. 62.График годового потребления газа крупным городом:

1 — суточные колебания газопотребления; 2 — месячные колебания газопотребления; k — коэф­фициент месячной неравномерности газопотреб­ления; Q — расход перекачиваемого газа. За­штрихованная площадь — объем газа, подлежа­щий хранению в подземном хранилище;

Хранилища природного газа

Газгольдеры

Газгольдерами называются сосуды большого объема, предназ­наченные для хранения под давлением газов (углеводородных, азота и др.).

При помощи газгольдеров производится также смешение и регулирование расхода газа. По принципу работы газголь­деры различают переменного и постоянного объема, а по форме сферические и цилиндрические. Газгольдеры переменного объема рассчитаны на хранение газа при низком давлении до 4·10 3 Па (0,04 кгс/см 2 ), в резервуарах постоянного объема газ хранят при вы­соком давлении — в пределах 4·10 3 — 30·10 5 Па (0,04—30 кгс/см 2 ).

Отличительная особенность газгольдеров низкого давления заклю­чается в том, что рабочий объем у них является переменным, а да­вление газа в процессе наполнения или опорожнения остается неизменным (или меняется очень незначительно). У газгольдеров высокого давления, наоборот, геометрический объем постоянный, а давление при наполнении меняется от первоначального до рабочего; кроме того, они не имеют движущихся частей.

Рис. 63.Сухой газгольдер объемом 100 000 м 3 с жидкостным затвором:

1 — кровля; 2 — верхнее положение шайбы (поршня); 3 — лестница-стремянка; 4— подъемная клеть; 5 — стен­ка газгольдера; 6 — шайба;

7 — наружный подъемник; 8 — газопровод;

Рис. 64. Схема двухзвенного «мокрого» газгольдера:

а— при верхнем положении колокола и телескопа; б — при нижнем положении колоколаи телескопа; в — при верхнем положении телескопа;

г — при нижнем положении колоколаи телескопа; д — при верхнем положении колокола; D_K — диаметр колокола; D_T — диаметр телескопа;

Газгольдеры пере­менного объема разделяют на сухие и мокрые. Сухие газгольдеры (рис. 63) работают по принципу поршня и оборудованы затво­рами. Мокрые газгольдеры имеют верхнюю подвижную часть и внизу водяной бассейн; изготовляют их объемом 100—30 000 м 3 , одно-, двух- и трехзвенными. На рис. 64 показана схема «мок­рого» двухзвенного газгольдера. Газ, поступающий под колокол по подводящему газопроводу, поднимает его своим давлением. На определенной высоте колокол входит в зацепление с затвором телескопа и далее поднимается вместе с ним. При этом затвор колокола захватывает с собой воду из бассейна, в результате образуется газонепроницаемая гидравлическая подушка, противостоящая да­влению газа в газгольдере.

Рис. 65.Оборудование «мокрого» газгольдера:

1 — эжектор; 2 — ручной насос; 3 — гидравлический затвор;

4 — клапанная коробка; 5 — подъемно-клапанное устройство;

6 — газосборная труба; 7 — газгольдер; 8 — сливной бак;

Правильное движение колокола и теле­скопа и ограничение их перекоса во время движения осуществляются с помощью наружных верхних роликов, катящихся по наружным направляющим, и внутренних нижних роликов, катящихся по внутренним направляющим. При отсутствии давления в газгольдере колокол и телескоп опираются на подставки, установленные на дне бассейна. При максимальном давлении газа внутри колокола он занимает наивысшее положение; величина давления зависит от массы колокола и телескопов, пригрузов, находящихся в за­творах воды, объема и плот­ности газа, хранимого в газ­гольдере.

Полезный объем газголь­дера соответствует объему газа, заключенному в газ­гольдере при верхнем поло­жении всех его звеньев. Оборудование «мокрого» газ­гольдера подводящими тру­бопроводами и предохрани­тельными клапанами, пред­охраняющими газгольдер от переполнения газом, выпол­няются по типовым проектам (рис. 65).

Газгольдеры высокого давления подразде­ляются на сферические и горизонтальные цилиндрические. Сфери­ческие газгольдеры в виде шаровых резервуаров (рис. 66) исполь­зуются в основном для хранения сжиженных газов (изопентана, бутана, бутилена, пропана и смесей этих газов) и рассчитаны на вну­треннее давление, соответствующее величине упругости паров хра­нимых жидкостей.

Сферическая форма резервуаров по сравнению с другими фор­мами, например цилиндрическими, наиболее эффективна по рас­ходу стали и стоимости. Институтом ЦНИИПроектстальконструк-ция разработана серия таких газгольдеров объемом 300—4000 м 3 с внутренним давлением 0,25—1,8 МПа (2,5—18 кгс/см 2 ) диаметром 9—20 м. Сферические газгольдеры оборудуют предохранительными клапанами, приборами для отбора проб и замера уровня, незамер­зающими клапанами, термометрами и приемо-раздаточными устрой­ствами.

Цилиндрические газгольдеры, обычно ограни­чиваемые по концам полусферами, устанавливают горизонтально или вертикально на опорах. Газгольдеры этого типа, имеющие объем 50—270 м 3 (причем диаметр у всех газгольдеров одинаковый), различаются лишь длиной, что облегчает их изготовление и транспортировку к месту монтажа в готовом виде.

Рис. 66. Сферический газгольдер объ­емом 600 м 3

Рабочее давление в газгольдерах 0,25—2 МПа (2,5—20 кгс/см 2 ). Газгольдеры оснащают комплектом запорной и предохранительной аппаратуры, а также патрубками для удаления конденсата и газа.

Источник

Как хранят газ и что такое ПХГ

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 .

Источник

Как хранить газ?

Газовые баллоны – это стальные сосуды цилиндрической формы, имеющие полукруглое дно и горловину. Сжиженный газ относят к числу взрывчатых веществ, поэтому во избежание опасных ситуаций баллоны эксплуатируют в соответствии с правилами безопасности. Несоблюдение предписаний чревато не только огромными штрафами, но и непоправимыми последствиями.

Правила хранения газа

Газовые баллоны нередко используют в строительной и промышленной отрасли. Кроме этого, люди устанавливают их в загородных домах, чтобы обеспечить себе источник отопления. Согласно действующему ГОСТу эксплуатация одного баллона разрешена в течение 40 лет.

На предприятии

Эксплуатация сжиженного и технического газа на территории предприятий имеет ряд регламентированных норм. Объем резервуара может быть как до 50 л, так и более 100 л.

Ниже представлено несколько требований, согласно которым допускается хранение баллонов:

• Газ необходимо хранить либо на складе, либо в специально выделенной комнате. Помещение должно быть оборудовано вентиляцией и не иметь чердака. Стены обязательно выполнены из негорючих материалов, а полы проложены не ниже 0,1 м от уровня грунта. Оконные рамы перекрашивают в белый цвет. Допускается хранение на открытом воздухе, но под навесом, чтобы защитить баллон от осадков и солнечных лучей.
• Кислородные баллоны, ацетиленовые и с сжиженным газом хранят в разных помещениях. Располагать все виды газов в одном пространстве опасно.
• Резервуары устанавливают в вертикальном положении. Во избежание падения их фиксируют хомутами и защищают барьерными сооружениями. Расстояние между баллонами должно быть 10 см. Резервуары, не имеющие башмаков, наоборот, хранят в горизонтальном положении на специальных стеллажах.
• Складские помещения должны располагаться в 100 м от общественного здания. Допустимое расстояние между складами составляет 20 м.
• Пустые резервуары хранят отдельно от наполненных.
• Запрещено устанавливать баллоны у пожарных выходов, а также около главных фасадов здания.
• Не разрешается проводить рядом со складом сварочные, паяльные и другие работы, связанные с использованием открытого огня. Расстояние до складского помещения должно быть более 25 м.

Если в помещении имеются отопительные приборы, то газовые емкости размещают на расстоянии более 1 м от них. Температура воздуха в складском помещении при этом не должна превышать +35°С. Хранить, выдавать и получать резервуары имеют право только лица, прошедшие профессиональное обучение и получившие разрешение. Производить транспортировку одному человеку запрещено — должно быть, как минимум, 2 работника.

На стройплощадке

Строительство зданий предполагает выполнение огневых работ, для которых необходим газ. Принцип хранения вещества во многом совпадает с правилами безопасности для предприятий. Однако к строительной отрасли были добавлены еще несколько требований:

• Если на стройплощадке отсутствует складское помещение, то баллоны разрешается хранить в открытых и полуоткрытых местах с навесами. Главное условие — не допускать попадания прямых солнечных лучей и исключить наличие отопительных приборов рядом.
• Размещать горючие смеси можно в специальных шкафах, сделанных из огнеупорных материалов.
• В процессе хранения и эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы емкости не соприкасались с материалами, пропитанными жирными и масляными веществами.
• Чтобы доставить баллоны к зонам сварки и резки, нужно использовать специальные носилки или тележки, оснащенные хомутами. При перемещении нельзя допускать ударов и резких движений, работники должны надевать для этого специальные рукавицы. Во время транспортировки необходимо следить, чтобы у баллонов были предохранительные колпачки.
• После окончания рабочей смены и в перерывах сварочная и паяльная аппаратура должна полностью отключаться.

Около локации, предназначенной для складирования газовых резервуаров, необходимо установить таблички с надписями: «Не курить», «Взрывоопасно». На пустых емкостях пишут мелом: «Пустой».

В бытовых условиях

Газовые баллоны, используемые в бытовых целях, устанавливают либо для плит, либо для водонагревателей. Сосуды бывают большого объема (50 л) или малого (5,27 л).

Рекомендуемые нормы хранения баллонов в быту:

• Запрещено устанавливать емкости в многоквартирных домах, а именно на лестничных площадках, балконах, лоджиях или чердаках и подвалах. Также нельзя закапывать баллоны в землю.
• Установка в загородных домах производится около глухой стены, в 5 м от входного проема.
• Емкости должны быть заполнены газом только на 85%. Дело в том, что газ имеет способность расширяться. Полный резервуар становится опасным для эксплуатации.
• Баллоны, присоединенные к газовым плитам, устанавливают в специальных шкафчиках. Данное требование не затрагивает резервуары объемом 5 л. Длина шланга для соединения с газовой плитой должна быть не менее 2,5 м.
• Помещение должно иметь естественную вентиляцию. При появлении резкого запаха газа необходимо прекратить пользование баллоном. Тестирование деталей и трубы с помощью открытого огня запрещено. Доверить эту работу нужно специалистам.
• Проверка баллонов на пригодность должна проходить каждые два года. Для обеспечения дополнительной безопасности следует установить ближе к полу газовые сигнализаторы.
• Не рекомендуется подключать к плите баллоны со следами ржавчины, а также с неисправным вентилем. В процессе подключения стоит проверить герметичность швов. Сделать это можно с помощью мыльного раствора.

Наполнение пустых баллонов осуществляется на специальных заправках. Чаще всего для бытовых нужд применяется пропан. Иногда для ремонта сетей водоснабжения используют технический газ.

Типы хранилищ

Существует несколько видов резервуаров хранения для СПГ (сжиженный природный газ). Все они различаются между собой объемом и природоохранными факторами.

Конструкции резервуаров

Резервуары для хранения СПГ могут иметь разные конструкции. Например, по типу крыши они делятся на самонесущие и подвесные.

При конструкции с самонесущей внутренней крышей избыточное газовое давление воспринимается внутренним резервуаром. Подвесные имеют отверстие, через которое свободно проникают пары продукта.

Подземные и надземные резервуары

И надземным, и подземным резервуарам предписывают высокий уровень безопасности. Однако первые наиболее удобны и менее огнеопасны. Например, во время землетрясения резервуары практически не страдают от разрушения. Кроме этого, подземные могут вмещать в себя сотни млн куб. метров газа.

Несмотря на массу преимуществ, надземные резервуары строят чаще. Дело в том, что затраты на строительство подземных достаточно высоки. Если резервуары построены на основе качественных материалов, а также предусматривают сооружения для локализации разливов, то они абсолютно безопасны для экологии.

Металлические цилиндрические наземные резервуары — разновидность изотермического заглубленного резервуара. Он, в свою очередь, имеет две конструкции: с подвесной платформой и крышей. Они не нуждаются в обваловании, при этом устанавливаются не так далеко от общественных объектов.

Упаковка газов и требования к ней

Для упаковки сжиженных газов используют емкости, изготовленные из:

• медных сплавов;
• углеродистой стали;
• стекла.

Чтобы пользователи понимали, каким газом наполнен тот или иной баллон, емкости красят в разные цвета.

Источник