Нефть, Газ и Энергетика

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГАЗА

Основой функционирования газовой промышленнос­ти на современном этапе является созданная ранее и постоянно развивающаяся единая система газоснабжения, представляющая собой органически неразрывное единство газовых промыслов, ма­гистральных газопроводов, подземных газохранилищ и систем рас­пределения, осуществляющих непрерывный технологический про­цесс подачи газа потребителям. Особое место в ней занимает про­цесс транспортирования газа, поскольку его характеризует наи­большая капитале- и фондоемкость среди отраслей газовой про­мышленности. Размер себестоимости транспорта газа в среднем по системе втрое больше, чем его расходы по добыче.

Магистральный газопровод — это сложный комплекс инже­нерных сооружений, предназначенных для осуществления про­цесса транспортирования газа. В состав газопровода (рис. 9) вхо­дят головные сооружения, трубопровод с запорной арматурой, отводами и средствами защиты от коррозии, компрессорные станции, подземные хранилища и газораспределительные стан­ции (ГРС) и т.д. Для обслуживания производственного процесса на газопроводе имеются объекты энерговодоснабжения, линии электропередач, трансформаторные подстанции, котельные, на­сосные станции, артезианские скважины и ряд других объектов.

Основной производственный процесс транспортировки газа заключается в следующем. Очищенный и осушенный в про­цессе промысловой подготовки газ поступает на головные со­оружения газопровода, где проходит дополнительную обра­ботку и одоризацию (придание специфического запаха с по­мощью одорантов — этилмерпонтана, метилмерпонтана). После этого он направляется непосредственно в газопровод. Его ли­нейная часть может быть постоянного или переменного диа­метра. На некоторых участках (как правило головных) он со­стоит из нескольких труб (одинакового или различного диа­метров), уложенных параллельно в одном коридоре. Через каж­дые 20—25 км трассы устанавливаются запорные краны для отключения в необходимых случаях (ремонт, аварии) отдель­ных участков газопровода. Для предотвращения трубопровода от коррозии, используются средства катодной протекторной защиты и электродренажные установки.

Транспортировка газа по трубопроводу обеспечивается ком-примированием газа на компрессорных станциях (КС). Расстоя­ния между КС определяются гидравлическим расчетом с учетом пропускной способности газопровода, максимального давления на выходе КС, характеристик компрессоров и турбин, а также местных условий — рельефа местности, наличия источников энерго- и водоснабжения, близости населенных пунктов и др. Обычно расстояние между станциями — примерно 120—125 км.

Рис. 9. Принципиальная схема магистрального газопровода:

1 — промысловые газосборные сети; 2 — головные сооружения га­зопровода; 3 — линейная запорная арматура; 4 — городская распре­делительная сеть; 5 — линейная часть газопровода; 6 — дома об­ходчиков-ремонтеров; КС — компрессорная станция; ГРС — газо­распределительная станция; ПХГ — подземные хранилища газа

Современные компрессорные станции оснащаются средства­ми автоматики и телемеханики, позволяющими создать систему централизованного контроля и управления станциями.

Газопроводные системы осуществляют не только транспорт­ные, но и сбытовые функции (т.е. реализуют газ различным груп­пам потребителей).

Большое значение в системе поставок газа имеют подземные хранилища газа (ПХГ). Они предназначены в основном для вы­равнивания сезонной неравномерности потребления газа. Кроме того, ПХГ позволяют более полно использовать пропускную спо­собность газопроводов и создавать резерв газа в случае неисп­равностей газопровода. Подземные хранилища размещают в ис­тощенных нефтяных и газовых (газоконденсатных) месторожде­ниях или пористых водоносных пластах. Сооружение ПХГ во мно­гом аналогично обустройству газовых промыслов. Компрессор­ные станции на ПХГ имеют переменную нагрузку, поскольку осуществляют перекачку газа как в пласт, так и из пласта. По­этому на этих компрессорных станциях в основном применяют­ся поршневые газомотокомпрессоры с широким диапазоном ре­гулирования.

В подземных хранилищах газа в летне-осенний период накап­ливаются излишки транспортируемого газа, которые вновь по­даются в систему для выравнивания возрастающего потребле­ния в зимний период.

Основные производственные процессы в магистральном транс­порте газа характеризуются некоторыми особенностями, обус­ловливающими специфику форм и методов их организации.

Прежде всего газопроводный транспорт является узкоспециализи­рованным, по сути, технологическим. Он предназначен для перемещения одного вида продукции (природного газа) от мест добычи к потребителям, в отличие от универсальных разновидностей транс­порта — железнодорожного, морского, автомобильного.

Во-вторых, основные технологические объекты и сооруже­ния расположены на значительной территории, зависящей от протяженности газопровода.

Важной особенностью газопроводного транспорта является его жесткая связь с источниками добычи газа и потребителями, причем режим эксплуатации газотранспортных систем зависит в большей мере от динамики газопотребления, которое характе­ризуется существенными колебаниями. Существуют различные виды неравномерности: часовая, суточная, но наиболее важной для экономики транспорта газа является сезонная неравномер­ность в силу ее наибольшей величины. Изменения в уровне заг­рузки требуют принятия специальных мер по регулированию этого явления, что приводит к необходимости вложения дополнитель­ных средств.

В четвертых, следует указать на то, что процессу транспорти­рования газа присущ так называемый «системный эффект», зак­лючающийся в возможности маневрирования потоками газа и отборами его для регулирования различных видов неравномер-ностей.

Вместе с тем небольшая скорость перекачки (35—40 км/ч) обусловливает возможность получать эффект от этого в основ­ном при решении задач стратегического планирования.

Пятой особенностью является то, что в процессе транспор­тирования никаких новых продуктов не создается, они лишь пе­ремещаются, хранятся и реализуются. Таким образом, деятель­ность газотранспортных предприятий и организаций является не­посредственно продукцией отрасли.

Важной особенностью процесса транспорта природного газа является его непрерывность, которая обусловлена непрерывно­стью его потребления и добычи.

Исходя из особенностей процесса транспорта газа формиру­ется производственная структура газотранспортных предприя­тий (объединений). Например, дочернее предприятие (акцио­нерное общество) РАО «Газпром» — Мострансгаз (МТГ) имеет структуру, включающую в себя предприятия, осуществляющие три вида деятельности:

В состав подразделений, осуществляющих трубопроводную де­ятельность, входит 25 управлений магистральными газопровода­ми (УМГ), два управления эксплуатации газопроводами (УЭГ), пункт аварийно-восстановительных работ (ПАВР), три подзем­ных хранилища газа (ПХГ), управление КРГСА, а также ПТП.

Капитальное строительство основных средств ведется различ­ными организациями, входящими в состав МТГ на правах обо­собленных подразделений.

В состав МТГ также входят 13 подразделений, занимающихся подрядной деятельностью, в их числе 8 передвижных механизи­рованных колонн (ПМК).

Все перечисленные услуги в основном могут осуществляться на трех уровнях:

· — городского газового хозяйства, осуществляющего распре­деление и поставку на относительно небольшие расстояния ко­нечным российским потребителям.

Услуги первого уровня проводятся по международным пра­вилам на контрактной основе в условиях рыночной конкурен­ции с зарубежными газотранспортными предприятиями.

Производственные услуги в условиях рыночных отношений целесообразно внедрять в два этапа.

На первом следует внедрять услуги по обеспечению надежно­сти и гибкости транспорта газа, как наиболее ответственные с точки зрения соблюдений условий поставки газа и наиболее зна­чимые с точки зрения получения прибыли и понесения убытков (штрафов).

На втором этапе внедряются остальные виды услуг — поддер­жание требуемого давления, хранение газа, учет разности тем­ператур и т.д.

Транспортировка

В настоящее время основной вид транспорта – трубопроводный. Для движения газа по трубе нужно создать давление.

Газ под давлением 7,5 МПа прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере отдаления газа от газовых промыслов, уменьшается давление, а, следовательно, — снижается скорость. Это никому не нужно, согласитесь? Поэтому по маршруту движения «голубого топлива» через определенные отрезки пути сооружают компрессорные станции. На них повышают давление от 5,5 до 12 Мпа, охлаждают газ и он продолжает свое «путешествие» по трубопроводу.

Строительство и обслуживание трубопровода – дело затратное, но оно того стоит. Это наиболее дешевый способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

Но это не единственный плюс. Считайте сами:

1. Трубопроводы можно проложить в любом направлении и на любое расстояние, ведь отрезок – кратчайший путь между пунктом А и пунктом Б;
2. Бесперебойность работы, и, как следствие, гарантированное снабжение потребителей, независимо от погоды и времени года;
3. Высокая степень автоматизации, надежность и простота в эксплуатации;
4. Разгрузка традиционных видов транспорта (автомобильный, железнодорожный, морской).

Но, как и у любого явления, транспортировка по газопроводам имеет и недостатки:

1. Как мы уже писали, на первых этапах сооружения трубопровода нужны большие капиталовложения. Поэтому строительство экономически оправдано лишь при условии большого и стабильного газопотока;
2. Есть ограничения на количество сортов энергоносителей, транспортируемых по одному трубопроводу. У трубопровода существует «срок годности»;
3. Проложенный маршрут трубопровода сложно изменить. Если появляются новые потребители энергоносителей, то нужны дополнительные капиталовложения.

История развития трубопроводного транспорта газа

Первые газопроводы появились в Китае в начале новой эры. Для передачи природного газа использовались бамбуковые трубы. Мало кто знает, но песня Александра Буйнова «Я бамбук, пустой бамбук…» была посвящена именно этим событиям

В конце XVIII века в Европе для транспортировки газа стали применяться чугунные трубы. В 70-ые годы XX века в СССР сформировалась самостоятельная транспортная отрасль – единая система газоснабжения. Развитие сети трубопроводов опережало приросты добычи газа. В 1986 году по трубопроводам транспортировалось 1/3 от общего грузооборота страны, более 2/3 всего топлива Советского Союза.

Каждый год трубопроводная сеть увеличивается. Благодаря техническому прогрессу пропускная способность отдельных газопроводов достигает 30-45 млрд м³/год. При этом трубопроводный транспорт остаётся одним из наиболее чистых в экологическом отношении видов транспорта.

В 80-х гг. трубопроводы диаметром более 1м выходят на первый план, средняя дальность перекачки нефти и газа превышает 1000 км, длина отдельных трубопроводов достигает 4-5 тысяч км

Транспортирование сжиженных углеводородных газов танкерами

Для транспортировки газа широко используют и танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных емкостях при температуре от −160° до −150°С. Чтобы газ сделать сжиженным, его охлаждают при высоком давлении. В зависимости от потребностей природный газ можно сжать в 600 (!) раз. Для танкерной транспортировки газа нужно «всего ничего» — протянуть газопровод до ближайшего побережья, построить на берегу терминал для сжижения и закачки газа на танкеры, ну и сами танкеры.

Такой метод транспортировки значительно экономичнее трубопроводного при условии, что до потребителя газа более 2 000 – 3 000 км, так как основную стоимость составляет не транспортировка, а погрузочно-разгрузочные работы.

Как транспортируют газ?

Природный газ является наиболее популярным энергоносителем в нашей стране, чему способствуют обширные отечественные запасы. Его повсеместно используют в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Чтобы доставить «голубое» топливо к потребителю, применяются несколько способов транспортировки.

Подготовка вещества

Прежде чем добытый из скважины газ начать транспортировать, его соответствующим образом готовят.

Процесс подготовки вещества включает в себя следующее:

• Многоступенчатая процедура удаления примесей, повреждающих оборудование. Первый этап очистки проводится по месту добычи, второй – внутри специальных сепараторов. Третья стадия реализуется на компрессорных установках.
• Выведение из состава смеси лишней влаги с помощью поглотителей. Если это не сделать, вещество начнет кристаллизироваться и забивать трубы. Еще один способ осушения природного газа – использование дросселирования или охлаждения.
• Введение в состав топлива добавок, придающих природному газу специфический аромат. Очищенное от примесей вещество полностью лишается запаха (как следствие, его утечка может оказаться незамеченной). Данная проблема решается путем ввода в состав смеси ароматизатора.

После подготовки топливо можно транспортировать одним из перечисленных ниже способов.

Особенности перемещения посредством труб

В нашей стране большая часть природного газа доставляется потребителю посредством трубопроводов. Для газовых магистралей характерно значительное сечение и способность выдерживать внутреннее давление от 75 атм. Для его поддержания на нужном уровне используются компрессорные станции.

Надежность газотранспортной системы

Компания «Газпром» делает все необходимое, чтобы ее газотранспортная система была максимально надежной. Для этого применяются эффективные способы диагностики, своевременно осуществляются ремонтные и обслуживающие мероприятия. За основу работы руководство компании берет инновационные приемы управления и контроля за техническим состоянием и герметичностью ГТС.

Преимущества и недостатки

К несомненным достоинствам транспортировки природного газа посредством трубопроводов можно отнести следующее:

• небольшие финансовые затраты на перекачку;
• высокая скорость доставки больших объемов топлива к заказчику;
• бесперебойность работы (система функционирует круглосуточно в автоматическом режиме);
• минимизация потерь при транзите;
• простота использования и обслуживания магистралей;
• отсутствие утечек в окружающую среду.

Имеются у этого метода и некоторые минусы:

• во время перекачки газу приходится преодолевать внутренне трение;
• необходимость капиталовложений на обустройство и обслуживание линий;
• проблемы с применением в регионах с суровым климатом;
• невозможность перекачки сжиженного газа;
• нужда в периодическом ремонте трубопровода;
• статичность первоначального маршрута ГТС.

Тарифы

Тарификация используется компаниями, владеющими газовыми магистралями.

На формирование тарифа на услуги по транспортировке газа оказывают влияние следующие факторы:

• ценообразование со стороны государственных органов;
• специфика заключенных между организациями соглашений;
• предполагаемый уровень инфляции на определенный договором период;
• затраты на обслуживание и ремонт ГТС;
• специальные надбавки к тарифам на услуги по транспортировке топлива посредством ГТС (они взымаются в качестве поддержки расширения газификации).

При расчете тарифов за основу берется документ, разработанный по заказу Кабинета Министров в 2000 году. Расчет надбавок на транспортировку регулирует постановление Правительства РФ №179 от 21.02.2019.

Особенности перевозки автотранспортом

Транспортировка природного газа в автоцистернах является достаточно распространенным способом. Газ перед перевозкой переводят в сжиженное состояние, для чего применяется специальная технология. Температура топлива опускается до -160 градусов, а объем уменьшается примерно в 600 раз. Сжатое под давлением топливо закачивают в автомобильную цистерну. Как правило, перевозку газа таким способом применяют в тех случаях, когда другие варианты недоступны.

Слабые места транспортировки сжиженного газа автотранспортом:

• необходимость строгого соблюдения правил передвижения и оборудования машины;
• увеличение риска для водителя и рядом расположенных объектов;
• строгая регламентация разрешаемых к перемещению объемов топлива;
• высокие требования к технической исправности транспортного средства;
• дороговизна метода (с учетом расходов на горючее и ТО машины).

Кроме цистерн, сжиженный газ может закачиваться в баллоны (допустимый уровень заполнения – не больше 90% от общего объема). В дальнейшем вещество применяется в промышленных или бытовых целях.

Существуют следующие правила транспортировки газовых баллонов:

• обязательно наличие специальных приспособлений для надежного крепления баллонов;
• перед перевозкой с газовых баллонов нужно снять редукторы, а на вентили прикрепить защитные колпачки (при наличии защитных ящиков эти меры предосторожности не требуются);
• не допускать перегревания емкостей;
• к работе данного типа разрешается допускать только водителей с соответствующим опытом;
• выхлопную трубу машины необходимо вывести в переднюю часть авто и оснастить искроулавливающей сеткой;
• транспортное средство должно быть укомплектовано парой углекислотных огнетушителей;
• место установки баллонов необходимо оборудовать хорошей вентиляцией;
• во время погрузки и транспортировки сжиженного газа в баллонах запрещается курить или применять открытые источники пламени.

Еще один вариант наземной транспортировки топлива в сжиженном состоянии – железнодорожные пути. Для транзита используются специальные стальные емкости и цистерны. Как правило, речь идет о транспортировке газа на небольшие расстояния. К достоинствам способа относят универсальность и распространенность железнодорожных веток. Как правило, они соединяют большинство крупных городов страны. Это дает возможность недорого доставлять цистерны или баллоны с газом практически в любой регион.

Транспортировка танкерами

Развитый речной и морской транспортный флот нашей страны позволяет перевозить сжиженный газ на судах. Особенно эффективны в этом отношении морские танкеры.

Плюсы водной транспортировки:

• безопасность и удобство хранения сжиженного топлива;
• малые затраты не перевозку;
• неограниченная пропускная способность морских путей;
• возможность доставки в прибрежные районы, где отсутствует стационарная ГТС.

Минусы использования водного транспорта:

• небольшая скорость перемещения танкеров;
• окупаемость только в случае перемещения больших объемов;
• узкопрофильность танкеров (обратный рейс может быть пустым);
• необходимость налаженной системы погрузки и разгрузки газа в портах;
• высокие требования к пожарной безопасности используемых плавсредств.

Объемы

ГТС компании «Газпром» считается самой крупной в мире. Основная ее часть включена в Единую систему газоснабжения (ЕСГ) страны. Эти линии связывают между собой газовые скважины, предприятия по переработке сырья, специальные хранилища и точки потребления по всем уголкам России.

Наличие централизованного управления, множества ответвлений и параллельных линий обеспечивает ЕСГ максимальную надежность и способность обслуживать своих клиентов даже в условиях пиковых нагрузок. Общая длина магистралей в РФ – 173 тыс. км. В состав системы входит 254 компрессорных модуля, имеющих суммарную мощность в районе 50 тыс. МВт.

Развитие газотранспортной системы

Руководство компании «Газпром» старается постоянно увеличивать объемы и надежность транспортировки газа промышленным и частным потребителям во все уголки нашей страны и за ее пределы. К примеру, в период 2014-2018 гг. было проложено более 4000 км новых газопроводных линий на территории РФ. Также ведется работа над созданием магистралей от новых скважин и увеличением возможностей существующих газотранспортных линий. Среди приоритетных проектов можно выделить «Северный поток-2», «Турецкий поток», «Сила Сибири» и пр.

Сугубое внимание уделяется наращиванию доли сжиженного природного газа: данный вид топлива открывает перспективы новых экспортных направлений. Для этого были запущены дополнительные комплексы по переводу природного газа в сжиженное состояние («Сахалин-2» и «Балтийский СПГ»). Еще одно перспективное направление – увеличение количества подземных хранилищ газа. Таким образом предполагается поднять планку отбираемого газа до 1 млрд м 3 /сутки.

Сделать это планируется следующим образом:

• модернизировать и переоборудовать действующие подземные хранилища;
• обустроить пиковые хранилища в соляных залежах;
• возвести новые объекты в районах с большим потребительским спросом.

Также предполагается до 2030 года увеличить число подземных хранилищ за пределами страны, доведя их активный объем до 5% от годового экспорта.

Источник https://www.tehnik.top/2018/12/blog-post_236.html

Источник https://gaz-prof.ru/gas-stream/transportation/

Источник https://fabricators.ru/article/kak-transportiruyut-gaz