Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 0
Первое в мире подземное хранилище жидких газов создано в. США в месторождениях каменной соли путем выщелачивания пресной водой в 1950 г. Суммарная геометрическая емкость таких, подземных хранилищ газа в 1972 г. составляла 28,5 млн. м3.
В1969 г. таких хранилищ было 576.
Втабл. 23 приведены данные об объемах подземных храни лищ, сооруженных в соляных отложениях и в горных выработках на 1969 г.
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
23 |
|
Распределение подземных хранилищ жидких газов в США |
|
|
||||
|
в зависимости от их объема |
|
|
|
|
|
|
|
Объем подземных хранилищ, |
тыс. М 3 |
|||
Подземное хранилище |
10-20 20-50 |
50—100 100—200 |
>200 |
|||
|
10 |
|||||
Соляные отложения |
................................... 115 |
154 |
112 |
80 |
46 |
7 |
Горные выработки....................................... |
7 |
6 |
30 |
17 |
2 |
0 |
Из данных табл. 23 видно, что большинство подземных хра нилищ построено в соляных отложениях. Большинство из них. имеет геометрический объем от 10 до 20 тыс. м3. Подземное хра нение газа широко используется и в других странах мира: Канаде, Франции, Англии, ФРГ, Польше, Румынии, Венгрии, Чехослова кии. Общая геометрическая емкость подземных хранилищ жидких, газов в некоторых капиталистических странах на 1969 г. (в тыс. м3) . Алжир — 38; Бельгия — 41; Италия — 44; ФРГ — 54; Англия — 95; Франция—1179; Канада— 1009.
§ 32. Цели подземного хранения газа
Современная система дальнего газоснабжения в общем случае может состоять из сложного и дорогостоящего комплекса промыш ленных сооружений: 1) источников газа (газовых, газоконденсат ных или газоконденсатно-нефтяных месторождений); 2) установок для очистки, осушки газа, добычи конденсата и подготовки газа к транспорту; 3) установок использования энергии пластового давления для получения холода, механической работы, электро энергии; 4) конденсатоперерабатывающего завода; 5) магистраль ного газопровода; 6) подземного хранилища газа; 7) городской газораспределительной сети.
Сооружения системы дальнего газоснабжения характеризуются большими начальными капитальными вложениями, сложным раз нообразным оборудованием, большими затратами материалов (осо бенно стали и цемента). Для эксплуатации системы дальнего газоснабжения требуются большие затраты труда и энергии.
120
Все сооружения системы даль него газоснабжения во время эксплуатации представляют еди ное неразрывное целое. Наруше =!
ние |
технологического |
|
режима |
|||||
эксплуатации |
одного |
элемента |
||||||
системы |
приводит к нарушению |
|||||||
технологических режимов |
работы |
|||||||
других звеньев. Каждый элемент |
||||||||
системы |
дальнего газоснабжения |
|||||||
считается |
рациональным |
|
лишь, |
|||||
когда |
получаются |
|
наилучшие |
|||||
технико-экономические показате |
||||||||
ли по всей системе дальнего газо |
||||||||
снабжения в целом. |
|
|
|
газа |
||||
Подземные |
хранилища |
|||||||
используются для различных це |
||||||||
лей, главными из них |
являются: |
|||||||
|
1. |
Покрытие сезонных пик га- |
||||||
зопотребления, связанных с ото |
||||||||
пительной |
нагрузкой |
в |
зимнее |
|||||
время. |
|
|
природного |
газа |
||||
Потребление |
||||||||
различными |
группами |
потребите |
||||||
лей |
характеризуется |
неравномер |
||||||
ностью |
по |
временам |
года |
|
(лето, |
зима), по-месяцам, неделям, сут кам и часам суток. Особенно ве лика неравномерность сезонного газопотребления, связанная с ис пользованием газа для отопления газопечными установками, домо выми и районными котельными, ТЭЦ, котельными промышленных предприятий (рис. 27).
Втабл. 24 приведены данные
окоэффициентах месячной не равномерности газопотребления для Москвы за 1971 —1972 гг. Ко эффициентом месячной неравно мерности газопотребления назы вается отношение фактического
месячного потребления |
газа СЬф |
к среднемесячному Qcp |
|
К«м = - ~ , |
(162) |
Vcp |
|
S ,
«бЮ
I©*9"
о 1!
;су
9 ч § Е 8*в
и «5
I I
5су
£ 4»
1 1
И
i -я
3 о.
g =
<v -
S Ь-
П
m s s
се 5
*- о
оS
и
о еа
Si>к
ос; S
чJ X
КОУО 41 4>) .ч Oю.U
оК
с&
* §
о
г
? ! I X S ва
<1cd
сАО.
Ю4>
О =
«ST
£?
Я
О
О) 2
' ° я
о с =
н Е Ч
О дo '0J vp о о.
9 , 7
О
о
СО
|
с о |
с о |
с о |
** |
" |
t— t — |
^ |
|
с о |
с о |
— |
—-•
ю |
ю |
СО |
- - |
f - ^ |
00 |
с о ю |
^ |
-н с о 04
—ч
СО О ) с о - - t^ . Tj- 00
СО о о O i
—Ю — 1
—н
с о |
с о |
0 4 |
|
04 |
|||
г - |
о |
||
— |
— . |
CSJ |
|
|
^ |
СО |
|
t - - |
а |
с о |
|
r + |
O i |
с о |
|
ю |
U 0 |
t--, |
с м |
СО |
с о |
04 |
ю |
X - |
О |
с о |
|
«—■< |
|
СО |
— |
ст> |
- |
|
—T f
со 1— о
— о |
с о |
*■— |
|
04 |
00 |
с о - |
о |
ю |
|
СО — |
СО |
—. — . 04
—
с о |
о |
СО |
t - - |
04 |
|
с о |
с о |
ю |
СО 04 |
— |
|
I - - |
СО |
t" - |
СО Ю |
04 |
г - г - с о
CO ^ Ю
—CO —<
о
CO
о
04
*>
—
—
Ю
t-M
*
CT> O i h -
о
CO
04 t ' -
о
CO
о
O i t - - t" -
**
о
_
00
о
00 m
а >
П*
СО
о
t-------- |
'C O |
|
CO t— CO |
04 |
со
а
5
С
где QCp = Qr/12; Qr — объем годо вого потребления газа в м3.
По данным М. В. Сидоренко, в Москве в зимний период по требление газа возрастает почти в 14 раз. Объем газа, используе мый в зимнее время для отопления жилых и промышленных зда ний, изменяется от 9 до 15% от объема общего годового потреб ления газа.
Отношение максимального месячного потребления газа к сред
нему в СССР, США и других странах |
изменяется от 1,3 |
до 1,5 |
1 ,3 -1 ,5 ; Ктщ= |
= 0,6-ь 0,8. |
|
<ср |
<ср |
|
Таким образом, необходимо создание подземного хранилища газа, в котором будет храниться летний избыток газа, а зимой его можно выдавать потребителю при ритмичной работе магистраль-
Резерд58% ЦЧ58%
ИспользоВаЩеспечение мне произвол потребдительностир, мости, %
Среднее годза |
I I |
|
минимальное сутки.за . ШИЬ |
|
J |
• |
|
|
5а |
|
|
6 3 |
6 7 |
|
3 3 |
7555,5 3 9
&62,8 6 6
8шч
ёй iiSAa
100 100 100
100 100 8 6
9 7 |
8 9 |
75 |
90 76 5Z 9 0 75 6 3
1,23 т U8 0.31 ОМ 0.7В 0.74 В.77 0.73 0.95 1.15 1.33
Рис. |
27. |
График потребления газа крупным |
городом: |
||
1 — суточные колебания |
газопотребления; 2—месячные |
колебания газопотребления; /(—коэф |
|||
фициент месячной |
неравномерности |
газопотребления; |
Q — расход |
перекачиваемого газа; |
|
заштрихованная |
площадь — объем |
газа, подлежащий |
хранению в |
подземном хранилище |
ного газопровода со среднегодовой производительностью. Заштри хованная площадь на рис. 27 представляет объем газа, который необходимо закачать и хранить в подземном хранилище в летние месяцы.
Объем газа для выравнивания сезонной неравномерности га зопотребления можно рассчитать тремя методами: 1) по числу градусодней недостатка температуры и количеству тепла, необхо димого на один градусодень недостатка температуры; 2) по нор мам расхода газа на отопление по всем категориям потребителей;
3)по коэффициентам месячной неравномерности газопотребления. Зная коэффициенты месячной неравномерности газопотребле
ния, объем газа, подлежащего хранению Qa, можно определить по формуле
122
п |
|
п |
|
Q,m \ _ |
Qr |
(1 —Kjm<i) |
||
■Qa — |
(QcP |
Q / м ) = |
Q cP |
|||||
Qcp |
) |
12 |
||||||
*'= 1 |
t—1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
(163) |
||||
или |
|
|
|
|
|
|
||
|
«-IS£=i»Ш>1 |
1). |
|
|
||||
|
|
|
(164) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
где K i M> |
i — коэффициент |
месячной неравномерности; n — число |
||||||
коэффициентов меньше единицы. |
|
|
|
|
Пример 16. Определить относительный объем газа, подлежащего хранению для Москвы по коэффициентам месячной неравномерности газопотребления, при веденным в табл. 24.
Qa
Qr = |
"ПТ 2 |
0 ~ ° ’958) + |
0 - ° -811) + |
(1 - |
|
0,779) + |
(1 - 0,743) + |
||||||
|
+ |
(1 — 0,726) + |
(1 — 0,799) = |
■1 ’^ |
|
4 = |
0,099 |
|
|||||
«ли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qr = ~ i V S (1’244 ~ |
1) + |
(1'196~ |
1) + (1’114~ |
1) + |
(1’151~ 1) + |
||||||||
|
|
+ (1,201 - |
1) + ( 1 ,3 0 - |
1) = |
— |
■ = 0,10. |
|
|
|||||
Так, для Москвы в 1972 г. этот объем составлял 1600 |
млн. м3, |
||||||||||||
для Чикаго — 2700 млн. м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Уменьшение капитальных вложений в магистральный газо |
||||||||||||
провод и компрессорные станции. |
|
|
(в руб.) в магистральный |
||||||||||
Приближенно капитальные вложения |
|||||||||||||
газопровод К мг |
и компрессорные станции Ккс можно записать в |
||||||||||||
виде следующего уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
К0= Кмг + Ккс |
|
CQ3/*Pi |
+ |
|
СгЯ |
|
-Кг-j - |
|
|||||
(р \~ р \У |
(p'i-plY |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
+ «-0,0052(3 lg^i- а, |
|
|
|
|
(165) |
|||||
где |
|
|
|
|
|
Р2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ / 7 1 |
V, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2,47(3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
С: |
|
38 |
L |
Сг = KL |
|
|
|
(166) |
||||
|
|
|
|
38 |
|
||||||||
|
|
2R, |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Pi, pz — давления на |
выкиде и приеме |
компрессорных |
станций |
||||||||||
(КС) соответственно; |
п — число КС; К\ |
— капитальные вложения, |
|||||||||||
независимые от |
Q; |3, |
Л — укрупненные |
показатели [21]; |
L — рас |
|||||||||
стояние между |
КС; Rz — допускаемое |
напряжение |
на разрыв ма |
||||||||||
териала труб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
123
Если подземного хранилища нет, в уравнении (165) вместо Q подставляем максимальное среднесуточное потребление газа Qmax в самый холодный месяц (декабрь, январь); если подземное хра нилище есть — среднесуточное потребление газа за год Qcp По скольку Qm ax>Qcp, при отсутствии подземного хранилища капи тальные вложения в магистральный газопровод и КС будут боль ше (на 20—30% по сравнению с расчетом по QCp).
Для газопровода длиной 1000 км с пропускной способностью 10 млн. м3/сут экономия капитальных вложений при расчете на постоянную среднегодовую производительность Qcp в 10 раз пре вышает затраты на сооружение подземного хранилища, а доля затрат на хранение газа в общих затратах франко — потребитель для большинства районов составляет 8—10% [20]. В табл. 25 при-
Т а б л и ц а 25
Технико-экономические показатели различных методов покрытия сезонных колебаний газопотребления в Москве
|
Капитало |
Годовые |
Удельные |
Удельные |
Метод покрытия |
эксплуата |
капитало |
эксплуата |
|
вложения , |
ционные |
вложения , |
ционные |
|
|
млп. руб. |
расходы, |
руб/тыс. м3 |
расходы, |
|
|
млн. руб. |
|
руб/тыс. м3 |
Дополнительный газопровод |
|
|
|
|
D = 720 мм (Шебелинка— |
47,2 |
3,2 |
47,1 |
3,2 |
Ц е н т р )............................... |
||||
Расширение существующих |
31,6 |
4,9 |
31,6 |
4,9 |
газопроводов ................... |
||||
Щелковское подземное хра |
15,3 |
Ц8 |
15,3 |
1,8 |
нилище газа .................... |
ведены технико-экономические показатели вариантов покрытия сезонных колебаний газопотребления в Москве.
3. Создание условий для ритмичной работы источников газа сооружений магистрального газопровода с постоянной среднегодо вой производительностью при коэффициенте использования уста новленной мощности КС, близком к единице.
При отсутствии подземного хранилища газа мощность системы транспорта газа используется лишь на 60—65%. При равномер ной работе источников газа и магистрального газопровода с по стоянной среднегодовой производительностью и коэффициентом использования установленной мощности, близким к единице, число эксплуатационных скважин на газовом промысле и общее число компрессоров на компрессорных станциях магистрального газопро вода может быть снижено на 15% •
При строительстве подземных хранилищ газа для уже рабо тающих газопроводов можно увеличить коэффициент загрузки ма гистрального газопровода и объем перекачиваемого газа потре бителю.
124