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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

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