1. Порядок проектирования маг тдов
 Скачать 12.69 Mb.
|
Методы компенсацииДля покрытия сезонной неравномерности потребления используют подземные хранилища. При резких понижениях температуры воздуха в отопительный период эффективен перевод крупных буферных потребителей на альтернативное топливо. Вблизи городов можно также сооружать подземные хранилища для сжиженных газов. Часовая неравномерность потребления газа компенсируется с использованием аккумулирующей способности последних участков газопроводов, отводов МГ к крупным потребителям и промышленным районам. Значительная часть неравномерности расхода газа компенсируется за счет аккумулирующей способности разветвленной газораспределительной сети высокого давления в сельской местности. 22. Основные понятия о сжиженных углеводородных газах. Источники получения СУГ. Физические свойства СУГ. Сжиженные углеводородные газы – это низшие УВ которые в чистом виде или в виде смесей при небольшом давлении и температуре окружающей среды переходят в жидкое состояние. К ним относят: пропан, бутан, пропилен, бутилен. Эффективно сжижают метан, этан и этилен, хранят и транспортируют при давлении близком к атмосферному и при отриц.температурах. Основные достоинства СУГ - это в том, что при транспортировании и хранении находится в жидком состоянии, а при использовании в газовом. Сжиженные газы разделяют условно на СУГ и на СПГ(сжиженный природный газ). Источники получения СУГ: -попутные газы нефтяных месторождений, -газы стабилизации нефти, -жирные природные газы газоконденсатных месторождений, -газы нефтепереработки. Физические свойства СУГ Плотность сжиженных газов  Удельный объем сжиженных газов – величина обратная плотности.  жидкая фаза сжиженного газа резко увеличивает свой объем при повышении температуры. Изменение объема жидкой фазы опр-ся:  жидкая фаза СУГ резко увеличивает свой объем при повышении температуры.Где Vж2 – объем жидкости при температуре t2; Vж1- объем жидкости при температуре t1;  -коэффициент объемного расширения.Вязкость сжиженного газа определяется величиной динамической вязкости сжиженного газа.Определяется по формуле Ватсона μ=μкр*μпр μкр=36,2*10-7*((М3*P4кр)/Ткр) кр-критическое, μ пр-приведенная, поределяется по графику в зависимости от Тпр  Упругость насыщенных паров СУГ проявляется, когда система жидкая фаза-газ находится в равновесии, при этом пары над жидкостью называются насыщенными, а давление называется упругостью паров при данной температуре. Давление насыщ паров явл-ся осн. Величиной для расчета рез-ра танкеров и баллонов сжиженного газа. При расчете трубопроводов СУГ необходимо чтобы P по длине трубопрвода превышало насыщен-х паров во избежания газовых полостей в трубопроводе, что ведет к сокращению пропускной способности. Закон Рауля  Закон Дальтона Скрытая теплота превращения характеризует количество выделенного или поглощенного тепла при фазовых переходах. Испарением называют процесс парообразования, происходящий на свободной поверхности жидкости. Кипением называется процесс интенсивного испарения не только с поверхности, но и со всего объема жидкости. Энтальпия (теплосодержание) – это количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг жидкости от 0 К до заданной температуры при постоянном давлении. 23. Виды транспорта СУГ, их классификация, особенности и краткая характеристика. Особенности перевозки СУГ в газовозах с резервуарами под давлением, в полуизотермических газовозах, в изотермических газовозах. От места производства до потребителей СУГ доставляют в сосудах под давлением или в изотермических емкостях, а также по трубопроводам. Виды транспорта: 1.Ж/д цистерны 2.Автомобильные цистерны 3.Морские и речные суда 4.Самолеты и вертолеты. Крупные промышленные потребители СУГ обычно находятся рядом с ГПЗ и получают газ по трубопроводам. СУГ предназначенные для бытовых потребителей, автотранспорта отпускают газ через КБ (кустовые базы) и ГНС (газонаполнительные станции), которые снабжают газ по трубопроводам, ж/д цистернам, автоцистернами и танкерами. Газово́з — специально построенное судно для перевозки сжиженного природного газа (метана), пропана и бутана в танках (резервуарах). По форме устанавливаемых на танкере резервуаров газовозы могут быть разделены на танкеры, оборудованные сферическими, цилиндрическими и прямоугольными резервуарами. Танкеры с резервуарами под давлением. Масса грузовых рез-ров превышает массу аналогичных устройств при других способах перевозки сжиженных газов, что увеличивает стоимость судна и резервы. Грузоподъемность резервуаров до 2000 м3, производительность слива налива 30-200 т/ч. Применяются при небольших грузопотоках и отсутствии спец.оборудования на береговых базах. Полуизотермические танкеры характер-ся тем, что прием с береговых газ сжиженного газа ведется при различных температурах. В связи с уменьшением массы грузовых рез-ров уменьшаются размеры танкера и улучшается использование объема танкера.Вместимость рез-ров 2000-13000м3. Производительность налива-слива 100-420 т/ч.Эти танкеры применяются при значительных грузооборотах и при наличии спец.оборудования на береговых базах. Изотермические танкеры явл-ся наиболее совершенными, характеризуются большими размерами и применяются при значительных грузоборотах. Вместимость резервуаров свыше 10000 м3. Производительность налива-слива 500-1000 т/ч. 24. Основные группы хранилищ СУГ. Условия хранения СУГ (при постоянном и повышенном давлении). Основные группы хранилищ СУГ: Группа А – хранилища, находящиеся на газо и нефтеперерабатывающих заводах. Объем резервуарного парка:  Мг-годовой объем производства СУГ  -время хранения, сутР-плотность хранимого продукта К3-коэффициент заполнения резервуаров хранилищ Группа Б – хранилища на перевалочных кустовых и портовых базах СУГ, резервуарные и парки ГНС(газонаполнительных станций). Группа В-хранилища у потребителей (крупные промышленные предприятия, населенные пункты). Объем хранилища зависит от годовой потребности и характера потребления СУГ. Группа Г – хранилища для сглаживания неравномерности потребления газа. Они обеспечивают постоянную подачу газа при колебаниях (сезонных, суточных, часовых). Объем хранилищ для сглаживания колебаний опр-ся по ф-ле:  М - годовое потребление газа П – величина пиковой нагрузки  -количество паровой фазы,получаемой при регазификации из 1 м3 схиженного природного газа.2 условия хранения СУГ: 1.При повышенном давлении, равном давлению насыщенных паров продуктов хранения при температуре окр среды. Расчетное давление резервуара соответствует давлению паров продукта над жидкостью при абсол .максим. темп-ре окр. среды. Применяют стальные резервуары, подземные хранилища шахтного типа. 2.При постоянном давлении Р, значительно меньшим давления насыщенных паров продукта хранения при окр.температуре (Р<1 МПа). Температура в хранилище Т постоянна и будет равна температуре насыщенных паров продукта хранения при Р. Обычно Р близко к атмосферному давлению (0,105-0,11 МПа), температура для СУГ Т<273 К. 25. Шахтные хранилища СУГ Шахтные хранилища представляют собой отдельные тоннели или систему взаимосвязанных горизонтальных выработок, имеющих уклон 0,002 в направлении, где установлен откачивающий насос. Хранение сжиженных газов и нефтепродуктов практически осуществимо в таких подземных емкостях шахтного типа, которые находятся в мощных устойчивых отложениях естественно непроницаемых пород или пород, поддающихся герметизации с помощью сравнительно несложных инженерных мероприятий. В частности, герметичность подземных емкостей можно обеспечить подпором подземных вод с подвижной и неподвижной водяной подушками. Горные породы считают пригодными для сооружения хранилищ углеводородного сырья, если они не фильтруют хранимый продукт, не содержат включений, влияющих на кондицию хранимого продукта, устойчивы против горного давления. В зависимости от объема хранилища, количества одновременно хранимых видов продуктов, горно-геологических и горнотехнических факторов подземные хранилища углеводородного сырья сооружают камерного типа с замкнутой системой выработок-емкостей, камерного типа с обособленными выработками-емкостями, ячеистого типа. Подземная часть хранилищ углеводородного сырья шахтного типа состоит из системы горных выработок: вскрывающих выработок вспомогательного назначения и непосредственно выработок-емкостей. Вертикальные выработки в период строительства хранилища используют для спуска и подъема людей, грузов, извлечения породы, вентиляции, прокладки водоотводящих труб, кабелей и т. д. Основными задачами при сооружении шахтных хранилищ являются герметизация резервуара и его теплоизоляция. Для герметизации подают инертный газ под давлением до тех пор, пока не прекратится поступление воды в резервуар. Затем распылением продукта создают отрицательную температуру, при которой образуется ледяная оболочка. Для герметизации шахтных хранилищ используют кремнийорганические соединения типа силикон, эмульсии из водорастворимых полимеров в сочетании со смолистыми цементами. Песчаники герметизируют покрытиями из латекса, неопрена с силиконовой смолой и другими добавками. Наносят также специальные полимерные пленки или используют алюминиевые листы. Изоляцию напыляют или в виде панелей наклеивают на внутреннюю поверхность резервуара. В основу технологических схем эксплуатации подземных хранилищ шахтного типа положено использование насосных или самотечных способов заполнения и насосных или безнасосных способов опорожнения подземных емкостей. В технологических схемах хранилищ, эксплуатирующихся с подпором подземными водами, дополнительно предусматривают системы для отбора подземных вод погружными насосами. При отборе сжиженного газа путем выдавливания жидкой фазы его пары, находящиеся в наземном резервуаре, закачивают в подземную емкость. По мере закачки паров жидкую фазу из подземной емкости выдавливают на поверхность в наземный резервуар, откуда перекачивают к месту раздачи обычными насосами. Преимущество этого метода заключается в том, что в подземной емкости находятся только приемные и расходные трубы. Недостатком является нарушение стабильности температурного режима хранилища. 26. Бесшахтные подземные резервуары в каменной соли (циркуляционный и струйный методы, прямоточный и противоточный режимы выщелачивания). Рассольная и безрассольная схемы эксплуатации подземных хранилищ в отложениях каменной соли. Их сооружают в мощных соляных пластах на глубине , где давление больше давления хранимого нефтепрод-та, через скважины путем размыва, т.о получаются полости-резервуары. (V от 1 тыс.м3 до 1,5 млн.м3). Каменная соль не влияет на качество СУГ. Залежи соли могут быть пластовыми, пластово-линзооббразными и купольными. Размыв соли осущ-ся по 2 схемам: -закачка пресной воды и выдавливанием на пов-сть рассола (циркуляц.метод) -струями воды под атмосферным или повыш.давлением в емкости спец.оросителями, при этом рассол откачивают поружным насосом (струйный метод) Циркуляционный метод закл-ся в подаче одной рабочей колонны на забой скважины воды, которая размывает соляной пласт,создает подземную камеру и насыщается солью. Насыщенный соляной раствор по другой колонне труб выводят на поверхность. Создают нужную полость с помощью управляемого выщелачивания. Растворение соли при сооружении выработки-емкости следует начинать независимо от предусмотренного проектом режима работы, с подачи воды в центральную подвесную колонну (прямоточный режим выщелачивания). Переход на режим работы с подачей воды в межтрубное пространство внешней и центральной подвесных колонн (противоточный режим выщелачивания) производится после 10-20 мин. работы на прямоточном режиме.   Струйный метод размыва подземных емкостей осущ-ся методом орошения стенок камеры струями воды. Воду подают через насадки, расположенных в колонне,ей придают медленное вращение, благодаря которой каждая струя воды равномерно растворяет соль по всей камере. Рассол вытесняют на поверхность земли насосом погружным или сжатым воздухом. 27. Подземные хранилища СУГ шахтного типа. Шахтные хранилища представляют собой отдельные тоннели, имеющие уклон 0,002в направлении, где установлен откачивающий насос. Шахтные хранилища находятся в мощных и устойчивых горных породах, которые обеспечивают их герметичность с помощью подземных вод с подвижной и неподвижной водяной подушками. В зависимости от объема хранилища, кол-ва хранимых в нем продуктов бывают ячеистого типа, камерного типа с замкнутой системой выработок емкостей и камерного типа с обособленными выработками-емкостями. Основной задачей сооружения шахтного хранилища явл-ся герметизация рез-ра и его теплоизоляция. Для герметизации подают инертный газ под давлением, пока не прекратится поступление воды в резервуар. Затем распылением продукта создают отрицательную температуру, при которой образуется ледяная оболочка. Для герметизации используют силикон, эмульсии. Наносят также спец. полимерные пленки или исп-ют алюминиевые листы. Исп-ют насосные и самотечные системы опорожнения и заполнения рез-ров. Тех.схема подземного хранилища должна позволять производить сбор, замер количества, распределение и обработку при закачке и отборе. Перед закачкой в хранилище газ компримируют до необходимого давления. При закачке газ очищают. 28. Подземные ледопородные хранилища СУГ Хранение сжиженного газа возможно и в замороженном грунте при давлении до 2,5 кПа. Проектирование ледопородного резервуара производят на основе данных инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий. Сооружение допускается в рыхлых водонасыщенных (коэффициент водонасыщения больше 0,8), однородных по литологии и выдержанных по мощности грунтах, подстилаемых водоупором, при условии, что скорость движения грунтовых вод не превышает 2,5 м/сут, а также в слабо-обводненных (коэффициент водонасыщенности меньше 0,8) / грунтах без прочных структурных связей при условии их искусственного обводнения. Подземный ледопородный резервуар представляет собой емкость, стенки и днище которой выполнены из замороженных горных пород, а перекрытие — из традиционных строительных материалов: стали, алюминиевых сплавов или бетона (рис. 11.10).  1-емкость; 2 — перекрытие; 3 — узел примыкания перекрытия к ледопо-родной оболочке; 4 — скважины; 5- замораживающие колонки; 6—ледопородная оболочка. Ледопородный резервуар сооружают в следующей последовательности. Вокруг будущего резервуара по окружности бурят скважины 4 на 3-5 иниже глубины залегания водоупора. Затем монтируют узел примыкания 3 перекрытия к ледопородной оболочке, который обычно представляет собой железобетонное кольцо. В пробуренные скважины опускают замораживающие колонки 5, по которым пропускают теплоноситель, что приводит к замораживанию горных пород вокруг колонок и созданию ледопородной оболочки 6, сопряженной с водоупором. Под защитой ледопородного ограждения и водоупора, противостоящих гидростатическому и горному давлениям, вынимают талый грунт и образуют емкость 1. Вместе с выемкой грунта на площадке рядом с сооружаемым резервуаром производят сборку перекрытия из предварительно заготовленных элементов. Затем перекрытие перемещают целиком или по частям на опорное железобетонное кольцо. В отдельных случаях опорой перекрытия могут служить замораживающие колонки. В резервуар заливают сжиженный газ при давлении 200-500 мм вод. ст. и при соответствующей отрицательной температуре. Методы сооружения ледопородных резервуаров определяются их объемом, конструкцией и геологическим разрезом площадки, на которой их будут строить. Сооружение подземных ледопородных резервуаров возможно в любых грунтах. Однако наиболее приемлемыми являются пес-чано-гравийные грунты с влагонасыщенностыо 60-90 % при наличии в них не более 20 % мелкодисперсных глинистых частиц. Одним из основных требований, предъявляемых к ледопород-ным резервуарам, является создание трещиностойкой, непроницаемой для газа ледопородной оболочки. Подземные низкотемпературные резервуары сооружают, как правило, с применением предварительного замораживания пород. Предварительное замораживание горных пород необходимо для обеспечения: -водонепроницаемости и прочности ледопородной оболочки, способной воспринять на себя полное горное давление и технические нагрузки; -сохранности проектного направления и габаритов выработок, а также прилегающих к выработке наземных и подземных коммуникаций; -максимальной скорости строительства. Толщина ледопородной оболочки зависит от многих факторов и, в первую очередь, от внешнего давления, прочностных и деформационных характеристик замороженных пород, величины и времени обнажения ледопородного ограждения, температурного режима замороженных пород и выработки, ее размеров. 29. Кустовые базы и газонаполнительные станции: назначение, основной состав сооружений, способы осуществления основных операций Крупные промышленные потребители СУГ обычно находятся рядом с ГПЗ и получают газ по трубопроводам. СУГ предназначенные для бытовых потребителей, автотранспорта отпускают газ через КБ (кустовые базы) и ГНС (газонаполнительные станции), которые снабжают газ по трубопроводам, ж/д цистернам, автоцистернами и танкерами. КБ и ГНС – это стационарные хранилища для приема, хранения и налива СУГ. КБ обеспечивают СУГ определенный экономический район, обеспечивают транзитную перекачку СУГ небольшим ГНС. ГНС – объекты городского газового хозяйства для обеспечения газом отдельного населенного пункта. В состав КБ входят: цех слива-налива СУГ(сливоналивная ж/д эстакада, насосно-компресор отделение); наполнительный цех(наполнительное отделение, отделение слива тяжелых неиспарившихся остатков газов из баллонов, отделение ремонта баллонов, погрузочно-разгруз площадки, колонки для заполнения автоцестерн). Производительность ГНС от 3-12 тыс. т/год, КБ – от 25 до 100 тыс.т/год. |