Газоснабжение природным газом

Рис. 1. Поставка природного газа 

Этапами поставки природного газа к потребителю являются (рис. 1):

• объекты добычи и подготовки газа;

• магистральные трубопроводы;

• сети газораспределения. 

Сжигание природного газа происходит в газоиспользующем оборудовании, входящем в состав сетей газопотребления.

В связи с взрывопожарной опасностью газового топлива его добыча, подготовка, транспортировка и использование должны производиться с обязательным соблюдением требований пожарной безопасности. 

Объекты добычи и подготовки природного газа 

Добыча природного газа производится различными организациями нефтегазового комплекса, прежде всего ПАО «Газпром». Сеть эксплуатационных скважин, расположенных на территории месторождения, служит для получения газа. По промысловым трубопроводам он поступает в головные сооружения подготовки. Добытый газ содержит различные примеси, которые не нужны потребителю, а также могут повредить оборудование и трубопроводы. Их надо извлечь. Многие из примесей являются ценным сырьем для газохимии, например, сероводород или гелий. Интересный факт: в июне 2021 г. начал работу Амурский газоперерабатывающий завод возле г. Свободный Амурской области. После выхода на проектную мощность он будет производить до 60 млн м³ гелия в год, став крупнейшим в мире поставщиком этого благородного газа.

Вблизи месторождений строятся установки комплексной подготовки газа. В некоторых случаях газ из скважин сразу попадает на газоперерабатывающий завод. Очистка газа производится в два этапа. На первом — на циклонных фильтрах отделяют грубые механические примеси, а также влагу. На втором этапе применяют фильтры-сепараторы.

Добытый газ поступает в магистральные газопроводы. Большинство крупных месторождений расположено вдали от основных потребителей, поэтому поставка газа является серьезной задачей, успешно реализуемой газотранспортным комплексом России.

Магистральные трубопроводы

От месторождений газ транспортируется по магистральным газопроводам. Они сетью покрывают значительную часть территории нашей страны. По ним газовое топливо поставляется потребителям в Российской Федерации и за ее пределы. Сеть магистральных газопроводов монопольно принадлежит ПАО «Газпром». Независимые поставщики используют их для транспортировки газа по России. Реализацию трубопроводного газа за границу также монопольно осуществляет ПАО «Газпром».

Магистральный газопровод — сложное сооружение, состоящее из компрессорных станций, участков газопроводов, запорной арматуры, газораспределительных станций и других объектов. Для трубопроводов применяют стальные трубы диаметром от 720 до 1420 мм. Рабочее давление — 5,4–7,5 МПа и более, пропускная способность — до 30–35 млрд м³ газа в год.

Рис. 2. Компрессорная станция 

Источник: https://keaz.ru/f/14255/12.jpg.

При транспортировке энергия расходуется при трении газа о стенки трубы и на различных гидравлических сопротивлениях. Для прокачки природного газа по трубопроводам служат компрессорные станции (рис. 2), которые повышают его давление. Обычно они находятся на расстоянии 100–150 километров друг от друга. Основной элемент этого сооружения — компрессорный цех с газоперекачивающими агрегатами. Интересный факт: около 13 % добываемого газа ПАО «Газпром» расходует на обеспечение транспортировки газа, прежде всего на работу компрессорных станций. 

Обеспечение пожарной безопасности компрессорных станций 

На компрессорных станциях велик риск возникновения пожара. При сжатии газа увеличиваются давление и температура, нагреваются узлы оборудования, которое вибрирует. При повреждении возможна разгерметизация с выходом газа, с возгоранием от различных источников зажигания, возникающих из-за статического электричества, при перегреве поверхностей из-за недостаточной смазки, при возникновении искр в результате короткого замыкания проводки и других.

Для обеспечения пожарной безопасности компрессорных станций принимаются следующие меры:

• система защиты от пожара включает в себя автоматическую пожарную сигнализацию, систему автоматического пожаротушения и систему оповещения людей при пожаре;

• применяется электрооборудование во взрывозащищенном исполнении в соответствии с классом зоны, категорией и группой взрывоопасности обращающегося вещества;

• огнетушащие составы обеспечивают ингибирование и охлаждение, при этом не вредны для человека, что позволяет системе пожаротушения срабатывать без задержек;

• обеспечивается защита оборудования от вибрации, а также автоматический контроль за уровнем масла в системах смазки;

• обеспечивается взрывозащита за счет применения легкосбрасываемых конструкций из расчета площадью 0,05 м² на 1 м³ объема помещения.

Рис. 3. Газораспределительная станция

Источник:  https://saratov-tr.gazprom.ru/d/story/12/144146/6s1a5719.jpg. 

При подаче газа в населенные пункты от магистрального газопровода делаются ответвления, на которых строят газораспределительные станции (рис. 3), через которые газ поступает в газораспределительные сети. На ГРС давление снижается, газ дополнительно очищается, в него добавляют одорант, производится учет топлива, поступающего в межпоселковые газопроводы и газопроводы поселений. Газораспределительная станция является границей между магистральным газопроводом и газораспределительными сетями. 

Сети газораспределения природного газа 

Газораспределительные сети получают природный газ из магистральных газопроводов и транспортируют его до конечных потребителей. Они принадлежат различным субъектам: муниципалитетам, ведомствам, предприятиям, физическим лицам и, конечно же, газораспределительным организациям.

Протяженность газораспределительных сетей России составляет более 800 тысяч км, по ним газ подается в 26,5 млн квартир и частных домов, более чем 300 тысячам коммунально-бытовых объектов, более чем 40 тысячам промышленных и сельскохозяйственных предприятий. 

Компримированный природный газ

Помимо подачи газа по трубопроводам, существует другой способ транспортировки природного газа конечным потребителям: в сосудах, работающих под избыточным давлением. Компримированный природный газ (КПГ) на сегодняшний день является привычным видом моторного топлива. Его используют автобусы, грузовые и легковые автомобили. На автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) газ сжимается до давления 200 кгс/см² и выше. Соответственно, требуются баллоны с толстой стенкой, способной выдержать такое давление. Баллоны имеют высокую стоимость, поэтому такой вариант доставки природного газа не находит широкого применения для подачи топлива в жилые дома. Газопроводы являются самым дешевым и безопасным способом.