Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

дует обращать на испаряемость бензинов и хранить их в резервуарах с понтонными или плавающими крышами.

Таблица 14.3

Основные физические свойства нефтепродуктов, перекачиваемых по трубопроводам

122

15.ГАЗОПРОВОДЫ

15.1.Развитие трубопроводного транспорта газа

За 200 лет до н.э. в китайских провинциях Юнань, ШуГуань и Шанси природный газ по бамбуковым трубам подавался от мест его выделения к местам потребления, где его использовали для отопления, освещения, приготовления пищи и выпарки рассола. В VII в. неподалеку от селения Сураханы, близ Баку, где имелись естественные выходы газа на поверхность земли, был построен храм огнепоклонников. Газ подавался в храм по глиняным трубам. В 1825 г. во Фредонии (США) был построен первый металлический (свинцовый) трубопровод для подачи газа потребителям. В это же время было сооружено несколько газопроводов диаметром 300–400 мм небольшой протяженности для транспортирования попутного нефтяного газа. В 1942–1943 гг. был сооружен 160-километровый газопровод Похвистнево – Куйбышев диаметром 325 мм. За два года (1944– 1946 гг.) был построен магистральный газопровод Саратов – Москва диаметром 325 мм и протяженностью 843 км. В 1952 г. был введен в эксплуатацию крупный магистральный газопровод Дашава – Киев – Брянск – Москва общей протяженностью 1300 км и диаметром 529 мм. На нем впервые были применены отечественные газомотокомпрессоры типа 10 ГК. Общая протяженность газопроводов в стране к концу 1955 г. составила

4861 км.

После открытия и освоения газовых месторождений севера Тюменской области началось интенсивное строительство газопроводов (табл. 15.1).

После 1955 г. началось интенсивное строительство газопроводов (табл. 15.2). Было создано специальное Министерство строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности.

124

Таблица 15.2

Изменение протяженности магистральных газопроводов в России (СССР)

125

15.2. Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта

Плотность газов зависит от давления и температуры. Поскольку при движении по газопроводу давление уменьшается, то плотность газа снижается и скорость его возрастает. Таким образом, в отличие от нефтепроводов и нефтепродуктопроводов транспортируемая среда в газопроводах движется с ускорением.

Вязкость газов в отличие от вязкости жидкостей изменяется прямо пропорционально изменению температуры, т.е. при увеличении температуры она тоже возрастает и наоборот. Это свойство используют на практике. Охлаждением газа после компримирования добиваются уменьшения потерь давления на преодоление сил трения в газопроводах.

Сжимаемость – это свойство газов уменьшать свой объем при увеличении давления. Благодаря свойству сжимаемости, в специальных емкостях-газгольдерах высокого давления можно хранить газ, в десятки раз превышающий по объему геометрический объем емкости. Если газ содержит пары воды, то при его перекачке образуются гидратные пробки. Чтобы избежать этого, газ подвергают осушке.

Охлаждение газа при дросселировании давления называется эффектом Джоуля–Томсона. Интенсивность охлаждения характеризуется одноименным коэффициентом D, величина которого зависит от давления и температуры газа. Например, при давлении 5,15 МПа и температуре 0 °С величина D = 3,8 °C/МПа.

Если дросселировать давление газа с 5,15 МПа до атмосферного, его температура вследствие проявления эффекта Джоуля–Томсона понизится примерно на 20 °С.

15.3.Классификация магистральных газопроводов

Взависимости от рабочего давления в трубопроводе магистральные газопроводы подразделяются на два класса:

127

I класс – рабочее давление от 2,5 до 10 МПа включительно; II класс – рабочее давление от 1,2 до 2,5 МПа включительно. Газопроводы, эксплуатирующиеся при давлениях ниже 1,2 МПа, не относятся к магистральным. Это внутрипромысловые, подводящие газопроводы, газовые сети в городах и насе-

ленных пунктах, а также другие газопроводы.

В зависимости от назначения и диаметра, с учетом требований безопасной эксплуатации магистральные газопроводы и их участки, как и магистральные нефтепроводы, подразделяются на пять категорий: В, I, II, III, IV. Категория газопровода определяется способом прокладки, диаметром и условиями монтажа.

15.4.Основные объекты и сооружения магистрального газопровода

Всостав магистрального газопровода (МГ) входят следующие объекты:

•головные сооружения;

•компрессорные станции (КC);

•газораспределительные станции (ГРС);

•линейные сооружения.

На головных сооружениях проводится подготовка газа к транспортировке (очистка, осушка). В зависимости от диаметра газопровода и от объема перекачиваемого газа на трассе газопровода строят компрессорные станции, где также производят очистку, осушку и охлаждение газа. Охлаждение газа производят с помощью аппаратов воздушного охлаждения (АВО), основным элементом которых являются мощные вентиляторы

сдиаметром лопастей от 2 до 7 м.

Вконце каждого магистрального газопровода монтируется ГРС, где понижается давление до необходимого потребителю. На ГРС замеряется расход газа, производится его одоризация – введение специальной жидкости со специфическим запа-

128

хом. (На рис. 17.1 показана схема сооружений магистрального газопровода.)

Линейные сооружения на магистральном газопроводе подобны сооружениям на магистральном нефтепроводе, за исключением задвижек. На газопроводах вместо задвижек устанавливаются шаровые краны. На линейной части магистрального газопровода устанавливаются конденсатосборники, емкости для дозирования метанола.

15.5.Газоперекачивающие агрегаты

Вкачестве газоперекачивающих агрегатов (ГПА) применяются поршневые газокомпрессоры или центробежные нагне-

татели. Поршневые компрессоры выпускаются заводами с объемом компримирования газа от 0,8 до 10,0 м3/сут. Для больших объемов перекачки газа применяются центробежные нагнетатели с газотурбинным или электроприводом. В табл. 15.3 приведены основные параметры ГПА, используемые на КС.

Таблица 15.3 Характеристика газоперекачивающих агрегатов

129

Окончание табл. 15.3

15.6. Особенности трубопроводного транспорта сжиженных газов

При увеличении давления и снижении температуры объем газа уменьшается. Благодаря этому, можно значительно уменьшить диаметр трубопроводов для транспортировки больших объемов газа, получив значительную экономию капиталовложений.

Метан становится жидкостью при атмосферном давлении, если его охладить до –162 °С. При 5 МПа он становится жидкостью, если его температура превысит –85 °С. Перекачка сжиженного природного газа может происходить только при высоких давлениях (4–5 МПа) и при низких температурах (–100…–200 °С). В таком варианте нужно специальное дорогостоящее оборудование, поэтому в сжиженном состоянии

130