shammazov_ONGD

ГазопроводнаясистемаНадым—Урал—Центрдиаметром1220…1420мм и протяженностью 3600 км, построенная в 1974 г., берет начало от месторождения Медвежье. Уникальной, не имеющей аналогов в мире, является система трансконтинентальных газопроводов большого диаметра, берущих начало от Уренгойского месторождения (табл. 15.1).

Таблица 15.1 — Трубопроводы для уренгойского газа

Общая стоимость этого крупнейшего в мире газотранспортного ком­ плекса превышает затраты на строительство БАМа, КамАЗа, ВАЗа и Атом­ маша вместе взятых.

Основным проектом трубопроводного строительства в 1986—1990 гг. стала шестиниточная газотранспортная система для подачи ямбургского газа в центр страны и на экспорт. Общая протяженность входящих в эту систему газопроводов (Ямбург—Елец I, Ямбург—Елец II, Ямбург—Тула I, Ямбург—Тула II, Ямбург—Поволжье, Ямбург—Западная граница) составляет 28,7 тыс. км. На магистралях сооружено 170 компрессорных станций.

Сведения об изменении протяженности газопроводов в нашей стране приведены в табл. 15.2.

Таблица 15.2 — Изменение протяженности магистральных

газопроводов в СССР

Современный период Единая система газоснабжения (ЕСГ) России

(рис. 15.1)—это широко разветвленная сеть магистральных газопроводов, обеспечивающих потребителей газом с газовыхместорожденийТюменскойобласти,РеспубликиКоми,Оренбургской и Астраханской областей.

Рис. 15.1. Схема важнейших газопроводов России

Протяженностьгазопроводов,находящихсявведенииРАО«Газпром», на 1 января 2003 г. составляла около150 тыс. км, что превышает протя­ женность российских нефте- и нефтепродуктопроводов вместе взятых. Более 60 % газопроводов имеют диаметр 1220…1420 мм, а свыше 35 % работают с давлением 7,5 МПа. Перекачку газа осуществляют 254 компрессорные станции суммарной мощностью 42,5 млн кВт. Средняя дальность транспортировки газа составляет около 2500 км.

Главной задачей РАО «Газпром» в области транспорта является обеспечение эффективного функционирования и развития Единой системы газоснабжения, а также поставки газа в страны ближнего и дальнего зарубежья.

ЕСГ России являлась ядром ЕСГ СССР, которая в течение более 30 лет формировалась как единый технологический комплекс, обеспечиваю­ щий надежное и бесперебойное газоснабжение потребителей. Оператив­ ное изменение потоков газа в ЕСГ позволяет увеличивать его подачу тем

потребителям, которые испытывают перебои с поставкой других источников энергии, покрывать дефицит топлива в коммунально-бытовом секторе и для отопления в периоды резких похолоданий, когда расход газа резко увеличивается. В это время, а также при аварийных ситуациях в маневрирование потоками газа вовлекаются все резервы и ресурсы системы, используется также аккумулирующая способность ЕСГ, технологический запас газа в трубопроводах которой достигает 9 млрд м3.

Одна из важных задач—реконструкция и модернизация объектов ЕСГ с целью повышения надежности и экономической эффективности транспортировки газа. Средний «возраст» газопроводов в настоящее время превышает 16 лет, а 23 % из них отработали более 30 лет. Поэтому необходимым условием надежного функционирования газотранспортных систем является прокладка новых газопроводов на отдельных участках, строительство и ввод в действие ряда новых распределительных газопроводов и перемычек, переизоляция труб и т. д. Производится замена ГПА на менее энергоемкие.

В ближайшие годы увеличение добычи газа будет достигнуто за счет наращивания мощностей на действующих и ввода новых месторождений в Надым-Пур-Тазовском районе. Уже сейчас здесь берут начало 20 магистральных газопроводов проектной производительностью 578 млрд м3. В ближайшие годы из этого же региона планируется построить три газопровода: Северные Районы Тюменской Области (СРТО)— Торжок, СРТО—Нечерноземье, СРТО—Богандинская суммарной производительностью 89 млрд м3.

Повышения надежности и маневренности ЕСГ планируется достичь строительством газопроводов-перемычек Тула—Торжок, Починки—Изо­ бильное—Северо-Ставропольское подземное хранилище газа, КС Полян­ ская—Оренбург и др.

Газификация новых районов—одна из приоритетных задач РАО «Газпром». Такими районами на ближайшую перспективу будут север европейской части России и юг Западной Сибири.

Врамкахуказанныхпроектовпланируетсястроительствогазопроводаотвода к Архангельску и Северодвинску производительностью 5 млрд м3 в год и протяженностью 800 км. Для газификации Мурманской области планируется построить газопровод производительностью 3,3 млрд м3 в год и протяженностью более 1000 км с четырьмя компрессорными станциями. Окончание строительства намечено на 2004 г. Газификацию Алтайского края, где наиболее крупными потребителями являются города Барнаул, Рубцовк и Бийск, предполагается осуществить в три этапа, обеспечив к 2005 г. подачу газа в объеме более 6,3 млрд м3 в год.

Будет расширяться экспорт российского газа. По современным оценкам, после 2000 г. собственная добыча газа в Западной Европе будет снижаться и поэтому странам региона потребуется значительное увеличение его импорта. Поэтому РАО «Газпром» после 2000 г. планирует увеличить экспортные поставки газа на 50 млрд м3. Для этого будет построен экспортный газопровод Ямал—Европа протяженностью 5802 км с 34 компрессорными станциями.

Трасса газопровода пройдет по тундре, пересечет акваторию Байда­ рацкой губы (70 км) и выйдет на материковую часть западнее предгорий Полярного Урала. Далее в европейской части России трасса пройдет по территориям Республики Коми, Архангельской, Вологодской, Ярославской, Тверской областей и в районе Торжка газопровод будет подключен к ЕСГ России. Трехниточная система газопроводов на территории России на протяжении 400 км пройдет по районам вечной мерзлоты, пересечет 60 км заболоченных участков и более 160 км лесных массивов.

За рубежом предполагается подключение системы газопроводов Ямал—Европа к таким крупным западноевропейским магистралям, как MEGAL и TENP (Германия), к системам Газюни (Голландия), Трансгаза (Чехия) и другим.

Полное развитие системы намечено завершить до 2005 г. Срок работы системы после пуска составит не менее 33 лет.

В декабре 1997 г. подписано соглашение об увеличении поставок российского газа в Турцию: к 2010 г. они должны возрасти до 30 млрд м3 в год. Для этого построен новый газопровод производительностью 16 млрд м3 в год через Черное море (проект «Голубой поток»).

Уникальность морского участка газопровода «Голубой поток» состоит в том, что впервые в мировой практике сооружен трубопровод диаметром 600 мм на глубине свыше 2 км без промежуточных компрессорных станций.

Имеется также ряд других проектов развития сети экспортных газопроводов России. Так, «Газпром» совместно с финской компанией «Несте» прорабатывает варианты строительства Североевропейского газопровода для подачи российского газа через Балтийское море на север Германии. Прорабатывается целый ряд проектов поставок газа из России с АзиатскоТихоокеанский регион от месторождений Западной и Восточной Европы (в Монголию, Китай, Южную Корею и другие страны).

15.2.Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта

Основными свойствами газов, влияющими на технологию их транспорта по трубопроводам, являются плотность, вязкость, сжимае­ мость и способность образовывать газовые гидраты.

Плотность газов зависит от давления и температуры. Так как при движении по газопроводу давление уменьшается, то плотность газа снижается и скорость его движения возрастает. Таким образом, в отличие от нефте- 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 также возрастает и наоборот. Это свойство используют на практике: охлаждая газы 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 емкос­ тях—газгольдерах высокого давления—можно хранить количество газа, в десятки раз превышающие геометрический объем емкости.

Если газ содержит пары воды, то при определенных сочетаниях давления и температуры он образует гидраты—белую кристаллическую массу, похожую на лед или снег. Гидраты уменьшают, а порой и полностью перекрывают сечение газопровода, образуя пробку. Чтобы избежать этого газ до закачки в газопровод подвергают осушке.

Охлаждение газа при дросселировании давления называется эф-

фектом Джоуля-Томсона. Интенсивность охлаждения характеризуется одноименным коэффициентом Дi, величина которого зависит от давления и температуры газа. Например, при давлении 5,15 МПа и температуре 0 °С величина Дi =  3,8 град/МПа. Если дросселировать давление газа с 5,15 МПа до атмосферного, его температура вследствие проявления эффекта Джоуля-Томсона понизится примерно на 20 градусов.

15.3. Классификация магистральных газопроводов

Магистральным газопроводом (МГ) называется трубопро-

вод, предназначенный для транспортировки газа, прошедшего подготовку из района добычи в районы его потребления. Движение газа по магист­ ральному газопроводу обеспечивается компрессорными станциями (КС), сооружаемыми по трассе через определенные расстояния.

Ответвлением от магистрального газопровода называется трубопровод, присоединенный непосредственно к МГ и предназначенный для отвода части транспортируемого газа к отдельным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

Магистральные газопроводы классифицируются по величине рабочего давления и по категориям.

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

•I класс . . от 2,5 до 10 МПа включительно;

•II класс . . от 1,2 МПа до 2,5 МПа включительно.

Газопроводы, эксплуатируемые при давлениях ниже 1,2 МПа, не относятся к магистральным. Это внутрипромысловые, внутризаводские, подводящие газопроводы, газовые сети в городах и населенных пунктах,

атакже другие газопроводы.

Взависимости от назначения и диаметра, с учетом требований безопасности эксплуатации магистральные газопроводы и их участки подразделяются на пять категорий: В, I, II, III и IV. Категория газопроводов определяется способом прокладки, диаметром и условиями монтажа.

15.4.Основные объекты и сооружения магистрального газопровода

Всостав МГ входят следующие основные объекты (рис. 15.2):

•головные сооружения;

•компрессорные станции;

•газораспределительные станции (ГРС);

•подземные хранилища газа;

•линейные сооружения.

На головных сооружениях производится подготовка добываемо-

го газа к транспортировке (очистка, осушка и т. д.). В начальный период разработки месторождений давление газа, как правило, настолько велико, что необходимости в головной компрессорной станции нет. Ее строят позднее, уже после ввода газопровода в эксплуатацию.

Компрессорные станции предназначены для перекачки газа. Кроме того, на КС производится очистка газа от жидких и твердых примесей, а также его осушка.

Принципиальная технологическая схема компрессорной станции приведена на рис. 15.3. Газ из магистрального газопровода 1 через откры-

Рис. 15.2. Схема магистрального газопровода:

1—газосборные сети; 2—промысловый пункт сбора газа; 3—головные сооружения; 4—компрессорная станция; 5—газораспределительная

станция; 6—подземные хранилища; 7—магистральный трубопровод; 8—ответвления от магистрального трубопровода; 9—линейная арматура;

10—двухниточный проход через водную преграду

Рис. 15.3. Технологическая схема компрессорной станции с центробежными

нагнетателями; 1—магистральный газопровод; 2—кран; 3—байпасная линия;

4—пылеуловители; 5—газоперекачивающий агрегат; 6—продувные свечи; 7—АВО газа; 8—обратный клапан

тый кран 2 поступает в блок пылеуловителей 4. После очистки от жидких и твердых примесей газ компримируется газоперекачивающими агрегатами (ГПА) 5. Далее он проходит через аппараты воздушного охлаждения (АВО) 7 и через обратный клапан 8 поступает в магистральный газопровод 1.

Объекты компрессорной станции, где происходит очистка, компримирование и охлаждение, т. е. пылеуловители, газоперекачивающие агрегаты и АВО, называются основными. Для обеспечения их нормальной работы сооружают объекты вспомогательного назначения: системы водоснабжения, электроснабжения, вентиляции, маслоснабжения и т. д.

Газораспределительные станции сооружают в конце каждого ма­ гистрального газопровода или отвода от него.

Высоконапорный газ, транспортируемый по магистральному газопроводу, не может быть непосредственно подан потребителям, поскольку газовое оборудование, применяемое в промышленности и быту, рассчитано на сравнительно низкое давление. Кроме того, газ должен быть очищен от примесей (механических частиц и конденсата), чтобы обеспечить надежную работу оборудования. Наконец, для обнаружения утечек газу должен быть придан резкий специфический запах. Операцию придания газу запаха называют одоризацией.

Понижение давления газа до требуемого уровня, его очистка, одоризация и измерение расхода осуществляются на газораспределительной станции (ГРС). Принципиальная схема ГРС приведена на рис. 15.4.

Рис. 15.4. Принципиальная схема ГРС:

1—входной трубопровод; 2—фильтр; 3—подогреватель газа; 4—контроль- ный клапан; 5—регулятор давления типа «после себя»; 6—расходометр

газа; 7—одоризатор; 8—выходной трубопровод; 9—манометр; 10—байпас

Газ по входному трубопроводу 1 поступает на ГРС. Здесь он последовательно очищается в фильтре 2, нагревается в подогревателе 3 и редуцируется в регуляторах давления 5. Далее расход газа измеряется расходомером 6 и в него с помощью одоризатора 7 вводится одорант—жидкость, придающая газу запах.

Необходимость подогрева газа перед редуцированием связана с тем, что дросселирование давления сопровождается (согласно эффекту ДжоуляТомсона) охлаждением газа, создающим опасность закупорки трубопроводов ГРС газовыми гидратами.

Подземные хранилища газа служат для компенсации неравномерности газопотребления. Использование подземных структур для хранения газа позволяет очень существенно уменьшить металлозатраты и капиталовложения в хранилища.

Линейные сооружения газопроводов отличаются от аналогичных сооружений нефте- и нефтепродуктопроводов тем, что вместо линейных задвижек используются линейные шаровые краны, а кроме того—для сбора выпадающего конденсата сооружаются конденсатосборники.

Длина магистрального газопровода может составлять от десятков до нескольких тысяч километров, а диаметр—от 150 до 1420 мм. Большая часть газопроводов имеет диаметр от 720 до 1420 мм. Трубы и арматура магистральных газопроводов рассчитаны на рабочее давление до 7,5 МПа.

15.5.Газоперекачивающие агрегаты

Вкачестве газоперекачивающих агрегатов применяются поршневые газомотокомпрессоры или центробежные нагнетатели.

Поршневые газомотокомпрессоры представляют собой агрегат,

в котором объединены силовая часть (привод) и компрессор для сжатия газа. Принцип работы поршневого компрессора такой же, как у поршневого насоса.

Наиболее распространенными типами газомотокомпрессоров являются 10 ГК, 10 ГКН, МК-10 и ГПА-5000 (табл. 15.3), имеющие подачу от 0,8 до 10,0 млн м3/сут и развивающие давление 5,5 МПа. Поршневые газомотокомпрессоры отличаются высокой эксплуатационной надежностью, способностью работать в широком диапазоне рабочих давлений, возможностью регулировать подачу за счет изменения «вредного» пространства и частоты вращения.

Область преимущественного применения поршневых газомотоком- прессоров—трубопроводы для перекачки нефтяного газа и станции подземного хранения газа.