Системы распределения газа

15.06.2016

В зависимости от числа ступеней перепада давления газа в газопроводах системы газоснабжения городов и населенных пунк­тов делятся на одно-, двух- и многоступенчатые:

• одноступенчатая  — система газоснабжения, при ко­торой распределение и подача газа потребителям осуществляются по газопроводам только одного давления, как правило низкого. Она рекомендована для населенных пунктов и небольших городов, при­соединяемых к магистральным газопроводам, а также для поселков при автономном газоснабжении, когда ^в качестве источников газа выступают станции смешения паров сжиженных углеводородных газов (СУГ) с воздухом, биогазовые или газогенераторные установки. При последнем решении в схему 1.1 вместо магистрального газо­провода и ГРС включены завод, станция смешения паров СУГ с воз­духом и газогенераторная установка;

• двухступенчатая система  обеспечивает распределе­ние и подачу газа потребителям по газопроводам двух категорий: среднего и низкого или высокого и низкого давления. Эта система рекомендуется для городов с большим числом потребителей, разме­щенных на значительной территории и получающих газ от магист­ральных газопроводов;

• трехступенчатая  — система газоснабжения, где рас­пределение и подача газа потребителям осуществляются по газопро­водам трех категорий давления: низкого, среднего и высокого. Эта система может быть рекомендована для больших городов

Схема одноступенчатой системы распределения газа

1 — магистральный газопровод; 2 — ГРС; 3 — кольцевые газопроводы; 4 — ответвления к потребителям; 5 — тупиковые газопроводы. Схема двухступенчатой системы распределения газа

1 — магистральный газопровод высокого давления; 2 — ГРС; 3 — крупные потребители газа; 4 — городские ГРП, питающие газопроводы низкого давления; 5 — газопроводы высокого и среднего давления; 6 — кольцевые газопроводы низкого давления; 7 — ответвления к потребителям; 8-9 — тупиковые газопроводы (8 — низкого давления, 9 — среднего давления

Схема трехступенчатой системы распределения газа

1 — магистральный газопровод; 2 — ГРС; 3 — газопровод высокого давления (до 1,2 МПа); 4 — промышленные предприятия, которым по технологии требуется газ высокого давления; 5 — ГРП, ограничивающий давление газа в газопроводах среднего давления; 6 — газопроводы среднего давления; 7 — ответвления к потребителям на газопроводах низкого давления; 8 — газопроводы низкого давления; 9 — крупные потребители газа, присоединяемые к газопроводам среднего давления; 10 — городские ГРП, питающие газопроводы низкого давления

• многоступенчатая система обеспечивает распределение газа по газопроводам четырех давлений:

1. по газопроводам низкого давления — до 5 кПа (500 мм вод. ст. избыточных);

2. газопроводам среднего давления — от 5 кПа до 0,3 МПа;

3. газопроводам высокого давления II категории — от 0,3 до 0,6 МПа;

4. газопроводы высокого давления I категории для природно­го газа и газовоздушных смесей — от 0,6 до 1,2 МПа; для сжи­женных углеводородных газов — до 1,6 МПа.

Связь между газопроводами различного давления, входящими в систему газоснабжения, должна предусматриваться только через ГРП и ГРУ. Каждая из перечисленных выше систем в зависимости от характера планировки и плотности застройки города может быть кольцевой, тупиковой или смешанной, разветвленной или комби­нированной. Предпочтительны кольцевая и смешанная системы газоснабжения, так как они обеспечивают наиболее равномерный режим давления во всех точках отбора газа из распределительных газопроводов, а также повышают надежность газоснабжения.

4.11. ПХГ, созданные в таких породах на жаргоне называют «водоносными хранилищами», потому что хранилище образуется за счет вытеснения жидкости из пористого водоносного пласта. Сам пласт на языке газовиков называется "пласт-резервуар" или "пласт-коллектор".Пустоты и поры горной породы пласта-коллектора в естественном состоянии почти всегда заполнены пластовой водой, пресной или минерализованной, природным газом или нефтегазовой смесью (геологи говорят - "флюидами"). Дальше мы для краткости будем говорить только о воде.

Создание хранилища состоит в частичном вытеснении газом воды из верхней зоны ловушки на периферию пласта.

Для строительства ПХГ в водоносных горизонтах необходимо, чтобы в одном месте присутствовали сразу все необходимые геологические факторы:

· подземная структура в виде свода (купола), покрытого газонепроницаемым слоем - кровлей пласта, имеющим достаточную протяжённость, чтобы обеспечить необходимую емкость хранилища;

· под куполом - коллектор, пласт породы для хранения газа, обладающей достаточными пористостью и проницаемостью, чтобы обеспечить желаемые емкость и продуктивность;

· комплекс непроницаемых пород - покрышку, закрывающую этот резервуар, чтобы исключить утечку газа вверх.

Хранение газа в истощенных или частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях

 Истощенные газовые месторождения во многих случаях оказы­ваются наилучшими объектами для создания в них ПХГ, так как месторождение полностью разведано, известны геометриче­ские размеры и форма площади газоносности, геолого-физические параметры пласта, начальные давления и температура, со­став газа, изменение во времени дебитов скважин, коэффициентов фильтрационных сопротивлений А и В, режим разработки месторождения, технологический режим эксплуатации, герме­тичность покрышки. На месторождении имеется определенный фонд добивающих, нагнетательных и наблюдательных скважин, промысловые со­оружения для получения товарного газа.

Параметры ПХГ, определяемые при проектировании

1)          макси­мально допустимое давление;

2)          минимально необходимое дав­ление в конце периода отбора;

3)          объемы активного и буфер­ного газов;

4)          число нагнетательно-эксплуатационных скважин;

5)          диаметр м толщину стенок промысловых и соединительного газопроводов;

6)          тип компрессорного агрегата для КС;

7)          об­щую мощность КС;

8)          тип и размер оборудования подземного хранилища для очистки газа от твердых взвесей при закачке его в пласт и осушки при отборе;

9)          объем дополнительных ка­питальных вложений, себестоимость хранения газа, срок оку­паемости дополнительных капитальных вложений.

При эксплуатации ПХГ количество отбираемого газа опреде­ляют по графику газопотребления. Число добывающих скважин, необходимое при отборе газа, определяют с учетом среднесуточного отбора газа из храни­лища, типа подземного хранилища, крепости породы газона­сыщенного коллектора, технологического режима эксплуатации скважин, схемы размещения скважин на площади газонос­ности. Необходимое число скважин и компрессоров рассчитывают для двух наиболее трудных периодов работы подъемного хра­нилища:

1)    пикового периода отбора газа (декабрь или январь);

2)    конечного периода отбора газа из хранилища (март — апрель).

В первом случае максимальный отбор газа осуществляется при высоком давлении, во втором случае расход отбираемого газа из хранилища меньше и давление газа в хранилище в этот период минимально.

 Хранение газа в выработанных нефтяных месторождениях

Опыт эксплуатации нефтяного месторождения позволяет получить необходимый материал для оценки возможности использования его в качестве ПХГ. Факт существования нефтяного месторождения свидетельствует о герметичности кровли. Кроме того, известны объемы добытой нефти, газа и воды, изменение давлений и дебитов по скважинам, геолого-физические параметры пласта-коллектора и физические свой­ства нефти, газа и воды.

Рисунок 14.1 - Графики зависимости из­менения пластового давления и газового фактора от объема до­бытой нефти

 

 

При проектировании необходимо:

-         тщательно обследовать и отремонтировать старые заброшенные или негерметичные сква­жины,

-         изучить состояние и герметичность шлейфов, промысловых нефтепроводов, сепараторов и другого оборудования,

-         реконструировать промысловые газопроводы,

-         постро­ить новые установки для очистки и осушки газа,

-         пробурить новые нагнетательно-добывающие скважины.

В процессе подземного хранения газа в частично выработан­ном нефтяном пласте газ будет не только вытеснять нефть к за­боям добывающих скважин (или к периферии залежи), но и растворять и испарять компоненты нефти и выносить их из пла­ста на поверхность.

Нагнетательные скважины целесообразно размещав в сводовой части структуры, добывающие — в пони­женных частях.

Общий объем газа в хранилище скла­дывается из трех частей:

-         объема свободного газа в газовой шапке;

-         объема газа, растворенного в остаточной нефти

-         окклю­дированного (рассеянного в виде отдельных пузырьков в массе нефти) газа.

 

4.12. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС) осуществляют заправку автомобильного транспорта компримированным природным газом (КПГ).

В отличие от авто- и газозаправочных станций, где моторное топливо только реализуется, АГНКС являются объектами, на которых природный газ, поступающий по газопроводу, подвергается комплексной обработке.

Технологический процесс АГНКС включает:

• очистку в сепараторе и фильтрах сырьевого газа от капельной жидкости и механических примесей;

• коммерческий замер газа;

• компримирование до 25 МПа с охлаждением после каждой ступени сжатия компрессорных установок;

• осушку газа от влаги в блоке осушки;

• хранение в аккумуляторах при 25 Мпа и распределение через газозаправочные колонки при давлении 20 МПа.

Сеть АГНКС формируется на основе типоразмерного ряда. На начало 2000 г. в России работало свыше 200 АГНКС. Основу сети составляют станции большой производительности на 500 и 250 условных заправок в сутки. Сеть АГНКС включает:

• стационарные АГНКС-500 (цифра означает количество заправок грузовых автомобилей в сутки). АГНКС-500 созданы на входное давление 0,4–0,6 и 0,6–1,2 МПа;

• блочно-контейнерные АГНКС-250;

• модульные блочно-контейнерные АГНКС-125, гаражные АГНКС-75;

• индивидуальные заправочные установки и др.

Оборудование автомобильной газонаполнительной компрессорной станции предназначено для заправки автомобилей природным газом, подготовленным в соответствии с ГОСТ27577-87, от газовых сетей с избыточным давлением от 0,02 до 5,5 МПа (от 0,2 до 55 кгс/см²). Выбор станции и компрес­сора определяется давление газа на входе в станцию и необходимой производительностью.

Станция изготавливается в климатическом исполнении "У","УХЛ", "ХЛ" категории 1 по ГОСТ 15150 и предназначена для эксплуатации в интервале температур окружающего воздуха от -40°С до +45°С.

СОСТАВ СТАНЦИИ

Станция может быть скомплектована из следующих элементов и систем*:

1. фильтр входной;

2. блок входных кранов;

3. установка компрессорная на базе компрессоров 2ГМ6,0, 4ГМ2,5, 2ГМ2,5;

4. установка осушки газа высокого давления;

5. выходной блок;

6. система автоматики и управления;

7. система межблочных газопроводов;

8. колонки заправочные;

9. компенсатор давления;

10. общестанционный ЗИП.