Станции. Целесообразность использования природного газа в качестве моторного топлива обусловливается тремя факторами: экологической безопасностью
Целесообразность использования природного газа в качестве моторного топлива обусловливается тремя факторами: экологической безопасностью, длительной энергообеспеченностью и дешевизной.
На долю автотранспорта приходится более 70% от общего объема вредных веществ, попадающих в атмосферу городов и промышленных центров. Содержание вредных веществ в выхлопах автомобилей, работающих на природном газе, в 4...5 раз меньше: резко сокращаются выбросы сажи дизельными двигателями и полностью исключает-
220 Часть I. Основы нефтегазового дела
ся попадание в окружающую среду свинца от автомобилей, ранее работавших на этилированном бензине.
Мировые запасы газа многократно превышают запасы нефти. Разведанные запасы газа в России позволяют сохранить достигнутый уровень его добычи в течение по крайней мере 200 лет. Добыча же нефти неуклонно снижается.
Наконец, при использовании в качестве моторного топлива 1 куб. м природного газа заменяет 1 л бензина, но цена его примерно в 2 раза меньше.
Для заправки автомобилей природным газом служат автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС). Принципиальная схема АГНКС приведена на рис. 5.2.5.
Газ, поступающий из газопровода (1), очищается от механических примесей в блоке фильтров. Для этого используются четыре сетчатых фильтра (2), которые задерживают частицы размером больше 15 мкм. Затем замеряется его количество расходомером (3). В блоке компрессорных установок газ сжимают до 25 МПа. Каждый компрессор (4) имеет четыре цилиндра, через которые газ проходит последовательно. В первом цилиндре он сжимается от 1 до 2,5 МПа, во втором — от 2,5 до 7,5 МПа, в третьем — от 7,5 до 13 МПа, в четвертом — от 13 до 25 МПа.
Газомоторное топливо должно быть сухим, поскольку пары воды уменьшают его теплотворную способность. Поэтому скомпримиро-ванный газ подвергают осушке. Блок осушки включает в себя два адсорбера (5), заполненных цеолитом. Газ осушается в них попеременно. Отключенный адсорбер в это время находится на регенерации. Делают это с помощью подогретого электронагревателем (6) газа, называемого газом регенерации.
Насыщенный влагой газ регенерации подается в холодильник (7). Там влага и частицы масла конденсируются и выводятся в масловлаго-отделитель (8). После этого газ регенерации поступает обратно в компрессор.
Осушенный газ направляется в блок аккумуляторов, объем каждого из которых составляет 9 куб. м. Аккумуляторы (9) играют роль буферных емкостей, благодаря которым можно не менять режим работы компрессоров при изменении числа заправляемых автомобилей.
Из аккумуляторов газ подается в блок раздачи. Шланг (10) раздаточной колонки присоединяют к газобалонной установке автомобиля, плотно затягивая гайку на наконечнике шланга. Манометр на колонке показывает давление газа в баллонах автомобиля. Когда оно достигает 20 МПа, выдача газа прекращается.
Рис. 5.2.5. Принципиальная схема АГНКС: 1 — газопровод; 2 — фильтр; 3 — расходомер; 4 — компрессор;
5 — адсорбер; 6 — электронагреватель; 7 — холодильник; 8 — масловлагоотделитель; 9 — аккумулятор
газа; 10— раздаточный шланг
222 Часть I. Основы нефтегазового дела
5.2.7. Использование сжиженных углеводородных газов в системе газоснабжения
Наряду с природным газом в системе газоснабжения широко используются сжиженные газы (пропан, бутан и др.).
В зависимости от расхода газа, климатических условий и вида потребителей системы их снабжения сжиженными газами подразделяются на следующие типы:
1) индивидуальные и групповые баллонные;
2) групповые резервуарные с естественным или искусственным испарением;
3) групповые резервуарные установки по получению взрывобезо-пасных смесей газа с воздухом.
Индивидуальной баллонной установкойназывают установку, имеющую не более 2-х баллонов со сжиженным газом. Данные установки предназначены, в основном, для газоснабжения потребителей с небольшим расходом газа, например, отдельных квартир, садовых домиков и т. п. Сжиженный газ в данном случае хранится в баллонах объемом 5,27 или 50 л, которые размещаются либо на улице (в специальных шкафах), либо в помещении.
Групповые баллонные установкииспользуются для газоснабжения жилых малоквартирных зданий, мелких коммунально-бытовых и промышленных предприятий. В их состав входит более 2-х баллонов сжиженного газа. Суммарный объем баллонов не должен превышать 600 л при расположении шкафа с ними около зданий и 1000 л — при размещении шкафа вдали от зданий.
Групповые баллонные установки оснащаются регулятором давления газа, общим отключающим устройством, показывающим манометром, сбросным предохранительным клапаном.
Групповые резервуарные установки с естественным испарениемсостоят из нескольких емкостей, соединенных между собой уравнительными парофазными и жидкостными трубопроводами. Резервуары оборудуются арматурой для их заполнения сжиженным газом, средствами замера уровня жидкой фазы, предохранительными клапанами, регуляторами давления.
Резервуары устанавливаются на земле или под землей, стационарно или регулярно завозятся к месту размещения. При стационарной установке резервуаров сжиженный газ для них доставляется автоцистернами.
Емкость резервуаров в групповых установках достигает 50 куб. м, а суммарный объем резервуаров в установках — 300 куб. м.
К сожалению, на работу установок с естественным испарением сжиженного газа существенное влияние оказывает температура окру-
Глава 5. Хранение нефти, нефтепродуктов и газа 223
жающей среды: в соответствии с ее колебаниями изменяются производительность по паровой фазе и теплота сгорания газа.
Для больших промышленных объектов и крупных населенных пунктов используют групповые резервуарные установки с искусственным испарением.Они отличаются наличием специального тепло-обменного аппарата — испарителя. Расход жидкой фазы, подаваемой в испаритель, зависит от потребности в паровой фазе.
Недостатком установок с искусственным испарением сжиженных газов является то, что при температурах ниже О °С требуется использовать газы, пары которых не будут конденсироваться в трубопроводах.
Свойства природного газа и паровой фазы сжиженных углеводородных газов неодинаковы. Последняя имеет большие плотность и теплоту сгорания. Это создает определенные проблемы в тех случаях, когда сжиженный газ используется в качестве резервного топлива на случай прекращения подачи природного газа или его нехватки. Поэтому получили распространение групповые резервуарные установки по получению горючих смесей газа с воздухомдля газоснабжения. Для замены природного газа целесообразны смеси следующего состава: 1) 47% бутана + 53% воздуха; 2) 58% пропана + 42% воздуха.