Малотоннажное производство СПГ и область его применения опыт ООО "Газпром трансгаз Екатеринбург"

ЯШИ

Сжиженный природный газ

Малотоннажное производство СПГ и область его применения

I

Опыт ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»

Э.Д. Гайдт, начальник управления «Уралавтогаз» филиала ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»

Роль сжиженного природного газа как универсального энергоносителя будет возрастать. Для более широкого его использования необходимо создавать экономичные комплексы по производству СПГ, производить оборудование для его хранения, транспортировки и регазификации. В связи с этим ценным является опыт ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» по созданию комплексов по производству СПГ и внедрению эффективных СПГ-технологий для обеспечения топливом автономных котельных и автотранспорта, а также для газоснабжения при аварийных и ремонтных работах на объектах магистральных газопроводов.

__Ключевые слова:

природный газ, сжиженный природный газ, автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, комплекс по производству СПГ, СПГ-технология.

жиженный природный газ (СПГ) имеет значительные преимущества перед другими энергоносителями. Его использование актуально в тех регионах, где сетевая газификация экономически не оправданна. СПГ - самый экологически чистый и безопасный из массово используемых видов топлива, что открывает широкие перспективы его применения в промышленности, на транспорте и в ЖКХ.

На сегодняшний день ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» является одним из первопроходцев среди газотранспортных предприятий ОАО «Газпром» по освоению технологий малотоннажного производства СПГ, его транспортировке и использованию. На первом этапе Обществом был построен комплекс производства СПГ на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС) в г. Первоуральск. Производительность комплекса составляет 0,8 т/ч. Полученный СПГ используется для газоснабжения котельной мощностью 3 МВт в санатории-профилактории «Озеро Глухое». Доставка до санатория осуществляется транспортными емкостями для перевозки сжиженного метана.

В результате трехстороннего соглашения между ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», ОАО «КАМАЗ» и НПФ «Гелиймаш» были созданы первые образцы КАМАЗов и городского автобуса НЕФАЗ, укомплектованные газовыми двигателями КАМАЗ с криогенным баком для заправки СПГ. Первые результаты показали значительное преимущество новой техники в сравнении с газобаллонными автомобилями. Так, значительно снизилась снаряженная масса автомобиля, и более чем в два раза вырос его пробег без дозаправки.

Сжиженный природный газ

к\\\\\\\\\\\\\\\\\ч

8

Следующим этапом в освоении СПГ автотранспортом стала установка в 2013 г. на АГНКС в Первоуральске первой в России топливораздаточной колонки СПГ. С апреля 2014 г. по настоящее время на АГНКС в Первоуральске осуществляется заправка опытной партии техники ОАО «КАМАЗ», оборудованной криогенными баками и проходящей полевые испытания в Свердловской и Московской областях (рис. 1).

Рис. 1. Заправка опытного самосвала КАМАЗ, оборудованного криобаком для СПГ

В настоящее время ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» совместно с ООО «Газпром газомоторное топливо» сотрудничает с крупнейшими в России потенциальными потребителями СПГ, одним из которых является промышленный холдинг по производству цемента ЗАО «ЕВРОЦЕМЕНТ груп». В составе данного холдинга есть два предприятия, находящиеся в зоне ответственности «Газпром трансгаз Екатеринбург», - ЗАО «Катавский цемент» и ЗАО «Невьян-ский цементник». В настоящее время ЗАО «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» рассматривает возможность перевода своих карьерных самосвалов на использование СПГ, в связи с чем в ноябре 2014 г. в ЗАО «Невьянский цементник» были направлены два тестовых карьерных самосвала марки HOWO, работающие на СПГ (рис. 2). Их заправка будет производиться с помощью криогенного автомобильного газозаправщика (КриоПАГЗ), оборудованного криогенным насосом и узлом коммерческого учета газа, от комплекса производства СПГ на ГРС-4 в Екатеринбурге.

Наиболее эффективно применять СПГ в качестве моторного топлива на железнодорожном транспорте. Для развития этого направления ОАО «Газпром» и ОАО «РЖД» разработали программу по организации на полигоне Свердловской железной дороги опытной эксплуатации газомоторных локомотивов (ГМЛ). Целью этой программы является внедрение газомоторного топлива (СПГ) на объектах ОАО «РЖД» как наиболее крупном представителе транспортной системы России. Этой программой предусмотрено создание пункта экипировки ГМЛ и бортовых криогенных топливных систем ГМЛ. Для производства необходимого количества СПГ в соответствии с программой ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» создало современный комплекс производства СПГ на ГРС-4 в Екатеринбурге. Проектная мощность комплекса - 3 т/ч (рис. 3).

чЧШШШШШШШШШШ

Рис. 2. КриоПАГЗ (слева) и карьерный самосвал НОШО LNG

Рис. 3. Комплекс производства СПГ на ГРС-4 в Екатеринбурге

С января 2013 г. на пункте экипировки, находящемся в непосредственной близости от комплекса, осуществляется регулярная заправка магистрального газотурбовоза ГТ1Ь-001. Объем одной его заправки составляет 17 т СПГ.

Мощность силовой установки ГТ1Ь-001 (8 300 кВт) позволяет водить тяжеловесные поезда массой до 15 тыс. т - по равнинному профилю, до 9 тыс. т - по горному профилю. По данным ОАО «РЖД», при использовании газотурбовоза ГТ1Ь-001 в 2,5 раза уменьшается экологический ущерб и обеспечивается значительное снижение годовых эксплуатационных затрат в сравнении с дизельным локомотивом. Подтверждена эффективность применения газотурбовозной тяги при сопровождении тяжеловесных поездов массой более 7 тыс. т.

С июля 2014 г., кроме газотурбовоза ГТ1Ь-001, начались эксплуатационные испытания газомоторных локомотивов нового поколения - газотурбовоза ГТ1Ь-002 и маневрового газопоршневого тепловоза ТЭМ19-001, заправка которых также осуществляется на пункте экипировки комплекса (рис. 4).

Рис. 4. Газомоторные локомотивы ОАО «РЖД»:

а - магистральный газотурбовоз ГТШ-001; б - магистральный газотурбовоз ГТШ-002; в - маневровый газопоршневой тепловоз ТЭМ19-001

По окончании эксплуатационных испытаний газомоторных локомотивов нового поколения планируется сертифицировать газотурбовоз серии ГТ1Ь-002 и газопоршневой маневровый тепловоз серии ТЭМ19, а также организовать их серийное производство. Привлечение такого солидного потребителя на рынок газомоторных топлив создаст предпосылки к увеличению производственных мощностей по выработке СПГ.

Уже несколько лет ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» активно использует СПГ для газоснабжения и газификации объектов газопотребления. Так, помимо газоснабжения котельной в санатории-профилактории «Озеро Глухое», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» успешно использует СПГ для мобильного газоснабжения потребителей при проведении ремонтных работ на газопроводах без прекращения подачи газа потребителю.

Например, мобильный комплекс регазификации СПГ уже использовался на предприятиях Нижнего Тагила, Верхней и Нижней Салды, Каменск-Уральского, Кыштыма, Еманжелинска и других населенных пунктов (рис. 5). Ежегодно при ремонтах газопроводов используется 40.. .60 т СПГ для замещения трубопроводного газа.

чЧШШШШШШШ

Рис. 5. Активный мобильный регазификатор СПГ РПМ 2000

В рамках соглашения о сотрудничестве между правительством Свердловской области и ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» «О расширении использования КПГ в качестве моторного топлива и СПГ для беструбопроводной газификации объектов» был запущен пилотный проект альтернативной газификации с использованием СПГ в поселке Староуткинск (Свердловская область). Реализация плана позволила обеспечить теплом на территории городского округа Староуткинск 17 многоквартирных домов, больницу, школу, детский сад и здание администрации муниципалитета.

Другим потенциальным направлением использования СПГ является создание баз резервного газоснабжения для населенных пунктов. На сегодняшний день по договору между ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» и ООО «Газпром пром-газ» разработаны и в настоящее время согласовываются «Технико-экономические предложения по резервному газоснабжению социально значимых объектов г. Каменск-Уральский». Газоснабжение этого города осуществляется только через один газопровод-отвод общей протяженностью 70,5 км от одной ГРС производительностью 256,2 тыс. м3/ч.

Вместо строительства резервного газопровода длиной 87 км планируется строительство комплекса производства СПГ на ГРС в г. Каменск-Уральский производительностью 3 т/ч, системы хранения объемом 3,5 тыс. м3 СПГ и системы ре-газификации СПГ производительностью по газу 20 тыс. м3/ч. Подача природного газа потребителям Каменск-Уральского будет осуществляться через существующие распределительные сети после ГРС. Возникнувший при организации базы резервного газоснабжения потенциал производства и хранения СПГ можно использовать для автономной газификации региона.

Опыт, накопленный в течение более 10 лет успешной работы над СПГ-проектами, компетентность специалистов на всех стадиях реализации таких проектов -от проектирования до эксплуатации - делают ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» лидирующей компанией в ОАО «Газпром» по освоению технологий малотоннажного производства СПГ, его транспортировке и использованию.

С начала строительства в 2001 г. первой установки по производству СПГ на АГНКС в Первоуральске ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» удалось реализовать полную технологическую цепочку обращения СПГ, включающую производство, транспортировку и его использование.